DE2755920B2 - Filtrationsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Filtrationsgerät zum Abtrennen von Partikeln oder Bakterien aus Flüssigkeiten oder Gasen, insbesondere in steriler Form, mit einem zweiteiligen, im Randbereich verbundenen Gehäuse mit Anschlußstutzen für das zu filtrierende Medium und das Filtrat und mindestens einer in dem Gehäuse angeordneten Filtermembran, wobei die beiden Teile des Gehäuses durch mehrere, die Filtermembran durchsetzende Zugaufnehmer verbunden sind.

Ein derartiges Filtrationsgerät ist aus der DE-OS 04 644 bekannt, bei dem die beiden Gehäuseteile durch Zuganker miteinander verbunden sind, die durch die Filtermembran hindurchgeführt sind. Die Zuganker sind dort als normale Schraubenanker ausgebildet, die mit Muttern versehen werden, durch die verschiedenen Teile hindurchgesteckt und dann angezogen werden. Es sind hier besondere Dichtringe und Abstützringe im Bereich der Zuganker angeordnet, um die Strömungsführung zu beeinflussen. Dies setzt eine exakte Montage und kostenintensive Herstellung der verschiedenen Einzelteile voraus.

Mit der zunehmenden Verschärfung der Bestimmungen nach Partikelfreiheit und damit auch Keimfreiheit in pharmazeutischen Lösungen, in der medizinischen Infusionstherapie aber auch in der Getränkeindustrie und den zunehmenden Integrationsgraden in der Halbieitertechnik gewinnen Filtrationsprozesse mit Filtern definierter Porengröße technisch und medizinisch immer mehr an Bedeutung.

Bisher wurde das Problem so gelöst, daß in das geleilte Gehäuse von Filtrationsgeräten aus Edelstahl Membranfilter definierter Porenweite eingelegt und das gesamte Gerät in einem Autoklaven sterilisiert wurde. Neben dem hohen Zeit- und Arbeitsaufwand für die ■-, Sterilisation ist die Handhabung der Geräte aus Stahl ihres Gewichtes wegen und wegen der leichten Beschädigung der einzulegenden Membranfilter sehr schwierig und für den Einsatz am Patienten bei Infusionen z. B. nicht geeignet. Wegen der bei den in Filtrationen auftretenden zum Teil erheblichen Differenzdrücken blieb dieses Gebiet bisher Kunststoff-Filtrationsgerüten weitgehend verschlossen.

Weiterhin sind einmal zu verwendende Filtrationsgeräte aus Kunststoff bekannt, die eingeklebte oder ι■-, eingeschweißte Membianfilter besitzen. Diese Einmal-Filtrationsgeräte werden bei relutiv kleinen Druckdifferenzen eingesetzt. Für mittlere Druckdifferenzen ist es erforderlich, das aus Kunststoff bestehende Gehäuse durch eine Erhöhung der Wandstärken und durch eine 2(i Verrippung gezielt zu verstärken, um die einwirkenden Kräfte aufnehmen zu können. Es versteht sich, daß diese Gehäuse einen relativ hohen Materialverbrauch erfordern, insbesondere bei größeren Filterflächen. Bei höheren Dhferenzdrücken reicht jedoch eine Erhöhung :>-, der Wandstärke und die Anordnung von Rippen nicht mehr aus, um die auftretenden Kräfte aufzunehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filtrationsgerät der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß es — auch bei großen Differenz-Ui drücken und großen Filterflächen — kostengünstig herstellbar ist, so daß es als Einmalgerät Anwendung finden kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Zugaufnehmer aus zapfenartigen Vorsprüngen an den y> beiden Teilen des Gehäuses bestehen, die jeweils paarweise einander zugeordnet entweder durch eine Schnapp- oder Rastverbindung oder durch eine Materialverbindung miteinander verbunden sind. Da die Vorsprünge Bestandteile der beiden Teile des Gehäuses 4i) sind, treten keine Abdichtprobleme des Gehäuses nach außen aut. Gleichzeitig können die auf die Art und Weise geschaffenen Verbindungsbrucken durch die Filterfläche hindurch auch zur Abstützung bzw. Halterung der Filtermembran dienen. r> Vorzugsweise bestehen die beiden Teile des Gehäuses, die Filtermembran und die zapfenartigen Vorsprünge aus Kunststoff, wobei die beiden Teile des Gehäuses im Randbereich und im Bereich der zapfenartigen Vorsprünge ultraschallverscliweißt sind. Eine solche so Materialverbindung empfiehlt sich immer dann, wenn große Differenzdrücke auftreten. Durch die Verschweißung wird nicht nur die Dichtheit im Randbereich erreicht und die zapfenartigen Vorsprünge miteinander verbunden, sondern gleichzeitig auch die Filtermembran fixiert. Die einander zugekehrten Oberflächen der zapfenartigen Vorsprünge sind einander angepaßt ausgebildet, wobei auf der Oberfläche des auf der Trübseite der Membran befindlichen Vorsprunges ein Kernzapfen und ein umlaufender Dichtungsrand ausgeformt sein können. Dabei wird durch die Schweißverbindung im wesentlichen nur der Bereich des Randzapfens erfaßt. Beide Teile des Gehäuses mit den zapfenartigen Vorsprüngen können identisch ausgebildet sein, so daß die Filtermembran dann symmetrisch zwischen den beiden Teilen des Gehäuses eingespannt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden beschrieben. Es zeigt

Fig.! einen Schnitt durch das Filtrationsgerät mit beispielsweise kreisförmigem Gehäuse,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Gehäuseteil, rechteckig begrenzt,

F i g. 3 eine Einzeldarstellung eines Zugaufnehmers ι vor der Verbindung der beiden Gehäuseteile und

Fig.4 eine Einzeldarstellung des Zugaufnehmers nach der Verbindung der beiden Gehäuseteile.

Das in F i g. 1 dargestellte Filtrationsgerät besitzt ein Gehäuse 1, 2 aus den beiden Teilen 1 und 2, die i< > miteinander im Randbereich 3 verbunden sind. Der Teil 1 des Gehäuses besitzt einen Anschlußstutzen 4 für das zu filtrierende Medium, welches gemäß Pfeil 5 herangeführt wird. Analog besitzt der Teil 2 des Gehäuses 1,2 einen Anschlußstutzen 6, über den gemäß \^r> Pfeil 7 das Filtrat abgeleitet wird. Im Teil 2 des Gehäuses ist eine Membranhalterung 8 aufgelagert, die Abfiußkanäle 9 besitzt. Auf der Membranhalterung 8 und zwischen den beiden Teilen 1,2 des Gehäuses ist die Filtermembran 10 angeordnet und eingespannt.

Die Filtermembran 10 wird von zahlreichen Zugaufnehmern 11 durchsetzt, die aus zapfenartigen Vorsprüngen 12, 13 bestehen. Die zapfenartigen Vorsprünge 12 sind dabei einstückig an dem Teil 1 des Gehäuses angeformt, während die zapfenartigen Vorsprünge 13 >■> an dem Teil 2 des Gehäuses 1, 2 vorgesehen sind. Die einander zugekehrten Oberflächen 14 der heiden zapfenartigen Vorspringe 12 und 13 sind aneinander angepaßt. Es versteht sich, daß die zapfenartigen Vorsprünge 12 so am Teil 1 angeordnet sind, daß sie sich so mit den zapfenartigen Vorsprüngen 13 am Teil 2 des Gehäuses decken bzw. zur Deckung kommen, wenn die beiden Teile 1 und 2 des Gehäuses miteinander verbunden werden. Die beiden Teile 1, 2 werden in der Regel unlösbar miteinander verbunden, insbesondere r> dann, wenn es sich um ein einmal zu benutzendes Filtrationsgerät handelt, welches beispielsweise in steriler Form zum Gebrauch angeliefert wird.

Die Zugaufnehmer 11 aus den zapfenartigen Vorsprüngen 12, 13 dienen dazu, Kräfte aufzunehmen, die 4u sich infolge der bei der Filtration erforderlichen Druckdifferenz auf der Fläche der Filtermembran 10 an den Gehäuseteilen 1 und 2 auswirken. Diese Kräfte sind bekanntlich so gerichtet, daß sie die Verbindung zwischen den beiden Teilen 1 und 2 des Gehäuses aufheben wollen.

Das Gehäuse 1, 2 kann nicht nur kreisrunden Querschnitt besitzen, wie bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 dargestellt, sondern beispielsweise auch quadratischen Querschnitt, wie es anhand des Teils 2, der aus Obersichtlichkeitsgründen in Fig. 2 allein dargestellt ist, ersichtlich ist. Dabei sind die Zugaufnehmer U rastermäßig verteilt über die Filterfläche angeordnet, um eine gleichmäßige Kraftaufnahme zu gewährleisten. Der Abstand χ zwischen den einzelnen Zugaufnehmern 11 richtet sich nach der vorgesehenen Druckdifferenz an dein Filtrationsgerät.

Die F i g. 3 und 4 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Ausbildung des Filtrationsgerätes aus Kunststoff und der Ultraschallverschweißung der beiden zapfenartigen Vorsprünge der Zugaufnehmer. Die zapfenartigen Vorspriinge 13 am Teil 2 des Gehäuses besitzen eine plane Oberfläche 14, auf eier die Filtermembran 10 aufliegt. Fußseitig ist ein umlaufender Bund 15 vorgesehen, der zur Auflagerung der Membranhalterung 8 dient, so daß die Filtermembran 10 auf der gesamten Fläche, mit Ausnahme der Abflußkanäle 9 abgestützt ist. Die zapfenartigen Vorsprünge 12 am Teil 1 de·; Gehäuses besitzen einen Kernzapfen 16 und einen umlaufenden Dichtungsrand 17, wobei der Kernzapfen 16 über den umlaufenden Dichtungsrand 17 vorsteht. Bei der Ultrnschallverschweißung kommt also zunächst der Kc-rnzapfen 16 mit der Filtermembran 10 und mit dem Gegenmaterial des zapfenartigen Vorsprunges 13 in Verbindung, wobei sich die Verschweißung so ausbildet, wie dies in F i g. 4 dargestellt ist. Der umlaufende Dirhtungsrand 17 erreicht bei der Verschweißung dagegen nicht das Gegenmaterial an dem zapfenartigen Vorsprung 13, sondern klemmt die Filtermembran 10 umlaufend ein und dichtet diese ab. Die Filtermembran 10 bekommt hierdurch zusätzlich noch einen festen Halt an den verschiedenen Stellen der Zugaufnehmer 11.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Fiitrationsgerät zum Abtrennen von Partikeln oder Bakterien aus Flüssigkeiten oder Gasen, insbesondere in steriler Form, mit einem zweiteiligen, im Randbereich verbundenen Gehäuse mit Anschlußstutzen für das zu filtrierende Medium und das Filtrat und mindestens einer in dem Gehäuse angeordneten Filtermembran, wobei die beiden Teile des Gehäuses durch mehrere, die Filtermembran durchsetzende Zugaufnehmer verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugaufnehmer (11) aus zapfenartigen Vorsprüngan (12, 13) an den beiden Teilen (1,2) des Gehäuses bestehen, die jeweils paarweise einander zugeordnet und entweder durch eine Schnapp- oder Rastverbindung oder durch eine Materialverbindung miteinander verbunden sind.

2. Filtrationsgerät nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (1, 2) des Gehäuses, die Filtermembran (10) und die zapfenartigen Vorsprünge (12, 13) aus Kunststoff bestehen und die beiden Teile (I, 2) des Gehäuses im Randbereich (3) und im Bereich der zapfenartigen Vorsprünge (12,13) ultraschallverschweißt sind.

3. Filtrationsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Oberflächen (14) der zapfenartigen Vorsprünge (12, 13) einander angepaßt ausgebildet sind und an der Oberfläche (14) des auf der Trübseite der Membran befindlichen Vorsprunges (12) ein Kernzapfen (16) und ein umlaufender Dichtungsrand (17) ausgeformt sind.