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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Detektion von mikrobiologischen Partikeln.
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Aus der
DE 10 2008 064 763 B3 ist eine Vorrichtung zur Detektion von Partikeln in einer Flüssigkeit bekannt. Die Vorrichtung umfasst einen einen Partikelfilter mit mehreren Partikelsieben, die auf einem gemeinsamen kreisförmigen Siebhalter gehalten sind. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Filtrierstation zum Filtrieren der zu detektierenden Partikel aus der Flüssigkeit mit dem Partikelsieben und eine örtlich von der Filtrierstation getrennte Auswertestation zum Detektieren der aus der Flüssigkeit gefilterten Partikel auf den Partikelsieben.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannte Vorrichtung zu verbessern.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Detektion von Partikeln in einem Fluid einen ersten Partikelfilter mit einem ersten Partikelsieb und einem ersten Siebhalter, in dem wenigstens das erste Partikelsieb gehalten ist, einen zweiten Partikelfilter mit einem zweiten Partikelsieb und einem vom ersten Siebhalter unabhängigen zweiten Siebhalter, in dem wenigstens das zweite Partikelsieb gehalten ist, eine Separationsstation zum Separieren der zu detektierenden Partikel aus dem Fluid mit dem Partikelsieb des ersten oder zweiten Partikelfilters und einer örtlich von der Separationsstation getrennte Auswertestation zum Detektieren der aus dem Fluid separierten Partikel auf dem Partikelsieb des ersten oder zweiten Partikelfilters.
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Der angegebenen Vorrichtung liegt die Überlegung zugrunde, dass die Separation in der Separationsstation deutlich länger dauert, als die Analyse und Detektion der aus dem Fluid separierten Partikel auf dem Partikelsieb in der Analysestation. Da in der eingangs genannten Vorrichtung alle Partikelsiebe über einen gemeinsamen Siebhalter miteinander gekoppelt sind, können die in der Separationsstation separierten Partikel nur nacheinander in der Analysestation gefiltert und analysiert werden. Es ist nicht möglich beispielsweise parallel auf zwei oder mehreren Partikelsieben zu separieren und dann nacheinander der Analysestation zuzuführen.
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Ferner ist auch die modulare Erweiterbarkeit der eingangs genannten Vorrichtung eingeschränkt. Zwar lassen sich am Rand des kreisförmigen Siebhalters grundsätzlich weitere Bearbeitungsstationen, wie Reinigungsstationen oder dergleichen anbringen, jedoch wird die Geschwindigkeit der Vorrichtung dann immer von der langsamsten Station vorgegeben sein. Wenn die Reinigung eines Partikelsiebes in der Reinigungsstation beispielsweise aufgrund von Desinfektionen und anderen Reinigungsschritten extrem zeitaufwändig ist, kann in dieser Zeit auch die Separation in der Separationsstation und die Analyse in der Analysestation nicht durchgeführt werden, weil weil der scheibenförmige gemeinsame Siebhalter in dieser Zeit nicht weitergedreht werden kann.
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Auch ist die modulare Erweiterbarkeit von der Größe des scheibenförmigen Siebhalters abhängig. Die einzelnen potentiellen modularen Stationen können nur von außen an dem scheibenförmigen Siebhalter platziert werden. Ist der scheibenförmige Siebhalter zu klein, kann zwar ein größerer scheibenförmiger Siebhalter verwendet werden, dies ist jedoch nicht wirklich modular, bereits bei der Konstruktion der gesamten Vorrichtung möglichst alle in Frage kommenden Stationen berücksichtigt werden müssen, um den scheibenförmigen Siebhalter geeignet zu dimensionieren. Wirkliche Modularität beinhaltet aber, dass die Vorrichtung jederzeit beliebig erweiterbar ist.
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Hierzu wird mit der angegebenen Vorrichtung vorgeschlagen, die Partikelsiebe zu entkoppeln und wenigstens einen Teil der Partikelsiebe auf verschiedenen Siebhaltern zu halten oder tragen. Auf diese Weise können die einzelnen, auf den unterschiedlichen Siebhaltern gehaltenen Partikelsiebe unabhängig voneinander zwischen den Stationen bewegt werden, um so beispielsweise in zeitaufwändigen Stationen, wie der Filtrierstation, auf mehreren Partikelsiebe parallel zu separieren, um sie dann in Stationen mit schnell durchführbaren Prozessen, wie der Auswerteeinrichtung, nacheinander zu bearbeiten. Zudem lassen sich mit den auf entkoppelten Siebhaltern gehaltenen Partikelsieben beliebige Bahnkurven zwischen den einzelnen Stationen vorgeben. Ein zwang zur kreisförmigen Bahnkurve mit einem festen Radius, wie in der eingangs genannten Vorrichtung ist nicht gegeben. Auf diese Weise können die Wege zwischen den einzelnen Stationen beliebig verändert werden, so dass die angegebene Vorrichtung beliebig mit weiteren Stationen erweiterbar ist.
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Ein wichtiger Vorteil der angegebenen Vorrichtung ist, dass die einzelnen Partikelfilter mit den auf den Siebhaltern gehaltenen Partikelsieben zwischen den einzelnen Stationen beliebig transportiert werden können. Beispielsweise können die Partikelfilter zwischen den Stationen vom Bedienpersonal zwischen den Stationen transportiert werden. Auf diese Weise ist eine beliebig hohe Modularität gegeben, weil das Bedienpersonal die Wege zwischen den einzelnen Stationen onthe-fly entscheiden kann. In einer alternativen Weiterbildung umfasst die angegebene Vorrichtung eine Transporteinrichtung zum Transportieren der Partikelfilter wenigstens zwischen der Separationsstation und der Auswertestation. Durch die Transporteinrichtung kann die Detektion der Partikel in der Flüssigkeit mit der angegebenen Vorrichtung vollständig automatisiert werden, was den Vorteil hat, dass Bedienfehler durch das Bedienpersonal minimiert werden und so eine gleichbleibend hohe Qualität von Messfehlern gewährleistet ist.
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In einer besonderen Weiterbildung der angegebenen Vorrichtung umfasst die Transporteinrichtung einen Heber, der eingerichtet ist, die Partikelfilter zum Transport wenigstens zwischen der Separationsstation und der Auswerteeinrichtung individuell zu heben. Auf diese Weise können, wie bereits ausgeführt in einer zeitaufwändigen Station mehrere Partikelfilter gleichzeitig bearbeitet werden, die dann nacheinander individuell zu einer Station mit weniger Zeitaufwand transportiert werden können.
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In einer zusätzlichen Weiterbildung umfasst die angegebene Vorrichtung eine Bestückungsstation zum Empfang des ersten Partikelfilters und des zweiten Partikelfilters, wobei die Transporteinrichtung eingerichtet ist, den ersten Partikelfilter und den zweiten Partikelfilter aus der Bestückungsstation in die Separationsstation zu transportieren. Die Bestückungsstation stellt eine Art Warteschlange dar, die durch das Bedienpersonal und/oder durch die Transporteinrichtung mit neuen Partikelfiltern bestückt werden kann.
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Dabei kann die angegebene Vorrichtung in einer besonderen Weiterbildung eine Reinigungsstation zum Reinigen der Partikelfilter umfassen. Mit der Reinigungsstation können die einzelnen Partikelfilter soweit aufbereitet werden, dass sie nach einer Filtration in der Filterstation und Analyse in der Analysestation erneut verwendet werden können, so dass der gesamte mit der angegebenen Vorrichtung generierbare Prozess kreisförmig durchführbar ist. Grundsätzlich könnte zwar auch die eingangs genannte Vorrichtung kreisförmig durchgeführt werden, wird eine Reinigungsstation in die eingangs genannte Vorrichtung eingebracht, dann würde die Reinigungsstation letztendlich alle anderen Prozesse aufhalten. Daher ist die Reinigungsstation in der eingangs genannten Vorrichtung nur unter erheblichen Abstrichen in der Effizienz der Vorrichtung in diese einbringbar. Alternativ zur Reinigungsstation wäre auch eine Verwendung von Wegwerf-Partikelfiltern denkbar.
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In einer weiteren Weiterbildung der angegebenen Vorrichtung umfasst jeder Siebhalter zwei Scheiben, zwischen denen das jeweilige Partikelsieb verklemmt ist. In der eingangs genannten Vorrichtung sollen Dichtungsringe inmittelbar auf die Partikelsiebe aufgelegt werden, um die Ränder oder Außenflächen der Partikelsiebe von dem zu filternden Fluid oder der Flüssigkeit zu separieren. Hierdurch wird jedoch das Partikelsieb unnötigen Belastungen ausgesetzt, weil die Dichtungsringe gerade bei der Automatisierung ständig auf den Partikelsieb aufgesetzt und wieder herunter genommen werden müssen. Das Partikelsieb muss aber in Separationsrichtung gesehen auf der Oberseite eines Siebhalters gelagert werden, weil während der Separation Drücke von über 1,5 bar berücksichtigt werden müssen, die bei der Separation auftreten können. Deshalb wird der Siebhalter mit einer Scheibe, bevorzugt in Form von zwei Scheiben ausgeführt, zwischen denen das Partikelsieb eingeklemmt ist. Auf diese Weise kann einerseits den hohen Drücken bei der Filtration stand gehalten werden, andererseits lassen sich auf der Oberseite der Partikelfilter beliebig oft Dichtungsringe auflegen und wieder herunternehmen, ohne die Partikelsiebe selbst zu beschädigen. So wird ein sehr hoher Automatisierungsgrad ermöglicht.
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In einer besonderen Weiterbildung der angegebenen Vorrichtung ist das Partikelsieb in jedem Partikelfilter mit wenigstens einer der Scheiben fluiddicht verbunden, so das zu separierende Fluid nur über das Partikelsieb abfließen und eine hohe Separationsleistung erreicht wird.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der angegebenen Vorrichtung ist die Scheibe mit der der Partikelfilter fluiddicht verbunden ist, auf der dem Partikelfilter gegenüberliegenden Seite plan ausgebildet. Auf diese plane Seite kann dann in einfacher Weise der oben erwähnte Dichtungsring oder an anderes Dichtungselement wirksam aufgelegt werden.
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In einer noch anderen Weiterbildung der angegebenen Vorrichtung umfasst jede Station eine Filteraufnahme, in der die Partikelfilter vorzugsweise formschlüssig einsetzbar oder einsteckbar sind. Diese Filteraufnahmen sollten alle gleich ausgeführt sein. Auf diese Weise lassen sich die einzelnen Partikelfilter sicher in den einzelnen Stationen lagern und nach Abschluss des entsprechenden Prozesses wieder herausnehmen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Detektion von Partikeln in einem Fluid mit einer der angegebenen Vorrichtungen die Schritte:
- - Einsetzen des ersten Partikelfilters in die Separationsstation
- - Separieren der zu detektierenden Partikel aus dem Fluid mit dem in die Separationsstation eingesetzten ersten Partikelfilter,
- - Einsetzen des ersten Partikelfilters mit den separierten zu detektierenden Partikeln in die Auswertestation, und
- - Detektieren der aus dem Fluid gefilterten Partikel auf dem Partikelsieb des ersten Partikelfilters.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1A eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Vorrichtung zur Detektion von Partikeln in einer Flüssigkeit,
- 1B eine schematische Ansicht einer gegenüber der Vorrichtung der 1A verbesserte Vorrichtung zur Detektion von Partikeln in einer Flüssigkeit,
- 2A eine zur Vorrichtung der 1B alternative Vorrichtung in einer schematischen Ansicht,
- 2B eine zur Vorrichtung der 1B weiter alternative Vorrichtung in einer schematischen Ansicht,
- 3 einen Partikelfilter in der Vorrichtung der 1 in einer perspektivischen Ansicht,
- 4 ein Partikelsieb aus dem Partikelfilter der 2 in einer perspektivischen Ansicht,
- 5 eine Filtrationsstation aus der Vorrichtung der 1B in einer schematischen Ansicht, und
- 6 einen Teil der Filtrationsstation der 4 in einer Explosionsansicht.
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In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben. Die Figuren sind rein schematisch und geben vor allem nicht die tatsächlichen geometrischen Verhältnisse wieder, wenn es nicht anders angegeben wird.
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Es wird auf
1A Bezug genommen, die eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Vorrichtung
2' zur Detektion von Partikeln in einem als Flüssigkeit ausgeführten Fluid zeigt und wie sie beispielsweise aus der
DE 10 2008 064 763 B3 bekannt ist.
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Die Vorrichtung 2' umfasst einen einen Partikelfilter 4' mit mehreren Partikelsieben 6', die auf einem gemeinsamen kreisförmigen Siebhalter 8' gehalten sind.
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Die Vorrichtung 2' umfasst ferner eine Filtrierstation 10' zum Filtrieren der zu detektierenden Partikel aus der Flüssigkeit mit den Partikelsieben 6' und eine örtlich von der Filtrierstation 10' getrennte Auswertestation 12' zum Detektieren der aus der Flüssigkeit gefilterten Partikel auf den Partikelsieben 6'. Die Filtrierstation 10' und die Auswertestation 12' sind umfangsseitig am kreisförmigen Siebhalter 8' derart angeordnet, dass die einzelnen Partikelsiebe 6' die Stationen 10', 12' passieren und durchlaufen.
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Im Betrieb der Vorrichtung 2' wird der kreisförmige Siebhalter 8' in einer Drehrichtung 14' um einen Drehpunkt 16' gedreht, so dass die einzelnen Partikelsiebe 6' auf dem kreisförmigen Siebhalter 8' zu den einzelnen Stationen 10', 12' hin- und wieder wegbewegt werden.
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Nachteilig an dieser Konstruktion ist jedoch, dass eine Geschwindigkeit des kreisförmigen Siebhalters 8' in der Drehrichtung 14' von der langsamsten Station 10', 12 in der Vorrichtung 2' abhängig ist. Das Problem verschärft sich, wenn, wie in der oben erwähnten Druckschrift unter Paragraph [0117] erwähnt, für einen vollautomatischen Betrieb nach jeder untersuchten Probe das jeweilige Partikelsieb 6' gereinigt werden soll. Hierzu ist eine entsprechende, in 1A gestrichelt angedeutete Reinigungsstation 18' vorzusehen, die ebenfalls Prozesszeit benötigt und so die Geschwindigkeit des kreisförmigen Siebhalters 8' in der Drehrichtung 14' beschränken kann.
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Hier greift die Vorrichtung 2 zur Detektion von Partikeln in einer Flüssigkeit nach 1 B an. In der Vorrichtung ist der kreisförmige Siebträger 8' der 1A aufgebrochen und in mehrere voneinander entkoppelte Siebträger 8 unterteilt. Auf diese Weise ist kein einzelner Partikelfilter 4', wie in 1A sondern mehrere Partikelfilter 4 vorhanden, die unabhängig voneinander in der Vorrichtung 2 der 1 B bewegt werden können. Die Anzahl der Partikelsiebe 6 auf dein einzelnen Siebträgern 8 in 1B ist hierbei beliebig.
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Analog zur Vorrichtung 2' der 1A weist auch die Vorrichtung der 1 B eine als Filtrierstation 10 ausgeführte Separationsstation zum Separieren oder Filtrieren der zu detektierenden Partikel aus der Flüssigkeit mit den Partikelsieben 6, eine örtlich von der Filtrierstation 10 getrennte Auswertestation 12 zum Detektieren der aus der Flüssigkeit gefilterten Partikel auf den Partikelsieben 6 und optional eine Reinigungsstation der Partikelsiebe 6 der Partikelfilter 4 auf. Die einzelnen Stationen 10, 12, 18 müssen jedoch anders als in 1A nicht in einer bestimmten Weise (in 1A kreisförmig) angeordnet werden, sondern können entlang einer beliebigen und frei wählbaren Bewegungsbahn 14 für die einzelnen Partikelsiebe 6 der Partikelfilter 4 angeordnet werden. Das hat den Vorteil, dass sich die Vorrichtung 2 modular um beliebig viele Stationen erweitern lässt, weil die Bewegungsbahn 14 der Partikelfilter 4 in keinster Weise eingeschränkt ist.
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Die Partikelfilter 4 können auf der Bewegungsbahn 14 dabei in beliebiger Weise bewegt werden. In der einfachsten Weise kann ein menschlicher Benutzer die Partikelfilter zwischen den einzelnen Stationen 10, 12, 18 auf der Bewegungsbahn 14 bewegen. In der vorliegenden Ausführung ist jedoch eine Transporteinrichtung in Form eines Transportroboters 20 in der Vorrichtung 2 angeordnet, der sich um einen Drehpunkt 16 drehen und einen in einer Axialrichtung 22 verlängerbaren Roboterarm 24 besitzt, an dessen Ende ein Endeffektor in Form eines Hebers 26 angeordnet ist. Der Heber 26 kann die einzelnen Partikelfilter 4 in einer Startstation 10, 12, 18 fassen, anheben, zur Zielstation transportieren und in der Zielstation 10, 12, 18 ablegen. Hierzu kann der Heber 26 beispielsweise als Greifer ausgeführt sein. Aber auch alternative Ausführungen, wie beispielsweise mit Saugnäpfen oder dergleichen sind denkbar.
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Der Vorteil einer derartigen Transportvorrichtung 20 ist, dass der gesamte Prozess innerhalb der Vorrichtung 2 automatisierbar ist, und gegebenenfalls nur noch die Partikelfilter 4 in einer Bestückungsstation 28 manuell der Vorrichtung 2 zugeführt werden müssten, soweit dies nicht ebenfalls automatisierbar umsetzbar wäre. In 1B ist die Bestückungsstation 28 beispielhaft als Teil der Reinigungsstation 18 angeordnet.
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Nachstehend sollen anhand von 2A und 2B verschiedene Aufbauten der Vorrichtung 2 gezeigt werden, die den modularen Spielraum verdeutlicht. Hierbei wurde auf eine Darstellung des Transportroboters 20 der Übersichtlichkeit halber verzichtet.
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Wie in 2A zu sehen muss die Bewegungsbahn 14 nicht geschlossen sein. Beispielsweise können die Partikelfilter 4 in der Bestückungsstation 28 der Vorrichtung 2 zugeführt werden. Dann können in der Filtrierstation 10 mit den Partikelfiltern 4 die zu detektierenden Partikel aus der Flüssigkeit gefiltert und in der Analysestation 12 detektiert werden. Abschließend können die Partikelfilter 4 in einer Entsorgungsstation 30 entsorgt werden. Auf diese Weise wäre keine Reinigungsstation 18 notwendig und es könnten dennoch höchste Ansprüche an die Reinheit in dem gesamten Prozess in der Vorrichtung 2 gestellt und erfüllt werden.
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Alternativ könnten auch zwischen der Reinigungsstation 18 und der Filtrierstation 10 parallele Bewegungswege 14 vorgesehen sein. Auf diese Weise könnten in der vergleichsweise langsamen Reinigungstation 18 und Filtrierstation 10 parallel mehrere Partikelfilter 4 gleichzeitig bearbeitet werden, während sich die vergleichsweise schnelle Analysestation 12 die einzelnen Partikelfilter 4 nacheinander aus der Filtrierstation 10 hohlt und auch nacheinander wieder in der Reinigungsstation 18 ablegt. Zudem könnte auch eine Messstation 32 in den Bewegungsweg 14 integriert werden, die die einzelnen Partikelfilter 4 hinsichtlich bestimmter Qualitätsmerkmale untersucht und gegebenenfalls in der Entsorgungsstation 30 aussondert. Diese Messstation 32 inklusive Entsorgungsstation 30 kann auch in die Vorrichtung 2 nach 1B integriert werden. Zudem kann die Messstation 32 an einer beliebigen Stelle integriert sein - so beispielsweise in der Reinigungsstation 18 oder auch nach der Reinigungsstation 18 in Richtung des Bewegungsweges 14 gesehen.
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Nachstehend wird anhand von 3 der Partikelfilter 4 näher beschrieben.
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Der Siebhalter 8 des Partikelfilters 4 ist in der vorliegenden Ausführung zweiteilig ausgeführt und besitzt in die Bildebene der 3 hinein betrachtet eine obere Scheibe 34 und eine untere Scheibe 36. Beide Scheiben 34, 36 sind gleich groß und beispielhaft kreisförmig mit einem Durchmesser 37 von 45mm ausgeführt. Im Zentrum besitzen beide Scheiben 34, 36 eine Durchgangsöffnung 38, die in der vorliegenden Ausführung quadratisch ausgeführt ist. Radial beabstandet zu der quadratischen Durchgangsöffnung 38 besitzen beide Scheiben vier Durchgangsbohrungen 40, die in Umfangsrichtung gesehen alle gleich beabstandet sind. Alle Öffnungen 38 und Bohrungen 40 auf den beiden Scheiben 34, 36 sind derart ausgeführt, dass beide Scheiben 34, 36 deckungsgleich sind.
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Zwischen beiden Scheiben 34, 36 ist das Partikelsieb 6 eingeklemmt und in der Durchgangsöffnung 38 angeordnet. Es kann mit beiden Scheiben 34, 36 flüssigkeitsdicht verbunden sein, beispielsweise durch Kleben oder Verschweißen.
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Auf die Durchgangsbohrungen 40 wird an späterer Stelle näher eingegangen. Zunächst wird nachstehend anhand von 4 das Partikelsieb 6 in dem Partikelfilter 4 der 3 näher beschrieben.
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Durch das Partikelsieb 6 sollen die festen Partikel von der Flüssigkeit, in der sich die festen Partikel befinden getrennt und auf der Oberfläche des Partikelsiebes 6 zurückgehalten werden. Hierfür umfasst das Partikelsieb 6 eine perforierte Membran 42, die auf einer Stützstruktur 44 abgestützt ist.
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Die perforierte Membran 42 ist in der vorliegenden Ausführung eine gegenüber der Stützstruktur 44 dünne Siliziumnitrid-Schicht, die in 4 in einem ersten vergrößerten Ausschnitt 46 und einem zweiten vergrößerten Ausschnitt 48 des Partikelsiebes 6 zum besseren Verständnis vergrößert dargestellt ist. In den vergrößerten Ausschnitten 46, 48 sind Perforationsöffnungen 50, auch Poren genannt, zu sehen, von denen der Übersichtlichkeit halber nicht alle mit einem eigenen Bezugszeichen versehen sind. Weiter ist im zweiten vergrößerten Ausschnitt 48 ein Teil 52 der perforierten Membran 42 herausgebrochen dargestellt, um die Schichtdicke 54 der perforierten Membran 42 sichtbar zu machen. Abhängig von der Größe der Perforationsöffnungen 50 können auf der perforierten Membran 42 3,5 bis 7 Millionen Perforationsöffnungen 50 vorhanden sein, wenn diese als Quadrat mit 16mm × 16mm gefertigt wird.
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Die perforierte Membran 42 sollte in Abhängigkeit der Filtratleistung ausgelegt werden. Hier ist vor allem ein geeigneter aber einheitlicher Porendurchmesser 56 für die einzelnen Perforationsöffnungen 50 je nach Anforderung zu wählen. Technisch realisierbare Porendurchmesser 56 beginnen bei 0,45µm. In der Regel werden Porendurchmesser 56 von größer 5µm nicht benötigt. Die Verteilung der Perforationsöffnungen 50 sollte möglichst gleich sein. Das Siliziumnitrit, aus dem die perforierte Membran 42 gefertigt ist, ist sehr temperaturbeständig (über 100° C). Zudem ist es chemisch inert gegen Laugen und Säuren und lässt sich mit einer absolut glatten Oberfläche mit einer Abweichung von 5nm auf einer Bezugsfläche von 16mm × 16 mm fertigen. Die perforierte Membran bietet ferner eine hohe Trennschärfe und eine Regenerierbarkeit, wodurch eine sehr lange Nutzungsdauer gegeben ist.
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Die Stützstruktur 44 unter der perforierten Membran 42 besitzt in der vorliegenden Ausführung 75 Membrankammern 58. Hierbei handelt es sich jeweils um Durchgangsöffnungen durch die Stützstruktur 44, von denen in 4 der Übersichtlichkeit halber nicht alle mit einem eigenen Bezugszeichen versehen sind. Auf diese Weise werden zwischen den einzelnen Membrankammern 58 Stützstreben 60 ausgebildet, die der Übersichtlichkeit halber ebenfalls nicht alle mit einem eigenen Bezugszeichen versehen sind. Durch die Stützstreben 60 wird für das gesamte Partikelsieb 6 eine hohe Druckbeständigkeit von über 1,5 bar erreicht.
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Im Einsatz wird die zu filtrierende Flüssigkeit mit den zu detektierenden Partikeln auf die perforierte Membran 42 aufgetragen. Die zu filtrierende Flüssigkeit tritt dann durch die Perforationsöffnungen 50 in der perforierten Membran 42 als Filtrat hindurch, so dass die zu detektierenden Partikel als Filterkuchen auf der perforierten Membran 42 zurückbleiben.
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Das Auftragen der zu filtrierenden Flüssigkeit auf die perforierte Membran 42 und der anschließende Filterprozess soll nachstehend anhand der 6 näher erläutert werden, die die Filtrationsstation 10 der Vorrichtung 2 zeigt.
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Die Filtrationsstation 10 besitzt in der vorliegenden Ausführung Filternutschen 62, die jeweils für sich mit einem eigenen Absperrhahn 64 geöffnet und geschlossen werden können. Die Anzahl von drei Filternutschen 62 ist hierbei rein bespielhaft. Die Filternutschen 62 sind an einen gemeinsamen Absaugkanal 66 angeschlossen, der über einen Absaugschlauch 68 an eine Saugflasche 70 angeschlossen ist. An diese Saugflasche 70 können in Reihe beliebig viele weitere Saugflaschen 70 über weitere Absaugschläuche 68 angeschlossen werden. Die letzte Saugflasche 70 in dieser Reihenschaltung ist über einen weiteren Absaugschlauch 68 an eine Absaugpumpe 72 angeschlossen. Die Absaugpumpe 72 weist zum Ansaugen von Luft eine Ansaugöffnung 74 auf, die mit dem zur letzten Saugflasche 70 führenden weiteren Ansaugschlauch 68 verbunden ist. Ferner weist die Absaugpumpe 72 eine Ausstoßöffnung 76 auf, über die die angesaugte Luft ausgestoßen wird. Die Absaugpumpe 72 kann über einen Einschalter 78 ein- und ausgeschaltet werden. Wird die Absaugpumpe 72 eingeschaltet, wird an die einzelnen Saugflaschen 70 und die Filternutschen 62 über die Absaugschläuche 68 und den Absaugkanal 66 ein Unterdruck angelegt.
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Die Filternutschen 62 weisen jede eine Filteraufnahme 80 auf, in die jeweils ein Partikelfilter 4 mit seinem Partikelsieb 6 eingelegt werden kann. Der an der jeweiligen Filternutsche 62 wirkende Unterdruck saugt auf der perforierten Membran 42 des Partikelfilters 4 befindliche Flüssigkeit an und führt sie als Filtrat 82 in die Saugflaschen 70. Auf der perforierten Membran 42 des Partikelfilters 4 verbleibt somit der Filterkuchen mit dem zu detektierenden Partikeln.
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Um gegebenenfalls eine größere Menge an Flüssigkeit mit den zu detektierenden Partikeln auf der perforierten Membran 42 des Partikelfilters 4 zu positionieren kann zusätzlich ein optionaler Trichter 84 auf dem Partikelfilter 4 angeordnet werden, in dem die Flüssigkeit gehalten werden kann.
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Im Betrieb der Vorrichtung 2 wird ein zur Filtierstation 10 geführter Partikelfilter 4 zunächst entweder durch das Bedienpersonal oder durch den Transportroboter 20 in die Filteraufnahme 80 eingesetzt. Danach kann der optionale Trichter 84 aufgesetzt werden. Auf den genauen Einsetzvorgang wird an späterer Stelle eingegangen.
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Sobald der Einsetzvorgang abgeschlossen ist, wird die Flüssigkeit mit den zu detektierenden Partikeln auf den Partikelfilter 4 aufgebracht und die Absaugpumpe 78 eingeschalten. Sobald nur noch der Filterkuchen auf der perforierten Membran 42 des Partikelfilters 42 zurückgeblieben und das Filtrat vollständig in den Saugflaschen 70 aufgenommen ist, kann das Bedienpersonal oder der Transportroboter den Partikelfilter 4 mit dem darauf befindlichen Filterkuchen entnehmen und der Analysestation zuführen.
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Der Einsetzvorgang des Partikelfilters 4 in die Filternutsche 64 wird nachstehend anhand von 6 näher ausgeführt.
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Bevor der eigentliche Partikelfilter 4 in die Filteraufnahme 80 der Filternutsche 64 eingesetzt wird, wird zunächst ein Dichtungsring 86 in die Filteraufnahme 80 der Filternutsche 64 eingelegt. Auf diesen Dichtungsring 86 folgt dann der Partikelfilter 4.
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Auf den Partikelfilter 4 wird eine Dichtungsscheibe 88 mit einer Durchgangsöffnung 38 und vier Durchgangsbohrungen 40 aufgelegt, die deckungsgleich mit den Durchgangsöffnungen 38 der Scheiben 34, 36 und den Durchgangsbohrungen 40 zumindest der oberen Scheibe 36 des Partikelfilters 4 sind. Von den Durchgangsbohrungen 40 der Dichtungsscheibe 88 sind in 6 der Übersichtlichkeit halber nicht alle mit einem eigenen Bezugszeichen versehen.
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Auf die Dichtungsscheibe 88 wird dann abschließend der Trichter 84 aufgesetzt. Dieser weist an seiner zur Dichtungsscheibe 88 gerichteten Unterseite stiftartige Verlängerungen 90 auf, die in die entsprechenden Durchgangsbohrungen 40 eingesetzt werden können, um den Trichter 84 zu positionieren. Um eine möglichst hohe Dichtwirkung zu erzielen sollte die obere Scheibe 36 des Partikelfilters 4, auf die die Dichtungsscheibe 88 aufgesetzt wird, plan ausgebildet sein.
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Nachdem der Filtriervorgang in der Filtrierstation 10 abgeschlossen ist, kann der Partikelfilter 4 mit dem darauf befindlichen Filterkuchen in einem zum oben beschriebenen Einsetzvorgang umgekehrten Entnahmevorgang aus der Filternutsche 64 herausgenommen und zur Analysestation 12 transportiert werden.
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Die Analysestation
12 ist bestens bekannt und kann beispielsweise nach der Lehre der
DE 10 2008 064 763 B3 aufgebaut werden. Daher soll auf eine nähere Darstellung zu dieser verzichtet werden.
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Die optionale Reinigungsstation 18 kann eine Waschanlage und/oder Desinfektionsanlage sein. Derartige Anlagen sind ebenfalls bestens bekannt und sollen nachstehend nicht weiter beschrieben werden.
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Als Bestückungsstation 28 kann beispielsweise ein Regal verwendet werden, in dem die Partikelfilter 4 eingeräumt und beispielsweise vom Transportroboter 20 oder vom Bedienpersonal entnommen werden.
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Als Entsorgungsstation 30 kann ein gewöhnlicher Aufnahmebehälter dienen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008064763 B3 [0002, 0021, 0053]
