DE102016101413B4

DE102016101413B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Integritätstest von Filtermodulen

Info

Publication number: DE102016101413B4
Application number: DE102016101413.3A
Authority: DE
Inventors: Mohammed Saeed Ajam; Jan Schäfer
Original assignee: Sartorius Stedim Biotech GmbH
Current assignee: Sartorius Stedim Biotech GmbH
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2016-01-27
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2036-01-28
Also published as: DE102016101413A1

Abstract

Vorrichtung (1, 1') zum Integritätstest einer Anzahl n von in einem Gehäuseinnenraum (8) eines Filtergehäuses (3, 3') angeordneten Filtermodulen (2, 2') in-situ,wobei n eine ganze Zahl größer 0 ist,mit einer über ein erstes Absperrventil (9) absperrbaren Druckleitung (4) zum Gehäuseinnenraum (8, 8'),einer über ein zweites Absperrventil (10) absperrbaren Einlassleitung (5) zum Gehäuseinnenraum (8, 8') für eine Benetzungsflüssigkeit (11) undmit jeweils einer mit jedem Filtermodul (2, 2') verbundenen Permeatleitung (6),dadurch gekennzeichnet,dass jedes Filtermodul (2, 2') über die zugehörige Permeatleitung (6) mit jeweils einem Referenzbehälter (7) und weiter mit einer Permeatauslaufleitung (12) verbunden ist,dass jedem Referenzbehälter (7) eine Wägezelle (14) zugeordnet ist, unddass jede Wägezelle (14) auf einer höhenverstellbaren Trägerschiene (15) angeordnet ist,wobei für den Fall n größer 1 für die Wägezellen (14) eine gemeinsame höhenverstellbare Trägerschiene (15) vorgesehen ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Integritätstest einer Anzahl n von in einem Gehäuseinnenraum eines Filtergehäuses angeordneten Filtermodulen in situ, wobei n eine ganze Zahl größer 0 ist, mit einer über ein erstes Absperrventil absperrbaren Druckleitung zum Gehäuseinnenraum, einer über ein zweites Absperrventil absperrbaren Einlassleitung zum Gehäuseinnenraum für eine Benetzungsflüssigkeit und mit jeweils einer mit jedem Filtermodul verbundenen Permeatleitung.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Integritätstest einer Anzahl n von in einem Gehäuseinnenraum eines Mehrfachgehäuses angeordneten Filtermodulen in-situ, wobei n eine ganze Zahl größer 0 ist, mit einer über ein erstes Absperrventil absperrbaren Druckleitung zum Gehäuseinnenraum, einer über ein zweites Absperrventil absperrbaren Einlassleitung zum Gehäuseinnenraum für eine Benetzungsflüssigkeit und mit jeweils einer mit jedem Filtermodul verbundenen Permeatleitung, wobei in einem ersten Schritt das Filtermodul/die Filtermodule über die Einlassleitung mit der Benetzungsflüssigkeit benetzt wird/werden, in einem zweiten Schritt der Gehäuseinnenraum mit einem vorgegebenen Testdruck beaufschlagt wird, und in einem dritten Schritt Integritätswerte für jedes Filtermodul ermittelt werden.
Stand der Technik
Aus der DE 42 09 519 C2 ist eine Vorrichtung zum Integritätstest einer Mehrzahl von in einem Gehäuseinnenraum eines Filtergehäuses angeordneten Filtermodulen in-situ bekannt. Die Vorrichtung weist eine über ein erstes Absperrventil absperrbare Druckleitung zum Gehäuseinnenraum sowie eine über ein zweites Absperrventil absperrbare Einlassleitung für eine Benetzungsflüssigkeit zum Gehäuseinnenraum und jeweils eine mit dem Filtermodulen verbundene Permeatleitung auf. Die Filtermodule können dabei aus einzelnen Filterelementen oder einer Mehrzahl zu einer Gruppe zusammengeschalteter Filterelemente bestehen.
Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung ist, dass die zu ermittelnden Integritätswerte mithilfe von Druckmessungen in den einzelnen Permeatleitungen der Filtermodule ermittelt werden. Dies führt zu gewissen Ungenauigkeiten, beispielsweise durch Temperaturänderungen, die korrigiert werden müssen, wobei auch zusätzliche Flussratenmessungen empfohlen werden.
Aus der DE 10 2011 111 050 B4 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen der Integrität eines hydrophoben, porösen Membranfilters bekannt. Dabei wird über einen Vorlagebehälter mittels Druckluft Testflüssigkeit in ein hydrophobes Filtermodul enthaltendes Prüfgehäuse gedrückt. Die Masse der aus dem Vorlagebehälter abfließenden Testflüssigkeit wird über eine Waage bestimmt.
Nachteilig dabei ist, dass hierbei ein spezielles Prüfgehäuse notwendig ist und der Integritätstest somit nicht in-situ innerhalb einer Filtrationsanlage durchgeführt werden kann. Weiterhin nachteilig ist, dass der Vorlagenbehälter dem Prüfgehäuse auf der unreinen Seite vorgelagert ist. Zudem ist das Prüfgehäuse nicht geeignet, um als ein Filtergehäuse für eine Mehrzahl von Filtermodulen verwendet zu werden.
Weiter ist aus der US 6 789 410 B1 ein Porosimeter bekannt, das in einem Gehäuseinnenraum eine mit einer Flüssigkeit benetzte Probe aufweist, die auf einer engerporigen Membran aufliegt. Durch Beaufschlagung mit Testgas wird Flüssigkeit aus der Probe über ein gefülltes Flüssigkeitsreservoir verdrängt, in einem Auffanggefäß gesammelt und mittels einer Waage die Masse über die Zeit bestimmt.
Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist, dass der Gehäuseinnenraum nicht geeignet ist, um eine Mehrzahl von Filtermodulen für einen Integritätstest aufzunehmen und separat in-situ zu testen.
Weiterhin ist das bekannte Porosimeter nicht geeignet um einen Integritätstest eines hydrophoben Filtermodules durchzuführen.
Weiter ist aus der US 8 689 610 B2 eine Vorrichtung zum Integritätstest eines in einem Gehäuseinnenraum angeordneten Filtermodules bekannt. Auf der Reinseite des Filtermodules ist ein Flüssigkeitsreservoir angeordnet, aus dem durch ein Druckgas verdrängte Flüssigkeit in einen auf einer Waage angeordneten Referenzbehälter geleitet wird.
Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist ebenfalls, dass das Gehäuse nicht geeignet ist, um eine Mehrzahl von Filtermodulen in dem Gehäuseinnenraum anzuordnen und separat in situ zu testen.
Aufgabenstellung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Integritätstest einer Anzahl n, wobei n eine ganze Zahl größer als 0 ist, von in einem Gehäuseinnenraum eines Filtergehäuses angeordneten Filtermodulen in situ anzugeben, wobei bei einem relativ einfachen Aufbau sichere und genaue Integritätstests in situ durchgeführt werden können. Zudem soll sichergestellt werden, dass im Filtrationsprozess etwaige Zwischenbehälter sich selbständig entleeren.
Darlegung der Erfindung
Diese Aufgabe wird bezüglich der Vorrichtung in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass jedes Filtermodul über die zugehörige Permeatleitung mit jeweils einem Referenzbehälter und weiter mit einer Permeatauslaufleitung verbunden ist, dass jedem Referenzbehälter eine Wägezelle zugeordnet ist, und dass jede Wägezelle auf einer höhenverstellbaren Trägerschiene angeordnet ist, wobei für den Fall n größer 1 für die Wägezellen eine gemeinsame höhenverstellbare Trägerschiene vorgesehen ist.
Dadurch, dass jedem Filtermodul ein eigener auf jeweils einer Wägezelle angeordneter Referenzbehälter zugeordnet ist, kann für jedes Filtermodul separat die Integrität zuverlässig in Verbindung mit einer Massenbestimmung ermittelt werden. Durch die höhenverstellbare Trägerschiene können die Referenzbehälter jeweils für den Integritätstest und für den Filtrationsvorgang in die optimale Höhenposition gebracht werden. Dadurch können einerseits während des Integrationstestes die Referenzbehälter in vorgesehener Weise gefüllt oder entleert werden und andererseits während des Filtrationsprozesses sich selbstständig entleeren. Das Filtergehäuse kann grundsätzlich ein Filtermodul als auch eine Mehrzahl von Filtermodulen aufweisen. Für den Fall n größer 1 sind die die Referenzbehälter tragenden Wägezellen auf einer gemeinsamen, höhenverstellbaren Trägerschiene angeordnet.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Referenzbehälter jeweils an ihrer dem Filtermodul zugewandten oberen Kante ihrer ersten Stirnfläche einen Zulauf und an ihrer unteren Kante der der ersten Stirnfläche abgewandten zweiten Stirnfläche einen Auslauf auf.
Je nach Höheneinstellung der Trägerschiene bzw. der auf ihr angeordneten Referenzbehälter wird eine optimale Befüllung oder Entleerung ermöglicht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Zulauf des Referenzbehälters über eine erste Schlauchverbindung mit der jeweiligen Permeatleitung und der Ablauf des Referenzbehälters über eine zweite Schlauchverbindung mit der jeweiligen Permeatauslaufleitung verbunden. Durch die Schlauchverbindungen zu den Referenzbehältern sind die auf den Wägezellen angeordneten Referenzbehälter relativ frei beweglich.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht in einer in vertikaler Richtung oberen Stellung der Trägerschiene die Höhe des Auslaufes des Referenzbehälters der Höhe eines Permeatauslaufes der Permeatauslaufleitung, wobei in einer in vertikaler Richtung unteren Stellung der Trägerschiene die Höhe des Zulaufes des Referenzbehälters niedriger ist als die Höhe des Permeatauslaufes der Permeatauslaufleitung.
In der oberen Stellung der Trägerschiene können beispielsweise während eines Filtrationsprozesses die Referenzbehälter als Durchflussbehälter genutzt werden, die sich selbst entleeren. In der unteren Stellung der Trägerschiene lassen sich die Referenzbehälter während des Integritätstestes optimal füllen, wobei gleichzeitig eine gewünschte Teilentleerung der Permeatleitungen erfolgen kann.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine rechnergestützte Ablaufsteuerung mit einer Steuer-und Regeleinheit vorgesehen. Dadurch lässt sich der Ablauf des Integritätstestes problemlos steuern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Filtermodul aus einem Filterelement ausgebildet. Insbesondere bei einer geringen Anzahl von Filterelementen kann dabei relativ kostengünstig jedem Filterelement eine Wägezelle zugeordnet werden, so dass gegebenenfalls nur ein defektes Filterelement ausgetauscht wird. Bei einer relativ hohen Anzahl von Filterelementen können die Filtermodule jeweils aus einer Mehrzahl zu einer Gruppe (cluster) zusammengeschalteter Filterelemente ausgebildet sein. Damit kann ebenfalls relativ kostengünstig jedem Filtermodul jeweils eine Wägezelle zugeordnet werden. Gegebenenfalls muss dann ein aus einer Gruppe von Filterelementen bestehendes defektes Filtermodul ausgetauscht werden.
Die Aufgabe bezüglich des Verfahrens wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 8 dadurch gelöst, dass die Integritätswerte jeweils mit Hilfe einer Gewichtsbestimmung eines in die jeweilige Permeatleitung eingebundenen und auf einer Wägezelle angeordneten Referenzbehälters erfolgt, und dass für die Dauer der Testphase eine höhenverstellbare Trägerschiene, auf der über die Wägezelle /die Wägezellen der Referenzbehälter angeordnet ist /sind, in eine in vertikaler Richtung untere Stellung, in der die Höhe eines Zulaufes des Referenzbehälters niedriger ist als die Höhe eines Permeatauslaufes einer dem Referenzbehälter stromabwärts nachgeordneten Permeatauslaufleitung, gebracht wird wobei für den Fall n größer 1 für die Wägezellen eine gemeinsame höhenverstellbare Trägerschiene vorgesehen ist.
Wie bereits oben geschildert, lassen sich in der unteren Stellung der Trägerschiene die Referenzbehälter während des Integritätstestes optimal füllen, wobei gleichzeitig eine gewünschte Teilentleerung der Permeatleitungen erfolgen kann. Durch die gemeinsame höhenverstellbare Trägerschiene können die Referenzbehälter jeweils für den Integritätstest und für den Filtrationsvorgang in die optimale Höhenposition gebracht werden. Dadurch können einerseits während des Integrationstestes in der unteren Stellung der Trägerschiene die Referenzbehälter in vorgesehener Weise gefüllt oder entleert werden und andererseits in der oberen Stellung der Trägerschiene während des Filtrationsprozesses sich selbstständig entleeren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Integritätstest ein Diffusionstest mit den nachfolgenden Schritten durchgeführt:

a) Verschieben der Trägerschiene mit Wägezellen und Referenzbehältern in die in vertikaler Richtung untere Stellung,
b) Benetzung der Filtermodule und Verschließen des zweiten Absperrventils,
c) Entleeren des Mehrfachgehäuses und teilweise der Permeatleitungen,
d) Einstellen eines konstanten Testdruckes und Öffnen des ersten Absperrventils,
e) Ermitteln und Registrieren der Gewichte aller Referenzbehälter und des Zeitpunktes der Ermittlung,
f) Wiederholung von Schritt e) am Ende des Diffusionstestes.

Der obige Diffusionstest eignet sich besonders für hydrophile Filtermodule. Nach Schritt d) bleibt das zweite Absperrventil geschlossen. Nach einer Wartezeit zum Abklingen von Turbulenzen im Gehäuseinnenraum erfolgt Schritt e). Der Diffusionstest kann bevorzugt ca. 3 bis 5 Minuten andauern. Während dieser Zeit diffundiert das Druckgas (beispielsweise Luft) durch die Membranporen der Filtermodule und verdrängt die in den Referenzbehältern und den Schlauchverbindungen befindliche Flüssigkeit über die Permeatauslaufleitungen aus. Somit reduziert sich das Gewicht der Flüssigkeitsmenge in den Referenzbehältern entsprechend dem Luftvolumen, das aus den Poren des jeweiligen Filtermodules durchdiffundiert ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Integritätswert für jedes Filtermodul ein Diffusionswert D nach der Formel D = (w_e - w_a)/(t_e - t_a) in g/min ermittelt. Dabei ist w_e das Gewicht eines Referenzbehälters mit Schlauchverbindungen am Ende der Messung zum Zeitpunkt t_e und w_a das Gewicht eines Referenzbehälters mit Schlauchverbindungen am Anfang der Messung zum Zeitpunkt ta. Dabei kann der Diffusionstest bevorzugt für Filtermodule aus einem hydrophilen Material durchgeführt werden. Abweichungen vom normierten Druck und Temperaturschwankungen können über gespeicherte Korrekturfaktoren ausgeglichen werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Integritätstest ein Wasser-Intrusions-Test mit den nachfolgenden Schritten durchgeführt:

a) Verschieben der Trägerschiene mit Wägezellen und Referenzbehältern in die in vertikaler Richtung untere Stellung,
b) Fluten des Mehrfachfiltergehäuses mit den Filtermodulen über die Einlassleitung mit Wasser und Verschließen des zweiten Absperrventils,
c) Einstellen eines konstanten Testdruckes und Öffnen des ersten Absperrventils,
d) Ermitteln und Registrieren der Gewichte aller Referenzbehälter und des Zeitpunktes der Ermittlung,
e) Wiederholung von Schritt d) am Ende des Wasser-Intrusions-Testes.

Der obige Wasser-Intrusions-Test eignet sich besonders für hydrophobe Filtermodule. Nach einer Wartezeit zum Abklingen von Turbulenzen im Gehäuseinnenraum erfolgt Schritt e). Der Wasser-Intrusions-Test kann bevorzugt ca. 5 bis 10 Minuten andauern. Während dieser Zeit diffundiert Wasser durch die Membranporen der Filtermodule und wird in den Referenzbehältern und deren Schlauchverbindungen gesammelt. Somit erhöht sich das Gewicht der Flüssigkeitsmenge in den Referenzbehältern und deren Schlauchverbindungen entsprechend der Wassermenge, die aus den Poren des jeweiligen Filtermodules durchdiffundiert ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Integritätswert für jedes Filtermodul ein Wasser-Intrusions-Testwert DW nach der Formel DW = (w_e - w_a)/(t_e - t_a) in g/min ermittelt. Dabei ist w_e das Gewicht eines Referenzbehälters mit Schlauchverbindungen am Ende der Messung zum Zeitpunkt t_e und w_a das Gewicht eines Referenzbehälters mit Schlauchverbindungen am Anfang der Messung zum Zeitpunkt t_a . Dabei kann der Wasser-Intrusions-Test bevorzugt für Filtermodule aus einem hydrophoben Material durchgeführt werden.
Abweichungen vom normierten Druck und Temperaturschwankungen können über gespeicherte Korrekturfaktoren ausgeglichen werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
Figurenliste
Es zeigen:

1: eine Seitenansicht in schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Integritätstest einer Mehrzahl von in einem Gehäuseinnenraum eines Mehrfachgehäuses angeordneten Filtermodulen, wobei zur besseren Übersicht die auf einer gemeinsamen Trägerschiene angeordneten Wägezellen und Referenzbehälter getrennt dargestellt sind;
2: eine Seitenansicht der Vorrichtung von 1 mit auf der gemeinsamen Trägerschiene hintereinander angeordneten Referenzbehältern;
3: eine Draufsicht auf die Vorrichtung von 2;
4: die Einzelheit IV von 2 in vergrößerter Darstellung, wobei die gemeinsame Trägerschiene in ihrer unteren Stellung dargestellt ist;
5: die Einzelheit IV von 2 in vergrößerter Darstellung, wobei die gemeinsame Trägerschiene in ihrer oberen Stellung dargestellt ist und
6: eine Seitenansicht teilweise im Schnitt einer weiteren Vorrichtung mit auf der gemeinsamen Trägerschiene hintereinander angeordneten Referenzbehältern mit jeweils aus zwei Filterelementen ausgebildeten Filtermodulen.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Eine Vorrichtung 1 zum Integritätstest einer Mehrzahl von Filtermodulen 2 besteht im Wesentlichen aus einem Filtergehäuse 3, einer Druckleitung 4, einer Einlassleitung 5, Permeatleitungen 6 und Referenzbehältern 7.
Das Filtergehäuse 3 weist einen Gehäuseinnenraum 8 auf, in dem die Filtermodule 2 angeordnet sind.
Die Druckleitung 4 ist gehäuseseitig mit dem Gehäuseinnenraum 8 verbunden. Die Druckleitung 4 ist dabei über ein erstes Absperrventil 9, dass dem Gehäuseinnenraum 8 vorgelagert ist, absperrbar.
Die Einlassleitung 5 ist gehäuseseitig ebenfalls mit dem Gehäuseinnenraum 8 verbunden und über ein zweites Absperrventil 10, welches dem Gehäuseinnenraum 8 vorgelagert ist, absperrbar.
Über die Einlassleitung 5 ist dem Gehäuseinnenraum 8 eine Benetzungsflüssigkeit 11, beispielsweise Wasser, zuführbar.
Jedes Filtermodul 2 ist über seine zugehörige Permeatleitung 6 mit jeweils seinem zugehörigen Referenzbehälter 7 und weiter mit einer ihm zugeordneten Permeatauslaufleitung 12 für Permeat 13 verbunden.
Jedem Referenzbehälter 7 ist eine Wägezelle 14 zugeordnet. Die die Referenzbehälter 7 tragenden Wägezellen 14 sind auf einer gemeinsamen höhenverstellbaren Trägerschiene 15 angeordnet.
Der Referenzbehälter 7 weist zu seinem Filtermodul 2 hin eine erste Stirnfläche 16 auf. An einer in vertikaler Richtung oberen Kante 17 ist ein Zulauf 18 zum Referenzbehälter 7 angeordnet. Zu der Permeatauslaufleitung 12 hin weist der Referenzbehälter 7 eine zweite Stirnfläche 19 auf. In vertikaler Richtung unten weist die zweite Stirnfläche 19 eine untere Kante 20 mit einem Auslauf 21 des Referenzbehälters 7 auf.
Der Zulauf 18 des Referenzbehälters 7 ist jeweils über eine erste Schlauchverbindung 22 mit der jeweiligen Permeatleitung 6 verbunden. Über eine zweite Schlauchverbindung 23 ist der Auslauf 21 des Referenzbehälters 7 mit der jeweiligen Permeatauslaufleitung 12 verbunden.
In einer in vertikaler Richtung unteren Stellung 24 der Trägerschiene 15 ist die Höhe 25 des Zulaufs 18 des Referenzbehälters 7 niedriger als die Höhe 26 des Permeatauslaufes 27 der Permeatauslaufleitung 12 (siehe insbesondere 4).
In einer in vertikaler Richtung oberen Stellung 28 der Trägerschiene 15 entspricht die Höhe 29 des Auslaufes 21 des Referenzbehälters 7 der Höhe 26 des Permeatauslaufes 27 der Permeatauslaufleitung 12 (siehe 5).
Die Druckleitung 4 ist mit einer Druckgasquelle 30, beispielsweise Druckluft, verbunden. Zwischen Druckgasquelle 30 und dem ersten Absperrventil 9 ist eine Druckregeleinrichtung 31 zur Erzeugung eines konstanten Druckes angeordnet. Zwischen dem ersten Absperrventil 9 und der Druckregeleinrichtung 31 ist in der Druckleitung 4 noch ein Druckmessgerät 32 zur Überprüfung des Druckes angeordnet.
Entsprechend dem Ausführungsbeispiel von 6 weist die Vorrichtung 1' in dem Gehäuseinnenraum 8' des Filtergehäuses 3' Filtermodule 2' auf, die jeweils von zwei Filterelementen 33 gebildet werden.
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.
Bezugszeichenliste

1, 1': Vorrichtung
2, 2': Filtermodul
3, 3': Filtergehäuse
4: Druckleitung
5: Einlassleitung
6: Permeatleitung
7: Referenzbehälter
8, 8': Gehäuseinnenraum von 3, 3'
9: erstes Absperrventil von 4
10: zweites Absperrventil von 5
11: Benetzungsflüssigkeit
12: Permeatauslaufleitung
13: Permeat
14: Wägezelle
15: Trägerschiene
16: erste Stirnfläche von 7
17: obere Kante von 16
18: Zulauf von 7
19: zweite Stirnfläche von 7
20: untere Kante von 19
21: Auslauf von 7
22: erste Schlauchverbindung
23: zweite Schlauchverbindung
24: untere Stellung von 15/7
25: Höhe von 18
26: Höhe von 27
27: Permeatauslauf von 12
28: obere Stellung von 15
29: Höhe von 21
30: Druckgasquelle
31: Druckregeleinrichtung
32: Druckmessgerät
33: Filterelement
w: Gewicht von 7
t: Zeitpunkt
t_a: Zeitpunkt am Anfang der Testphase
t_e: Zeitpunkt am Ende der Testphase
D: Diffusionswert
DW: Wasser- Intrusions-Testwert
w_e: Gewicht von 7 zum Zeitpunkt t_e
w_a: Gewicht von 7 zum Zeitpunkt t_a

Claims

Vorrichtung (1, 1') zum Integritätstest einer Anzahl n von in einem Gehäuseinnenraum (8) eines Filtergehäuses (3, 3') angeordneten Filtermodulen (2, 2') in-situ, wobei n eine ganze Zahl größer 0 ist, mit einer über ein erstes Absperrventil (9) absperrbaren Druckleitung (4) zum Gehäuseinnenraum (8, 8'), einer über ein zweites Absperrventil (10) absperrbaren Einlassleitung (5) zum Gehäuseinnenraum (8, 8') für eine Benetzungsflüssigkeit (11) und mit jeweils einer mit jedem Filtermodul (2, 2') verbundenen Permeatleitung (6), dadurch gekennzeichnet, dass jedes Filtermodul (2, 2') über die zugehörige Permeatleitung (6) mit jeweils einem Referenzbehälter (7) und weiter mit einer Permeatauslaufleitung (12) verbunden ist, dass jedem Referenzbehälter (7) eine Wägezelle (14) zugeordnet ist, und dass jede Wägezelle (14) auf einer höhenverstellbaren Trägerschiene (15) angeordnet ist, wobei für den Fall n größer 1 für die Wägezellen (14) eine gemeinsame höhenverstellbare Trägerschiene (15) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzbehälter (7) jeweils an ihrer dem Filtermodul (2, 2') zugewandten oberen Kante (17) ihrer ersten Stirnfläche (16) einen Zulauf (18) und an ihrer unteren Kante (20) der der ersten Stirnfläche (16) abgewandten zweiten Stirnfläche (19) einen Auslauf (21) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (18) des Referenzbehälters (7) über eine erste Schlauchverbindung (22) mit der jeweiligen Permeatleitung (6) und der Auslauf (21) des Referenzbehälters (7) über eine zweite Schlauchverbindung (23) mit der jeweiligen Permeatauslaufleitung (12) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer in vertikaler Richtung oberen Stellung (28) der Trägerschiene (15) die Höhe (29) des Auslaufes (21) des Referenzbehälters (7) der Höhe (26) eines Permeatauslaufes (27) der Permeatauslaufleitung (12) entspricht und dass in einer in vertikaler Richtung unteren Stellung (24) der Trägerschiene (15) die Höhe (25) des Zulaufes (18) des Referenzbehälters (15) niedriger ist als die Höhe (26) des Permeatauslaufes (27) der Permeatauslaufleitung (12).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine rechnergestützte Ablaufsteuerung mit einer Steuer-und Regeleinheit vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermodul (2) aus einem Filterelement (33) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermodul (2') aus einer Mehrzahl zu einer Gruppe zusammengeschalteter Filterelemente (33) ausgebildet ist.
Verfahren zum Integritätstest einer Anzahl n von in einem Gehäuseinnenraum (8, 8') eines Filtergehäuses (3, 3') angeordneten Filtermodulen (2, 2') in-situ, wobei n eine ganze Zahl größer 0 ist, mit einer über ein erstes Absperrventil (9) absperrbaren Druckleitung (4) zum Gehäuseinnenraum (8, 8'), einer über ein zweites Absperrventil (10) absperrbaren Einlassleitung (5) zum Gehäuseinnenraum (8, 8') für eine Benetzungsflüssigkeit (11) und mit jeweils einer mit jedem Filtermodul (2, 2') verbundenen Permeatleitung (6), wobei in einem ersten Schritt das Filtermodul (2, 2')/die Filtermodule (2, 2') über die Einlassleitung (5) mit der Benetzungsflüssigkeit (11) benetzt wird/werden, in einem zweiten Schritt der Gehäuseinnenraum (8, 8') mit einem vorgegebenen Testdruck beaufschlagt wird, und in einem dritten Schritt Integritätswerte für jedes Filtermodul (2, 2') ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Integritätswerte jeweils mit Hilfe einer Gewichtsbestimmung eines in die jeweilige Permeatleitung (6) eingebundenen und auf einer Wägezelle (14) angeordneten Referenzbehälters (7) erfolgt, und dass für die Dauer der Testphase eine höhenverstellbare Trägerschiene (15), auf der über die Wägezelle (14) / die Wägezellen (14) der Referenzbehälter (7) angeordnet ist / sind, in eine in vertikaler Richtung untere Stellung (24), in der die Höhe (25) eines Zulaufes (18) des Referenzbehälters (7) niedriger ist als die Höhe (26) eines Permeatauslaufes (27) einer dem Referenzbehälter (7) stromabwärts nachgeordneten Permeatauslaufleitung (12), gebracht wird, wobei für den Fall n größer 1 für die Wägezellen (14) eine gemeinsame höhenverstellbare Trägerschiene (15) vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Integritätstest ein Diffusionstest mit den nachfolgenden Schritten durchgeführt wird: a) Verschieben der Trägerschiene (15) mit Wägezellen (14) und Referenzbehältern (7) in die in vertikaler Richtung untere Stellung (24), b) Benetzung der Filtermodule (2, 2') und Verschließen des zweiten Absperrventils (10), c) Entleeren des Mehrfachgehäuses (3) und teilweise der Permeatleitungen (6), d) Einstellen eines konstanten Testdruckes und Öffnen des ersten Absperrventils (9), e) Ermitteln und Registrieren der Gewichte (w) aller Referenzbehälter (7) und des Zeitpunktes (t) der Ermittlung, f) Wiederholung von Schritt e) am Ende des Diffusionstestes.
Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass als Integritätswert für jedes Filtermodul (2, 2') ein Diffusionswert D nach der Formel $D = (w_{e} - w_{a}) / (t_{e} - t_{a})$
in g/min ermittelt wird, wobei w_e dem Gewicht des Referenzbehälters (7) am Ende der Messung zum Zeitpunkt t_e und w_a dem Gewicht des Referenzbehälters (7) am Anfang der Messung zum Zeitpunkt (t_a) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusionstest für Filtermodule (2, 2') aus einem hydrophilen Material durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Integritätstest ein Wasser-Intrusions-Test mit den nachfolgenden Schritten durchgeführt wird: a) Verschieben der Trägerschiene (15) mit Wägezellen (14) und Referenzbehältern (7) in die in vertikaler Richtung untere Stellung (24), b) Fluten des Mehrfachfiltergehäuses (3) mit den Filtermodulen (2, 2') über die Einlassleitung (5) mit Wasser und Verschließen des zweiten Absperrventils (10), c) Einstellen eines konstanten Testdruckes und Öffnen des ersten Absperrventils (9), d) Ermitteln und Registrieren der Gewichte (w) aller Referenzbehälter (7) und des Zeitpunktes (t) der Ermittlung, e) Wiederholung von Schritt d) am Ende des Wasser-Intrusions-Testes.
Verfahren nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass als Integritätswert für jedes Filtermodul (2, 2') ein Wasser-Intrusions-Testwert DW nach der Formel $DW = (w_{e} -_{wa}) / (t_{e} - t_{a})$
in g/min ermittelt wird, wobei w_e dem Gewicht des Referenzbehälters (7) am Ende der Messung zum Zeitpunkt t_e und w_a dem Gewicht des Referenzbehälters (7) am Anfang der Messung zum Zeitpunkt (t_a) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasser-Intrusions-Test für Filtermodule (2, 2') aus einem hydrophoben Material durchgeführt wird.