DE2216228C3 - Filtergerät mit wegwerfbarem Filterelement - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Filtergerät, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Ein Filtergerät mit diesen Merkmalen ist aus der US-PS 33 44 925 bekannt. Die Hülle des bekannten Filtergeräts, das als ölfilter für Verbrennungsmotoren bestimmt ist, weist sowohl in ihrem sich in der Tasse abstufenden Mantel als auch im Bodenbereich eine Öffnung auf, durch die die beiden in die Kammern mündenden Kanäle hindurchgeführt sind. Die Hülle soll eine möglichst rasche und saubere Herausnahme des verschmutzten Filterelements ermöglichen. Beim Herausnehmen der Hülle und gegebenenfalls sogar während des Betriebs ist dort jedoch nicht zu verhindern, daß etwas von dem verschmutzten öl auch unmittelbar in die Tasse gelangt. Beim Einsetzen eines neuen Filterelements muß die Hülle von Hand eingesteckt werden, um die aufzuweitende Öffnung im Bodenbereich über den in das Tasseninnere vorstehenden Stutzen des Kamneraustrittskanals zu schieben.

Des weiteren muß eine Ausrichtung der Hülle von Hand erfolgen, um die Öffnung in der Wand mit dem Kammereinlaß in fluchtende Lage zu bringen. Eine körperliche Berührung mit dem Filterelement und dem Hülleninneren ist somit nicht zu vermeiden. Ein solcher Kontakt muß aber immer dann vermieden werden, wenn an die hygienischen Bedingungen hohe Anforderungen gestellt werden, wie dies z. B. bei Filtergeräten für Krankenhäuser, Lebensmittelfabriken, Wasserreinigungsanlagen oder dergleichen der Fall ist.

Aus eier US-PS 32 66 628 ist ein Filtergerät für Flüssigkeiten und Gase bekannt, das aus einer mittels eines Deckels verschließbaren Tasse und einem in der Tasse angeordneten, das Filtermaterial enthaltenden wegwerfbaren Filterelement besteht, und bei welchem die Zu- und Abflußkanäle durch den Deckel hindurchgeführt sind. Eine besondere Hülle für das Filterelement ist dort nicht vorgesehen. Das Filterelement stützt sich unmittelbar mit seiner zylindrischen Wand an der Mantelfläche der Tasse ab und weist einen zentralen, von dem gereinigten Medium durchströmten Kanal auf. Die Reinigung des Mediums erfolgt in dem Ringspalt zwischen dem zentralen Rohr und der Wand des Filterelements, der von dem zu reinigenden Medium axial durchströmt wird. Das Filterelement weist einen für das Medium durchlässigen Boden auf und stützt sich über Distanzstücke unter Bildung einer Kammer am Boden der Tasse ab, durch die das Filtrat in den zentralen Abflußkanal strömt. Dabei kommt das Filtrat unmittelbar mit dem Tasseninneren in Berührung. Daher muß bei einem Filterwechsel die Tasse gereinigt werden. Außerdem besteht beim Filterwechsel die Gefahr, daß auch solche Teile des Filterelements berührt werden, die während des Betriebs mit dem Filtrat in Kontakt kommen. Dieses Filtergerät erfüllt somit nicht die an einen hygienischen Filterwechsel gestellten Anforderungen.

Auch bei dem aus der US-PS 32 62 570 bekannten Filtergerät ist keine besondere Hülle für das Filterelement vorgesehen. Es vermag gleichfalls nicht die hohen Anforderungen an einen hygienisch einwandfreien Betrieb und Filterwechsel zu erfüllen, weil die zylindrische Seitenwand des Filterelements für das zu reinigende Medium durchlässig ist, so daß das Filtrat mit dem Tasseninneren in Berührung kommt und beim Filterwechsel die Gefahr besteht, daß auch solche Teile des Filterelements berührt werden, die während des Betriebs mit dem Filtrat in Kontakt kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filtergerät mit einem wegwerfbaren Filterelement zu entwickeln, bei dem das Filterelement unter keimfreien

Bedingungen und ohne eine Verunreinigung der Umgebung schnell ausgetauscht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen.

Mit den ernndungsgcmäßen Vorkehrungen wird die Forderung nach einer keimfreien und sauberen Wechselmöglichkeit des Filterelements erfüllt Dabei ist es zur Erreichung des angestrebten Ziels wesentlich, daß das Filterelement von einer Hülle umgeben ist, deren Seitenwandung und Boden das Filterelement dicht umgeben. Daher braucht bei einem Wechsel das in der Hülle befindliche Filterelement nicht berührt zu werden. Bakterien- und Schmutzablagerungen, die während des Gebrauchs entstehen, werden auf das Innere der wegwerfbaren Hülle begrenzt Ein Ausspülen oder Reinigen der Tasse ist nicht erforderlich.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Filtergeräts ist das Filtereleme.it innerhalb der Hülle unter Bildung einer austauschbaren Filtereinheit befestigt Durch diese Ausbildung erhält das Filterelement mit Hülle eine höhere Stabilität und läßt sich leichter in die Tasse einsetzen und mit ihr wieder herausnehmen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist am geschlossenen Ende der Hülle zwischen der Hülle und dem Filterelement Dichtungsmaterial angeordnet. Dadurch wird verhindert, daß Filtermedium unter Umgehung des Filterelements von der äußeren Kammer in die innere Kammer gelangen kann.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist am offenen Ende der Hülle auf dem Filterelement eine Endkappe angeordnet, die mit der inneren Kammer in Verbindung steht und einen sich nach außen erstreckenden Hals aufweist. Zweckmäßigerweise umfaßt die Endkappe mit einem peripheren Flansch das Filterelement und steht vom Filterelement ausgehend mit einer Ausschnitte aufweisenden Lippe in die äußere Kammer vor. Mit dem Hals ist eine gute Steckverbindung zum Abflußkanal gegeben. Durch die Lippe wird einmal der radiale Abstand zur Hülle bestimmt und gleichzeitig durch die Ausschnitte eine Verteilung des Filtermediums in der äußeren Kammer gefördert.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist am geschlossenen Ende der Hülle ein Halteteil vorgesehen, der das Filterelement mit einem peripheren Flansch umfaßt und mit einer Schürze seitlich bis zur Hülle vorsteht. Ein derartiger Halteteil gewährleistet einen guten zentralen Sitz des Filterelements innerhalb der Filtereinheit.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist im Deckel ein volumetrischer Teil angeordnet, der sich mit einer ringförmigen Partie unter Verdrängung von Filtermedium bis in die Filtereinheit erstreckt. Die ringförmige Partie verdrängt innerhalb der Hülle Filtermedium, so daß beim Trennen von Deckel und Tasse innerhalb der Hülle ein Leerraum entsteht, in den Medium vom Deckel abtropfen kann. Hierdurch wird einer Verunreinigung der Umgebung vorgebeugt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das offene Ende der Hülle einen zwischen Deckel und Tasse zusammendrückbaren, abdichtenden Rand in Form eines peripheren Wulstes auf. Hierdurch wird verhindert, daß Filtermedium zwischen die Hülle und die Tasse dringt.

Die besonderen Vorteile des, Filtergeräts mit der erfindungsgemäßen austauschbaren Filtereinheit aus einseitig geschlossener Hülle und darin angeordnetem Filterelement sind darin zu sehen, daß sowohl der Ausbau als auch der Einbau unter Erfüllung hoher sanitärer Anforderungen schnell erfolgen kana Die Umgebung wird vor einer Verunreinigung durch ein verbrauchtes Filterelement geschützt und ebenso kann ein unverbrauchtes Filterelement nicht durch die Umgebung verunreinigt werden.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels

in näher erläutert Die Figuren zeigen

F i g. 1 eine Seitenansicht des Filtergeräts mit einer weggebrochenen unteren Partie zur Darstellung des Filterelements,
F i g. 2 eine Seitenansicht des Filterelements,

F i g. 3 eine Seitenansicht eines Teils des Filtergeräts im Schnitt,

F i g. 4 einen Schnitt an der Linie 4-4 der F i g. 3 und
Fig.5 eine Einzelheit im Teilschnitt durch das Filterelement und die Schüssel.

Gemäß F i g. 1 weist der Deckel 11 ein Gehäuse 13 mit sich seitlich erstreckenden Leitungen 15 auf, die als ein Einlaß für ein verunreinigtes Medium und als ein Auslaß für filtriertes Medium oder Medium fungieren, das das Filtergerät im Nebenstrom passiert Gängige Verbindungen 17 verwendet man, um eine dichte Verbindung zwischen den betreffenden Leitungen 19 und 15 herzustellen, die zweckmäßigerweise verwendet werden, um Medium zu und vom Deckel 11 zu fördern. Ein Stöpsel 21 ist drehbar in einer öffnung im Gehäuse

jo gelagert und steuert den Mediumdurchfluß zwischen den Leitungen 15. Der Stöpsel 21 weist eine innere zylindrische Wand 23 auf, die einen inneren Kanal 25 bildet, ferner eine äußere Wand 27, die einen äußeren konzentrisch angeordneten Kanal 29 bildet. Eine Bewegung des Griffs 31, der in greifender Verbindung mit dem Stöpsel 21 steht, dreht den Stöpsel 21 so, daß der Mediumdurchfluß zu und von den Kanälen 25 und 29 und zwischen den sich seitlich erstreckenden Leitungen 15 gesteuert wird. Vorzugsweise weist der drehbar gelagerte Stöpsel 21 eine Filterposition, eine Nebenstromposition und eine Schließposition auf. Die Arbeitsweise und die Konstruktion eines bevorzugten Filterdeckels 11 ist im einzelnen bereits vorgeschlagen.

Es ist vorgesehen, daß man gängige Ventile mit dem erfindungsgemäßen Filtergerät verwenden kann. Dazu gehören Anordnungen, bei denen die seitlichen Leitungen 15 direkt mit Filtermitteln 32 in Verbindung stehen, ohne daß ein rotierbarer Stöpsel 21 verwendet wird. Im letzteren Fall kann jede Leitung 15 ein

5ü Absperrventil enthalten; ferner kann man die verschiedensten Nebenstromanordnungen mit dem erfindungsgemäßen Filtergerät verwenden.

Eine Tasse 33, die eine zylindrisch geformte Wand hat, ist abnehmbar am Deckel 11 befestigt. Das Gehäuse 13 weist eine äußere Umschließung auf, die einen Hängeflansch 35 an der unteren Partie hat; die Tasse weist einen Hängeflansch 37 auf, der ein Gegenstück zum Flansch des Gehäuses 13 ist. Eine Halteklammer 39, die durch einen Bolzen durch sich überlappende Verbindungsglieder gelenkig befestigt ist, greift an den Flanschen 35 und 37 an, um die Tasse 33 fest am Deckel 11 zusichern.

Die Halteklammer 39, die Tasse 33 und der Deckel 11 können aus Kunststoff bestehen, es versteht sich jedoch, daß jedes gewünschte Material eingesetzt werden kann, das sich für die Pumpdrücke eignet.

Das Filtermaterial 41, das innerhalb der Tasse 33 sitzt, wie das in Fig. 1 gezeigt ist, weist eine undurchlässige

äußere Hülle 43 auf. Die HuMe 43 hat eine im wesentlichen zylinderförmige Seitenwand 10 mit einem geschlossenen becherförmigen Ende und mit einem offenen Ende. Die Hülle besteht aus dünnem Kunststoff oder einem anderen Material, das sich zur Abstützung der Filtermittel 32 eignet, die sich innerhalb der Hülle 43 befinden. Es ist nicht notwendig, daß die Hülle 43 ausreichend stark ist, um dem Mediumdruck des Systems zu widerstehen, da die Hülle 43 durch die Tasse 33 abgestützt wird. Die Hulie 43 hält das Filterelement 32 in sanitärem Zustand, bis eine Verwendung erfolgt, und durch die Hülle wird die Tasse 33 vor ständigem Einströmen von Medium bewahrt. Die Verunreinigung wird auf das Innere der Hülle 43 beschränkt, und sie baut sich nicht in der Tasse 33 auf.

Die Filterelemente 32, die innerhalb der Hülle 43 sitzen, und im Bewegungsweg des Mediumstroms liegen, können aus jedem Material oder aus jeder Kombination von Materialien bestehen, das oder die sich für das zu filtrierende Medium eignen und die gewünschte Filtrierung erbringen, beispielsweise hinsichtlich der Partikelausscheidung oder der Partikel-, Geschmacks- und Geruchsausscheidung. Die Filterelemente 32 können in einer Flächen- oder Tiefenfiltrationsform oder in Kombination davon vorgesehen sein.

Die Filterelemente 32 sind vorzugsweise ringförmig ausgebildet und liegen koaxial zur Hülle 43, um eine innere Kammer 45 und eine äußere Kammer 47 zwischen der Hülle und dem Filterelement 32 zu bilden. Ein Halteteil 49 innerhalb der Hülle 43 an dem geschlossenen Ende ist scheibenförmig ausgebildet, und ein Halteflansch 51 entspricht der Form und greift an einem Ende des ringförmigen Filterelements 32 an. Ein sich seitlich erstreckender Rand 53, der von dem Halteteil 49 wegsteht, berührt die Innenfläche der Hülle 43, um damit das Filterelement 32 zentriert zu halten. Der Halteteil 49 wird am Boden der Hülle 43 durch haftendes Material 50 befestigt. Dichtungsmaterial 52, bei dem es sich um ein Harz oder ein anderes haftendes Material handeln kann, sitzt zwischen dem Halteteil 49 und dem Filterelement 32, um einen Nebenstrom von Medium zwischen der inneren Kammer 45 und der äußerer. Kammer 49 zu verhindern.

Das am offenen Ende der Hülle 43 befindliche Ende des Filterelements 32 ist mit einer Endkappe 55 versehen. Die Endkappe 55 weist einen peripheren Flansch 57 auf, der an der Peripherie des Filterelements 32 angreift. Dichtungsmaterial 62 dichtet die Endkappe 55 gegenüber dem Filterelement 32 ab. Eine Lippe 59, die rechteckig ausgebildet ist und in die äußere Kammer 47 vorsteht weist Ecken auf, um den Abstand des Filterelerrients 32 vor. der Hülle 43 beizubehalten, ferner Zwischenpartien, die eine radiale Verteilung von Medium in die äußere Kammer 47 unterstützen. Eine Öffnung in der Kappe 55 ist durch einen schmalen, sich nach außen erstreckenden Hals 61 gebildet, der mit der inneren Kammer 45 in Verbindung steht Der Hals 61 greift reibend an der inneren zylindrischen Wand 23 des Deckels 11 an, um eine Verbindung zu schaffen, die eine Drehung des Stöpsels 21 ermöglicht während eine Mediumdichtung bewahrt bleibt Der Hals 61 greift an der Innenseite der inneren zylindrischen Wand 23 an, er kann aber stattdessen auch an der Außenseite der inneren zylindrischen Wand 23 angreifen. In dem einen wie in dem anderen Fall können Ringdichtungen zweckmäßigerweise zwischen dem Hals 61 und der Wand 23 vorgesehen sein. Der Hals 61 ist innerhalb der inneren zylindrischen Wand 23 verschiebbar, so daß eine Ausdehnung oder ein Zusammenziehen des Filterelements dadurch ausgeglichen werden kann, daß sich der Hals 61 innerhalb der zylindrischen Wand 23 bewegt.

Die Dichtungsbeziehung zwischen der Hülle 43 und dem Deckel 11 ist in Fig. 3 dargestellt. Die Hülle 43 weist einen Rand 63 in der Form eines peripheren Wuistes um die Peripherie des offenen Endes der Hülle 43 herum auf. Der Rand 63, der sich über den Rand der Tasse 33 erstreckt, greift an der Innenfläche des Deckels 11 an und wird dazwischen leicht zusammengedrückt. Gernäß F i g. 5 ist die Hülle 43 mit einer Wellung 65 in der Nähe des Randes 63 versehen. Eine Wellung 64, die peripher an der Innenfläche der Tasse 33 angreift, unterstützt die Herstellung einer mediumdichten Abdichtung, Gemäß F i g. 5 wird die Wellung 64 nach innen gedrückt, wenn die Hülle 43 in die Tasse 33 gesetzt wird, um die Wellung 65 zu bilden. Der obere Rand der Tasse 33 weist einen Schlitz 67 auf, in dem eine elastomere Dichtung 69 wie ein O-Ring oder eine U-Manschette zwischen Deckel 11 und der Tasse 33 sitzt.

Ein volumetrischer Teil 71 ist an der Innenfläche des Deckels 11 befestigt und steht in die Hülle 43 vor. Der volumetrische Teil 71 verdrängt Medium innerhalb der Hülle 43. Wenn die Filtereinheit zum Wechsel herausgenommen wird, sammelt sich das abtropfende Medium in der Hülle 43 als Folge des Leerraums, der durch den volumetrischen Teil 71 zurückgelassen wird.

Der volumetrische Teil 71 hat eine Ringform mit einer Außenfläche, die in ihrer Form der Innenfläche des Deckels 11 entspricht. Ein Wulst 73 in der Außenperipherie des volumetrischen Teils 71 entspricht einer Nut in der Innenwand des Deckels 11, um den volumetrischen Teil 71 in die vorgesehene Lage zu schnappen, so daß eine untere vorstehende Partie Medium innerhalb der Filtereinheit verdrängt Der volumetrische Teil 71 kann aus jedem beliebigen Material hergestellt sein, das korrosionsbeständig dem zu filtrierenden Medium gegenüber ist, und er besteht zweckmäßigerweise aus Kunststoff oder einem ähnlichen Material geeigneter Art

Die Filtereinheit mit dem Filterelement 32 wird im sanitären Zastand hergestellt, versandt, gelagert und gehalten, bis der Einbau erfolgt Das Filterelement 32 braucht vom Einbauenden nicht berührt zu werden. Bakterien- und Schmutzaufbauten während des Gebrauchs werden auf die wegwerfbare Hülle 43 begrenzt, und mit jedem Filterwechsel werden vorangegangene Ansammlungen innerhalb der Hülle 43 und innerhalb des Filterelements 32 weggeworfen.

Das Filterelement 32 wird in der Fabrik fest in der richtigen Lage der Hülle eingesetzt Das maschinelle Montageverfahren beseitigt einen Nebenstrom oder einen nicht richtigen Sitz des Filterelements 32 innerhalb der Hülle 43. Die Filtereinheit verhindert ein Naßwerden der Tasse 33 unter normalen Umständen. Wenn die Filtereinheit deshalb gewechselt wird, braucht der Verbraucher sich nicht mit der Reinigung der Tasse 33 zu befassen.

Im Betrieb fließt das verunreinigte Medium in die äußere Kammer 47 zwischen der Hülle 43 und der Peripherie des Filterelements 3Z Das Medium geht durch das Filterelement 32 und in die innere Kammer 45, von wo aus es durch den Hals 61 fließt Das Fließen nach außen durch den Deckel 11 wird durch den Kanal 25 und eine sich seitlich erstreckende Leitung 15 bewirkt

Um eine Filtereinheit zu wechseln, braucht lediglich die Halteklammer 39 entfernt zu werden, und die Tasse

muß nach unten bewegt werden. In dieser Art wird ein Abtropfen von Medium vom Deckel 11 in den Leerraum der Hülle 43 bewirkt, der vom volumetrischen Teil 71 zurückgelassen wird. Die Filtereinheit 41 kann in einer Höhenlage in entsprechender Weise entsprechend lange gehalten werden, um sicherzustellen, daß keine Tropfen mehr vom Deckel 11 abtropfen. Das Filtergerät kann dann auf eine waagerechte Fläche gesetzt werden und die Hülle 43 kann entfernt und weggeworfen werden, ohne daß die Umgebung verunreinigt wird. Dann kann eine neue sanitäre Filtereinheit eingesetzt werden, und das Filtergerät kann wieder eingesetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (8)

Patentansprüche:

1. Fütergerät, bestehend aus einer mittels eines Deckels verschließbaren Tasse und einer in der Tas- > se angeordneten und sich in dieser abstützenden, nach der Deckelseite hin offenen, zusammen mit einem Filterelement wegwerfbaren Hülle, wobei zwischen der Hülle und dem Filterelement eine mit einem ersten Kanal verbindbare äußere Kammer und mi innerhalb des Filtereleinents eine mit einem zweiten Kanal verbindbare innere Kammer vorgesehen und das Filterelement zur Vermeidung eines Nebenstroms zwischen den beiden Kammern abgedichtet ist und das in der Hülle (43) befindliche Filterelement ι > (32) gemeinsam mit dieser auswechselbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülk (43) an ihrer sich gegen die Tasse (33) abstützenden Seitenwand (10) und an dem dem Deckel (II) gegenüberliegenden Ende geschlossen ist, daß das Filterelement gegenüber der Hülle (43) an deren geschlossenen Ende abgedichtet ist und daß die beiden in die Kammern (45,47) mündenden Kanäle (25,29) in dem Deckel (11) vorgesehen sind.

2. Fütergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (32) innerhalb der Hülle (43) unter Bildung einer austauschbaren Filtereinheit befestigt ist.

3. Filtergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am geschlossenen Ende der Hülle (43) zwischen der Hülle (43) und dem Filterelement (32) Dichtungsmaterial (52) angeordnet ist.

4. Fütergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am offenen Ende der Hülle (43) auf dem Filterelement (32) eine Endkappe (55) angeordnet ist, die einen mit der inneren Kammer (45) in Verbindung stehenden, sich nach außen erstreckenden Hals (61) aufweist.

5. Filtergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Endkappe (55), mit einem peripherischen Flansch (57) das Filterelement (32) umfassend, vom Filterelement (32) ausgehend, mit einer Ausschnitte aufweisenden Lippe (59) in die äußere Kammer (47) vorstehend, ausgebildet ist.

6. Filtergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am geschlossenen Ende der Hülle (43) ein Halteteil (49) vorgesehen ist, das, das Filterelement (32) mit einem peripheren Flansch (51) umfassend, und mit einer Schürze (53) >o seitlich bis zur Hülle (43) vorstehend, ausgebildet ist.

7. Fütergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich, vom Deckel (11) ausgehend, ein volumet.ischen Teil (71) mit einer ringförmigen Partie unter Verdrängung von Filtermedium bis in die Filtereinheit erstreckt.

8. Filtergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Ende der Hülle (43) einen zwischen dem Deckel (11) und der Tasse (33) zusammendrückbaren, abdichtenden t>o Rand in Form eines peripheren Wulstes (63) aufweist.

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