DE19807769A1 - Halterung für keramische Mikrofilter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halterung für keramische Mikrofilter und betrifft darüberhinaus auch eine Filtereinheit, bestehend aus mindestens einer derartigen Halterung mit einem keramischen Mikrofilterelement.

Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Halterung.

Dabei soll der Begriff "Mikrofilter" im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht auf Filter mit Filterporen oder -öffnungen beschränkt sein, die im Wortsinne Abmessungen in der Größen­ ordnung von Mikrometern haben, sondern umfaßt auch sogenannte "Ultrafilter" oder "Nanofilter" mit noch kleineren Poren im Submikrometer- und Nanometerbereich. "Mikro" steht hier also allgemein für "extrem kleinporig".

Während für eine Mikrofiltration bisher üblicherweise Polymerfilterelemente verwendet wurden, sind seit einiger Zeit auch keramische Filterelemente bekannt geworden, welche (in ihrer Glasur) sehr feine Filterporen haben und deshalb als Mikrofilter oder Nanofilter, zum Beispiel für die Trinkwasseraufbereitung, Klärung von Abwässern oder die Herstellung chemischer gereinigt werden. Jedoch sind derartige keramische Mikrofilter aufgrund ihrer etwas ungleichmäßigen Geometrie, die durch das Brennen der extrudierten keramischen Rohlinge hervorgerufen wird, wegen ihrer starren Ausführung und wegen der Härte und Brüchigkeit des keramischen Materials nicht immer leicht zu handhaben, wobei insbesondere die richtige Halterung und Anordnung entsprechender keramische Mikrofilter bisher erhebliche Schwierig­ keiten machte. Hierdurch wurde bisher verhindert, daß sich keramischen Mikrofilter in größerem Umfang durchgesetzt haben, obwohl zu erwarten ist, daß sie eine bessere Filterleistung erbringen und vor allem besser gereinigt und regeneriert werden können als herkömmliche Polymerfilter.

Bisher wurden Halterungen für Mikrofilter aufgrund der genannten Probleme in Form relativ aufwendiger Einzelanfertigungen hergestellt und für einen speziellen Anwendungszweck angepaßt. Dies ist jedoch eine sehr aufwendige und teure Vorgehensweise, die allenfalls dann gerechtfertigt wäre, wenn eine adäquate Filterung auf andere Art und Weise überhaupt nicht zu bewerkstelligen wäre.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Halterung für keramische Mikrofilter zu schaffen, welche einen relativ einfachen Aufbau hat, leicht montiert und demontiert werden kann und insbesondere zusammen mit einem Filterelement modulartig ausgetauscht werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Halterung im wesentlichen die Form eines Blockes mit mindestens einer im wesentlichen ebenen Seite hat, in welcher eine Aussparung ausgebildet ist, deren Umrißform in der Draufsicht den Querschnitt des darin einzusetzenden Mikrofilters hat und deren Wände sich im wesentlichen senkrecht zu der ebenen Seite erstrecken, wobei diese Wände als Dichtflächen ausgebildet sind und wobei die Aussparung in kommunizierender Verbindung mit einem an mindestens einer weiteren Seite mündenden Ableitungskanal steht.

Die keramischen Mikrofilter werden üblicherweise in Form eines Stranges extrudiert, der dann in den gewünschten Längen abgeschnitten wird, und anschließend werden die keramischen Mikrofilter gesintert und mit der keramischen Filtermembran bzw. -Struktur beschichtet. Diese Art der Herstellung bringt es mit sich, daß die keramischen Mikrofilter zum Beispiel die Form von Rohren oder von flachen, im wesentlichen rechteckigen Quadern haben, bei welchen sich Filterkanäle parallel zueinander und parallel zu den Längskanten des flachen, rechteckigen Quaders erstrecken (wobei diese "Längskanten" nicht notwendigerweise länger sein müssen als die quer verlaufenden Kanten dieser Quader), so daß die einzelnen Filterkanäle an zwei gegenüberliegenden, schmalen Stirnseiten dieses flachen rechteckigen Quaders offen sind. Üblicherweise wird das zu filternde Medium in der Umgebung der Mikrofilter auf der Außenseite der keramischen Filterelemente unter Druck gesetzt bzw. es wird eine Druckdiffe­ renz zwischen Außenfläche und dem Inneren der Kanäle des Mikrofilters erzeugt, so daß das zu filternde Medium durch eine äußere keramische Beschichtung hindurchtritt, die gegebenen­ falls den eigentlichen Mikrofilter bilden kann, und durch die Poren des porösen, keramischen Materials hindurch, und das Filtrat fließt dann innen durch die in dem Mikrofilter ausgebildeten Kanäle und von dort in eine Abfuhrleitung, in welche die Kanäle münden, ab.

Die an der keramischen Filterschicht zurückgehaltenen Stoffe können durch Abspülen der Oberfläche, vornehmlich aber durch Umkehrung der Strömungsrichtung in relativ konzentrierter Form wieder abgelöst werden, so daß der Filter dadurch leicht regeneriert werden kann, wobei im Vergleich zu dem vorher aufbereiteten Wasser oder dergleichen nur sehr wenig Abwasser mit entsprechend konzentrierten Verunreinigungen anfällt. Das Spülmedium kann selbstver­ ständlich von dem zu filternden Medium verschieden sein. Daneben ist selbstverständlich auch ein mechanisches Abstreifen eines Filterkuchens oder ein chemisches Auflösen und anschließendes Abspülen der gefilterten Stoffe möglich.

Die parallel zu den Kanälen verlaufenden Seitenkanten der flachen, rechteckigen Filterelemente sind oftmals sehr stark abgerundet ausgebildet und müssen nicht notwendigerweise entlang rechtwinkliger Kanten in Oberseite und Unterseite des Quaders übergehen.

Die Form des flachen, rechteckigen Quaders mit mehreren parallelen Filterkanälen hat den Vorteil einer relativ großen, effektiven Filterfläche, verknüpft mit einer sehr guten mechani­ schen Stabilität und insbesondere einer hohen Druckfestigkeit der Mikrofilterelemente, und zwar aufgrund der kleinen Querschnitte der einzelnen, über ihre Wände miteinander verbundenen Kanäle.

Mit der oben definierten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Halterungselementes ist es nunmehr möglich, die die Öffnungen aufweisenden Stirnseiten der keramischen Mikrofilter, die in der Draufsicht im wesentlichen dieselbe Querschnittsform haben wie die Aussparung in der einen Seite der Halterung, in diese Aussparung einzuschieben, wobei eine Dichtung zwischen der Wand der Aussparung und der Außenfläche des eingeschobenen Abschnittes des Filterelementes angeordnet wird, die für eine sichere und dichte Verbindung zwischen Halterung und Filterelement sorgt, und damit auch die Trennung des Filtrates von dem zu filternden Medium sicherstellt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Aussparung die Form eine länglichen Nut. Der Begriff "Nut" soll im wesentlichen zum Ausdruck bringen, daß diese Aussparung mehr oder weniger länglich ausgebildet ist und daß die Seitenwände dieser Aussparung im wesentlichen senkrecht zu der durch den Rand der Aussparung definierten Ebene verlaufen und daß diese Aussparung einen Grund hat, also nicht durchgehend ausgebil­ det ist. Im folgenden wird diese Aussparung kurz als "Nut" bezeichnet.

Die Filterelemente werden allerdings nur so weit in die Aussparung eingeschoben, daß die an der Stirnseite des Filterelementes mündenden Öffnungen noch frei bleiben und in kom­ munizierender Verbindung zu dem Abführkanal bleiben. Zu diesem Zweck kann irgendwo im Bereich der Nutwände ein Anschlag vorgesehen sein oder aber die Aussparung weist eine Abstufung auf, auf welcher das eingeschobene Filterelement aufsitzt, während hinter dieser Abstufung der Grund der Aussparung noch weiter vertieft ist und in Verbindung mit dem Abfuhrkanal steht, der an einer oder mehreren der übrigen Seiten des Halterungselementes mündet und nach dorthin das aus den Kanälen zufließende Filtrat ableitet.

Zweckmäßigerweise ist das gesamte Halterungselement ein im wesentlichen länglicher Quader mit der Nut an einer seiner Längsseiten, während der Abfuhrkanal parallel zur Ebene dieser einen Längsseite verläuft und senkrecht zu zwei der übrigen, einander gegenüberliegenden Längsseiten, so daß er an diesen beiden Längsseiten mündet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß dann mehrere Halterungselemente mit hintereinander ausgerichteten Ableitungs­ kanälen aufeinander gestapelt und dicht miteinander verbunden werden können, so daß bei der Ableitung des zu filternden Mediums durch diese Abfuhrkanäle gleichzeitig das Filtrat von einer ganzen Gruppe von Filterelementen zusammengefaßt wird.

Um die Stapelbarkeit und vor allem die Abdichtung zwischen benachbarten Halterungs­ elementen zu erleichtern, ist in der bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß der Abfuhrkanal mindestens auf einer Seite der Halterung in einem etwas über die Ebene der betreffenden Längsseite hervorgehobenen Ansatz mündet, wobei dieser Ansatz zweckmäßiger­ weise eine die Abfuhröffnung umgebende, umlaufende Dichtfläche hat. Die Halterung kann auf den beiden entsprechenden, gegenüberliegenden Seiten jeweils einen solchen Ansatz aufweisen, alternativ ist es jedoch auch möglich, die Halterung auf einer Seite mit einem solchen Ansatz zu versehen, während auf der anderen Seite eine die Abfuhröffnung umgebende Vertiefung vorgesehen wird, in welche der Ansatz des nächst benachbarten Halterungselementes passend einsetzbar ist. Gleichzeitig kann in den die Öffnung umgebenden Dichtflächen jeweils noch eine umlaufende Vertiefung oder Nut für die Anordnung einer Dichtung bzw. eines Dichtringes vorgesehen werden.

Vorzugsweise bestehen die erfindungsgemäßen Halterungen aus einem formstabilen und entsprechend harten Kunststoff, wobei selbstverständlich auch andere Materialien, wie zum Beispiel Metall, Verwendung finden könnten. Insbesondere können die Halterungen innen und außen auch mit Beschichtungen versehen sein, die ihre chemische Beständigkeit und Korrosionsbeständigkeit sicherstellen.

Auch die Wand der Aussparung, welche das Filterelement umfaßt, kann eine umlaufende Vertiefung zur Aufnahme eines Dichtringes oder dergleichen aufweisen. Alternativ kann jedoch die Wand der Aussparung auch mit einem flächigen Dichtungsmaterial beschichtet sein oder ein entsprechender flächiger, mehr oder weniger umlaufender Dichtstreifen wird auf das Ende eines Filterelementes aufgezogen, welches dann in die Nut eingeschoben wird.

Hinsichtlich einer kompletten Filtereinheit, welche aus einem keramischen Filterkörper und einer der vorstehend beschriebenen Halterungen besteht, wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, daß die die Öffnungen aufweisende Schmalseite des Filterkörpers in der Nut des Halterungselementes aufgenommen ist, wobei eine Dichtung um die Außenseite des Filterkörpers umlaufen und zwischen der Wand der Aussparung und dieser der Wand der Aussparung gegenüberliegenden Außenfläche des Filterkörpers angeordnet ist, wobei die schmale Stirnseite des Filterkörpers im Abstand zum Grund der Nut oder im Abstand zum Grund einer sich im wesentlichen über die Länge der Nut erstreckenden Nutvertiefung angeordnet ist.

Bevorzugt ist dabei eine Variante, bei welcher auf beiden offenen Stirnseiten des keramischen Filterkörpers jeweils eine entsprechende Halterung vorgesehen ist. Dies erlaubt zum einen die einfache Herstellung der keramischen Filterkörper mittels Extrusion und Abtrennen gewünschter Längenabschnitte, zum anderen wird dadurch aber auch der Abflußquerschnitt für das Filtrat verdoppelt, was eine entsprechende Zusammenfassung größerer Stapel von Filtereinheiten und/oder längere Filterkörper mit größerer Filterfläche zuläßt. Die doppelte Halterung gibt der Filtereinheit auch eine größere Stabilität, insbesondere wenn mehrere Filter­ elemente aufeinander gestapelt und zu einer größeren Filtergruppe zusammengefaßt werden.

Ein solches mit einer oder zwei Halterungen versehenes Filterelement ist in einfacher Weise in einer größeren Batterie entsprechender Filterelemente, die möglicherweise aufeinander gestapelt sind, leicht auszutauschen, falls es defekt sein sollte oder keine ausreichende Filterleistung mehr erbringt. Die zwischen dem Filterkörper, genauer gesagt dem in das Halterungselement eingeführten Ende des Filterkörpers und der Wand der Aussparung des Halterungselementes angeordnete Dichtung kann eine flächige Dichtungsbahn sein, welche im wesentlichen den gesamten, in das Halterungselement eingesetzten Endabschnitt des Filterkörpers abdeckt, selbstverständlich mit Ausnahme der Stirnfläche, welche die Öffnung(en) des Filterkanals bzw. der Filterkanäle aufweist. Alternativ kann jedoch auch ein Dichtring zum Beispiel in einer umlaufenden Vertiefung in der Wand der Aussparung des Halterungselementes vorgesehen sein. Eine entsprechend umlaufende Vertiefung zur Aufnahme eines Dichtringes könnte aber auch in der Außenwand des Filterkörpers vorgesehen werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines kompletten, aber teilweise weggeschnitten dargestellten Mikrofilters,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht allein des Halteelementes aus Fig. 1,

Fig. 3 verschiedene Schnittansichten eines Filterelementes gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig. 4 Schnittansichten einer zweiten Ausführungsform mit Schnitten ähnlich der Fig. 3, und

Fig. 5 einen Stapel von Filterelementen gemäß der Ausführungsform, die in Fig. 4 dargestellt ist.

Die in Fig. 1 insgesamt mit 100 erkennbare Filtereinheit besteht aus einer Halterung bzw. einem Halteelement 1, in welchem ein keramisches Mikrofilterelement 10 aufgenommen ist. Das keramische Mikrofilterelement 10 besteht aus einem flachen, nahezu rechteckigen, keramischen, extrudierten Bauteil, an dessen Stirnseite 12 man die Öffnungen 11 von in Längsrichtung durch das Filterelement 10 hindurch laufenden Kanälen 11 erkennt. Die parallel zu den Kanälen 11 verlaufenden Seitenkanten sind nahezu halbkreisförmig abgerundet, so daß diese Seitenflächen 19 im wesentlichen halbzylindrische Flächen bilden, die mehr oder weniger glatt in die oberen und unteren Flächen des Mikrofilterelementes 10 übergehen. Das Mikrofil­ terelement 10 ist in eine Nut 3 des Halteelementes 1 eingeschoben, wobei man die Nut 3 ohne das Filterelement 10 besser in Fig. 2 erkennt.

Gemäß Fig. 2 ist das Halteelement 1 ein im wesentlichen länglicher, rechtwinkliger Quader, der in zwei zueinander senkrechten Richtungen kürzere, aber ungleich lange Seitenkanten aufweist, während er in der dritten Richtung relativ langgestreckt ist. Die Nut 3 erstreckt sich entlang einer der schmalen Seitenflächen des Quaders und hat eine Umrißform, die genau dem Querschnitt des Mikrofilterelementes 10 mit den abgerundeten Seiten 19 entspricht, den man in Fig. 1 an der geschnittenen Stirnfläche 12 deutlich erkennt. Man erkennt auf der oberen Fläche 6 des quaderförmigen Halteelementes 1 noch einen leicht erhabenen, kreisrunden Ansatz 8 mit einer zentralen Öffnung, die den Einlaß bzw. Auslaß eines durchgehenden Kanales 7 definiert. Die die Öffnung umgebende Fläche 16 des Ansatzes 8 ist als Dichtfläche ausgebildet.

Weitere Einzelheiten in der Form und Ausgestaltung des Halteelementes ergeben sich besser aus den Ansichten der Fig. 3 bis 5.

In Fig. 3 oben erkennt man einen Schnitt durch eine Filtereinheit 100, wobei die Schnittebene entlang der Mittelachsen der einzelnen Kanäle 11 des Mikrofilterelementes 10 verläuft. Die dabei entlang ihrer Achse geschnittenen Kanäle 11 des Mikrofilterelementes 10 sind oben in Fig. 3 deutlich zu erkennen.

Das Halteelement 1 ist ebenfalls entlang seiner Längsmittelebene, die mitten durch die Nut 3 verläuft, geschnitten dargestellt. Man erkennt, daß das Filterelement 10 in die Nut 3 eingeschoben ist und dabei seitlich auf den zwei Stufen 18 aufsitzt, die durch den Übergang von der Nut 3 zu einer etwas schmaleren und kürzeren Nutvertiefung bzw. Nut 3' gebildet wird. Dabei muß die Nut 3' nicht durchgehend schmaler und kürzer sein, sondern es würde ausreichen, wenn einzelne Vorsprünge vorgesehen wären, auf welchen die Stirnseite 12 des Filterelementes 10 sich aufsetzen könnte.

An ihrem vorderen freien Ende weist die Nut 3 noch eine leichte Erweiterung und etwas weiter innen eine umlaufende Vertiefung zur Aufnahme einer Dichtung 14' auf. Die Erweiterung außerhalb der Vertiefung muß nicht zwingend vorhanden sein, vielmehr kann die Nut 3 durchgehend Wände aufweisen, die senkrecht zur Ebene der Nutöffnung verlaufen, wobei lediglich bei Verwendung einer O-Ringdichtung 14' eine umlaufende Vertiefung in der Wand dieser Nut vorgesehen sein sollte. Aus dieser Ausführungsform ergibt sich jedoch, daß die Wände der Nut 3 nur insoweit im wesentlichen senkrecht zu der Ebene der Nutöffnung verlaufen müssen, als dadurch ein Eingriff einer Dichtung entlang des gesamten Umfanges eines eingeschobenen Filterkörpers sichergestellt wird.

Die äußere Oberfläche des Filterelementes 10 wirkt in ihrem in die Nut 3 eingeschobenen Bereich als Dichtfläche, insbesondere dort, wo sie mit dem O-Ring 14' in Eingriff tritt. Falls erforderlich, kann die äußere Oberfläche des Filterelementes 10 in diesem Bereich auch geschliffen oder sonstwie nachbearbeitet sein. Bevorzugt ist es jedoch, die Filterelemente 10 so zu verwenden, wie sie unmittelbar bei der Herstellung aus dem Brennofen herauskommen, wobei dann unter Umständen der Dichtring 14' entsprechend groß dimensioniert, d. h. entsprechend dicker bereitgestellt wird, um größere Unebenheiten und Toleranzabweichungen in der Oberfläche des Filterelementes 10 ausgleichen zu können.

Wie man erkennt, haben die Öffnungen 13 der Kanäle 11 unmittelbar Verbindung zu der Nutvertiefung 3' und diese steht wiederum in Verbindung mit dem Ableitungskanal 7, der sich im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Filterelemente 10 und auch der Nuten 3, 3' erstreckt.

Dies wird auch besonders im mittleren Teil und im unteren Teil der Fig. 3 deutlich. Dabei entspricht der mittlere Teil in Fig. 3 einer Ansicht auf eine ebene Stirnseite 12 des in das Halteelement eingeschobenen Filterelementes, wobei man um die Oberfläche des Filter­ elementes 10 herum umlaufend die Dichtung 14' erkennt.

Im Bereich des Ableitungskanals 7 ist sowohl auf der oberen Fläche 6 als auch auf der unteren Fläche 6' des Halteelementes jeweils ein in etwa kreisförmiger Ansatz 8 vorgesehen, der entlang seiner oberen, den Kanal 7 umfassenden Stirnfläche 16 als Dichtungsfläche ausgebildet ist, wobei auch eine umlaufende Nut oder Vertiefung in dieser Dichtfläche 16 vorgesehen ist, in welche eine kleine O-Ringdichtung 17 einlegbar ist.

In der Darstellung gemäß Fig. 3 ist an der Unterseite keine entsprechende Nut mit einem O-Ring 17 vorgesehen, obwohl auch hier eine solche Nut vorhanden sein könnte. Wie jedoch noch erläutert werden wird, braucht lediglich auf einer der beiden Seiten jeweils ein O-Ring mit Nut vorhanden zu sein, wobei dieser O-Ring geringfügig über die Oberfläche der Dichtfläche 16 hervorsteht, während auf der gegenüberliegenden Seite eine einfache ebene Dichtfläche 16' vorgesehen ist. Der Zweck dieser Dichtflächen 16, 16' wird später noch erläutert.

In Fig. 4 erkennt man, ebenfalls in verschiedenen Schnittdarstellungen, eine weitere Ausführungsform eines Halteelementes mit einem keramischen Mikrofilterelement 10, die sich von der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform im wesentlichen nur durch die andere Form und Ausgestaltung der Dichtung 14 unterscheidet. Anstelle eines O-Ringes 14', wie im Falle der Ausführungsform gemäß Fig. 3, ist in Fig. 4 eine großflächige, ebene Dichtungsbahn 14 dargestellt, welche den gesamten äußeren Wandabschnitt des Mikrofilterelementes 10, soweit er in die Nut 3 eingeführt ist, umfaßt und in diesem Bereich in Dichtungskontakt mit dem Mikrofilterelement 10 steht. Dabei ist ein Ende der flächigen Dichtung 14 umgebogen und in eine zusätzliche, schmale stirnseitige Nut in der Fläche 20 des Halteelementes 1 eingelassen.

Es versteht sich, daß die Dichtung 14 ebenso wie auch die O-Ringdichtung 14' vor dem Einschieben des keramischen Mikrofilterelementes 10 noch mit einem Fett oder einem anderen Gleit- und Dichtungsmittel eingestrichen werden kann, um bei enger Passung dennoch das Einschieben einer Stirnseite 12 des Mikrofilterelementes 10 in die Nut 3 zu ermöglichen, wobei die Außenfläche des Mikrofilterelementes 10 an der diesem zugewandten Fläche der Dichtun­ gen 14 bzw. 14' entlang gleitet.

Im übrigen entspricht die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform, insbesondere also hinsichtlich der Form der Nuten 3, 3' und auch hinsichtlich des Kanales 7 und des Ansatzes 8 mit Dichtfläche 16 und O-Ring 17 vollständig der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform ist auch nochmals in Fig. 5 gezeigt, hier allerdings mehrfach aufeinander gestapelt. Dabei werden die Halteelemente 1 mit ihren Ansätzen 8 jeweils aufeinander gestapelt, wobei ein oberer Ansatz 8, in welchem auf der Dichtfläche 16 ein O-Ring 17 in eine entsprechende Vertiefung eingelegt ist, eine Dichtfläche 16' des nächst darüberliegenden Halteelementes 1 aufgesetzt ist. Dabei sind sämtliche Kanäle 7 der aufeinander gestapelten Halteelemente 1 in Flucht miteinander ausgerichtet, wie man auch an den beiden um 90° gegeneinander verdrehten Ansichten im linken und rechten Teil der Fig. 5 erkennt. Der gesamte Stapel von Halteelementen mit darin eingesetzten Mikrofil­ terelementen 10 wird noch durch geeignete Haltemittel bzw. eine Klammer oder dergleichen zusammengehalten, wobei diese Haltemittel zum Beispiel beidseitig neben den Ansätzen 8 der am weitesten außen liegenden Halteelemente angreifen und den Stapel in axialer Richtung der Kanäle 7 bzw. der Ansätze 8 zusammendrücken, so daß dabei auch die Dichtflächen 16' mit den O-Ringen 17 auf den Dichtflächen 16 in festen Dichtungseingriff kommen.

Darüberhinaus versteht es sich, daß die Mikrofilterelemente 10 an ihrem dem Halteelement 1 abgewandten Ende jeweils mit einem weiteren, im wesentlichen identischen Halteelement versehen sind, wobei man wahlweise allerdings auch die Öffnungen 13 an einem Ende der Mikrofilterelemente 10 verschließen könnte. Sinnvoller ist es jedoch, wenn, wie man sich auch anhand der Fig. 1 leicht vorstellen kann, beide entgegengesetzten Stirnseiten 12 eines Mikrofilterelementes 10 in eine entsprechende Nut 3 jeweils eines Halteelementes 1 eingesetzt werden. Die einzelnen Filterelemente 10 können dabei auch wesentlich länger (gemessen in Richtung parallel zu den Kanälen 11) ausgestaltet sein, als sie in Fig. 1 beispielhaft dargestellt sind.

Auch bei dem in Fig. 5 dargestellten Stapel von Filtereinheiten ist also jeweils an beiden offenen Stirnseiten der Mikrofilterelemente 10 ein entsprechendes Halteelement 1 angeordnet und beide einander gegenüberliegend angeordnete Reihen von Halteelementen 1 sind in der in Fig. 5 nur für eine Reihe von Halteelementen dargestellten Weise aufeinander gestapelt. Die oberen und unteren Enden der Kanäle 7 werden dann mit einem Filtratauffanggefäß oder einer entsprechenden Leitung verbunden, wobei bei Bedarf auch eine der Endöffnungen der Kanäle 7 dicht verschlossen werden kann.

Der gesamte Stapel wird dabei in ein zu filterndes Medium abgesenkt bzw. von diesem umspült, wobei das zu filternde Medium zusätzlich unter Druck gesetzt werden sollte, d. h. es sollte eine Druckdifferenz zwischen der Außenseite der Filterelemente 10 und dem Inneren der einzelnen Kanäle 11 der Filterelemente 10 herrschen, typischerweise in der Größenordnung von einem bar. Das zu filternde Medium tritt dann durch die Poren der Glasur und des Materials der keramischen Filterelemente hindurch in die Kanäle 11 ein, wobei die auszufiltern­ den Feststoffe, Moleküle oder auch Bakterien auf der Außenseite der Filterelemente 10 zurückgehalten werden, während sich im Inneren der Kanäle 11 sauberes Filtrat befindet, welches durch die Nuten 3' und die Kanäle 7 in einen entsprechenden Sammelbehälter abfließt.

Das Reinigen des Filterstapels erfolgt in sehr einfacher Weise durch Abstreifen oder Abspülen, eventuell auch durch Umkehr der Fließrichtung mit einer kleinen Menge gereinigten Filtrates.

Die erfindungsgemäßen Halteelemente bzw. Filtereinheiten, die aus je einem oder zwei Halteelementen und einem Mikrofilterelement 10 bestehen, können in sehr einfacher Weise aus einem solchen Stapel herausgenommen und ausgetauscht werden, sofern bei irgendeiner der Filtereinheiten Mängel aufgetreten sind. Die Handhabung und Lagerung ist recht einfach und auch zur Reinigung können entweder ganze Stapel aus Filtereinheiten oder aber einzelne Filtereinheiten aus einem Stapel ausgetauscht werden.

Wie bereits erwähnt, können die Mikrofilterelemente auch die Form einfacher Rohre aus keramischem Material haben. Dementsprechend sind für derartige Rohre auch die Aus­ sparungen im wesentlichen kreisförmig und haben nicht die Form einer länglichen Nut wie im Falle der vorstehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform.

Dabei könnten die Halterungen auch mehrere nebeneinander angeordnete, einzelne Aussparungen für je einen Mikrofilter haben, wobei die Aussparungen miteinander und mit dem Ableitungskanal in Verbindung stehen.

Die an dem Halterungsteil vorgesehenen Dichtungen 14, 14' und 17, können in einer bevorzugten Variante der Erfindung auch in einem einzigen Herstellungsvorgang sozusagen in situ an ihrem vorgesehenen Platz zusammen mit dem Halterungsteil 1 gleichzeitig hergestellt werden. Dies geschieht in einem Zweikomponenten-Spritzgußverfahren, bei welchem die unterschiedlichen Materialien des Halterungsteiles und der Dichtungen gleichzeitig in eine entsprechende Spritzgußform eingespritzt werden.

Claims (17)

1. Halterung für keramische Mikrofilter, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentli­ chen die Form eines Blockes mit mindestens einer, im wesentlichen ebenen Seite (2) hat, in welcher eine Aussparung (3) ausgebildet ist, deren Umrißform in der Draufsicht in etwa dem Querschnitt des darin einzusetzenden Mikrofilters (10) entspricht und deren Wände (4, 5) als Dichtflächen ausgebildet sind, wobei die Aussparung (3) in kommunizierender Verbindung mit einem an mindestens einer weiteren Seite (6) mündenden Kanal (7) steht.

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als im wesentlichen länglicher Quader ausgebildet ist, der die Aussparung in Form einer Nut (3) in einer seiner Längsseiten aufweist und der einen sich parallel zur Ebene dieser Längsseite (2) und senkrecht zur Längsrichtung des Quaders erstreckenden Kanal (7) aufweist, der mindestens in einer, vorzugsweise in zwei gegenüberliegenden der verbleibenden Längsseiten (6, 6') mündet.

3. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (7) in einem über die Ebene der betreffenden Quaderseite (6, 6') hervorstehenden Ansatz (8) mündet.

4. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einem Ansatz (8) gegenüberliegenden Seite (6') eine konzentrisch zu dem Kanal (7) ausgebildete Vertiefung zur Aufnahme des Ansatzes (8) einer nächst benachbarten Halterung (1) vorgesehen ist.

5. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als stapelbare Halterung ausgebildet ist, so daß mehrere Halterungen (1) mit miteinander fluchtenden Kanälen (7) abgedichtet aufeinander stapelbar sind.

6. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung einen Tiefenanschlag oder eine Abstufung für die Einschubbegrenzung eines einzuschiebenden Mikrofilters aufweist.

7. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (4, 5) der Aussparung (3) eine parallel zu dem Rand der Aussparung verlaufende Vertiefung zur Aufnahme einer Dichtung aufweist.

8. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (4, 5) der Aussparung mit einer flächigen Dichtung belegt ist.

9. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem formstabilen Kunststoffmaterial besteht.

10. Filtereinheit, bestehend aus mindestens einer Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einem keramischen Filterkörper (10), in welchem sich mindestens ein Filterkanal (11) erstreckt, welcher an mindestens einem seiner Enden bzw. Seiten (12) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die die Öffnung(en) (13) aufweisende Seite (12) des Mikrofilters (10) in der Aussparung des Halterungselementes (1) aufgenommen ist, wobei eine Dichtung (14) um die Außenseite des Mikrofilters (10) umlaufend und zwischen der Wand (4, 5) der Aussparung und der dieser gegenüber­ liegenden Außenfläche des Mikrofilters (10) angeordnet ist, wobei sich die Stirnseite (12) des Mikrofilters im Abstand zum Grund der Aussparung oder einer sich im wesentlichen über einen Teil oder die gesamte Länge der Aussparung erstreckenden Vertiefung (15) angeordnet ist.

11. Filtereinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung eine flächige Dichtungsbahn ist.

12. Filtereinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein umlaufender Dichtring, vorzugsweise in einer Vertiefung der Wand (4, 5) der Aussparung oder der Außenfläche des Mikrofilters (10) zwischen Wand (4, 5) der Aussparung und der Außenwand des Mikrofilters (10) angeordnet ist.

13. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrofilter mindestens einen durchgehenden Kanal aufweist, der auf zwei gegenüber­ liegenden Seiten (12) des Mikrofilters (10) mündet, und daß je ein Halterungselement die die Kanalöffnung(en) aufweisenden, gegenüberliegenden Seiten des Mikrofilters abgedichtet einfaßt.

14. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Filtereinheiten mit aufeinander gestapelten Halterungselementen (1) zu einer größeren Filtergruppe zusammengefaßt sind.

15. Filtereinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ableitungskanal­ öffnungen umgebenden Flächen (16) der Halterungselemente (1) als Dichtflächen ausgebildet sind und mit einer Dichtung versehen sind.

16. Verfahren zur Herstellung einer Halterung für keramische Mikrofilter nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung als Spritzgußteil aus einem formbeständigen Kunststoff hergestellt wird

17. Verfahren zur Herstellung einer Halterung für keramische Mikrofilter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung in einem Zweikomponenten-Spritz­ verfahren gleichzeitig mit einer Dichtung (14, 14') hergestellt wird.