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Die Erfindung betrifft eine Filtrations-Vorrichtungsanordnung, insbesondere zur Cross-Flow-Filtration (Tangentialflussfiltration), mit einer Filterpresse.
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Cross-Flow-Filterpressen sind Vorrichtungen, die dazu dienen, Cross-Flow-Filterkassetten zu verpressen. Solche Filterpressen werden in biotechnologischen Anwendungen, besonders in biopharmazeutischen Prozessen, verwendet. Gemäß dem allgemeinen Grundprinzip hat eine Filterpresse wenigstens eine fixierte Platte sowie eine beweglichen Platte, welche gegen die zwischen den Platten angeordneten Cross-Flow-Filter(module), in der Regel in Form von Filterkassetten, gepresst wird. Je nach Bauweise kann dieses Prinzip variieren. Durch das Verpressen und die damit verbundene elastische Verformung der die Fluidanschlüsse der Filterkassetten umgebenden Silikonringe wird die Dichtigkeit der Filterkassetten sichergestellt.
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Eine Filterpresse mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist z. B. aus
DE 10 2011 121 269 A1 bekannt. Zwischen einer unbeweglichen Platte und einer auf Schienen verschiebbaren Druckplatte können Filterkassetten und Filterplatten eingespannt werden. Über einen Antrieb kann ein Spanndruck vorgegeben werden. Zusätzlich ist eine Verspannung der Filterkassetten und Filterplatten über Zugstangen und Federspannelemente mit einem vorgebbaren Zugstangendruck möglich. Der Zugstangendruck ist gegenüber dem Spanndruck reduziert.
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Filterpressen mit Führungselementen, einer Druckplatte und einer Antriebsvorrichtung, die grundsätzlich zur Aufnahme von unterschiedlich vielen Filterkassetten geeignet sind, sind auch in
EP 3 342 475 A1 ,
DE 10 2015 115 977 A1 und WO 2019/ 077 055 A1 gezeigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Einsatzbereich einer Filterpresse, insbesondere einer Cross-Flow-Filterpresse, zu erweitern. Die Filterpresse soll insbesondere hinsichtlich Art und Anzahl der verwendeten Filterkassetten mehr Flexibilität bieten.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Filtrations-Vorrichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Filtrations-Vorrichtungsanordnung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Filtrations-Vorrichtungsanordnung umfasst eine Filterpresse zum Verpressen wenigstens einer Filterkassette. Die Filterpresse weist eine erste unbewegliche Halterplatte, eine zweite unbewegliche Halterplatte, eine zwischen den Halterplatten angeordnete Druckplatte, an den Halterplatten fixierbare primäre Führungselemente und eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen der Druckplatte in einer Bewegungsrichtung entlang der Führungselemente auf. Die primären Führungselemente sind so angeordnet, dass sie einen ersten Filterkassetten-Typ in Richtungen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Druckplatte in einer definierten Position fixieren. Gemäß der Erfindung ist wenigstens eine der Komponenten der Filterpresse so ausgebildet oder durch eine andere Komponente ersetzbar, dass unterschiedliche Filterkassetten-Typen und/oder eine unterschiedliche Anzahl von Filterkassetten in die Filterpresse einsetzbar sind.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch die Bereitstellung einer modular aufgebauten, konfigurierbaren Filterpresse variierende Parameter, insbesondere Formfaktoren der Filterkassetten, berücksichtigt werden können. Somit kann einem Anwender eine modulare Plattform geboten werden, welche ihn von der Entwicklung eines Prozesses bis hin zu einem Produktionsstart begleitet. Die Filterpresse der erfindungsgemäßen Vorrichtungsanordnung ist flexibel an die jeweiligen Bedürfnisse anpassbar. Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Kompatibilität zu verschiedenen Filterkassetten-Typen und auf der unterschiedlichen Anzahl der bei einem Filtrationsprozess verwendeten Filterkassetten.
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Bislang war es akzeptierte Praxis für unterschiedliche Filterkassetten-Typen unterschiedliche Filterpressen zu verwenden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtungsanordnung können nun durch einfache Anpassungen oder Umbauten verschiedene Filterkassetten-Typen in der gleichen Filterpresse eingesetzt werden. Unter einem Filterkassetten-Typ ist hier eine bestimmte Standardform mit standardisierten äußeren Merkmalen gemeint, wie etwa Anordnung und Größe der Anschlüsse, Führungsnuten, etc. Generell sind Filterkassetten im Wesentlichen plattenförmig bzw. quaderförmig (auch kubisch) und weisen auf zwei entgegengesetzten Seiten im Wesentlichen ebene, parallele Druckflächen auf. Die Filterkassetten-Typen unterscheiden sich jedoch in ihren Abmessungen (Länge, Breite, Höhe) und anderer äußerer Merkmale, wie z. B. die oben erwähnten. Ein Filterkassetten-Typ kann durch einen allgemein anerkannten Standard definiert oder einfach herstellerspezifisch festgelegt sein.
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Ebenso kann es gewünscht sein, die Anzahl oder die Dicke der für einen Filtrationsprozess vorgesehenen Filterkassetten zu verändern, insbesondere im Hinblick auf die Skalierbarkeit eines Prozesses. Auch dies lässt sich ganz ohne Modifikation an der Filterpresse (z. B. durch Einsetzen eines funktionslosen Abstandshalters anstelle einer Filterkassette) oder durch einfache Anpassungen oder Umbauten an der Filterpresse erreichen.
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Der Anwender kann so je nach Prozess seine Filterpresse verändern, was bislang nicht möglich bzw. nicht vorgesehen war. Bei der Entwicklung eines neuen Prozesses kann der Anwender nun auf die Skalierbarkeit der Filterpresse zurückgreifen und so das System an verschiedene Volumina bzw. Filterflächen anpassen, was eine wesentliche Vereinfachung zur bisherigen Praxis darstellt. Dies erlaubt die Reduzierung von Qualifizierungsmaßnahmen und das System kann durch Upgrades für den Prozess erweitert bzw. angepasst werden, beispielsweise für den Wechsel von einer Mehrweg- auf eine SU-Anwendung oder umgekehrt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtungsanordnung hat den Vorteil, dass sich viele Anwendungsfälle abdecken lassen, ohne dass jeweils eine komplett neue Filterpresse benötigt wird. Da dank des erfindungsgemäßen Konzepts viele Teile der Vorrichtungsanordnung wiederverwendet werden können, reduziert dies die Herstellungskosten und erhöht die Stückzahlen einzelner, definierter Teile.
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Ein weiterer vorteilhafter Aspekt ist die Möglichkeit, durch die Verwendung einer geeigneten Konfigurator-Software eine an die jeweiligen verschiedenen Anforderungen anpassbare Filterpressen-Plattform zu erstellen. Dies erspart zusätzliche Arbeitszeit bei der Angebotserstellung sowie bei der Gerätequalifizierung beim Anwender (Kunden).
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Gemäß der Erfindung sind wenigstens zwei Sätze primärer Führungselemente vorgesehen, die sich in ihrer Länge unterscheiden. Die primären Führungselemente definieren den Abstand zwischen den beiden Halterplatten. Dieser Abstand lässt sich durch einfaches Auswechseln der primären Führungselemente verändern. Insbesondere lässt sich durch einen Wechsel auf längere Führungselemente die Anzahl und/oder Dicke der in einem Prozess verwendeten Filterkassetten vergrößern.
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Bei Ausführungsformen, bei denen die Anordnung der Führungselemente (nur) auf einen ersten Filterkassetten-Typ abgestimmt ist, bietet die erfindungsgemäße Vorrichtungsanordnung die Möglichkeit, auch einen anderen Filterkassetten-Typ einzusetzen. Erfindungsgemäß weisen die Halterplatten hierzu Halterungen oder Lager für sekundäre Führungselemente auf, die so angeordnet sind, dass zusätzlich oder alternativ zu den primären Führungselementen eingesetzte sekundäre Führungselemente einen zweiten Filterkassetten-Typ in Richtungen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Druckplatte in einer definierten Position fixieren. Das bedeutet, dass dank der sekundären Führungselemente auch ein anderer Filterkassetten-Typ in der Filterpresse gehalten werden kann.
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Eine Weiterbildung dieses Erfindungsaspekts sieht vor, dass die sekundären Führungselemente lose in einer oder beiden Halterplatten gelagert sind. In diesem Fall reicht ein Satz relativ langer sekundärer Führungselemente aus, um ein großes Spektrum an verschiedenen Abständen zwischen den Halterplatten abzudecken, soweit dieser Abstand durch die primären Führungselemente vorgegeben ist. Die sekundären Führungselemente können nämlich dank ihrer losen Lagerung in Längsrichtung über die Halterplatten beliebig hinausragen.
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Um sicherzustellen, dass die sekundären Führungselemente nicht aus ihren Lagern herausrutschen können, sollten sie verdickte Enden aufweisen, etwa in Form einer aufgeschraubten Endkappe.
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Wie bereits erwähnt ist es bei einer Filterpresse mit einem relativ großen Abstand zwischen den Halterplatten vorteilhaft, wenigstens einen Abstandshalter vorzusehen, der wie eine Filterkassette in die Filterpresse einsetzbar ist. Dadurch kann ein Umbau der Filterpresse vermieden werden, wenn eigentlich ein kürzerer Abstand gewünscht ist.
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Der Abstand zwischen den Halterplatten kann auch dadurch ohne Austausch der primären Führungselemente variiert werden, dass wenigstens eines der primären Führungselemente mehrere in Längsrichtung voneinander beabstandete Arretierungsstellen, vorzugsweise in Form von Aussparungen aufweist. Eine oder beide Halterplatten können dann je nach Bedarf an einer dieser Arretierungsstellen fixiert werden.
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Eine solche Arretierung kann auch mithilfe eines axialen Sicherungselements erreicht werden, das auf einem primären Führungselement fixierbar ist, gegebenenfalls an einer von deren Arretierungsstellen.
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Eine weitere Möglichkeit der Abstandsanpassung besteht darin, dass die primären Führungselemente eine einstellbare Länge haben.
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Beispielsweise können die primären Führungselemente als Teleskop-Hydraulikzylinder ausgebildet sein, oder die primären Führungselemente sind aus einzelnen Stangenmodulen zusammensetzbar.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsaspekt kann wenigstens eine der Halterplatten eine Doppelfunktion übernehmen. Die entsprechende Halterplatte ist in diesem Fall als Anschlussplatte mit Fluidanschlüssen ausgebildet, die über innere Bohrungen mit Fluidein- bzw. -ausgängen in Strömungsverbindung stehen. Diese Fluidein- bzw. -ausgänge sind auf einer Druckflächen-Seite der Halterplatte gebildet, die im Betrieb der Filterpresse einer Filterkassette gegenüberliegt. Somit erfüllt die Halterplatte neben ihrer eigentlichen Aufgabe zusätzlich die Funktion des Mediumanschlusses. Auf eine ansonsten erforderliche Adapterplatte mit Fluidanschlüssen, die zusätzlich in die Filterpresse eingesetzt werden müsste, kann verzichtet werden. Dadurch kann der Abstand zwischen den Halterplatten bzw. die erforderliche Länge der primären Führungselemente reduziert werden.
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Die Antriebsvorrichtung der Filterpresse zum Bewegen der Druckplatte weist vorzugsweise einen Hydraulikzylinder auf. Filterpressen mit einem manuellen Gewindeantrieb gelten allgemein als relativ anfällig für Bedienfehler und andere Störungen, insbesondere in Bezug auf CIP/SIP-Prozesse (Cleaning/Sterilization in Place, Reinigung/Sterilisierung vor Ort). Deshalb wird ein Hydraulikzylinder zum Verpressen der Filterkassetten vorgezogen, da ein solcher Zylinder eine gleichmäßige und überwachbare Anpresskraft ermöglicht.
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Für den Anwender ist als Ergänzung der erfindungsgemäßen Vorrichtungsanordnung ein mobiler Laborwagen äußerst hilfreich, auf dem die Filterpresse angeordnet ist. Die Filterpresse kann damit an wechselnden Standorten flexibel eingesetzt werden.
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Besonders vorteilhaft ist ein Laborwagen, der Halterungen und/oder einen Stauraum für Komponenten der Filtrations-Vorrichtungsanordnung aufweist. Der Anwender kann dann vor Ort Anpassungen und Umbauten vornehmen, wobei er das benötigte Equipment sofort zur Hand hat.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine schematische Darstellung einer Cross-Flow-Filterpresse einer erfindungsgemäßen Filtrations-Vorrichtungsanordnung;
- - 2 eine schematische Darstellung verschiedener Cross-Flow-Filterkassetten-Typen;
- - 3 eine erfindungsgemäße Filtrations-Vorrichtungsanordnung mit einer Einweg-Adapterplatte und einer großen Einweg-Filterkassette in Form eines SC-Moduls;
- - 4 eine erfindungsgemäße Filtrations-Vorrichtungsanordnung mit einer Einweg-Adapterplatte und einer normalen großen Einweg-Filterkassette;
- - 5 eine erfindungsgemäße Filtrations-Vorrichtungsanordnung mit einer Einweg-Adapterplatte und einer kleinen Einweg-Filterkassette in Form eines SC-Moduls;
- - 6 eine erfindungsgemäße Filtrations-Vorrichtungsanordnung mit einer Einweg-Adapterplatte und einer normalen kleinen Einweg-Filterkassette;
- - 7 einen Ausschnitt einer Filterpresse mit zusätzlichen Führungsstangen;
- - 8 einen Ausschnitt einer Filterpresse mit überstehenden zusätzlichen Führungsstangen;
- - 9 eine Ausführungsform einer Führungsstange für eine erfindungsgemäße Filtrations-Vorrichtungsanordnung; und
- - 10 eine Mehrweg-Anschlussplatte für eine erfindungsgemäße Filtrations-Vorrichtungsanordnung.
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In 1 ist schematisch der Aufbau einer Cross-Flow-Filterpresse 10 gezeigt, die die Hauptkomponente einer modularen Filtrations-Vorrichtungsanordnung darstellt. Die Filterpresse 10 weist zwei unbewegliche Halterplatten 12, 14 auf, welche über (primäre) Führungselemente in Form von Führungsstangen 16 miteinander verbunden sind. Eine erste Halterplatte 12 dient als Aufnahme für ein Stellelement, hier ein Hydraulikzylinder 18, der von einer Antriebseinrichtung, hier einer Hydraulikpumpe 20, angetrieben wird. Mit dem Hydraulikzylinder 18 ist eine zwischen den beiden Halterplatten 12, 14 angeordnete, bewegliche Druckplatte 22 verbunden. Die Druckplatte 22 hat an ihrem Außenumfang auf die Führungsstangen 16 abgestimmte Ausnehmungen, in die die Führungsstangen teilweise eingreifen, sodass eine lineare Führung der Druckplatte 22 gewährleistet ist. Mithilfe des Hydraulikzylinders 18 kann die Druckplatte 22 in Richtung der zweiten Halterplatte 14 gedrückt und wieder zurückgezogen werden.
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Der Hydraulikzylinder 18, die Halterplatten 12, 14, die Führungsstangen 16 und die Druckplatte 22 sind aus Edelstahl (z. B. Legierung 316L) oder einem anderen Werkstoff mit vergleichbaren Eigenschaften gefertigt, worauf später noch eingegangen wird.
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Die Filterpresse 10 ist in an sich bekannter Weise in der Lage, Filterkassetten und ggf. weitere plattenartige Komponenten für die Durchführung eines Filtrationsvorgangs zwischen der Druckplatte 22 und der zweiten Halterplatte 14 zu verpressen. Da die Filterpresse 10 vorzugsweise für die Verwendung von Einweg-Filterkassetten vorgesehen ist, weist die zweite Halterplatte 14 keine Fluidanschlüsse auf.
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In 2 sind beispielhaft verschiedene Typen von Filterkassetten 24, insbesondere Einweg-Cross-Flow-Filterkassetten, gezeigt. Die im Wesentlichen plattenförmigen oder allgemein quaderförmigen bzw. kubischen Filterkassetten 24 variieren hinsichtlich ihrer Abmessungen (Länge, Breite, Höhe), weisen jedoch alle auf zwei entgegengesetzten Seiten im Wesentlichen ebene, parallele Druckflächen auf 26.
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3 zeigt die Filterpresse 10 (ohne angeschlossene Hydraulikpumpe) in einer beispielhaften Anwendung mit einer Einweg-Adapterplatte 28 und einer Einweg-Filterkassette 24, die zwischen der Druckplatte 22 und der zweiten Halterplatte 14 angeordnet sind. Die Einweg-Adapterplatte 28 und die Einweg-Filterkassette 24 haben eine ähnliche Höhe wie die Druckplatte 22 und verfügen ebenso wie die Druckplatte 22 an entgegengesetzten Stirnseiten (Oberseite und Unterseite) über Ausnehmungen 30, die auf die Führungsstangen 16 abgestimmt sind. Die Einweg-Adapterplatte 28 und die Einweg-Filterkassette 24 sind dadurch zumindest in den zur Bewegungsrichtung der Druckplatte 22 senkrechten Richtungen in ihrer Lage fixiert.
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Die Einweg-Adapterplatte 28 hat an wenigstens einer Schmalseite frei zugängliche Fluidanschlüsse 32, durch die das zu filtrierende Medium zu- bzw. abgeführt werden kann. Außerdem sind auf der der Einweg-Filterkassette 24 zugewandten Druckflächenseite der Einweg-Adapterplatte 28, in 3 nicht sichtbare Fluidein- bzw. -ausgänge 34 gebildet, die mit entsprechenden Fluidein- bzw. -ausgängen 34 auf der gegenüberliegenden Druckflächenseite der Einweg-Filterkassette 24 fluchten und mittels umgebender Silikonringe abgedichtet sind, die in die Einweg-Filterkassette 24 integriert sind, d. h. es sind keine zusätzlichen Dichtungen notwendig. Wenn die Druckplatte 22 in Richtung der zweiten Halterplatte 14 gegen die Einweg-Filterkassette 24 gedrückt wird, wird durch das Verpressen und der damit verbundenen elastischen Verformung der Silikonringe der Einweg-Filterkassette 24 die Dichtigkeit zwischen den Fluidein- bzw. - ausgängen 34 der Einweg-Filterkassette 24 und der Einweg-Adapterplatte 28 sichergestellt. Das bedeutet, dass während des Filtrationsvorgangs Medium über die Fluidein- bzw. -ausgänge 34 leckagefrei von der Einweg-Adapterplatte 28 in die Einweg-Filterkassette 24 eintritt bzw. in umgekehrter Richtung austritt.
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Bei der in 3 gezeigten Einweg-Filterkassette 24 handelt es sich um ein sogenanntes self-contained (SC) Modul, bei der eine der Druckflächen 26 mit einer Kunststoffplatte 36 abgedeckt ist. Diese Kunststoffplatte 36 ist mittels Silikon fest mit der restlichen Einweg-Filterkassette 24 verbunden und überdeckt die auf der ihr gegenüberliegenden Seite der Einweg-Filterkassette 24 gebildeten Fluidein- bzw. -ausgänge 34. Beim Verpressen der Einweg-Filterkassette 24 ist somit sichergestellt, dass diese Fluidein- bzw. -ausgänge 34 jeweils ein totes Ende bilden und kein Medium auf dieser Seite aus der Einweg-Filterkassette 24 austreten kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Kunststoffplatte 36 die gleiche Höhe wie die Einweg-Filterkassette 24 und weist auf ihrer Ober- und Unterseite ebenfalls Ausnehmungen 30 auf, die auf die Führungsstangen 16 abgestimmt sind.
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Bei der in 3 gezeigten und ähnlichen Anwendungen ist durch die Einweg-Adapterplatte 28 und die Kunststoffplatte 36 sichergestellt, dass kein Medium mit den Halterplatten 12, 14, der Druckplatte 22, dem Hydraulikzylinder 18 oder sonstigen Komponenten der Filterpresse 10 in Berührung kommt.
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Anstelle eines SC-Moduls kann, wie in 4 gezeigt, auch eine „normale“ Filterkassette 24 eingesetzt werden mit offenen Fluidein- bzw. -ausgängen 34 auf beiden Druckflächen-Seiten. In diesem Fall drückt die Druckplatte 22 direkt auf die offene Druckflächen-Seite der Filterkassette 24 und sorgt beim Verpressen selbst für die elastische Verformung der die Fluidein- bzw. -ausgänge 34 umgebenden Silikonringe, die für die Abdichtung der Fluidein- bzw. -ausgänge 34 notwendig sind. Aus diesem Grund ist die Druckplatte 22, ebenso wie alle anderen Teile der Filterpresse 10, die bei bestimmten Anwendungen mit Medium in Berührung kommen können, aus poliertem Edelstahl oder einem vergleichbaren Werkstoff gebildet, der durch geeignete Methoden mehrfach gereinigt und sterilisiert werden kann.
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Es ist auch möglich, in der Filterpresse 10 mehrere Filterkassetten 24 hintereinander anzuordnen (Stapel-Anordnung). Einander gegenüberliegende Fluidein- bzw. -ausgänge 34 benachbarter Filterkassetten 24 werden beim Verpressen durch die elastische Verformung der zugehörigen Silikonringe abgedichtet, wie zuvor bereits im Zusammenhang mit der Einweg-Adapterplatte 28 erläutert.
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Damit auch andere Typen von Filterkassetten 24, insbesondere solche mit abweichenden Abmessungen, und/oder eine variierende Anzahl von Filterkassetten 24 in der gleichen Filterpresse 10 verwendet werden können, sind folgende Maßnahmen vorgesehen, von denen einzeln oder in geeigneter Kombination Gebrauch gemacht werden kann:
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1) Einsetzen von zusätzlichen oder alternativen (sekundären) Führungselementen an anderer Stelle
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Für die Verwendung von Filterkassetten 24 mit deutlich kleineren Abmessungen bezüglich der zur Bewegungsrichtung der Druckplatte 22 senkrechten Richtungen können, wie in den 5 und 6 gezeigt, zusätzliche Führungselemente eingesetzt werden. Ohne solche zusätzlichen oder alternativen Führungselemente könnten nur Filterkassetten einer einzigen Größe in der Filterpresse 10 verwendet werden.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen den beiden oberen Führungsstangen 16, deren Abstand zu groß für die kleinere Filterkassette 24 ist, als zusätzliches Führungselement ein Führungsschwert 38 eingesetzt, das zwischen den beiden Halterplatten 12, 14 fixiert ist. Das Führungsschwert 38 ist hinsichtlich Lage, Form und Abmessungen auf eine mittige Ausnehmung 40 auf der Oberseite der kleineren Filterkassette 24 abgestimmt und übernimmt die Funktion der oberen Führungsstangen 16.
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Zwischen den unteren Führungsstangen 16 sind zwei zusätzliche Führungsstangen 42 eingefügt (siehe auch 7), die auf entsprechende Ausnehmungen 44 der Filterkassette 24 abgestimmt sind. Gleichartige Ausnehmungen 44 sind auch bei etwaigen Einweg-Adapterplatten 28 und Kunststoffplatten 36 im Falle von SC-Modulen vorgesehen.
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Somit kann die Filterpresse 10 auch mit einem deutlich kleineren Filterkassetten-Typ bestückt werden. Auf die Führungsstangen 16 für den größeren Filterkassetten-Typ kann ggf. teilweise oder ganz verzichtet, soweit die Führung der Druckplatte 22 durch die zusätzlichen oder alternativen Führungselemente gewährleistet ist.
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2) Verwendung von Führungselementen mit anderer Länge
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Für die Filterpresse 10 sind Führungsstangen-Sätze unterschiedlicher Länge vorgesehen. Durch unterschiedliche Stangenlängen können unterschiedliche Abstände zwischen den Halterplatten 12, 14 geschaffen werden. Dieses Zwischenmaß gibt vor, wie viele bzw. wie dicke Filterkassetten 24 eingesetzt werden können und bestimmt damit indirekt die maximal mögliche effektive Filterfläche.
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Der Einfachheit halber können auch ansonsten funktionslose Abstandshalter (Dummys) verwendet werden, die wie eine Filterkassette 24 in die Filterpresse 10 einsetzbar sind. Wenn der Abstand zwischen den Halterplatten 12, 14 für die vorgesehene Verwendung der Filterpresse 10 zu groß ist, sorgen die Abstandshalter dafür, dass kein längerer Hydraulikzylinder 18 bzw. ein Hydraulikzylinder 18 mit größerem Hub und auch kein Wechsel auf kürzere Führungsstangen 16 erforderlich wird. Entsprechendes gilt auch für andere Führungselemente, wie etwa ein Führungsschwert 38.
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Falls zusätzliche Führungselemente vorgesehen sind, können diese auch lose in einer oder beiden Halterplatten 12, 14 gelagert sein, wie in 8 gezeigt. Dies erlaubt es, dieselben zusätzlichen Führungsstangen 42 auch bei kleineren Abständen zwischen den Halterplatten 12, 14 zu verwenden, da die zusätzlichen Führungsstangen 42 außen überstehen können. Verdickte Enden 46 der zusätzlichen Führungsstangen 42, z. B. in Form von aufgeschraubten oder aufgesteckten Endkappen, verhindern ein Herausrutschen der Stangen aus ihren Lagern.
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3) Verwendung von Führungselementen mit Arretierungen
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In 9 ist beispielhaft eine Führungsstange 16 gezeigt, die mehrere in Längsrichtung voneinander beabstandete Aussparungen 48 aufweist. Die Aussparungen 48 dienen als mögliche Arretierungen für eine oder beide Halterplatten 12, 14. Dadurch kann der Abstand zwischen den Halterplatten 12, 14 entsprechend der jeweiligen Anwendung eingestellt werden. Ansonsten müsste für jede Anwendung geprüft werden, ob ein Hydraulikzylinder 18 mit passender Länge bzw. mit passendem Hub eingebaut ist und ob der Hydraulikzylinder 18 ggf. gegen einen anderen ausgetauscht werden muss.
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An den Arretierungsstellen kann auch ein axiales Sicherungselement 50 arretiert werden, das als feststehender Anschlag für eine Halterplatte 12 bzw. 14 fungiert. Ein solches axiales Sicherungselement 50 ist in 9 nur symbolisch dargestellt. Selbstverständlich können auch zwei Sicherungselemente 50 verwendet werden, um die axiale Position von beiden Halterplatten 12, 14 geeignet einzustellen.
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4) Verwendung von Führungselementen mit variabler Länge
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Eine weitere Möglichkeit, die Länge der Führungsstangen 16 (und ggf. anderer Führungselemente) und damit den Abstand zwischen den Halterplatten 12, 14 anzupassen wird durch die Verwendung von Führungselementen mit einstellbarer Länge eröffnet. Die Führungsstangen 16 können als Teleskop-Hydraulikzylinder ausgebildet sein, die auf eine bestimmte Länge einstellbar sind. Grundsätzlich ist es auch möglich, ausziehbare Teleskop-Stangen als Führungsstangen 16 vorzusehen. Des Weiteren können einzelne Stangenmodule zusammengeschraubt oder auf andere Weise miteinander verbunden werden, um eine gewünschte Stangenlänge zu erreichen.
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Die zweite Halterplatte 14, in deren Richtung die Druckplatte 22 mittels des Hydraulikzylinders 18 gedrückt wird, kann - anders als bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen - auch als Mehrweg-Anschlussplatte 52 ausgebildet sein. In 10 ist eine solche Mehrweg-Anschlussplatte 52 in einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Die Mehrweg-Anschlussplatte 52 weist - ähnlich wie eine Einweg-Adapterplatte 28 - an ihren Schmalseiten frei zugängliche Fluidanschlüsse 32 auf, die über innerhalb der Mehrweg-Anschlussplatte 52 gebildete Bohrungen mit Fluidein- bzw. -ausgängen 34 auf einer ihrer Druckflächen-Seiten in Strömungsverbindung stehen. Diese Fluidein- bzw. -ausgänge 34 sind auf die druckflächenseitigen Fluidein- bzw. -ausgänge 34 des verwendeten Filterkassetten-Typs abgestimmt und nach dem Verpressen dicht mit den entsprechenden Fluidein- bzw. -ausgängen 34 der gegenüberliegenden Filterkassette 24 verbunden. Soweit die Fluidein- bzw. -ausgänge 34 verschiedener Filterkassetten-Typen voneinander abweichen, ist jeweils eine darauf abgestimmte eigene Mehrweg-Anschlussplatte 52 erforderlich.
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Somit erfüllt die Mehrweg-Anschlussplatte 52 neben ihrer Funktion als zweite Halterplatte 14 zusätzlich die Funktion des Mediumanschlusses. Durch die Verwendung einer solchen Mehrweg-Anschlussplatte 52 kann der Abstand zwischen den Halterplatten 12, 14 - und damit die erforderliche Länge der Führungselemente - reduziert werden, da keine zusätzliche Einweg-Adapterplatte 28 für den Mediumanschluss benötigt wird. Da die Mehrweg-Anschlussplatte 52 mit Medium direkt in Berührung kommt, ist sie aus Edelstahl oder einem vergleichbaren Werkstoff gebildet.
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Die beschriebene Filtrations-Vorrichtungsanordnung mit einer Filterpresse 10 und diversen Zusatz- bzw. Austauschelementen ist auf einem (nicht gezeigten) mobilen Laborwagen angeordnet. Dadurch ist die Filterpresse 10 an wechselnden Standorten flexibel einsetzbar.
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Auf dem Laborwagen ist die Hydraulikpumpe 20 für den Hydraulikzylinder 18 angeordnet, sofern die Hydraulikversorgung nicht über eine zentrale Versorgung im Labor erfolgt. Neben einer Handhydraulikpumpe 20 können auch ein elektromechanischer oder ein pneumatischer Antrieb für den Hydraulikzylinder 18 vorgesehen sein.
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Der Laborwagen stellt zudem Halterungen und Stauraum für Kabel, Zubehör, Werkzeug und/oder andere Komponenten bereit, die im Zusammenhang mit der Filterpresse 10 Verwendung finden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Filterpresse
- 12
- erste Halterplatte
- 14
- zweite Halterplatte
- 16
- Führungsstangen
- 18
- Hydraulikzylinder
- 20
- Hydraulikpumpe
- 22
- Druckplatte
- 24
- Filterkassette
- 26
- Druckfläche
- 28
- Einweg-Adapterplatte
- 30
- Ausnehmungen
- 32
- Fluidanschlüsse
- 34
- Fluidein- bzw. -ausgänge
- 36
- Kunststoffplatte
- 38
- Führungsschwert
- 40
- Ausnehmung
- 42
- zusätzliche Führungsstangen
- 44
- Ausnehmungen
- 46
- Enden der zusätzlichen Führungsstangen
- 48
- Aussparungen
- 50
- axiales Sicherungselement
- 52
- Mehrweg-Anschlussplatte
