DE102014118315B4 - Filtration system - Google Patents

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Abstract

Filtrationssystem (1) mit einer in einer Einspannvorrichtung eingespannten Filtrationseinheit (2) aus einer Mehrzahl von Filtrationsmodulen (3), die jeweils eine Verteilerplatte (5) mit Fluidanschlussadaptern (9) als Ein- und Ausgänge der Filtrationsmodule (3) aufweisen, wobei die Filtrationsmodule (3) über mit den Fluidanschlussadaptern (9) korrespondierende Leitungsadapter (11) mit einem starren Rohrleitungssystem (4) verbunden sind, wobei die Filtrationsmodule (3) orthogonal zu ihren Verteilerplatten (5) gestapelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsadapter (11) als flexible, mit dem starren Rohrleitungssystem (4) verbundene Schlauchstücke aus einem thermoplastischen Elastomer ausgebildet sind.Filtration system (1) with a filtration unit (2) clamped in a clamping device made up of a plurality of filtration modules (3) each having a distribution plate (5) with fluid connection adapters (9) as inputs and outputs of the filtration modules (3), the filtration modules (3) are connected to a rigid pipeline system (4) via line adapters (11) corresponding to the fluid connection adapters (9), the filtration modules (3) being stacked orthogonally to their distribution plates (5), characterized in that the line adapters (11) are designed as flexible hose pieces connected to the rigid pipeline system (4) made of a thermoplastic elastomer.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Filtrationssystem mit einer in einer Einspannvorrichtung eingespannten Filtrationseinheit aus einer Mehrzahl von Filtrationsmodulen, die jeweils eine Verteilerplatte mit Fluidanschlussadaptern als Ein- und Ausgänge der Filtrationsmodule aufweisen, wobei die Filtrationsmodule über mit den Fluidanschlussadaptern korrespondierenden Leitungsadaptern mit einem starren Rohrleitungssystem verbunden sind, wobei die Filtrationsmodule orthogonal zu ihren Verteilerplatten gestapelt sind.The invention relates to a filtration system with a filtration unit clamped in a clamping device comprising a plurality of filtration modules, each of which has a distributor plate with fluid connection adapters as inputs and outputs of the filtration modules, the filtration modules being connected to a rigid pipeline system via line adapters corresponding to the fluid connection adapters, whereby the filtration modules are stacked orthogonally to their distribution plates.

Stand der TechnikState of the art

Ein derartiges Filtrationssystem ist bekannt aus der DE 100 00 186 A1 .Such a filtration system is known from DE 100 00 186 A1 .

Aus der EP 0 345 209 A2 ist ein Filtrationssystem mit einer Filtrationseinheit aus zwei nebeneinander angeordneten Filtrationsmodulen bekannt, die jeweils eine Verteilerplatte mit Fluidanschlussadaptern als Ein- und Ausgänge der Filtrationsmodule aufweisen. Neben den Verteilerplatten weisen die Filtrationsmodule Filterkassetten auf, die gemeinsam mit den Verteilerplatten in einer Einspannvorrichtung eingespannt werden. Die Filtrationsmodule sind über ihre Fluidanschlussadapter über mit den Fluidanschlussadaptern korrespondierende Leitungsadapter mit einem starren Rohrleitungssystem verbunden. Dabei sind die Leitungsadapter ebenfalls starr ausgebildet, so dass parallel zueinander angeordnete Leitungsadapter vorgegebene Abstände zueinander aufweisen, die den Abständen der korrespondierenden Fluidanschlussadapter der Verteilerplatten entsprechen.From the EP 0 345 209 A2 a filtration system with a filtration unit comprising two filtration modules arranged next to one another is known, each of which has a distributor plate with fluid connection adapters as inputs and outputs of the filtration modules. In addition to the distributor plates, the filtration modules have filter cassettes that are clamped together with the distributor plates in a clamping device. The filtration modules are connected to a rigid pipeline system via their fluid connection adapters via line adapters corresponding to the fluid connection adapters. The line adapters are also designed to be rigid, so that line adapters arranged parallel to one another have predetermined distances from one another, which correspond to the distances between the corresponding fluid connection adapters of the distributor plates.

Nachteilig bei dem bekannten Filtrationssystem ist, dass die einander zu verbindenden Filtermodule nebeneinander angeordnet werden müssen, da nur dann die vorgegebenen Abstände der Fluidanschlussadapter eingehalten werden können. Weiterhin nachteilig ist, dass für nebeneinander anzuordnende Filtermodule auch zwei nebeneinander anzuordnende Einspannvorrichtungen notwendig sind. Bei orthogonal, d.h. quer zu den Verteilerplatten, gestapelten Filtermodulen wird vorteilhafterweise nur eine Einspannvorrichtung benötigt, jedoch verändern sich in der Einspannvorrichtung beim Einspannen der Filtermodule in orthogonaler Richtung zu den Verteilerplatten die Abstände der Verteilerplatten benachbarter Filtermodule zueinander und damit die Abstände der Fluidanschlussadapter zueinander. Dadurch ist es nicht möglich, das Filtrationssystem mit einer Filtrationseinheit aus gestapelten Filtrationsmodulen und einem starren Rohrleitungssystem vorzufertigen und steril verpackt zu liefern.The disadvantage of the known filtration system is that the filter modules to be connected to one another have to be arranged next to one another, since only then can the specified distances between the fluid connection adapters be maintained. Another disadvantage is that for filter modules to be arranged next to one another, two clamping devices to be arranged next to one another are also necessary. In the case of filter modules stacked orthogonally, i.e. transversely to the distributor plates, advantageously only one clamping device is required, but when the filter modules are clamped in the clamping device, the distances between the distributor plates of adjacent filter modules and thus the distances between the fluid connection adapters change in an orthogonal direction to the distributor plates. As a result, it is not possible to prefabricate the filtration system with a filtration unit made up of stacked filtration modules and a rigid piping system and to deliver it in sterile packaging.

Beispielsweise aus der US 6,312,591 B1 ist ein Filtrationssystem mit einer Filtrationseinheit aus einer Mehrzahl von Filtrationsmodulen bekannt, die orthogonal zu ihren Verteilerplatten gestapelt und zwischen zwei Endplatten eingespannt sind. Bei dem bekannten Filtrationssystem, dessen Filtrationseinheit für eine Cross-flow-Filtration ausgebildet ist, werden die Verbindungen zu Fluidanschlussadaptern, die die Ein- und Ausgänge der Filtrationsmodule bilden, über ein flexibles Schlauchleitungssystem gebildet. Flexible Schlauchleitungssysteme haben den Nachteil, dass sie unübersichtlicher sind und das Risiko einer Fehlkonnektierung aufweisen.For example from the US 6,312,591 B1 a filtration system with a filtration unit comprising a plurality of filtration modules is known which are stacked orthogonally to their distribution plates and are clamped between two end plates. In the known filtration system, the filtration unit of which is designed for cross-flow filtration, the connections to fluid connection adapters, which form the inputs and outputs of the filtration modules, are formed via a flexible hose line system. Flexible hose line systems have the disadvantage that they are more confusing and involve the risk of incorrect connections.

Aus der DE 10 2007 025 541 B3 ist eine Filterkassetteneinheit mit einer ersten Endplatte und mindestens einer zweiten Endplatte und einer zwischen den Endplatten angeordneten Filterkassette bekannt, wobei die Filterkassette mit ihren benachbarten Endplatten in einem umlaufenden Teilbereich ihrer Anlageflächen durch einen Kleber formschlüssig und fluiddicht verbunden ist.From the DE 10 2007 025 541 B3 a filter cartridge unit with a first end plate and at least one second end plate and a filter cartridge arranged between the end plates is known, the filter cartridge being positively and fluid-tightly connected to its adjacent end plates in a peripheral portion of its contact surfaces by an adhesive.

Aus der eingangs genannten, gattungsbildenden Druckschrift ist eine Vorrichtung zur Crossflow-Filtration mit Filterkassetten bekannt. Die Vorrichtung besteht aus einem Halter und mindestens einem Filtrationssegment aus Einspannplatten und dazwischen dichtend eingepressten Filterkassetten, wobei sowohl die Filterkassetten als auch die Einspannplatten, welche als Endplatten, Trennplatten, Verteilerplatten und Sammelplatten ausgebildet sind, auf dem Halter beweglich angeordnet sind und das Filtrationssegment aus zwei Abfolgen von mindestens einer Filterkassette, einer Verteilerplatte und mindestens einer weiteren Filterkassette besteht, die zwischen zwei Endplatten angeordnet sind und durch eine gemeinsame Sammelplatte für die Abführung von Filtrat miteinander verbunden sind. Die Zu- und Abführung von Fluiden erfolgt dabei entweder über ein starres Rohrleitungssystem oder über ein flexibles Schlauchsystem. Ersteres ist an unterschiedliche Konstellation der Filtrationsvorrichtung schwer anpassbar; letzteres ist unübersichtlich und umständlich handhabbar.A device for crossflow filtration with filter cassettes is known from the generic publication mentioned at the beginning. The device consists of a holder and at least one filtration segment made of clamping plates and filter cassettes pressed in between them in a sealing manner, with both the filter cassettes and the clamping plates, which are designed as end plates, separating plates, distribution plates and collecting plates, being movably arranged on the holder and the filtration segment consisting of two There is a series of at least one filter cassette, a distributor plate and at least one further filter cassette, which are arranged between two end plates and are connected to one another by a common collecting plate for the discharge of filtrate. The supply and discharge of fluids takes place either via a rigid pipeline system or via a flexible hose system. The former is difficult to adapt to different configurations of the filtration device; the latter is confusing and cumbersome to handle.

AufgabenstellungTask

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Filtrationssysteme so zu verbessern, dass einerseits die Filtrationsmodule der Filtrationssysteme trotz Maßtoleranzen gestapelt werden können und dass andererseits starre, übersichtliche Rohrleitungssysteme für die Verbindungen zu den Fluidanschlussadaptern eingesetzt werden können.The object of the present invention is to improve the known filtration systems so that, on the one hand, the filtration modules of the filtration systems can be stacked despite dimensional tolerances and, on the other hand, rigid, clear piping systems can be used for the connections to the fluid connection adapters.

Darlegung der ErfindungStatement of the invention

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Leitungsadapter als flexible, mit dem starren Rohrleitungssystem verbundene Schlauchstücke aus einem thermoplastischen Elastomer ausgebildet sind.This object is achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 1 solved that the line adapters are designed as flexible, with the rigid pipeline system connected hose pieces made of a thermoplastic elastomer.

Durch die Stapelung der Filtrationsmodule orthogonal zu ihren Verteilerplatten wird nur eine Einspannvorrichtung benötigt. Durch die flexible Ausbildung der Leitungsadapter aus thermoplastischem Elastomer kann das starre Rohrleitungssystem problemlos mit den Fluidanschlussadaptern verbunden werden. Unvermeidbare Maßtoleranzen sowie Längenänderungen bei der notwendigen Verpressung der Filtermodule in der Einspannvorrichtung können einfach ausgeglichen werden. Vorteilhaft können dadurch großflächige, gekapselte Einwegfiltrationssysteme ohne die sonst notwendigen, problematischen Schlauchverbindungen hergestellt werden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, das Filtrationssystem mit einer Filtrationseinheit aus gestapelten Filtrationsmodulen und einem starren Rohrleitungssystem vorzufertigen und steril verpackt zu liefern. Das Risiko einer Fehlkonnektierung wird dadurch erheblich verringert.Because the filtration modules are stacked orthogonally to their distribution plates, only one clamping device is required. Due to the flexible design of the line adapters from thermoplastic elastomer, the rigid pipeline system can be connected to the fluid connection adapters without any problems. Unavoidable dimensional tolerances and changes in length when pressing the filter modules in the clamping device can easily be compensated for. As a result, large-area, encapsulated disposable filtration systems can advantageously be produced without the problematic hose connections that are otherwise necessary. With the device according to the invention it is possible to prefabricate the filtration system with a filtration unit made up of stacked filtration modules and a rigid pipeline system and to deliver it in sterile packaging. This significantly reduces the risk of incorrect connections.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Preferred embodiments are the subject of the dependent claims.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Filtrationseinheit und damit auch die Verteilerplatte aus Kunststoff ausgebildet. Damit können beispielsweise auch Filtermodule, wie sie aus der DE 10 2007 025 541 B3 bekannt sind, als Einmalfiltermodule eingesetzt werden.According to a preferred embodiment of the invention, the filtration unit and thus also the distributor plate are made of plastic. This means that, for example, filter modules such as those from the DE 10 2007 025 541 B3 are known to be used as single-use filter modules.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die flexiblen Schlauchstücke gewebeverstärkt ausgebildet.According to a preferred embodiment of the invention, the flexible hose pieces are fabric-reinforced.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Filtrationseinheit für eine Cross-flow-Filtration ausgebildet. Die Filtrationseinheit kann aber auch für eine Dead-end-Filtration ausgebildet sein.According to a further preferred embodiment of the invention, the filtration unit is designed for cross-flow filtration. The filtration unit can, however, also be designed for dead-end filtration.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.Further features and advantages of the invention emerge from the following specific description and the drawings.

FigurenlisteFigure list

Es zeigen:

  • 1: ein vereinfachtes Schema eines Fluidsystems in Seitenansicht ohne Einspannvorrichtung mit Darstellung nur eines Fluidweges und
  • 2: eine räumliche Darstellung eines Fluidsystems mit einer Filtrationseinheit mit gestapelten Filtrationsmodulen ohne Einspannvorrichtung.
Show it:
  • 1 : a simplified schematic of a fluid system in side view without a clamping device showing only one fluid path and
  • 2 : a three-dimensional representation of a fluid system with a filtration unit with stacked filtration modules without a clamping device.

Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDescription of preferred embodiments

Ein Filtrationssystem 1 besteht im Wesentlichen aus einer Filtrationseinheit 2, Filtrationsmodulen 3 und einem Rohrleitungssystem 4.A filtration system 1 consists essentially of a filtration unit 2 , Filtration modules 3 and a piping system 4th .

Die Filtrationseinheit 2 besteht aus einer Mehrzahl von übereinandergestapelten Filtrationsmodulen 3. Ein solches Filtrationsmodul 3 ist beispielsweise aus der DE 10 2007 025 541 B3 bekannt. In den Ausführungsbeispielen der 1 und 3 bestehen die Filtrationsmodule 3 jeweils aus einer Verteilerplatte 5 und einer Endplatte 6, wobei zwischen der Verteilerplatte 5 und Endplatte 6 eine Filterkassette 7 mit mindestens einem nicht weiter dargestellten Filter angeordnet ist.The filtration unit 2 consists of a plurality of stacked filtration modules 3 . Such a filtration module 3 is for example from the DE 10 2007 025 541 B3 known. In the embodiments of 1 and 3 the filtration modules exist 3 each from a distributor plate 5 and an end plate 6th , with between the distributor plate 5 and end plate 6th a filter cartridge 7th is arranged with at least one filter not shown.

In den Ausführungsbeispielen sind drei Filtrationsmodule 3 übereinandergestapelt und miteinander zu der Filtrationseinheit 2 verbunden. Die jeweils einander benachbarten Filtrationsmodule 3 sind zwischen Verteilerplatte 5 und Endplatte 6 durch Verbindungselemente 8 miteinander verbunden.In the exemplary embodiments there are three filtration modules 3 stacked on top of each other and together to form the filtration unit 2 connected. The filtration modules that are adjacent to each other 3 are between the distributor plate 5 and end plate 6th through fasteners 8th connected with each other.

Die Verteilerplatten 5 weisen als Ein- und Ausgänge der Filtrationsmodule jeweils Fluidanschlussadapter 9 auf. In den Ausführungsbeispielen sind die Filtrationseinheiten 2 für eine Cross-flow-Filtration ausgebildet und weisen entsprechende Ein- und Ausgänge auf.The distribution plates 5 each have fluid connection adapters as inputs and outputs of the filtration modules 9 on. In the exemplary embodiments, the filtration units are 2 designed for cross-flow filtration and have corresponding inputs and outputs.

Das Rohrleitungssystem 4 besteht aus starren Rohrteilen 10 mit Leitungsadaptern 11, die mit den Fluidanschlussadaptern 9 korrespondieren. Die Leitungsadapter 11 sind jeweils als flexible Schlauchstücke ausgebildet. Die als flexible Schlauchstücke ausgebildeten Leitungsadapter 11 sind aus einem thermoplastischen Elastomer ausgebildet, während die starren Rohrteile aus einem Polypropylen ausgebildet sind.The pipeline system 4th consists of rigid pipe parts 10 with line adapters 11 that come with the fluid connection adapters 9 correspond. The line adapters 11 are each designed as flexible hose pieces. The line adapters designed as flexible hose pieces 11 are made of a thermoplastic elastomer, while the rigid pipe parts are made of a polypropylene.

Das Rohrleitungssystem 4 und die Filtrationseinheit 2 können fest miteinander verbunden und steril verpackt geliefert werden. Eine feste Verbindung kann dabei insbesondere durch Schweißen oder Verkleben hergestellt werden. Aber auch mechanische Verbindungen, wie beispielsweise durch Triclamps (TC-Klammern) oder Schellen, sind möglich.The pipeline system 4th and the filtration unit 2 can be firmly connected and delivered sterile packed. A fixed connection can be established in particular by welding or gluing. Mechanical connections, such as triclamps (TC clamps) or clamps, are also possible.

Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben.Of course, the embodiments discussed in the specific description and shown in the figures represent only illustrative embodiments of the present invention. In the light of the disclosure here, a person skilled in the art is provided with a broad spectrum of possible variations.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Filtrationssystem,Filtration system,
22
Filtrationseinheit von 1Filtration unit of 1
33
Filtrationsmodul von 2Filtration module of 2
44th
Rohrleitungssystem von 1Piping system from 1
55
Verteilerplatte von 3Distribution plate from 3
66th
Endplatte von 3End plate of 3
77th
Filterkassette von 3Filter cartridge from 3
88th
Verbindungselement von 2Connecting element of 2
99
Fluidanschlussadapter von 5Fluid connection adapter from 5
1010
starre Rohrteile von 4rigid pipe parts of 4
1111
LeitungsadapterLine adapter

Claims (5)

Filtrationssystem (1) mit einer in einer Einspannvorrichtung eingespannten Filtrationseinheit (2) aus einer Mehrzahl von Filtrationsmodulen (3), die jeweils eine Verteilerplatte (5) mit Fluidanschlussadaptern (9) als Ein- und Ausgänge der Filtrationsmodule (3) aufweisen, wobei die Filtrationsmodule (3) über mit den Fluidanschlussadaptern (9) korrespondierende Leitungsadapter (11) mit einem starren Rohrleitungssystem (4) verbunden sind, wobei die Filtrationsmodule (3) orthogonal zu ihren Verteilerplatten (5) gestapelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsadapter (11) als flexible, mit dem starren Rohrleitungssystem (4) verbundene Schlauchstücke aus einem thermoplastischen Elastomer ausgebildet sind.Filtration system (1) with a filtration unit (2) clamped in a clamping device made up of a plurality of filtration modules (3), each of which has a distribution plate (5) with fluid connection adapters (9) as inputs and outputs of the filtration modules (3), the filtration modules (3) are connected to a rigid pipeline system (4) via line adapters (11) corresponding to the fluid connection adapters (9), the filtration modules (3) being stacked orthogonally to their distribution plates (5), characterized in that the line adapters (11) are designed as flexible hose pieces connected to the rigid pipeline system (4) made of a thermoplastic elastomer. Filtrationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtrationseinheit (2) aus Kunststoff ausgebildet ist.Filtration system according to Claim 1 , characterized in that the filtration unit (2) is made of plastic. Filtrationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Schlauchstücke gewebeverstärkt ausgebildet sind.Filtration system according to one of the preceding claims, characterized in that the flexible hose pieces are fabric-reinforced. Filtrationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtrationseinheit (2) für eine Cross-flow-Filtration ausgebildet ist.Filtration system according to one of the preceding claims, characterized in that the filtration unit (2) is designed for cross-flow filtration. Filtrationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtrationseinheit (2) für eine Dead-end-Filtration ausgebildet ist.Filtration system according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the filtration unit (2) is designed for dead-end filtration.
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