DE2657521A1

DE2657521A1 - Filtergehaeuse

Info

Publication number: DE2657521A1
Application number: DE19762657521
Authority: DE
Inventors: Jun Francis Baird Hutto
Original assignee: Johns Manville Corp; Johns Manville
Current assignee: NUCLEPORE CORP 94566 PLEASANTON CALIF US
Priority date: 1975-12-19
Filing date: 1976-12-18
Publication date: 1977-10-20
Also published as: IT1069300B; FR2335241A1; DE2657521C2; FR2335241B1; JPS5297287A; GB1544475A; JPS5633963B2; CA1087993A

Description

PATENTANWÄLTE

K.SIEBERT G. GRÄTTINGER

Dlpl.-Infl., Dlpl.-Wlrtsch.-Ing.

Dipl.-Ing.

813 Starnberg bei München Postfach 1649, Almeldaweg 12O Telefon (08151) 1 27 30 U. 4115 (U Telegr.-Adr.: STARPAT Starnberg

den

Anwaltsakte:

6817/22

Telex: 526422 star d

Johns-Manville Corporation Denver, Colorado 80217, (303) 979-1000 Ken-Caryl Ranch, USA

Filtergehäuse

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Filtergehäuse und insbesondere auf Filtergehäuse mit Membranfilter und zügeordneten Trägerplatten, welche bei einer Menbranfiltrierung verwendet werden. Weiter bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Sterilisierung von in einem erfindungsgemäßen Filtergehäuse angeordneten Membranfilter und Trägerplatten.

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Mikroporöse Membranfilter werden häufig bei Membranfiltrierung für medizinische Untersuchungen, Getränkeproduktion und in vielen Arzneimittel, Elektronik- und Chemie-betrieben verwendet. Im allgemeinen sind die Membranfilter flache Scheiben, welche mikroskopisch kleine und in hohem Maße gleichmäßige Durchflußkanäle enthalten, die im allgemeinen einige Mikrometer oder weniger messen. Üblicherweise werden die Membranfilter auf starren Platten (hierin als Trägerplatten bezeichnet) abgestützt. Die Trägerplatten sind derart aufgebaut, daß nach Aufeinanderschichtung der Trägerplatten ein zu filtrierendes verunreinigtes Fluidum zwischen die aufeinandergeschichteten Trägerplatten und über und durch die mikroporösen Membranfilter fließen kann. Das den Membranfiltern entströmende Fluid (also das Filtrat) tropft von den Trägerplatten und wird je nach Wunsch aufgesammelt oder abgezogen.

Aufgrund der mikroskopisch kleinen Größe der Durchflußkanäle im Membranfilter, wird oftmals Druck aufgebracht, um zufriedenstellende Filtrierergebnisse zu erhalten. Infolgedessen wird oftmals ein Druckkessel oder Filtergehäuse zum Halten der Trägerplatten und der Membranfilter benötigt. Es sind verschiedene.Ausgestaltungen von Druckfiltergehäusen bekannt, jedoch sind die meisten bekannten Filtergehäuse derart gestaltet, daß sie lediglich eine spezifische Anzahl von Trägerplatten aufnehmen. Falls ein besonderes Filtrierverfahren die Verwendung von weniger als die vorbestirante Anzahl von Trägerplatten erfordert, sind als Ersatz für die fehlenden Trägerplatten Abstardsrohra notwendig. Somit können solche Filtergehäuse nicht für sich verändernde Anzahlen von Trägerplatten verwendet werden, ohne daß der Gebrauch von Abs tan dsr ohr en notv/endig wäre. Andererseits · erhöhen die Abstandsrohre in nachträglicher Weise den freien Raum im Gehäuse. Freier oder verlorener Raum, das ist also das Raumvolumen zwischen Filtergehäuse und Trägerplatten, welches zum Filtrierver-

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fahren nichts beiträgt, jedoch zum Aufbau dos Betriebsdrucks mit Flüssigkeit gefüllt werden muß. Da dieser freie Raum, welcher zwar gefüllt werden muß, jedoch zur Filtrierung nicht unmittelbar beiträgt, außerordentlich kostenaufwendig und ineffektiv ist, muß der freie oder verlorene Raum bei teueren und/oder bei einem zu filternden niedrigen Flüssigkeitsvolumen (beispielsweise Drogenkulturen) minimiert werden. Einer der vorteilhaften Merkmale des erfindungsgemäßen Filtergehauses ist die Reduzierung von derartigem freien oder toten Raum.

Darüberhinaus sind bekannte Filtergehäuse derart aufgebaut, daß die übereinander geschichteten Trägerplatten und die Membranfilter vor Schließen des Filtergehäuses in ihrer Lage befestigt werden müssen. Wenn ein bekanntes Filtergehäuse geschlossen wird, werden die Membranfilter einem Druck unterworfen, weshalb die Sterilisierung der Membranfiltern ohne Bruch oder Risse schwierig ist. Bei diesen bekannten Filtergehäusen kann somit eine Sterilisierung nicht ohne das Risiko des Zerreißens oder Brechens der Membranfilter durchgeführt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Filtergehäuse zu überwinden und einen Druckkessel oder Filtergehäuse für Membranfiltrierung zu schaffen, welches einen zur Aufnahme einer verschiedenen Anzahl von Tr äplatten und Merabranfiltern einstellbaren Innenraum aufweist und die gleichzeitige· Sterilisierung der Membranfilter mit dem Filtergehäuse erlaubt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Sterilisierung von wenigstens einem bei einer unter Druck ausgeführten Filtrierung verwendeten Membranfilter und dessen zugeordneten Trägerplatten, bei dem das Membranfilter zur Erleichterung des Durchflusses der zu filtrierenden Flüssigkeit auf Druck belastet wird, das Membranfilter und dessen zugeordnete Trägerp]atten in einem Filtergehäuse

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mit einer Innenkammer angeordnet werden, welche zur Aufrechterhaltung einer fluid-festen Dichtung zwischen Innenkammer des Filtergehäuses und Umgebung durch einen Boden und einen Deckel begrenzt ist und bei dem das Filtergehäuse, Membranfilter und dessen Trägerplatten zur Sterilisierung der Innenkammer, des Membranfilters und dessen Trägerplatten unter Druck erhitzt werden, dadurch gelöst, daß das Filtermembran nach Sterilisierung durch eine Relativbewegung zwischen Deckel und Boden unter Druck gesetzt wird, und daß die Bewegung derart unter Aufrechterhaltung einer fluid-festen Dichtung zwischen Deckel und Boden durchgeführt wird, daß die Sterilisierung der Innenkammer erhalten wird.

Die vorliegende Erfindung schafft weiter ein Filtergehäuse für wenigstens ein Membranfilter und dessen zugeordnete Trägerplatten mit einem einen Innenraum zur Aufnahme des Membranfilters und dessen Trägerplatten begrenzenden Boden und Deckel, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Deckel und der Eoden derart relativ gegeneinander bewegbar sind, daß zwischen Deckel und Boden eine fluid-feste Dichtung aufrechterhalten wird.

Die hauptsächliche Verwendung des erfindungsgemäßen Filtergehäuses findet bei Mernbranfiltrierungen statt, jedoch kann das Filtergehäuse als Vorfiltrierung für Diatomit oder ähnliche Materialien oder für Reihenfiltrierungen verwendet werden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Figur 1 eine Querschnittsansicht des Filtergehäuses in zusammengesetztem Zustand, in welchem ein bevorzugter Flußweg einer zu filternden Flüssigkeit eingezeichnet ist,

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Figur 2 eine Seitenansicht einer Ausführungsform des Filtergehäuses, in welcher strichliert die einstellbare Höhe des Filtergehäuses dargestellt ist,

Figur 3 eine perspektivische Ansicht des Bodenteils des Filtergehäuses,

Figur 4 eine Querschnittsansicht eines Entlastungsventils des Filtergehäuses.

Das Filtergehäuse 2 in Figur 1 umfaßt einen Boden 4 und einen Deckel 6, welche bevorzugt kreisförmig ausgebildet sind. Jedoch kann das Filtergehäuse 2 selbstverständlich quadratisch, rechteckförmig, oval oder in irgendeinem anderen geeigneten Querschnitt ausgebildet sein.

Der Boden 4 weist wenigstens zwei öffnungen auf, beispielsweise eine nicht im Zentrum angeordnete öffnung 8 zwischen einer zentral -angeordneten Öffnung 10 und einer Außenkante des Bodens (die öffnungen im Boden dienen als Einlaßöffnungen oder Auslaßöffnungen für die zu filtrierende Flüssigkeit, wobei nachfolgend der Einfachheit halber die Öffnung 8 als Einlaßöffnung 8 und die zentral angeordnete Öffnung 10 als Auslaßöffnung 10 bezeichnet ist, wodurch ein bevorzugter Fließverlauf, welcher weiter unten besprochen wird, angegeben ist. Selbstverständlich kann jedoch der Flußweg umgekehrt verlaufen,fells es gewünscht ist.) Die obere Fläche 12 des Bodens 4 ist im wesentlichen eben ausgebildet, obgleich in der Fläche 12 in einer bevorzugten Ausführungsform eine ringförmige flache Vertiefung 14 zur Sammlung des verbleibenden filtrierbaren Produktes vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Einlaßöffnung 8 am untersten Punkt der Vertiefung 14 angeordnet, so daß die Trockenlegung des Filtergehäuses 2 während des Spülens und/oder Reinigens erleichtert wird. Die Unterseiten

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der im Filtergehäuse angeordneten Trägerplatten sind normalerweise mit Nuten 16 ausgebildet und die obere Fläche des Bodens kann vollkommen eben ausgebildet sein. In der gezeichneten Ausführungsform sind jedoch nach oben stehende Rippen in den Außenabschnitten des Bodens 4 ausgebildet, welche die Sitzfläche für den Boden 20 einer Trägerplatte ergeben. Obgleich zur Minimierung von freiem Raum der Durchmesser des Filtergehäuses normalerweise für eine Verwendung von Trägerplatten und Membranfiltern mit lediglich geringfügig kleinerem Durchmesser ausgelegt ist, so ist es jedoch als im Rahmen der Erfindung liegend anzusehen, daß sich die Rippen 80 radial nach innen erstrecken, so daß Trägerplatten und Membranfilter mit kleinerem Durchmesser aufgenommen werden können. Ein ringförmiger ebener erhöhter Abschnitt 136 der Fläche 12 kann sich ebenso vom Zentrum weiter nach außen erstrecken, als es in den Figuren 1 und 3 dargestellt ist, um eine zusätzliche Stütze für die Trägerplatten zu ergeben.

Um den Boden ausreichend steif zu gestalten und dennoch sein Gewicht zu minimieren, umfaßt der Boden vorzugsweise eine verrippte Unterseite (nicht gezeichnet). Eine Ausführungsform des Bodens umfaßt weiter Füße 24, welche in in den Boden 4 eingesetzte Buchsen 26 angeordnet sind. Zweckmäßigerweise sind an den Füßen 2 4 gewöhnlieherweise aus Gummi hergestellte Fußenden 28 ausgebildet, wodurch die ganze Filtergehäuseeinheit auf einem Laboratoriumstisch oder einer ähnlichen Fläche 30 plaziert werden kann.

In die Einlaßöffnung 8 des Bodens 4 ist ein Rohrabschnitt 32 eingelassen, welcher in einen Flansch 34 ausläuft. Der Flansch 34 ist zur Aufnahme von äußeren Anschlüssen ausgebildet, wie beispielsweise einem Bogenrohr, welches seinerseits an eine Fluidleifung befestigt sein kann, wie z.B. einem strichliert dargestellten Rohr 38. Die VerbindungsanSchlüsse für die

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Auslaßöffnung 10 sind in ähnlicher WEise wie die oben beschriebenen für die Einlaßöffnung 8 ausgebildet. Ein Außenende eines Kerns 40 weist einen Flansch 42 auf, welcher in gewöhnlicher Weise an einem mit einem Flansch ausgebildeten Rohrbogen 44 begestigt sein kann. Ein strichliert eingezeichnetes Rohr 46 dient als äußere Fluidabführung. In der dargestellten Ausführungsfonr· ist der Rohrabschnitt 32 langer gestaltet, als das auskragende Auslaßende des Kerns 40, so daß auch ein sichtbarer Unterschied zwischen dem Einlaß- und Auslaßöffnungen des Filtergehäuses geschaffen ist.

Der Kern 4o ist in einer die Auslaßöffnung 10 bildenden Öffnung in der Mitte des Bodens 4 angeordnet. Dieses Kernbauteil ist in typischer Weise ein Hohlzylinder, welcher durch einen Querbügel 41 in eine hohle untere Kammer 48 und eine hohle obere Kammer 56, welche in einem Abschnitt ein Schraubeninnengewinde aufv/eist, unterteilt ist. Die beiden Kammern 48 und 56 stehen nicht miteinander in Verbindung. Somit kann keine Flüssigkeit in die obere Kammer 56 eintreten und dadurch zum Schraubengewinde gelangen. Die untere Kammer 48 des Kerns 4O ist an ihrer Stirnseite 50 zur Flüssigkeitsabführuno· geöffnet. Eine öffnung 54 durch die Wand 52 des Kerns 40 verbindet die untere Kammer 48 mit dem Inneren des Filtergehäuses 2. Obgleich lediglich eine öffnung 54 darcrestellt ist, ist es jedoch augenscheinlich, daß eine Anzahl derartiger öffnungen radial um die untere Kammer 48 des Kerns 40 vorfesehen sein kann. Die obere Kammer 56 des Kerns 40 ist an ihrem oberen Ende 58 offen. Ein Abschnitt der Innenwand der oberen Kammer 5 6 umfaßt ein Gewinde 60, welches zum Außengewinde 62 einer Schraube 64 paßt. Obgleich die gesamte Innenwandfläche der oberen Kammer 56 mit einem Schraubgewinde ausgestaltet sein kann, hat es sich herausgestellt, daß es ausreicht, lediglich einen oberen abschnitt mit einem Schraubgewinde zu versehen. Obgleich der kern 4O als im allgemeinen zylinderförmig ausgebtIdet beschrie-

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ben ist, können selbstverständlich leichte Abweichungen von einer exakten zylinderförmigen Form vorgesehen sein, beispielsweise durch eine leichte Ausweitung durch Schultern 68 bei der unteren Kammer 48.

Der Deckel 6 ist im wesentlichen topfförmig ausgebildet. Aus Dichtungszwecken ist der Horxzontalquerschnxtt des Deckels 6 von gleicher Gestalt wie der Horizontalquerschnitt des Bodens 4. Der Deckel 6 weist einen Deckelboden 70 und eine zylinderförmige Wandseite 72 auf, welche von der Außenkante des Deckelbodens 70 ab nach unten verläuft. (Da das dargestellte Gehäuse kreisförmig ausgebildet ist, ist lediglich eine Seite 72 vorhanden. Jedoch sind bei einer Ausführungsform mit einem quadratischen oder polygonalen Querschnitt selbstverständlich eine entsprechende Anzahl von Seitenflächen 72 mit den damit verbundenen Merkmalen vorhanden. ) Der Deckelboden 7O v/eist an seiner Unterseite 74 eine Stützfläche auf, welche zur Halterung der Platten in ihren erforderlichen Arbeitsstellungen (wie am besten aus Figur 1 ersichtlich) Druck auf die Trägerplatten ausübt.

Die Innenfläche 76 der Mantelseite 72 ist zur Bildung einer Dichtfläche glatt bearbeitet und ist so ausgebildet, daß sie vertikal in Relation zu einer äußeren Umfangsflache 78 des bodens 4 sowie einer in einer Nut 82 in dieser umfangsflache 78 eingesetzten Dichteinrichtung (vorzugsweise ein O-Ring) bewegt werden kann. Die Vertikallänge der bearbeiteten Innenfläche 76 bestimmt die Anzahl der Trägerplatten und Membranfilter, welche im Filtergehäuse 2 aufgenommen werden können. In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform können zwei bis 8 Trägerplatten (ein bis sieben Mebranfilter) aufgenommen v/erden, falls der Deckel 6 tiefer ausgebildet wird, können mehr Trägerplatten aufgenommen v/erden, falls aber die Länge der bearbeiteten Innenfläche 76 unverändert bleibt, kann dieselbe inkrementelle

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Menge an Stützplatten aufgenommen werden (falls beispielsweise der Deckel 6 zweimal so tief als der dargestellte Deckel ausgebildet wird, jedoch die Länge der bearbeiteten Innenfläche 76 nicht erhöht wird, könnten 16 Trägerplatten aufgenommen werden, aber die inkrementelle Menge würde doch 7 betragen. Somit ist die Kapazität des Filtergehäuses so definiert, daß es möglich ist, 9 bis 16 Trägerplatten aufzunehmen anstelle von 2 bis 8 Trägerplatten. Wenn andererseits die Länge der.bearbeiteten Innenfläche 76 entsprechend des tieferen Deckels vergrößert wird, würde die Kapazität des Filtergehäuses zwischen 2 und 16 Trägerplatten betragen, da der Deckel 6 ohne die Dichtung zwischen der bearbeiteten Innenfläche 76 und der Dichteinrichtung 80 zu unterbrechen um ein größeres Maß gesenkt werden könnte.)

Der Deckelboden 70 des Deckels 6 umfaßt eine zentral angeordnete Öffnung 84, durch welche ein oberer Abschnitt des Kerns hervorragt. Die im allgemeinen kreisförmige öffnung 84 weist eine Innenfläche 86 auf, welche sich in Vertikalrichtung gegen die Außenfläche 88 des Kerns 40 bewegt. Eine in eine Nut 9 2 in der Innenfläche 86 eingesetzte Dichteinrichtung (vorzugsweise ein O-Ring) verhindert" einen Fluß des Fluids nach oben durch die öffnung 84. Somit erlaubt die Bewegung der Schraube 64 eine Vertikalbewegung des Deckels 6, so daß dieser in Abhängigkeit von der Anzahl der vorhandenen Trägerplatten verschiedene Stellungen einnehmen kann. Diese Vertikalbewegung ist mit strichlierten Linien bei 6' dargestellt.

Die glatte Stützfläche 74 des Deckelbodens 70 übt einen im wesentlichen gleichförmigen nach unten gerichteten Druck über ihre gesamte Fläche aus und erlaubt somit die Verwendung von Trägerplatten mit verschiedenen Durchmessern und Dicken.

Der Deökelboden 70 des Deckels 6 umfaßt weiter zwei Jmslaß -

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oder Entlastungsventile 94 und 96. Beide Ventile 94 und 96 werden in erster Linie zur Entlüftung des Filtergehäuses von sich im Inneren befindender Luft verwendet, wenn es vor Filtrierung des Fluids mit dem Fluid unter Druck gesetzt wird. Wie es nachfolgend im Detail beschrieben wird, weisen die Trägerplatten eine Einlaßseite und eine Auslaßseite auf. Das Entlastungsventil 9 4 zieht die Luft von der Einlaßseite der Trägerplatten und das Entlastungsventil 96 von der Auslaßseite der Träperplatten ab. Wie in Figur 4 dargestellt, ist das Ventil 96 derart gebaut, daß ein zur Düsenspitze 9 3 führender Kanal 91 glatt ausgebildet und frei von Hindernissen ist. Der Aufbau des Ventils 9 4 entspricht im wesentlichen dem von Ventil 96.

Da die Schraube an einer Fläche 110 einer Kappe 98 befestigt ist, ist der Deckel 6 in Vertikalrichtung hin- und herbewegbar. Wenn sich somit die Schraube 64 dreht, dreht sich ebenfalls die Kappe 9 8. Die Kappe 98 weist einen unteren Flansch 99 auf, welcher sich auf einer das Fressen verhindernden Scheibe 100 (welche aus Bronze oder vorzugsweise aus einem Kunststoff, wie beispielsweise Teflon, bestehen kann) abstützt und darauf dreht. Die Kappe 98 und der Deckel 6 werden durch eine Klemme 102, eine Druckscheibe 104 und Bolzen 106 zusammengehalten. Das Oberteil der Kappe 98 ist als sechseckförmige Mutter 112 mit einer öffnung 113 ausgebildet. Durch die Öffnung 113 kann eine Stange 114 eingelegt werden, welche einen Handgriff für die Drehung der Schraube 64 und der Sechskantmutter 112 ergibt. Kappen 115 und 116 (vorzugsweise an einem Ende geschlossene Schraubbuchsen) können an den Enden der Stange 114 angeordnet sein, falls das Herausfallen der Stange 114 aus der Öffnung 113 verhindert werden soll. Die Kappe 98 und die Schraube 64 können somit durch Gebrauch der Stange 114 oder durch einen Mutternschlüssel oder andere unmittelbar auf die Sechskantmutter 112 wirkende Werkzeuge gedreht werden. Die Drehung der Schraube 64 und der Kappe 98 in Uhrzeigerrichtung

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(bei Rechtsgewinde) bewegt den Deckel 6^ Aufgrund der durch den sich auf der Scheibe 100 abstützenden Flansch 99 ausgeübten Kraft nach unten. Diese nach unten gerichtete Kraft kann andauern bis der gewünschte druckdichte Sitz erzielt worden ist. In einer Ausführungsform hat es sich herausgestellt, daß ein Drehmoment von 27,12 J geeignet ist, einen Verschluß zu bewirken, der einen Innendruck im Filtergehäuse von 1,75 · 10 N/m' aushält. Bei Drehung im Gegenuhrzeigersinn bewegen die Schraube 64 und die Kappe 98 den Deckel 6 nach oben, indem sie sich gegen die Druckscheibe 104 und die Klemme 102 abstützen. Die Wirkung der Schraube 64 und der Kappe 98 ähnelt der Arbeit eines Radabziehers und ist notwendig, um die Reibung der verschiedenen 0-Ringdichtungen zu überwinden. Vorzugsweise sind die Schraube 64 und der Kern 40 aus verschiedenen Metallen (typisch sind verschiedene rostfreie Stahllegierungen) hergestellt, um ein Fressen zwischen den Gewindegängen 62 der Schraube 64 und dem Innengewinde 60 der oberen Kammer 56 des Kerns zu verhindern.

In Figur 1 ist schematisch die bevorzugte Wirkungsweise eines Filtriersystems unter Verwendung des Filtergehäuses 2 nach dar Erfindung dargestellt. Die gewünschte Anzahl von Trägerplattan sind in Vertikalrichtung zusammengesetzt und durch einen Ansatz 137 sowie entsprechende Elemente zur Ausrichtung (nicht gezeichnet) an jeder dar aufeinanderfolgend aufgeschichteten Trägerplatten zentriert. Das Filtergehäuse enthält eine minimale Anzahl von zwei Trägerplatten (mit einem dazwischen angeordneten Membranfilter), falls die bearbeitete Innenfläche 76 des Deckels 6 glatt bearbeitet und in Vertikalrichtung auf zwei Plattenbraiten zur Stützfläche 74 des Deckelbodens 70 wie in Figur 1 gezeigt, bearbeitet ist. Die Bearbeitung einer geringeren Länge vom Boden der Umfangswand 72 vergrößert die minimale Zahl von Trägerplatten, welche aufgenommen werden kann, da die Unterseite 74 des Deckels 6 nur so nah zum Boden 4 heruntergeschraubt werden kann, wie es möglich ist, noch eine wirksame Dichtung zwischen Innen-

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fläche 76 und ümfangsfläche 78 des Bodens 4 aufrechtzuerhalten, wie weiter oben angegeben.

Die maximale Anzahl von Trägerplatten, welche das Gehäuse enthalten kann, ist von der Tiefe des Deckels 6 und der Höhe des Kerns 40 abhängig. Der in Figur 1 dargestellte Aufbau mit einem Maximum von 8 Trägerplatten und 7 dazwischen angeordneten Filtern hat sich als sehr zufriedenstellend erwiesen. Selbstverständlich kann bei einem größeren Bedarf an Trägarplatten ein tieferer Deckel und ein größerer Kern vorgesehen sein. Weiter kann eine änderung der hydraulischen Eigenschaften notwendig sein, wie beispielsweise eine Vergrößerung der öffnung 54 und/oder des Durchmessers der unteren Kammer 48.

Figur 1 zeigt einen Abschnitt mit drei Trägerplatten 120, 122 und 124 im Querschnitt. Ein ungereinigtes Fluid strömt durch den Rohrabschnitt 32 und die Einlaßöffnung 8 ein, wie es insbesondere durch die Pfeile 126 und 128 angegeben ist, und wird radial nach außen geleitet. Ein Fluß der verunreinigten Flüssigkeit nach innen wird durch die durch einen O-Ring 130 gebildete Dichtung verhindert, wobei der O-Ring in einer Nut 132 in der Unterseite eines inneren Abschnitts 134 der Bodenplatte 120 eingesetzt ist und in Dichtwirkung mit dem ringförmigen erhöhten Abschnitt 136 der Fläche 12 steht. Der ringförmige Ansatz 137 zentriert die kreisförmigen Trägerplatten im Filtergehäuse. Das verunreinigte Fluidum fließt durch die Nuten 14O zwischen den benachbarten Rippen 18 nach außen und weiter durch die öffnungen 142 über den Umfang der Trägerplatte 120 (Pfeile 144 und 146). Schließlich fließt das Fluidum nach oben durch einen Randkanal 148 (Pfeile 150) und dann nach innen durch eine Randöffnung 152 in der Trägerplatte 122 und einer Randöffnung 154 in der Trägerplatte 124. Das verunreinigte Fluidum fließt dann durch Membranfilter 158, welche zwischen den Trägerplatten 120 und 122 sowie 122 und 124

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gehalten werden. Die verunreinigte Flüssigkeit gelangt durch die Membranfilter und läßt jegliche Festkörper als Satz auf der Oberfläche der Membranfilter zurück und ein reines Filtrat gelangt nach innen über die Oberseite der darunterliegenden Trägerplatte (Pfeile 160). Das reine Filtrat läuft schließlich durch Auslaßöffnungen 162 und 164 zwischen den Trägerplatten (Pfeile 166 und 168) und läuft schließlich in einen zentralen Kanal 170 und weiter durch die öffnung 54 (Pfeile 172) in die untere Kammer 48 des Kerns 40 und nach außen durch die Auslaßöffnung 10 (Pfeil 174), Rohrbogen 144 und Rohr 46 (Pfeil 176).

Falls gewünscht, kann der gerade beschriebene vom Fluid zurückgelegte Weg umgekehrt sein, indem Trägerplatten und Membranfilter verwendet werden, die für eine Filtrierung radial nach außen ausgebildet sind. Da jedoch Trägerplatten und Membranfilter mit einer Filtriereinrichtung nach innen ohne weiteres im Handel verfügbar sind, wird der oben beschriebene Weg für das Fluidum bevorzugt.

Das Filtergehäuse ist aus einem leicht zu reinigendem Metall hergestellt, wie beispielsweise ' rostfreien Stahllegierunqen aus verschiedenen Legierungen von Stahl oder Messing und/oder Kunststoffen an Stellen, wo ein Fressen von sich bewegenden Teilen stattfinden könnte, wie bei der oben genannten Schraube 64 und dem Kern 40. Die O-Ringe sind aus einen wärmebeständigen Material hergestellt, sodaß der ganze Aufbau leicht durch ein Autoklawerfahren sterilisiert werden kenn. Das erfindungsgemäße Filtergehäuse erlaubt die Sterilisierung der Menibranfilter ohne Risse und Brüche, was bislang mit konventionellen Filtergehäusen unmöglich war. In einem für den Stand der Technik typischen Filtergehäuse werden die Trägerplatten und Membranfilter auf einem Boden des Filtergehäuses aufeinandergeschichtet und schließlich durch Klemmen zusammengeschlossen, um den notwendigen Dichtdruck zu schaffen. Danach werden die miteinander verklemmten Trägerplatten und Membranfilter abgedeckt und

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wird das gesamte Filtergehäuse abgedichtet. Die Erwärmung unter Druck des Filtergehäuses nach Abdichtung steigert die Wahrscheinlichkeit eines Defekts des Filtriersystems, da die Erhitzung und Kühlung der fest miteinander verklemmten Membranfilter deren Bruch oder Riß verursacht. Bei bekannten Filtergehäusen war es unmöglich, die Membranfilter in unverklemmten oder nur lose verklemmten Zustand zu sterilisieren, da dies die erneute Öffnung des Filtergehäuses zum Anziehen der Kleinmen erforderte, wodurch aber die Sterilisierung aufgehoben würde. Infolgedessen x^rarde es als unpraktisch erachtet, die Membranfilter in Filtergehäusen mit vielen Trägerplatten durch Erwärmung unter Druck zu sterilisieren. Beim vorliegenden Filtergehäuse sind jedoch die Klemmglieder (reversierbarer Schraubaufbau) außerhalb der inneren Kammer oder des Plattenraumes angeordnet. Dies erlaubt, den Deckel 6 über die Membranfilter und ihren zugeordneten Trägerplatten in einem absolut dichten Aufbau mit-geringem Druck auf die Trägerplatten und Membranfilter zu setzen. Das gesamte Filtergehäuse und dessen Platten und Membranfilter können dann autoklav sterilisiert werden. Nach der Erwärmung unter Druck und der Kühlung kann der gewünschte Dichtdruck (also die Belastung auf die Trägerplatten und die Membranfilter) über einen reversierbaren Schraubaufbau (einschl. Kappe 98 und Sechskantmutter 112) aufgebracht werden, ohne daß das Filtergehäuse geöffnet werden muß und somit der sterile Zustand der Trägerplatten, Membranfilter und der Innenkammer des Gehäuses zerstört wird.

- Patentansprüche -

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Claims

P a t ent a η s ρ r ü c h e :

1. \Verfahren zur Sterilisierung von wenigstens einem bei einer

^-—'unter Druck ausgeführten Filtrierung verwendeten Membranfilter und dessen zugeordnete Trägerplatten, wobei das Membranfilter zur Erleichterung des Durchflusses der zu filtrierenden Flüssigkeit auf Druck belastet wird, das Membranfilter und dessen Tr ägerplatten in einem Filtergehäuse mit einer Innenkamner angeordnet werden, welche zur Aufrechterhaltung einer fluid-festen Dichtung zwischen Innenkammer des Filtergehäuses und Umgebung durch einen Boden und einen Deckel begrenzt ist, sowie das Filtergehäuse, Membranfilter und dessen zugeordnete Trägerplatten zur Sterilisierung der Innenkammer, des Meribranfilters und dessen Trägerplatten unter Druck erhitzt werden,dadurch gekennnzeichnet, daß das Membranfilter nach Sterilisierung durch eine Relativbewegung zwischen Deckel und Boden unter Druck gesetzt wird, und daß die Bewegung derart unter Aufrechterhaltung einer fluid-festen Dichtung zwischen Deckel und Boden durchgeführt wird, daß die Sterilisierung der Innenkamner erhalten wird.

2. Filtergehäuse für wenigstens ein Membranfilter und dessen zugeordnete Trägerplatten mit einem eine Innenkammer für das Filtermembran und dessen Trägerplatten begrenzenden Boden und Deckel, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (6) und der Boden

(4) derart relativ zueinander bewegbar sind, daß zwischen Deckel (6) und Boden (4) eine fluid-feste Dichtung aufrechterhalten bleibt.

3. Filtergehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

der Deckel (6) und der Boden (4) zur Vergrößerung oder Verkleinerung

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der Innenkammer derart weit relativ gegeneinander bewegbar sind, daß unterschiedlich viele Membranfilter und deren Trägerplatten im Filtergehäuse anordbar sind.

4. Filtergehäuse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein hohler Kern (40) und ein reversierbärer Schraubaufbau zur Ausführung der Relativbewegung zusamnenwirken, wobei der Kern in einer öffnung (10) des Bodens (4) eingesetzt ist, und durch eine Öffnung (84) des Deckels (6) ragt, der Kern

(40) in eine obere und untere Höh!kammer (48; 56) derart getrennt ist, daß die obere Kammer (56) ohne Verbindung zur unteren Kammer (48) oder mit dem Innenraum des Filtergehäuses (2) steht und die untere Kammer (48) mit dem Innenraum des Filtergehäuses in fluider Verbindung steht, sowie daß der reversierbare Schraubaufbau am Deckel (6) befestigt ist und mit einem Gewindeabschnitt der oberen Kammer (56) derart zusammenwirkt, daß bei Vertikalbewegung des Schraubaufbaues gleichzeitig der Deckel (6) in Vertikalrichtung bewegbar ist und derart mit einer Dichteinrichtung

(80) im Boden (4) zusammenwirkt, daß zwischen Boden (4) und Dekkel (6) eine fluid-feste Dichtung aufrechterhalten wird.

5. Filtergehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der reversierbare Schraubaufbau eine Schraube (64) , eine mit dieser befestigte Kappe (98) sowie eine die Kappe (98) derart in Relation zum Deckel (6) haltende Klemme (102) umfaßt, daß bei Drehung der Kappe und Schraube der Deckel vertikal bewegbar ist.

6. Filtergehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (6) wenigstens ein Entlastungsventil (94; 96) umfaßt.

Starnberg, den 17. Dezember 1976/1062

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