DE3141388A1 - Filtereinheit - Google Patents

Description

• Beschreibung
• Die Erfindung betrifft eine Filtereinheit kleiner Baugröße zur Sterilflltration von Flüssigkeiten im Medizin-, Labor- und Dentalbereich0 Derartige Filter sind in den verschiedensten Bauformen und Baugrößen bekannt und dieen hauptsächlich zur Sterilfiltration von Infusionslösungen vor der Nadel, als Spritzenvorsätze, im Dentalbereich zur Filtration von Spülwasser und bestehen in der Regel aus einem Kunststoff-Gehäuse mit einer eingebautem Flachfiltermembran, wobei aus Sterilitätsgründen die gesamte Filtereinheit nach der einmaligen Benutzung verworfen wird. Für diesen Anwendungsbereich sind kreisrunde Filtergehäuse bestehend aus einem Oberteil und einem Unterteil und einem dazwischen eingeklemmten oder eingeschweißten runden Membranfilter üblich, wie sie zum Beispiel durch den Stand der Technik nach der DE-AS 22 44 594, US-PS 22 17 889, DZ POS 23 54 269, DE-PS 19 01 951 und US-PS 41 13 627 bekannt sind0 Für diese Anwendungsbereiche haben sich genormte Flltergroßen von 25 mm Durchmesser und einer Filterfläche von ca, 3~8 cm2, 35 mm Durchmesser und 7,5 cm2 und als obere Größe Filter von 50 mm Durchmesser und 12,5 cm2 Filterfläche durchgesetzt. Angestrebt ist auch bei diesen Filtern bei kleinstmöglicher Baugröße eine größtmögliche Filterfläche zu erreichen, um auch größere Flüssigkeitsmengen durchsetzen zu können0 Bei diesen bekannten Bauformen führt die Forderung nach großer Filterfläche zwangsläufig zu einer Vergrößerung des Gehäuses und damit zu einer verschlechterten Handhabung der gesamten Filtereinheit für bestimmte Einsätze.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln die Mängel der bekannten Filtereinheiten zu beseitigen bzw0 eine Filtereinheit zu schaffen, welche bei kleiner Baugröße eine relativ große Filterfläche aufweist, zumindest eine größere Filterfläche als dies bei den Filtern nach dem vorgenannten Stand der Technik möglich ist. Unter dem Gesichtspunkt der Einmalverwendung soll auch die Filtereinheit eine kostengünstige Fertigung ermöglichen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 und alternativ im Anspruch 2 genannten Merkmale gelöst, wobei die Lösung nach Anspruch 1 eine Filtereinheit für den Einsatz in einem umschließenden Fremdgehäuse bildet, welches beispielsweise durch eine Kammer in einem Dentalgerät für die Erzeugung von sterilem Spülwasser dient, während die Alternativlösung nach Anspruch 2 eine selbständige Filtereinheit mit umschließenden Gehäuse bildet. Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, daß mehrere im Abstand-voneinander geschichtete, sackförmige Filterelemente aus mikroporösem Membranfiltermaterial und/oder einem mikroporösen Filtergewebe und/oder Filtervlies derart angeordnet sind, daß deren Sacköffnungen übereinanderliegen und weiterhin eine Scheibe aus Kunstharz diese Filterelemente fixiert, daß das verfestigte Kunstharz den Außenumfang der sackförmigen Filterelemente im Bereich ihrer Sacköffnungen dichend einfaßt, die Sacköffnungen jedoch freiläßt und an ihrem Außenumfang bzw. an ihren von den Filterelementen freigelassenen Scheibenflächen eine dem umschließenden Bauteil angepaßte, das stromaufwärts gelegene und stromabwärts gelegene Leitungssystem trennende Dichtflächen aufweist.
• Der Erfindungsgedanke, der die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zuläßt, ist in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
• Dabei zeigt: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Filterelementes für den Einsatz in einem umschließenden Gehäuse oder einer umschließenden Kammer eines Leitungssystems bzw.
• in einem Gehäuse, Fig. 2 eine vormontierte Filtereinheit in perspektivischer Darstellung für den Einsatz in einem Filtergehäuse gemäß Fig. 3, Fig. 3 einen Schnitt durch die fertig montierte und abgedichtet Filterelnheits Figo 4 eine Explosivzeichnung im Schnitt durch eine abgewandelte Gehäusebauform und Fig 5 einen Vertikalschnitt nach der Linie 5-5 in Fig0 4 Gemäß Fig 1 bis Fig 3 bestehen die einzelnen Filterelemente 1, 1' aus zwei Lagen Filtermaterial, z.B. aus Zelluloseacetat, welches ggfo gewebeverstärkt sein-kann und einer sandwichartig dazwischenliegenden Membranstützte 3 in Form eines Gewebes oder Gitters aus thermoplastisch verformbarem Kunststoff. Der durch Ultraschallenergie verflüssigte Kunststoff der Membranstütze 3 bildet dabei das Verbindungselement zwischen den beiden Membranzuschnittens so daß die Ränder der Filterelemente 1, 1' U-förmig leckdicht verschlossen sind und nur im Bereich der Sacköffnung 2 unverbunden sind.Gemä.ß Fig. 1 werden mehrere im Abstand voneinander durch eine Montageeinrichtung gehaltene Filterelemente 1 in einer Montageform mittels eines Kunstharzes, z.B. aus Polyurethan, im Bereich der Sacköffnungen 2 dichtend umspritzt, wobei die ausgehärtete Dichtmasse 5 entweder in Umfangsrichtung oder aber im Bereich der von den Filterelementen 1 freigelassenen Scheibenflächen 13 ein Dichtungselement bildet. Die in Fig. 1 gezeigte Einheit kann z.B. in das Leitungssystem im Handgriff eines Dentalgerätes eingesetzt werden und für eine Sterilfiltration des Spülwassers sorgen. Das durch die äußere Oberfläche der Membranen eindringende Wasser wird durch die Membranen filtriert und tritt als steriles Spülwasser aus den Sacköffnungen 2 aus. Auf diese Weise werden die Verbindungsstellen der beiden Membranzuschnitte kaum belastet. Selbstverständlich ist auch bei geringen Druckdifferenzen die umgekehrte Strömungsrichtung möglich.
• Die Filterelemente 1' gemäß Fig. 2 und 3 sind gleichermaßen aufgebaut. Für den Einsatz der Filterelemente 1' in dem umschließenden Kunststoffgehäuse 10, 11, 12 werden die beiden Filterelemente 1' gemäß Fig. 2 durch zwei Montagescheiben 7, 8 gehalten, welche dem Gehäusequerschnitt angepaßt sind und einseitig geöffnete Montageschlitze 9 aufweisen, in welche die beiden Enden der Filterelemente 1' eingeschoben sind. Die Montagescheibe 7 schließt dabei etwa mit der Ebene der Sacköffnungen 2 ab, während die zweite Montagescheibe 8 im geringen Abstand von der ersten in Richtung der Sackenden 4 angeordnet ist. Die so vormontierte und im Gehäuse 10 eingesetzte Einheit wird in dem umschließenden Gehäuse 10 durch ein in Einspritzöffnungen 6 des Gehäuses 10 eingespritztes Kunstharz 5' leckdicht im Gehäuse 10 fixiert, wobei das Kunstharz 5' sowohl den Außenumfang der Filterelemente 1' im Bereich der Sacköffnungen 2 allseitig abdichtet als auch den verbliebenen Freiraum zwischen den beiden Montagescheiben 7, 8 vollständig ausfüllt und auch gegenüber dem Innenumfang des Gehäuses 10 abdichtet0 Die Filterelemente können auch bei der Ausführungs form gemäß Fig0 3 die der Gehäuselänge angepaßte Bauform gern.
• Fig0 1 aufweisen0 Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 und 3 wurde zur Erhöhung der Filterfläche jedes Filterelement 1 auf die doppelte Gehäuselänge bemessen und einmal umgefaltet, wobei die Sackenden 4 im Bereich der zweiten Montagescheibe 8 zum Liegen kommen und ggfO an diesen durch Kunstharz fixiert sind. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig0 Das Gehäuse 10 mit den beiden Anschlußstutzen 11, 12 kann entweder aus dem zylindrischen Teil 10 und den beiden durch Ultraschallverschweißung angesetzten konischen Anschluß stutzen 11 12 bestehen oder aus zwei Halbschalen, die sowohl durch Trennung in der Querachse als auch durch Trennung in der Längsachse des Filterelementes gebildet sein können.
• Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 und 5 besteht das die Fllterelemente 1 19 umschließende Bauteil aus einer Unterschale 10V mit angeformten Anschlußstutzen 11#, 129 und eingeformten Montagescheiben 8, 9 und einer Deckelschale 10'wo In allen Fällen handelt es sich zweckmäßigerweise um Kunststoff~ spritzteile.
• Das gemäß Fig. 4 und 5 etwa in natürlicher Größe dargestellte Filterelement hat eine Länge über alles von 75 mm, eine Filterfläche von ca. 28 cm2, einen Durchmesser von 15 mm und eine Leistung bei tX p 0n2 bar 90 ml O min . Für die Sterilfiltration gelangen Filtermedien mit einer Porengröße von 0,2 Um und im Dentalbereich bis 0D45 pm zur Anwendung.
• Die speziell bezeichneten Filtermedien sind beispielhaft angegeben und nicht abschließend zu werten. Zur günstigen Fertigung eignen sich alle durch Ultraschall verschweißbaren Filtermedien bzw. in Verbindung mit sandwichartig dazwischenliegenden Membranstützen aus thermoplastisch verformbarem Kunststoff auch solche Filtermedien, die sich an sich nicht oder nur schwierig durch Ultraschallverschweißung untereinander verbinden lassen. Als Membranstütze kann auch ein Stützvlies oder eine geprägte Folie Verwendung finden.
• Die Filtereinheit 1, 1' kann auch in ein Gehäuse 10 eingesetzt werden, welches durch ein rohrförmiges Hauptteil mit angeformtem Stutzen 11 und einem rohrförmigen Deckel - ebenfalls mit angeformtem Stutzen 12 - gebildet ist, zwischen denen die Scheibe 5 aus Kunstharz analog zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 mit den Filtersäcken 1, 1' dichtend verbunden ist. In diesem Fall können auch bei dem kompletten Einwegfilter die beiden Montagescheiben gemäß Fig. 2 bis 5 entfallen, wodurch die Herstellung noch weiter verbilligt wird.

Claims (1)

1. Filtereinheit Anspruche 1Filtereinheit kleiner Baugröße zur Sterilfiltration von Flüssigkeiten im Medizin-, Labor- und Dentalbereich und geeignet zum Einsatz in einem die Filtereinheit umschließenden Bauteil mit einer die zu filtrierende Flussigkeit zuführenden und die gefilterte Flüssigkeit abführenden Leitung, gekennzeichnet durch - mehrere im Abstand voneinander geschichtete, sackförmige Filterelemente (1) aus mikroporösem Membranfiltermaterial und/oder einem mikroporösem Filtergewebe und/oder Filtervlies, deren Sacköffnungen (2) Ubereinanderliegen, - eine Scheibe (5) aus Kunstharz, deren verfestigtes Kunstharz den Außenumfang der sackförmigen Filterelemente (1) im Bereich ihrer Sacköffnungen (9) dichtend einfaßt, die Sacköffnungen (9) Jedoch freiläßt und - an ihrem Außenumfang bzw. an ihren von den Filterelementen (1) freigelassenen Scheibenflächen (13) eine dem umschließenden Bauteil angepaßte, die beiden Leitungen des Bauteiles trennende Dichtungsfläche aufweist.

   2. Filtereinheit kleiner Baugröße zur Sterilfiltration von Flüssigkeiten im Medizin-, Labor- und Dentalbereich, mit einem die Filtereinheit umschließenden Gehäuse mit Ein- und Auslaß, wobei letztere durch das Filtermedium leckdicht voneinander getrennt sind, gekennzeichnet durch - mehrere im Abstand voneinander geschichtete, sackförmige Filterelemente (1, 1') aus mikroporösem Membranfiltermaterial und/oder einem mikroporösem Filtergewebe und/ oder einem Filtervlies, deren Sacköffnungen (2) übereinanderliegen, - zwei im Bereich dieser Sacköffnungen (2) in geringem Abstand voneinander angeordnete, die Funktion von Querschotten übernehmende Montagescheiben (7, 8), welche entsprechend der Anzahl der zu haltenen Sacköffnungen (2) Schlitze (9) aufweisen, welche die Außenseiten der Filterelemente (1, 1') im Bereich der Sacköffnungen (2) umschließen und den Abstand der Filterelemente (1, 1') untereinander fixieren, ein rohrförmiges Gehäuse (10, 10'), welches die Montagescheiben (8, 9) und die davon gehaltenen Filterelemente (1, 1e) umschließt, in die Gehäuseenden übergehende Anschlußstutzen (11, 12, l 12'), eine in den Freiraum zwischen den Montagescheiben (8, 9) eingespritzte Dichtungsmasse (5F) aus Kunststoff, welche die Außenseite der Filterelemente (1, 1') und die Gehäuseinnenseite im Freiraum leckdicht einschließt0 3O Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente (1') etwa doppelt so lang bemessen sind wie der sie aufnehmende Raum und das geschlossene Sackende (4) in Richtung auf die Montagescheiben (7, 8) umgebogen ist0 4O Filtereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossenen Sackenden (4) der umgebogenen Filterelemente (1e) an der ihnen zugewandten Montagescheibe (9) fixiert sind 5 Filtereinheit nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (9) der Montagescheiben (7, 8) zu deren Peripherie hin einseitig geöffnet sind.

   6. Filtereinehit nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) mit Anschlußstutzen (11,12) aus zwei Halbschalen aus Kunststoff gebildet ist.

   7. Filtereinheit nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse durch einen Hauptteil aus Unterschale (10') mit angeformten Stutzen (11', 12') und eingeformten Montagescheiben (8, 9) und einer Deckelschale (10") gebildet ist.

   8. Filtereinheit nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Filterelement (1, 1') aus zwei gewebeverstärkten, regenerierten Zelluloseacetat-Membranzuschnitten und einer dazwischenliegenden Membranstütze (3) aus thermoplastisch verformbarem Kunststoff gebildet ist, welche gemeinsam an den Rändern zur Bildung der sackförmigen Filterelemente (1, 1') verschweißt sind.

   9. Filtereinheit nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) durch einen rohrförmigen Hauptteil mit angeformtem Stutzen (11) und einem rohrförmigen Deckel, ebenfalls mit angeformtem Stutzen (12) gebildet ist, zwischen denen die Scheibe (5) aus Kunstharz (-gemäß Fig. 1) mit Filtersäcken (1, 1') dichtend verbunden ist.