CN110997115A - 用于管状过滤器模块的连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于接收和连接过滤器模块、特别是管状过滤器模块的连接装置，所述连接装置具有至少一个侧向、特别是径向连接器，其中，连接装置的连接器具在侧向连接器处连接过滤器模块并将过滤器模块固定在连接装置中。连接装置的另外的连接器具用于连接同轴地布置在过滤器模块上的连接器，其中，同轴连接器不经由另外的连接器具固定。

Description

用于管状过滤器模块的连接装置

技术领域

本发明涉及一种用于接收过滤器模块、特别是管状过滤器模块的连接装置以及一种被接收在这种连接装置中的过滤器模块、特别是管状过滤器模块。此外，本发明涉及一种包括连接装置和过滤器模块的过滤系统，以及由多个过滤系统组成的组件。本发明还涉及过滤器模块、特别是管状过滤器模块在流体处理过程中、特别是过滤、特别是水处理中的使用。

背景技术

过滤器模块、特别是管状过滤器模块用于水处理和肾衰竭患者的透析。管状过滤器模块的特征在于长条状的、特别是圆柱形的壳体，并且可以称为管。管的端部由合适的盖封闭。这样的管状过滤器模块通常被设计成使得管状壳体内的区域通过膜壁被划分成至少两个流动腔室。特别地，管状壳体内的区域也可以通过多个膜壁分成至少两个流动腔室。在这方面，例如使用中空纤维膜束以便将管状壳体中的第一流动腔室和第二流动腔室分开。在此，第一流动腔室可以占据壳体内部的中空纤维膜之间的空间，而中空纤维膜的管腔侧形成第二流动腔室。管状过滤器模块中的中空纤维膜通常在中空纤维膜的端部以及在过滤器模块的管状壳体的端部区域中以密封化合物灌封，使得第一流动腔室和第二流动腔室只能跨膜壁流体连通。这种过滤器模块是众所周知的，并用于水处理和肾衰竭患者的透析领域。

管状过滤器模块包括至少两个流体入口，其中，每个流动腔室连通到至少一个流体入口。进入第一流动腔室的流入的流体在此也称为“供给”。供给流体通过膜隔壁被过滤，并作为过滤后的流体进入第二流动腔室，在第二流动腔室可以通过第二流体入口被引导出。过滤后的液体在此也称为“滤液”。

此外，在现有技术中，这种模块还包括第三流体入口。其可以被布置在过滤器模块上，以便流体地连接到第一流动腔室、供给侧或第二流动腔室、滤液侧。该第三连接器可以例如用于引导出或返回供给流体或滤液。第三连接器还可以被提供以实现膜的污染侧的反冲洗。这些管状过滤器模块的连接器可例如经由软管连接，并连接到流体处理机、如透析机或水处理系统。在比如在水处理中已知的大型过滤系统中，连接器永久地连接到连接管道。具有附连到管状模块壳体的相应端部的流体连接的管状过滤器模块是已知的。因此，流体连接布置在过滤器模块的管状壳体的端部处，以实现供给流和滤液侧之间的局部分隔。因此，这防止了供给侧与滤液侧交叉污染。在管状过滤器模块的直立位置中，滤液连接器通常在上方，供给连接器在下方，第三连接器布置在过滤器的一侧，渗余物通过该侧从过滤器模块中排出。

在饮用水处理厂的领域中，通过经由连接管道附连到过滤器模块的端部的流体入口将多个管状过滤器模块连接到组件中是已知的。借助于管道的过滤器模块的这种互连一方面可以在组件内的多个过滤器模块之间形成过滤级联。此外，由于管状过滤器模块平行布置并且连接管道相互连接，所以这种组件具有自支撑结构，这为该布置带来了稳定性和紧凑性。

然而，这种组件在过滤系统中的结构紧凑性确实使得难以补救所出现的缺陷；特别是在组件中更换单个过滤器模块的工作量很大。因此，为了最小化维修费用，有时在出现故障的情况下更换整个组件。但是，该过程成本高昂，并且在较小的过滤系统和私人用户的情况下，在经济上不利。

此外，在经受温度波动的过滤过程中，所描述的组件还受到热诱导材料膨胀的影响；即，特别地，管状过滤器模块和连接管道的纵向膨胀随着供给和滤液流体的温度变化而变得明显。因此，管状过滤器模块的纵向膨胀需要由互连的连接管道来容纳，这总体上导致材料应力，并且特别地还导致过滤器模块组件内的结构应力。这种应力被认为是不利的，因为它们可能导致组件的流体传导系统中的缺陷或泄漏。

WO 2012/113505 A1描述了一种用于处理用于家庭供水的水的设备。该设备包括过滤头、入口和出口、过滤杯和能够插入到过滤杯中的过滤元件。借助于致动装置将过滤杯从移除位置带到锁定位置，反之亦然。在移除位置，可以将过滤元件从过滤杯中移除，或者可以相应地将过滤元件引入过滤杯中。在锁定位置，过滤杯被压到过滤头上，从而过滤杯被预紧，过滤杯中的过滤元件以密封方式连接到设备的入口和出口。

DE 197 27 251 A1示出了一种过滤器设备和一种保留系统，其能够实现与软管或管道系统的简单且牢固的连接。在此，过滤器设备包括至少两个连接器，尤其是四个连接器，它们设置在过滤器设备壳体的侧面，使得它们的中心线平行设置。过滤器设备用在用于水过滤的水处理单元中，该水处理单元用在肾衰竭患者的透析治疗中。保持设备包括引导件，该引导件可以与过滤器设备上的反向引导件接合。过滤器设备的流体连接还通过保持设备的可延伸喷嘴建立。喷嘴在此可以通过杠杆设备插入过滤器设备的连接器中。

US 2015/0001140描述了一种用于处理水的过滤系统，其具有可旋转盖、保持装置和过滤筒。在此，过滤筒由具有两个布置在所述壳体上的侧向和水平连接器的壳体组成。保持装置包括两个与过滤器连接器互配的保持器，以便与过滤筒建立流体连接。可旋转盖在此用作锁定设备，并将连接器的位置固定在互配的保持器中。

已知的现有技术的过滤系统在容易处理和低维护操作方面不令人满意。已知的系统不能令人满意地解决热材料膨胀补偿的问题。此外，仍然需要提供一种由多个过滤器设备构成组件的系统，该系统在热材料膨胀方面进行了优化，而另一方面，也使得能够轻松地更换组件中的各个过滤器模块。

发明内容

本发明的目的

因此，在本发明的第一方面中，目的是提供一种用于过滤器模块、特别是管状过滤器模块的连接装置，利用该连接装置可以建立到过滤器模块的流体连接，并且能够简单地更换过滤器模块，其中，连接装置被设计成使得热材料膨胀不会导致破坏性的材料应力。

在本发明的另一方面，目的是提供一种过滤器模块、特别是管状过滤器模块，其可以在连接装置中容易地安装或更换，其中，过滤器模块被设计成使得在流体地连接到连接装置时，可以在不累积材料应力的情况下进行热材料膨胀。

在本发明的另一方面，目的是提供一种连接装置和过滤器模块、特别是管状过滤器模块的过滤系统，其允许过滤器模块在连接装置中热膨胀，并且防止过滤系统中出现材料应力。

本发明的另一方面包括提供用于流体处理系统、特别是水处理系统的多个过滤系统的组件，其中过滤器模块、特别是管状过滤器模块集成到连接装置中，使得过滤器模块能够热膨胀而不会出现结构性材料应力。

本发明的内容

在本发明的第一方面，该目的通过根据权利要求1的连接装置创造性地解决。从属权利要求2至8构成本发明的第一方面的优选实施例。

在本发明的第二方面，该目的通过根据权利要求9的过滤器模块解决。从属权利要求10至14由此构成本发明的第二方面的优选实施方式。

在第三方面，该目的通过根据权利要求15的过滤系统解决。

在本发明的第四方面，该目的通过根据权利要求16的组件解决。

在本发明的第五方面，该目的通过在根据权利要求17的过程中使用根据权利要求9至14中至少一项的过滤器模块解决。

在本发明的第六方面，该目的通过在根据权利要求18的过程中使用根据权利要求1至9中至少一项的连接装置解决。

本发明的详细描述

本发明的第一方面涉及一种用于接收至少一个过滤器模块、特别是管状过滤器模块的连接装置，所述过滤器模块可通过沿着方向(E)从近端位置移动到远端接收位置而连接到该连接装置，所述过滤器模块包括至少一个侧向连接器、特别是径向连接器，所述连接装置具有至少一个第一连接器具，所述连接器具具有带有内腔的连接器件，所述连接器件具有在接收位置中面向过滤器模块的近端和面向连接装置的远端，其中，连接器件的近端被设计成使得连接器件能够连接到过滤器模块的侧向、特别是径向连接器和具有各自的近端和远端的至少一个第一和至少一个第二引导构件，所述端部和远端限定了连接器具的接收区域，用于接收过滤器模块、特别是管状过滤器模块，其中，至少第一引导构件具有指向接收区域的侧面，所述侧面具有至少一个从第一引导构件的近端延伸到远端并连接到连接器件的近端的引导表面，其中，引导构件的面向指向接收区域的引导表面的侧面特别是在剖面上为S形配置。

所述连接装置的优点在于，过滤器模块、特别是管状过滤器模块能够被插入到连接器具中，而侧向、特别是径向连接器不需要倾斜。特别地，具有侧向、特别是径向连接器的过滤器模块可以被插入到连接器具的接收区域中，使得仅连接器需要近似地——尽管不是精确地——对准连接器件。在将管状过滤器模块沿方向E从近端位置到远端接收位置进一步插入连接器具的接收区域中时，管状过滤器模块的侧向、特别是径向连接器通过至少一个第一引导构件对准。在该对准程序期间，过滤器模块，特别是管状过滤器模块绕其纵向轴线旋转。对准在此从管状过滤器模块的侧向、特别是径向连接器接触引导构件的侧向引导表面进行，管状过滤器模块的侧向、特别是径向连接器在接收方向上与接收区域对准。在将管状过滤器模块带入连接器具的接收区域的过程中，连接器沿着第一引导构件的S形引导表面对准，使得连接器的中心轴线与连接器件的轴线重合。从而将管状过滤器模块对准，使得可以在连接器和连接器件之间建立流体连接。

术语“连接装置”在此是指被装配成与过滤器模块建立流体连接的结构单元。就本申请而言，连接装置包括至少一个或多个功能元件，其中，连接器具构成了所述功能元件中的至少一个。连接装置还可以包括多个连接器具，利用该连接器具可以与过滤器模块的至少一个连接器建立流体连接，以便将流体供给到管状过滤器模块中或将其引导出过滤器模块。连接装置还可以进一步具有用于机械保持过滤器模块的结构部件。此外，还可以设置锁定装置，利用该锁定装置可以将过滤器模块固定在连接装置中，或者可以利用该锁定装置来确保连接装置与连接器具之间的流体连接。

术语“管状过滤器模块”是指其壳体可以描述为管的过滤器模块。术语“管”是指圆形、卵形或角形剖面的壳体。对于将过滤器模块接收在连接器具的接收区域中而言，重要的是，过滤器模块在侧向、特别是径向连接器的一个截面中具有剖面，该剖面能够与连接器具的接收区域相互作用。优选地，管状过滤器模块具有圆柱形壳体，因此壳体具有圆形剖面。但是，具有卵形或角形壳体的管状过滤器模块也可以是优选的，只要壳体在侧向连接器的区域中的区段被制成具有圆形剖面即可。这样的过滤器模块在现有技术中特别被称为中空纤维膜过滤器。在中空纤维膜过滤器中，多个中空纤维膜布置在过滤器模块的管状圆柱形壳体中。中空纤维膜由此将壳体的内部区域划分成至少两个流动腔室，流体可以经由附连到管状壳体的端部的端盖以及经由相应的连接器流动通过所述至少两个流动腔室。所述至少两个连接器在此用于供给，然后将供给流体和滤液流体再次引导到过滤器模块/从过滤器模块引导出。“管状”在此应进一步理解为壳体的纵向延伸成程度大于过滤器模块的剖面的直径。

在本申请的意义上，术语“连接器具”是指利用其可以与过滤器的连接器建立流体连接的装置。所述连接器具包括至少一个能够与过滤器模块的连接器连接的连接器件。“连接器件”在此由具有近端和远端的软管或套筒组成，其中，近端被设置为建立与过滤器模块的连接器的连接、特别是液密连接。软管或套筒具有内部空腔，相应的流体可通过该内部空腔引入或流出过滤器模块。空腔被称为“内腔”，并且从连接器件的近端延伸到远端。

术语“连接器”在此是指管状过滤器模块的入口。该连接器可以被设计成套筒的形式并且附连到壳体或管状过滤器模块的端盖。连接器包括至少一个开口，流体可以通过该开口进入管状过滤器模块的第一或第二流动腔室，或者可以从所述流动腔室中引导出来。优选地，连接器是圆柱形配置的并具有内腔。

连接器件优选地可以由抗弯的塑料材料或金属组成。连接器件可以在此被构造成使得至少在连接器件的一个端部区段中，内腔相对于过滤器模块连接器的外尺寸具有较大的尺寸，从而可以通过将连接器推入连接器件中来进行连接。优选地，连接器件和连接器是圆柱形配置。然而，在一种替代方案中，连接器件也可以被构造成使得过滤器模块连接器的内腔相对于连接器件的外尺寸具有较大的尺寸，从而可以将连接器件插入连接器的端部并建立连接。连接的密封可以通过引入连接器件和连接器的接触区域的密封元件来实现。这样的密封元件例如是周向安装到过滤器模块连接器的内腔侧的外表面或内表面的O形环。替代地或附加地，这种O形环也可以在连接器件的外或内腔侧表面上安装到连接器件上。

附加地，连接器件和连接器的端部可以被可穿透的隔片、优选是狭缝隔片覆盖，以便防止污染连接器或连接器件。在本申请的意义上，尽管有盖，但连接器件和管状过滤器模块的连接器仍可通过隔片连接。因此，如本申请所定义的，术语“开口”也表示被可穿透的隔片覆盖的开口。相应的狭缝隔片优选地由柔性塑料材料、特别是热塑性弹性体材料组成。

连接器具还包括具有近端和远端的第一和第二引导构件，其中引导构件附连到连接器具，使得在引导构件之间形成接收区域。设置接收区域，使得过滤器模块、特别是管状过滤器模块可以插入连接器具中并由此被接收在接收区域中。特别地，至少两个引导构件将过滤器模块、特别是管状过滤器模块保持在接收区域中。在一个优选的实施方式中，由引导构件限定的连接器具接收区域的一个区段以对应于过滤器模块的管状几何形状的环形分段的方式限定，使得插入连接器具中的管状过滤器模块在接收区域中被引导构件包围。这意味着引导构件在指向接收区域的区域中具有弯曲的形状、特别是环形分段的形状，所述形状可以附连到管状过滤器模块的壳体。

引导构件还包括至少一个或多个与连接器具的接收区域对准的引导表面，该引导表面被形成为使得一方面它们可以将过滤器模块、特别是管状过滤器模块包围在接收区域中，但是另一方面，引导表面还被设计成使得过滤器模块在被引入连接器具的接收区域时被引导并对准。特别地，设置引导构件的引导表面以在将管状过滤器模块的连接器引入连接器具的接收区域时使其对准，使得连接器指向连接器件。在对准并被引入接收区域时，过滤器模块、特别是管状过滤器模块在此绕其纵向轴线旋转。因此，引导构件的引导表面在另外的区段中弯曲、特别是呈环形分段的形状。引导构件的引导表面被配置成使得弯曲区段、特别是环形分段的区域从近端到远端接合，并且特别是在剖面中赋予连接到连接器件的近端的引导表面S形。在此所述的“剖面”特别是与一表面重合，该表面延伸穿过接收区域和连接器具的两个引导构件并且方向(E)可以在其中延伸。弯曲区段的半径、特别是环形分段区段的半径在此根据过滤器模块，特别是管状过滤器模块的直径彼此互配，以使连接器可以在过滤器模块被插入连接器具的接收区域时对准。特别地，选择连接到连接器件的近端的第一环形分段的弯曲区段的半径，使其小于连接到第一环形分段的弯曲区段的第二环形分段的弯曲区段的半径。此外，特别地，第二环形分段的弯曲区段的半径等于或大于过滤器模块、特别是管状过滤器模块的半径。特别地，第一环形分段的弯曲区段的半径小于第二环形分段的弯曲区段的半径的一半，或者在替代实施例中，第一环形分段的弯曲区段的半径小于第二环形分段的弯曲区段的半径，约为第二环形分段的弯曲区段的半径的0.3倍。

根据另一实施例，引导构件的S形引导表面被配置成使得第二环形分段的弯曲区段连接到的线性区段设置在连接到连接器件的近端的第一环形分段的弯曲区段处。

在另一个实施例中，弯曲区段的环形分段被配置为使得环形分段的角度满足以下关系：

其中，

α是环形分段的角度，

μ是材料对的粘着系数。

材料对在此由过滤器模块的侧向、特别是径向连接器和连接器具引导构件的引导表面形成。粘着系数μ是本领域技术人员已知的变量。可以例如在：“Dubbel，Taschenbuch für den Maschinenbau，第22版，Springer Verlag 2007”中找到定义。遵循上面所示的等式1，可以特别低摩擦地将过滤器模块插入连接器具的接收区域中。

在此，管状过滤器模块的连接器在插入连接器具的接收区域中时从未对准位置通过侧向引导表面被引导。连接器在此沿着引导构件的剖面为S形的引导表面被引导，并且因此被对准，使得在对准位置，过滤器模块连接器的开口与连接器具连接器件的近端处的开口相对。并且可以通过进一步插入管状过滤器模块进行连接。

所述连接使过滤器模块、特别是管状过滤器模块的连接器与连接装置流体连通。优选地，连接器件和连接器处于重叠接合状态、即连接器件在连接时被推入过滤器模块、特别是管状过滤器模块的连接器中，或者过滤器模块、特别是管状过滤器模块的连接器被推入连接器件的内腔中。经由连接器件和连接器进行的连接可以被锁定在位，因此同时用作用于连接装置中的管状过滤器模块的固定。这由此产生了过滤器模块、特别是管状过滤器模块经由连接器具被连接并固定在侧向、特别是径向连接器处的优点。由于固定是经由径向连接器的连接进行的，因此过滤器模块、特别是管状过滤器模块可以由于热膨胀而纵向膨胀或收缩，而不会产生不利的材料应力。

在另一个实施例中，第二引导构件同样包括指向连接器具的接收区域并且剖面为S形的侧面，所述侧面具有与连接器件的近端连接的引导表面。在将管状过滤器模块插入连接器具的接收区域中时通过使过滤器模块、特别是管状过滤器模块的连接器能够在两个引导表面上朝着连接器件引导，从而简化了操作。因此，连接器和连接器件在连接器件的近端处的开口可以经由引导构件的第一或第二引导表面进入面对位置，并且因此更容易地和快速地连接。

在另一个实施例中，第一引导构件和第二引导构件优选地在连接器件的近端处悬臂地连接到连接器件。这样的配置使得连接器具能够一体构造。特别地，连接器具可以由塑料作为单件式部件以单级注射成型工艺制造。

在另一个实施例中，连接器具第一引导构件或第一引导构件和第二引导构件的指向过滤器模块、特别是管状过滤器模块的接收区域的S形侧面具有上和下引导表面，使得凹槽布置在上和下引导表面之间。引导表面在此相对于凹槽在上部和下部突起上延伸。因此，被配置的凹槽在被引入连接器具的接收区域中时支撑过滤器模块、特别是管状过滤器模块的引导。使将与连接器具连接的过滤器模块、特别是管状过滤器模块具有周向支承表面或与凹槽互补的多个周向布置的突起，当过滤器模块、特别是管状过滤器模块被插入连接器具的接收区域中时突起被引导到凹槽中。在此，周向支承表面形成侧向、特别是径向连接器的圆形剖面的区域。过滤器模块、特别是管状过滤器模块的插入由此被促进并且被固定以防止过滤器模块在连接器具的接收区域中倾斜。

在另一个实施例中，连接装置被设计成使得第一引导构件的两个引导表面中的上引导表面在其上延伸的上部突起与下引导表面在其上延伸的下部突起相比在引导构件的近端具有更短的配置，从而下部突起形成平台。在一个替代实施例中，与下引导表面在其上延伸的下部突起相比，第一引导构件和第二引导构件的上引导表面在其上延伸的上部突起在近端具有较短的配置，从而下部突起形成平台。因此，可以通过周向设置的支承表面或通过多个周向设置的突起将待引入连接器具的接收区域中的过滤器模块、特别是管状过滤器模块首先设置在由下部突起形成的平台上。因此，可以将管状过滤器模块上的周向支承表面或多个周向布置的突起牢靠地引入到引导构件的凹槽中，并且可以使过滤器模块、特别是管状过滤器模块插入连接器具的接收区域中的过程更牢靠、更容易。

在另一个实施例中，连接装置的特征在于，连接器具包括锁定机构。在本申请的意义上的“锁定装置”在此是指防止过滤器模块、特别是管状过滤器模块脱离接收区域的机械锁定装置。锁定可以通过机械形状配合或力配合实施。在一个实施例中，锁定是通过将销钉插入穿过连接器具的引导构件并穿过管状过滤器模块上的周向突起的钻孔中实现的。此外，可以在引导构件的近端处固定预张的扣环、快速释放装置或夹具，所述扣环、快速释放装置或夹具从第一引导构件的近端到达第二引导构件的近端并在过滤器模块、特别是管状过滤器模块的锁定状态下接合。

在另一个实施例中，连接装置的特征在于，包括至少一个另外的连接器具，用于接收至少一个与管状过滤器模块的纵向轴线同轴地布置的连接器。用于接收管状过滤器模块上的同轴连接器的连接器具同样包括设置用于连接同轴连接器的连接器件。连接器件具有内腔，可以由一段长度的管或套筒组成。在本申请的意义上，用于接收管状过滤器模块上的同轴连接器的连接器具也称为同轴连接器具。

同轴连接器具的连接器件由塑料或金属制成。连接器件在此可以被配置成使得连接器件的内腔至少在一个端部区段上比过滤器模块的同轴连接器的外尺寸大，从而可以通过将同轴连接器推入同轴连接器件中进行连接。然而，替代地，连接器件也可以被配置成使得过滤器模块的同轴连接器的内腔比同轴连接器件的外尺寸大，从而可以将连接器件插入连接器的端部并建立连接。连接的密封可以通过引入到连接器件和连接器的接触区域中的密封元件来实现。这样的密封元件例如是周向安装到过滤器模块连接器的内腔侧的外表面或内表面的O形环。替代地或附加地，这种O形环也可以在连接器件的外或内腔侧表面上安装到连接器件上。

与用于连接管状过滤器模块的侧向、特别是径向连接器的连接器具相比，同轴连接器和同轴连接器件之间的连接没有被锁定装置锁定。这意味着同轴连接器件和同轴连接器可以在连接状态下彼此相对移动。特别地，这种移动性是必需的，以便能够在没有材料应力的情况下补偿管状过滤器模块的纵向热膨胀。

在第二方面，本发明涉及一种过滤器模块、特别是管状过滤器模块，其可以被插入到上述类型的连接装置中。过滤器模块包括管状壳体，该管状壳体具有通过至少一个膜彼此分隔的第一流动腔室和第二流动腔室，过滤器模块还包括固定在过滤器模块上的至少一个第一和至少一个第二连接器，其中，至少第一连接器与第一流动腔室流体连通，并且至少第二连接器与第二流动腔室流体连通，其中，至少第一连接器侧向地、优选径向地固定在过滤器模块上，并且其中，过滤器模块包括在一个第一侧向布置的连接器的高度处周向布置的一个或多个突起。

过滤器模块的优点在于，其可以被放置在连接装置的引导构件上的周向布置的支承表面或多个周向布置的突起上，用于连接侧向、特别是径向连接器，以便将过滤器模块引入连接器具。周向突起在此构成连接管状过滤器模块的引导辅助。优选地，周向支承表面或多个周向突起用于将过滤器模块插入连接器具的引导构件的至少一个凹槽或两个凹槽中。至少一个引导构件中或至少第一和第二引导构件中的凹槽与过滤器模块、特别是管状过滤器模块上的周向支承表面或周向布置的突起协作，作为将过滤器模块插入连接器具的接收区域的改进的引导辅助。在一个优选实施例中，周向支承表面是圆形或圆段。

在另一个实施例中，过滤器模块、特别是管状过滤器模块特征在于，周向布置的支承表面在侧向连接器的中心水平剖面区域的高度处。因此，连接器具可以具有结构上有利的配置。

在另一个实施例中，过滤器模块、特别是管状过滤器模块具有布置在过滤器模块上的至少三个连接器，其中，第一连接器与第一流动腔室流体连通，第二连接器和第三连接器与第二流动腔室流体连通。

在一个替代实施例中，第一连接器和第二连接器与第一流动腔室流体连通，第三连接器与第二流动腔室流体连通。

在另一个实施例中，第一连接器侧向地、特别是径向地布置在过滤器模块、特别是管状过滤器模块上，其中，第二和第三连接器与管状过滤器模块的纵向轴线同轴地布置。

在另一个实施例中，过滤器模块、特别是管状过滤器模块特征在于，至少四个连接器布置在过滤器模块上，其中，第一连接器和至少第四连接器与第一流动腔室流体连通，第二和第三连接器与第二流动腔室流体连通。在这种连接器布置中，第一和第四连接器侧向地、特别是径向地布置在过滤器模块上，其中，第二和第三连接器与过滤器模块的纵向轴线同轴地布置。特别地，另一实施例提供了一种管状过滤器模块，其被配置成在第四连接器的区域中具有另一周向布置的支承表面或多个周向布置的突起。这种设计的过滤器模块也适合作为透析过滤器。

在另一方面，本发明涉及一种过滤系统，该过滤系统由根据本发明第一方面的至少一个实施方式的连接装置和根据本发明第二方面的至少一个实施例的至少一个过滤器模块、特别是管状过滤器模块组成。

在一个实施例中，过滤系统的特征在于，过滤器模块、特别是管状过滤器模块经由径向连接器具和连接系统锁定装置固定在连接装置中，并建立与过滤器模块的连接。同轴连接器具由此同样建立了到管状过滤器模块的连接。但是，同轴连接器具没有固定在管状过滤器模块上，因此过滤器模块的同轴连接器可在连接中沿过滤器模块的纵向轴线的方向移动。因此，该系统具有可移动的同轴连接能够在过滤器模块的纵向方向上补偿热膨胀的优点，并且该系统的设计因此不需要补偿材料应力。

同轴连接器具的连接器件可包括可移位套筒，该可移位套筒可在轴向方向上相对于管状过滤器模块的纵向轴线移动。可以使可移位套筒借助于杆移动。杆可以优选地将套筒设置成能进行旋转运动。优选在连接器件中设置倾斜的凹槽，该倾斜的凹槽可以将可移位套筒的旋转运动转换为轴向方向上的平移运动。这样的配置确保了材料膨胀的低应力容纳，并且同时确保了过滤器模块的特别简单的组装，特别是在同轴连接方面。

在第四方面，本发明涉及一种根据本发明的第三方面的多个过滤系统的组件，其特征在于，所述过滤系统的连接通道彼此流体连通。这样的组件特别适合于水处理系统。本发明的组件的优点在于，过滤器模块、特别是管状过滤器模块的热膨胀不需要通过组件的结构部件来补偿材料膨胀。由于材料膨胀会导致组件中的缺陷，特别是导致连接器具与过滤器模块上的连接器之间的连接泄漏，因此，这特别地产生安全优势。

本发明的第五方面涉及根据本发明的第二方面的一个实施方式的过滤器模块在过滤过程中、特别是在水处理中的流体、特别是液体的处理中的使用。

本发明的第六方面涉及根据本发明的第一方面的连接装置在流体处理程序中，特别是在过滤过程中、特别是在水处理中的液体中的使用。

附图说明

图1示出了根据本发明的连接装置的透视分解图，该连接装置具有分别根据本发明的示例性实施例的本发明的过滤器模块。

图2以透视侧视图示出了根据本发明的一个示例性实施例的连接装置的连接器具。

图3以顶视图在被布置在接收位置时从平行于过滤器模块的纵向方向的方向示出了图2的连接器具。

图4a以另一顶视图在正在被移动到接收位置时从平行于过滤器模块的纵向方向的方向示出了图2的连接器具。

图4b示出了图4a的过滤器模块处于接收位置的连接器具的视图。

图4c示意性地示出了图1至4b的连接器具的具有引导表面的引导构件的侧面的S形轮廓。

图5示出了根据一个示例实施例的本发明的组件的透视侧视图，该本发明的组件包括多个过滤系统和至少一个根据一个示例实施例的本发明的连接装置以及根据一个示例实施例的本发明的过滤器模块。

具体实施方式

图1以分解图的形式示出了过滤系统1的本发明的实施例。过滤系统包括连接装置100、管状过滤器模块300、用于连接到过滤器模块300的径向连接器304的连接器具200和用于连接到过滤器模块的同轴连接器303A、303B的两个连接器具400A、400B。连接器具200包括连接器件201，经由该连接器件201，流体可以通过过滤器模块300的径向连接器304被供给到过滤器模块的流动腔室或从过滤器模块的流动腔室排出。连接器具200、400A、400B在此是连接装置100的一部分。连接装置100通过其沿方向(E)从可以由用户表示的近端位置到从近端开始的位于远端的接收位置的移动用于过滤器模块300的安置和连接。

还示出了位于连接器具200上的引导构件202、203，所述引导构件202、203连接到连接器具200的连接器件201。引导构件具有指向接收区域205的引导表面207、213，其中仅引导构件203上的引导表面在图1中可见。图1还示出了管状过滤器模块300，其可以被带入接收区域205中，以便将连接器304连接到连接器件201并在管状过滤器模块300与连接装置100之间建立流体连接。管状过滤器模块具有圆柱形壳体301，其外径尺寸使得其可以被接收在连接器具200的接收区域205中。管状过滤器模块300具有与管状过滤器模块300的纵向轴线309同轴地布置的另外的连接器303A、303B。在此，同轴连接器303A、303B布置在管状过滤器模块的端部处并连接在管状过滤器模块的端盖302A、302B处。O形环306、307、308在径向连接器304和同轴地布置的连接器303A、303B处周向地施加到连接器，这些O形环被设置成相对于连接器具200、400A、400B的连接器件201、401A、401B密封连接器。

在所示的图示中，连接装置100包括支撑结构101，该支撑结构101经由钻孔102A、102B、102C接收连接器具400A、200、400B。通过将过滤器模块插入连接径向连接器302的连接器具200，并附连连接同轴连接器303A、303B的连接器具400A、400B，连接装置100和管状过滤器模块300一起构成过滤系统1。过滤器模块在此在过滤器模块的径向连接器304处通过连接器具200以及图中未示出的锁定装置固定在连接装置中。连接过滤器模块300的同轴连接器的连接器具400A、400B在此被配置为使得连接不是固定的。

连接器具400A、400B包括用于连接同轴连接器303A、303B的连接器件401A，401B。连接器件401A还可以被配置为观察镜或相应地包括观察镜，以便能够通过气泡测试对膜进行密封性测试。连接器件401A、401B还包括可移位套筒403A、403B，其可相对于纵向轴线轴向移位。在所示的实施例中，可移位套筒可以通过杆404A、404B移动。杆404A、404B用于设置套筒403a、403B以进行旋转运动。倾斜凹槽405A、405B将旋转运动转换为平移运动，使得套筒在轴向方向上移动。根据图1所示的实施例，同轴连接器303A、303B的外径尺寸被选择成，使得它们可以被接收在可移位套筒的内腔406中。可移位套筒403A、403B的内腔406仅在图1的透视图所示的连接器具400B的一个上可见。

图2示出了连接器具200的实施例的透视示意图，该连接器具200被设置用于连接过滤器模块的径向连接器。图2在此示出了图1的连接器具200的详细示图。连接器具200包括具有近端208和远端209的连接器件201，近端208具有通向连接器件的内腔的开口。还示出了附连在连接器件的近端208处的引导构件202、203。引导构件202、203限定出连接器具200中的接收区域205，该接收区域205被设置用于接收管状过滤器模块。在图2的透视图中可以看到上引导表面207和下引导表面213。引导表面被布置成在与位于引导表面之间的凹槽210相对的突起上延伸。由此，当过滤器模块300被引入连接器具200的接收区域205中时，凹槽210被设置为接收过滤器模块，特别是图1所示的管状过滤器模块300的周向支承表面305。图2所示的引导表面207、213被设计为使得上引导表面207在其上延伸的突起比下引导表面213在其上延伸的突起更短。这样，下引导表面在其上延伸的突起形成平台206。该平台用于在管状过滤器模块进一步插入连接器具的接收区域205中之前通过周向支承表面来承载管状过滤器模块。同时，平台用于将过滤器模块300的周向支承表面305带入一位置，以使圆形的支承表面305被引入凹槽210中。引导表面207、213和凹槽210在此被配置在引导构件202、203上，使得它们从引导构件202、203的近端202a、203a延伸到引导构件的远端202b、203b。特别地，引导表面213、207和凹槽210被布置成通过引导构件202、203的远端202b、203b连接到连接器件201的近端208。

图3示出了连接器具200的顶视图，其示出了引导构件202、203的指向接收区域205的S形侧面211。一方面，S形在此可以在沿方向E——优选地垂直于过滤器模块的纵向方向——通过引导构件(请参见图4a，4b)的剖面中特别看到，尽管优选地从平行于过滤器模块的纵向方向的顶视图中也可以看到。从技术上讲，过滤器模块在沿E方向插入过程中接触的表面具有S形。S形是由引导构件202、203上的两个顺序组合的弯曲区段R1、R1'、R2、R2'产生的，所述弯曲区段指向远端202b、203b处的接收区域205。第三区段R3、R3'在近端202a、203a处构成引导构件的直区段。因此，在直区段R3、R3'的区域中的接收区域205中的间隙基本上等于预期被引入到接收区域中的过滤器模块300的外径。过滤器模块300的外径和接收区域间隙在此被适配成使得过滤器模块可以无倾斜地插入到接收区域中。接收区域间隙在此相对于过滤器模块的外径略微尺寸过大。弯曲区段R1、R1'、R2、R2'可以通过曲率半径来描述。曲率半径的尺寸在此被设计成使得当将过滤器模块引入连接器具的接收区域205中直至连接器件的近端208时，它们对准管状过滤器模块300的径向连接器304，使得连接器件201和径向连接器304可以被连接。

图4a在过滤器模块300从近端位置移动到接收位置时从平行于过滤器模块300的纵向方向的方向在另一顶视图中示出了图2的连接器具200。示出了过滤器模块300的一位置，在该位置，径向连接器304在接收区域205中处于未对准位置。“未对准位置”在此意味着径向连接器304未朝向连接器具200的连接器件201对准，因此不能连接。引导构件的引导表面在图4a中未示出。图4a示出了引导构件202、203的S形侧面，该S形侧面指向引导表面在其上延伸的接收区域205。图4a还示出了环形分段的弯曲区段R1、R1'、R2、R2'。环形分段的弯曲区段、过滤器模块300的直径和引导构件202、203的直区段R3、R3'中的接收区域205的间隙被配置为使得在将过滤器模块300引入接收区域205中时，径向连接器304抵靠图4a中未示出的引导构件202、203的侧向引导表面的一个。然后，过滤器模块300的径向连接器在引入到接收区域205中时仅总是与两个引导构件202、203中的一个接触。在图4a中，径向连接器的对准仅由引导构件203的环形分段的弯曲区段来支持。通过管状过滤器模块300被进一步插入连接器具200的接收区域205中，径向连接器304沿着引导表面(图4a中未示出)被引导，并且被引导构件203的环形分段的弯曲区段R1'、R2'偏转，使得过滤器模块在接收区域中绕其纵向轴线旋转。旋转的旋转方向在图4a中由P1箭头指示。管状过滤器模块由此进入第二位置，在该第二位置中，径向连接器304与连接器件对准，并且在径向连接器304和连接器件201之间进行连接。

图4b示出了连接器具200的顶视图，其中图4a的过滤器模块300处于接收位置，其中过滤器模块300位于远端接收位置，并且连接器304处于对准位置。在“对准位置”中，过滤器模块的径向连接器304和连接器件201处于连接状态。图4b在此示出了过滤器模块300在连接器具200中的终端位置，过滤器模块300通过从图4a的未对准位置沿箭头方向P1进一步旋转并被推入接收区域205中而进入终端位置。

在图4a/b中，环形分段的弯曲区段R1的半径小于环形分段的弯曲区段R2的半径。环形分段的弯曲区段R2的半径等于或大于管状过滤器模块的半径。特别地，环形分段的弯曲区段R1的半径小于弯曲区段R2的半径的一半，或者在替代实施例中，弯曲区段R1处的半径比弯曲区段R2处的半径小，为弯曲区段R2处的半径的0.3倍。这种特定的半径比设计可以实现所需旋转运动的最佳配置。

在一种特定的实施方式中，环形分段的弯曲区段的半径具有以下值：

区段R1处的半径：18.63mm

区段R2处的半径：57.15mm

管状过滤器模块的外径：57.15mm

过滤器模块的外径和区段R3、R3′中的间隙基本上是相同的尺寸，尽管提供了过滤器模块在接收区域中的间隙配合。

图4c示出了过滤器模块300在连接器具200中处于未对准位置的一部分的示意性剖面图。图4c示出了与过滤器模块的径向连接器304接触的引导构件202的侧面的S形轮廓。引导构件202的引导表面在图4c中未示出。在示意性示出的实施例中示意性示出的引导构件202的朝向接收区域205的轮廓应等同于引导表面的几何形状。此外，在所示的图4c中示出了连接器具的一个实施例，其中引导构件202的朝向接收区域的S形侧面具有连接到第一环形分段的弯曲区段R1和第二环形分段的弯曲区段R2的线性区段L1。类似地，两个引导构件的引导表面也可以具有线性区段(L1)。此外，示出了弯曲区段R1和R2中的环形分段的α和β角。图4c的图示阐明了相关性，据此可以观察到以下条件，以将过滤器模块300从图4a的未对准位置对准到图4b的对准位置：

其中：

α是R2中的环形分段的角度，

μ是材料对的粘着系数。

类似的关系适用于具有β角的环形分段R1。该材料对由径向连接器304和图4c中未示出的引导构件的引导表面形成。优选地，径向连接器304和引导表面由塑料、例如聚丙烯材料或聚氯乙烯制成。但是也可以使用其它材料、例如金属。相同或不同的材料可以用于各个部件。环形分段的角度α和线性区段L1可以相应地根据粘着系数μ被调整以适于低摩擦地将过滤器模块插入接收区域。

图5示出了由多个过滤系统组成的本发明的组件500的一个实施例。示出了管状过滤器模块300，其被引入到连接器具200中以用于径向连接器304的连接，并且经由另外的连接器具400A和400B连接到同轴连接器303A和303B。连接器具200、400A、400B与连接管501A、501B、502建立流体连接，利用连接管501A、501B、502可以将流体供给到管状过滤器模块或从中引导出来。特别地，连接管可以连接到水处理系统的液压系统。锁定装置504在径向连接器304处将管状过滤器模块固定在组件连接器具中。然而，连接器具400A、400B未将同轴连接器303A、303B固定在连接器具中。因此，当热材料膨胀时，同轴连接器可以在连接器具400A、400B中沿管状过滤器模块的纵向方向移动。因此，热材料膨胀仅将无损的材料应力或甚至根本没有材料应力传递到连接管501A、501B、502。

Claims (18)

1.一种用于接收至少一个过滤器模块(300)、特别是管状过滤器模块的连接装置(100)，所述过滤器模块(300)能够通过沿方向(E)从近端位置移动到远端接收位置而连接到连接装置，所述过滤器模块具有至少一个侧向连接器、特别是径向连接器(304)，所述连接装置(100)包括：

至少一个第一连接器具(200)，其

具有带有内腔的连接器件(201)，所述连接器件(201)具有在接收位置中面向过滤器模块的近端(208)和面向连接装置的远端(209)，其中，连接器件(201)的近端(208)被设计成使得连接器件(201)能够连接到过滤器模块的侧向连接器、特别是径向连接器(304)，和

具有至少一个第一和至少一个第二引导构件(202、203)，第一和第二引导构件(202、203)分别具有其相应的近端(202a、203a)和远端(202b、203b)，第一和第二引导构件(202、203)的近端(202a、203a)和远端(202b、203b)限定了连接器具(200)的接收区域(205)，以用于接收过滤器模块、特别是管状过滤器模块(300)，其中，至少第一引导构件(202)具有指向接收区域(205)的侧面(211)，所述侧面具有至少一个引导表面，所述至少一个引导表面从第一引导构件(202)的近端(202a)延伸到第一引导构件(202)的远端(202b)并连接到连接器件(208)的近端，

其特征在于，

引导构件(202)的面向指向接收区域(205)的引导表面的侧面(211)在剖面上为S形配置(R1、R2)。

2.根据权利要求1所述的连接装置(100)，其特征在于，所述第二引导构件(203)具有指向连接器具的接收区域(205)的侧面(212)，所述第二引导构件(203)的侧面具有至少一个从第二引导构件(203)的近端(203a)延伸到第二引导构件(203)的远端(203b)并连接到连接器件(208)的近端的引导表面，其中，引导构件(203)的包括指向接收区域(205)的引导表面的侧面(212)在剖面上为S形配置(R1、R2)。

3.根据权利要求1或2所述的连接装置(100)，其特征在于，第一引导构件(202)和第二引导构件(203)优选地在连接器件(201)的近端(208)处悬臂地连接到连接器件。

4.根据前述权利要求中至少一项所述的连接装置(100)，其特征在于，所述至少一个引导构件(202)的、指向连接器具(200)的接收区域(205)的S形侧面(211)或者至少第一引导构件(202)和第二引导构件(203)的、指向接收区域(205)的S形侧面(211、212)包括上和下引导表面(207、213)，在引导表面之间沿引导表面延伸的凹槽(210)布置成使得引导表面(207、213)相对于凹槽在上部突起和下部突起上延伸。

5.根据权利要求4所述的连接装置(100)，其特征在于，与下引导表面在其上延伸的下部突起相比，第一引导构件(202)的两个引导表面(207、213)中的上引导表面在其上延伸的上部突起在引导构件的近端处具有较短的配置，从而下部突起形成平台(206)；或者与下引导表面在其上延伸的下部突起相比，第一引导构件(202)的和第二引导构件的两个引导表面中的上引导表面在其上延伸的上部突起在引导构件(202、203)的近端(202a、203a)处具有较短的配置，从而下部突起形成平台。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的连接装置(100)，其特征在于，所述连接装置(100)、特别是连接器具(200)包括锁定机构，以便将过滤器模块固定在连接器具(200)的接收区域(205)中。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的连接装置(100)，其特征在于，所述器具包括至少一个另外的连接器具(400A、400B)，用于接收至少一个与管状过滤器模块(300)的纵向轴线(309)同轴地布置的连接器(303A、303B)。

8.根据权利要求7所述的连接装置(100)，其特征在于，用于接收同轴地布置在过滤器上的至少一个连接器(303A、303B)的连接器具(400A、400B)能够实现连接器(303A、303B)在连接器具(400A、400B)中的可移动支撑。

9.一种将被接收在根据权利要求1至8中至少一项所述的连接装置(100)中的过滤器模块(300)、特别是管状过滤器模块，其包括管状壳体(301)、通过至少一个膜彼此分隔的第一流动腔室和第二流动腔室、附连到过滤器模块的至少一个第一连接器(304)和至少一个第二连接器(303A、303B)，其中，所述至少一个第一连接器(304)与第一流动腔室流体连通，并且所述至少一个第二连接器(303A、303B)与第二流动腔室流体连通，其中，第一连接器(304)侧向地、优选径向地固定在过滤器模块上，

其特征在于，

过滤器模块(300)在侧向布置的第一连接器(304)的高度处包括周向布置的支承表面(305)或多个周向布置的突起。

10.根据权利要求9所述的过滤器模块，其特征在于，周向布置的支承表面(305)是环形突起。

11.根据权利要求9或10所述的过滤器模块，其特征在于，周向布置的支承表面(305)位于所述侧向连接器、特别是径向连接器的中心水平剖面区域的高度处。

12.根据权利要求9至11中至少一项所述的过滤器模块(300)，其特征在于，至少三个连接器布置在过滤器模块上，其中，第一连接器(304)与第一流动腔室流体连通，并且第二连接器(303A)和第三连接器(303B)与第二流动腔室流体连通；或者第一连接器(304)和第二连接器(303A)与第一流动腔室流体连通，并且第三连接器(303B)与第二流动腔室流体连通。

13.根据权利要求9至12中至少一项所述的过滤器模块，其特征在于，至少第二连接器(303A)和/或至少第三连接器(303B)与过滤器模块(300)的纵向轴线(309)同轴地布置。

14.根据权利要求9至13中至少一项所述的过滤器模块(300)，其特征在于，所述过滤器模块包括多个中空纤维膜，所述中空纤维膜将至少一个第一流动腔室与至少一个第二流动腔室分隔。

15.一种过滤系统(1)，包括至少一个根据权利要求1至8中至少一项所述的连接装置(100)和至少一个根据权利要求9至14中至少一项所述的过滤器模块(300)。

16.一种组件(500)，包括多个根据权利要求15所述的过滤系统(1)和布置在所述过滤系统之间的连接通道(501A、501B、502)。

17.根据权利要求9至14中至少一项所述的过滤器模块(300)在流体处理过程中的使用，特别是用于在过滤过程中、特别是在水处理中处理液体。

18.根据权利要求1至8中至少一项所述的连接装置在流体处理过程中的使用，特别是用于在过滤过程中、特别是在水处理中处理液体。

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