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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Filtercapsule mit einem Filtergehäuse, das an mindestens einer Stirnseite eine Endkappe mit einem Entlüftungsventil aufweist, wobei das Entlüftungsventil an seinem hervorragenden freien Ende eine Entlüftungsöffnung aufweist.
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Stand der Technik
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Zunehmend werden in der Biotechnologie Filtercapsulen aus Kunststoff eingesetzt, die insbesondere zum Einmalgebrauch geeignet sind. Insbesondere werden dabei zunehmend Filtercapsulen genutzt, deren Zu- und Abfluss im so genannten T-Style-Design ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass an einem Ende bzw. an einer Endkappe der Filtercapsule sowohl der Gehäusezulauf als auch der Gehäuseablauf angeordnet ist. Dabei sind der Gehäusezulauf und der Gehäuseablauf T-förmig ausgebildet, d. h. sie sind jeweils quer zur Längsachse des Filtergehäuses angeordnet und winkelförmig mit dem Unfiltrat- bzw. Filtratraum verbunden.
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Sind die beiden Anschlüsse in vertikaler Richtung an der oberen Endkappe der Filtercapsule angeordnet, so wird zur Vermeidung eines am oberen Ende des Unfiltratraumes entstehenden Gasvolumens ein Entlüftungsventil benötigt. Soweit die Filtercapsule mit der die Anschlüsse tragenden Endkappe in vertikaler Richtung nach unten verwendet wird, wird ein entsprechendes Entlüftungsventil an der der Endkappe mit den Anschlüssen gegenüberliegenden Endkappe benötigt.
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Nachteilig dabei ist, dass die jeweils an der höchsten Stelle angeordneten Entlüftungsventile in Richtung der Längsachse oder gelegentlich quer zur Längsachse über die Wandung der Filtercapsule bzw. Endkappe hinausragen. Dabei sind die Entlüftungsventile, insbesondere bei Filtercapsulen aus Kunststoff, anfällig gegen Abbrechen bei unsachgemäßer Behandlung. Soweit die Filtercapsulen steril verpackt in eine Folie eingeschweißt sind, kann es zudem vorkommen, dass durch das Entlüftungsventil und falscher Lagerung die Verpackungsfolie beschädigt wird, in deren Folge die Filtercapsule kontaminierbar ist.
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Aus der
JP 2003210912 A ist eine Filtercapsule bekannt, die ein zylinderförmiges Filtergehäuse aufweist, das an seinen beiden Stirnseiten durch Endkappen verschlossen ist. Die in vertikaler Richtung obere Endkappe weist eine Entlüftungsmündung auf, die mit einem zwischen einem Filter und der Gehäusewandung angeordneten Unfiltratraum verbunden ist. Die der ersten Endkappe gegenüberliegende untere Endkappe weist quer zur Gehäuselängsachse einen Gehäusezulauf und einen Gehäuseablauf auf. Der Gehäusezu- und ablauf sind entsprechend dem so genannten T-Style-Design T-förmig ausgebildet. Dabei sind der Gehäusezulauf mit dem Unfiltratraum und der Gehäuseablauf mit dem Filtratraum verbunden. Die untere Endkappe weist ebenfalls eine Entlüftungsmündung auf, die mit dem Unfiltratraum verbunden ist. Je nach Einbaulage wird jeweils die untere Entlüftungsmündung verschlossen und die in vertikaler Richtung oben angeordnete genutzt. Auf die Entlüftungsmündungen können nicht dargestellte Entlüftungsventile aufgesetzt werden.
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Nachteilig auch bei dieser bekannten Filtercapsule ist, dass die Entlüftungsmündungen bzw. mit ihnen verbundene Entlüftungsventile in Längsrichtung über die Endkappen hinausragen und bei unsachgemäßer Handhabung abbrechen können. Auch ist es möglich, dass durch die Entlüftungsmündungen bzw. deren Ventile evtl. Umverpackungen beschädigt werden können.
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Aus der
DE 200 08 112 U1 ist ein Flüssigkeitsfilter bekannt, der einen Gehäusedeckel aufweist, dessen Boden endkappenförmig ausgebildet ist. In der Endkappe befindet sich eine Ablassöffnung zum Ablassen der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsfilter. Seitlich versetzt zur Ablassöffnung ist eine Belüftungsöffnung angeordnet. Diese Belüftungsöffnung wird gemeinsam mit der Ablassöffnung durch ein Verschlusselement abgedichtet bzw. freigegeben.
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Nachteilig dabei ist, dass es sich bei der Belüftungsöffnung um kein eigenständiges Entlüftungsventil handelt und es damit nur in Verbindung mit dem Ablass-„Ventil” einsetzbar. Um eine notwendige Festigkeit bzw. Stabilität zu erreichen, wird bei der
DE 200 08 112 U1 in das Gehäuseteil aus Kunststoff ein zusätzlicher Gewindeeinsatz aus einem anderen Material, beispielsweise Metall, eingesetzt. Dies ist relativ aufwendig und teuer und für Einwegartikel unerwünscht.
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Aus der
US 7 419 591 B2 ist eine Filtercapsule mit einem Filtergehäuse bekannt, das an einer Stirnseite ein Entlüftungsventil aufweist. Das Entlüftungsventil weist an seinem hervorragenden freien Ende eine Entlüftungsöffnung auf. An der Stirnseite sind beabstandet zum Entlüftungsventil zwei seitliche radial vom Entlüftungsventil weggerichtete zungenförmige Schutzwände angeordnet, die das Entlüftungsventil in der Höhe überragen.
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Nachteilig dabei ist, dass durch die radial gerichtete Seitenwand auf der radial gegenüberliegenden Seite des Entlüftungsventils eine zweite Schutzwand notwendig ist.
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Weiterhin ist aus der
US 4 045 345 A ein selbstspülender Filter bekannt, der eine Spülkammer aufweist, die am unteren Ende des Filtergehäuses mit einer Hauptventilkammer in Verbindung steht, die ihrerseits über ein Ventil entlüftet werden kann. Das Entlüftungsventil ist dabei in einer Abdeckplatte bzw. einem Deckel der Ventilkammer angeordnet. Das Ventil weist eine quer zur Kammerachse angeordnete Längsachse auf, zu der zur Hauptventilkammer hin eine Kammeröffnung quer angeordnet ist und nach außen hin ebenfalls quer zur Ventillängsachse eine Entlüftungsmündung angeordnet ist. Radial zur Abdeckung ist in der Längsachse des Entlüftungsventils ein Betätigungsstößel angeordnet, der nach außen hin zur Betätigung freiliegt.
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Das Entlüftungsventil ist relativ aufwendig und teuer ausgebildet und aufgrund seiner Feder nicht für eine Einwegverwendung als sterilisierbar verpackbares Teil geeignet.
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Weiterhin ist aus der
DE 43 21 927 A1 eine Filtercapsule mit einem Filtergehäuse bekannt, das zwei endseitige Stirnkappen aufweist, wobei an einer ersten Stirnkappe ein Gehäusezulauf und an einer zweiten Stirnkappe ein Gehäuseablauf jeweils in Längsrichtung der Längsachse des Filtergehäuses vorgesehen sind. Parallel zum Zulauf weist das Filtergehäuse ein Entlüftungsventil auf, das an seinem hervorragenden freien Ende eine von einer Schraube verschlossene Entlüftungsöffnung aufweist.
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Aus der
DE 298 14 103 U1 ist ein Filter mit einem quer zur Längsachse eines Filtergehäuses angeordnetem Lüftungsventil bekannt. Das Entlüftungsventil ist mit einer Steuereinrichtung, die in Abhängigkeit eines im Filtergehäuse herrschenden Füllstands das Verschlusselement betätigt, verbunden. Das Entlüftungsventil und die Steuereinrichtung sind im oberen Teil des Filtergehäuses eingebettet.
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Aufgabenstellung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Filtercapsule so auszubilden, dass an ihren Endkappen angeordnete Entlüftungsventile auch bei unsachgemäßer Handhabung weder abbrechen noch evtl. Umverpackungen in unerwünschter Weise beschädigen können.
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Darstellung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass an der Endkappe beabstandet zum Entlüftungsventil eine Schutzwand ausgebildet ist, die das Entlüftungsventil an der der Schutzwand zugewandten Seite seitlich und in der Höhe überragt, dass die erste Schutzwand als eine von der der ersten Endkappe weggerichtete Schutzzunge ausgebildet ist, die eine Zungenbreite aufweist, die größer ist als der Außendurchmesser des ersten Entlüftungsventils und dass die zweite Schutzwand und die Längsachse des Entlüftungsventils etwa quer zur Längsachse des Filtergehäuses ausgebildet sind, und dass die Schutzwand den Boden einer radial angeordneten Einbuchtung der Stirnfläche der Endkappe bildet.
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Dadurch, dass etwa parallel zum Entlüftungsventil eine Schutzwand vorgesehen ist, die breiter und höher als das Ventil ausgebildet ist und das Entlüftungsventil somit seitlich und in der Höhe überragt, ist das Entlüftungsventil besser vor unbeabsichtigten Krafteinflüssen geschützt und eine evtl. Umverpackung wird bei entsprechender Gestaltung der Schutzwand weniger punktuellen Überlastungen ausgesetzt, die zum Beschädigen der Umverpackung führen könnten. Dadurch, dass die Schutzwandung zum Entlüftungsventil beabstandet ist, ist eine problemlose Handhabung, also ein manuelles Öffnen oder Verschließen des Entlüftungsventils gewährleistet.
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Die von der Endkappe weggerichtete Schutzzunge weist eine Zungenbreite auf, die größer ist als der größte Außendurchmesser des Entlüftungsventils, wobei das freie Ende der Schutzzunge das freie Ende des Entlüftungsventils überragt. Die Schutzzunge kann dabei eben und parallel zur Längsachse des Entlüftungsventils angeordnet sein. Die Schutzzunge kann aber auch in ihrem Ende einen größeren Abstand zum Entlüftungsventil aufweisen als an ihrer mit der Endkappe verbundenen Basis. Auch ist es beispielsweise möglich, die Schutzwand gewölbt bzw. in einem Halbkreis oder Halbkreissegment um das Entlüftungsventil herum anzuordnen. Entscheidend ist, dass ausreichend Platz zum manuellen Verstellen des Entlüftungsventils bleibt.
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Die Längsachse des Entlüftungsventils und die Schutzwand sind etwa quer zur Längsachse des Filtergehäuses ausgebildet. Auch bei einer Anordnung des Entlüftungsventils quer zur Längsachse kann die Schutzwand prinzipiell als eine Schutzzunge ausgebildet sein. Eine solche Ausbildung weist dann die gleichen Vorteile wie oben dargestellt auf.
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Die Schutzwand bildet den Boden einer radial angeordneten Einbuchtung der Stirnfläche der Endkappe.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Längsachse des Entlüftungsventils und die Schutzwand etwa parallel zur Längsachse des Filtergehäuses angeordnet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schutzzunge zu ihrer Basis bzw. zur Endkappe hin eine Stabilisierungsrippe auf. Die Stabilisierungsrippe verleiht der Schutzzunge eine größere Stabilität und trägt dazu bei, dass die Schutzzunge nicht ihrerseits bei unsachgemäßer Handhabung abbricht.
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Dabei ist die Einbuchtung zum Umfang der Endkappe hin geöffnet und wird von zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen und eine die Seitenflächen verbindenden Basisfläche begrenzt. Die Basisfläche liegt dabei gegenüber dem Umfang des Filtergehäuses soweit zurück, dass das an der Basisfläche angeordnete Entlüftungsventil nicht über den Umfang der Filtercapsule bzw. der Endkappe hinausragt. Die Tiefe der Einbuchtung bzw. die Höhe der Basisfläche ist dabei so ausgebildet, dass das Entlüftungsventil mit seinem größten Durchmesser einerseits nicht über die Stirnfläche der Endkappe hinausragt und andererseits von der Schutzwand bzw. dem Boden der Einbuchtung ein solchen Abstand aufweist, dass eine manuelle Bedienung des Entlüftungsventils möglich ist. Die Anordnung des Entlüftungsventils in der Einbuchtung der Endkappe weist den Vorteil auf, dass das Entlüftungsventil praktisch allseitig geschützt angeordnet ist. Die Seitenflächen und die Basisflächen der Einbuchtung sind dabei im Wesentlichen senkrecht zur Schutzwand bzw. dem Boden der Einbuchtung angeordnet. Die einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Einbuchtung können gegenüber dem Boden auch schräg, d. h. zur Stirnfläche der Endkappe hin einen größeren Abstand aufweisen. Die Stirnfläche der Endkappe bildet zugleich eine Art zweite Schutzwand, sodass das Entlüftungsventil zwischen zwei Schutzwänden eingebettet ist. Auch hier ist wichtig, dass die Seitenwände einen solchen Abstand zum Entlüftungsventil aufweisen, dass dieses leicht manuell zu bedienen ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind an einer ersten Endkappe quer zur Längsachse des Filtergehäuses ein Gehäusezulauf sowie ein Gehäuseablauf angeordnet, wobei der Gehäusezulauf mit einem einem im Filtergehäuse einem Filter vorgelagerten Unfiltratraum verbunden ist und wobei der Gehäuseablauf mit einem dem Filter nachgelagerten Filtratraum des Filtergehäuses verbunden ist. Gehäusezulauf und Gehäuseablauf sind damit auf einer Seite der Filtercapsule angeordnet und bilden einen T-förmigen Anschluss im so genannten T-Style. Die T-förmige Anschlussgestaltung weist insbesondere Vorteile bei einer Zusammenschaltung mehrerer Filtercapsulen auf. Ein derartiger Filter kann zudem wahlweise so eingebaut werden, dass der Gehäusezulauf und der Gehäuseablauf an der oberen oder an der unteren Endkappe angeordnet sind. Das jeweils oben liegende Entlüftungsventil bildet dann die eigentliche Entlüftung. Das unten liegende Entlüftungsventil kann als Entleerungsventil genutzt werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Endkappen wie auch das übrige Filtergehäuse aus Kunststoff ausgebildet und werden im Spritzgussverfahren hergestellt. Insbesondere die Schutzwände, als Schutzzunge oder als Einbuchtung ausgebildet, sind kostengünstig im Spritzgussverfahren herzustellen. Komplett aus Kunststoff ausgebildete Filtercapsulen sind insbesondere auch als Einweg-Filtercapsulen geeignet, die in Umverpackungen steril verpackt angeliefert werden können.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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In den Zeichnungen zeigen:
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1: eine Seitenansicht im Schnitt einer Filtercapsule mit Gehäusezulauf und Gehäuseablauf im T-Style,
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2: eine Draufsicht auf die Filtercapsule von 1 aus Richtung II,
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3: eine Seitenansicht der ersten Endkappe von 2 entlang der Linie III-III geschnitten,
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4: eine Seitenansicht der ersten Endkappe von 3 entlang der Linie IV-IV geschnitten,
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5: eine Untersicht unter die zweite Endkappe von 1 aus Richtung V,
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6: eine Seitenansicht der zweiten Endkappe von 5 entlang der Linie VI-VI und
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7: eine Draufsicht auf die zweite Endkappe von 6 aus Richtung VII.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Eine Filtercapsule 1 zur Filterung flüssiger Medien besteht im Wesentlichen aus einem Filtergehäuse 2 mit einem Filter 3, einer ersten Endkappe 4 und einer zweiten Endkappe 5.
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Die erste Endkappe 4 weist quer zur Längsachse 6 des Filtergehäuses 2 einen Gehäusezulauf 7 und einen Gehäuseablauf 8 auf.
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Der Filter 3 ist mit seinem ersten Ende 9 an der ersten Endkappe 4 befestigt, im Beispiel durch Verschweißen. Zwischen dem Filter 3 und dem Filtergehäuse 2 ist ein Unfiltratraum 10 angeordnet, der mit dem Gehäusezulauf 7 verbunden ist. Der Filter 3 weist ein Innenrohr 11 auf, dessen Innenraum einen Filtratraum 12 bildet, der mit dem Gehäuseablauf 8 verbunden ist. An seinem der ersten Endkappe 4 abgewandten zweiten Ende weist das Filtergehäuse 2 die zweite Endkappe 5 auf. Beabstandet zur zweiten Endkappe 5 ist das verschlossene freie Ende 13 des Filters 3 angeordnet.
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Die ersten Endkappe 4 weist ein Entlüftungsventil 14 auf, dessen Längsachse 15 etwa parallel zur Längsachse 6 des Filtergehäuses 2 verläuft. Das Entlüftungsventil 14 ist mit dem Unfiltratraum 10 bzw. über den Gehäusezulauf 7 mit dem Unfiltratraum 10 verbunden. Das Entlüftungsventil 14 kann in an sich bekannter Weise durch Verdrehen seines Verschlussteiles 16 geöffnet bzw. verschlossen werden. An der ersten Endkappe 4 ist in einem Abstand 17 vom Entlüftungsventil 14 eine Schutzwand 18 angeordnet, die als eine von der ersten Endkappe 4 weggerichtete Schutzzunge 19 ausgebildet ist. Die Schutzzunge 19, die etwa parallel zur Längsachse 6 des Filtergehäuses 2 angeordnet ist, weist eine Zungenbreite 20 auf, die größer ist als der Außendurchmesser 21 des Entlüftungsventils 14. Das freie Ende 22 der Schutzzunge 19 überragt das freie Ende 23 des Entlüftungsventils 14 um einen Abstand 24. Die Schutzzunge 19 weist zur ersten Endkappe 4 hin eine Stabilisierungsrippe 25 auf.
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Die in vertikaler Richtung am unteren Ende des Filtergehäuses 2 angeordnete zweite Endkappe 5 weist ein Entlüftungsventil 26 auf, dessen Längsachse 27 quer zur Längsachse 6 des Filtergehäuses 2 angeordnet ist. Die Schutzwand 28, die beabstandet zum Entlüftungsventil 26 an der zweiten Endkappe 5 angeordnet ist, ist ebenfalls quer zur Längsachse 6 des Filtergehäuses 2 ausgebildet. Die Schutzwand 28 bildet den Boden 29 einer radial angeordneten Einbuchtung 30 der Stirnfläche 31 der zweiten Endkappe 5. Die Einbuchtung 30 ist zum Umfang der Endkappe 5 hin geöffnet und wird von zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen 32, 33 und einer die Seitenflächen verbindenden Basisfläche 34 begrenzt. Die Basisfläche 34 trägt das Entlüftungsventil 26, das mit dem Unfiltratraum 10 verbunden ist. Die Seitenflächen 32, 33 und die Basisfläche 34 sind etwa senkrecht zur Schutzwand 28 bzw. zum Boden 29 angeordnet.
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Das Filtergehäuse 2, die Endkappen 4, 5 mit den Entlüftungsventilen 14, 26 sowie der Filter 3 sind aus Kunststoff ausgebildet. Insbesondere die Endkappen 4, 5 werden im Spritzgussverfahren hergestellt. Der Filter 3 ist mit seinem ersten Ende 9 mit der ersten Endkappe 4 verschweißt. Die Endkappen 4, 5 wiederum sind mit dem Filtergehäuse 2 verschweißt.
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Ein zu filtrierendes Medium wird über den Gehäusezulauf 7 dem Unfiltratraum 10 zugeführt, von dem Filter 3 filtriert und über den Filtratraum 12 und dem Gehäuseablauf 8 abgeleitet. Soweit die erste Endkappe 4 mit dem Gehäusezulauf 7 und dem Gehäuseablauf 8 in vertikaler Richtung oben angeordnet ist, wird bei Bedarf der Unfiltratraum 10 über das Entlüftungsventil 14 entlüftet.
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Soweit die erste Endkappe 4 mit dem Gehäusezulauf 7 und dem Gehäuseablauf 8 in vertikaler Richtung unten angeordnet ist, wird der Unfiltratraum 10 über das Entlüftungsventil 26 der zweiten Endkappe 5 entlüftet.
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Die Filtercapsule 1 wird in einer nicht dargestellten Umverpackung im sterilisierten Zustand geliefert.
