DE3344187C2

DE3344187C2 -

Info

Publication number: DE3344187C2
Application number: DE3344187A
Authority: DE
Inventors: Egon 6209 Aarbergen De Keller
Original assignee: Seitz Filter Werke Theo and Geo Seitz GmbH and Co
Current assignee: Pall Filtersystems GmbH
Priority date: 1983-12-07
Filing date: 1983-12-07
Publication date: 1987-11-05
Also published as: GB2150851B; FR2556231A1; GB8430691D0; US4671873A; CH665133A5; DE3344187A1; GB2150851A

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtermembran, die an einem oder mehreren Randbereichen abgedichtet zwischen festen Teilen eines Filtergerätes lösbar oder unlösbar einzusetzen ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Her stellen einer mit Dichtmassenstreifen versehenen Filter membran.

In der Praxis ist es bekannt, Filtermembran dadurch abge dichtet zwischen festen Teilen eines Filtergerätes anzu bringen, daß zwischen der Filtermembran und jedem der festen Teile ein O-Ring eingelegt wird. Dadurch wird die Filter membran geklemmt und abgedichtet zwischen den O-Ringen und den festen Teilen des Filtergerätes, beispielsweise des Ge häuses, gehalten. Diese Abdichtungsweise bedingt großen Aufwand bei der Montage von Modulen oder beim Membranwechsel bei Flachfiltergeräten, da eine erhöhte Anzahl von beweg lichen Einzelteilen erforderlich ist und bei der Montage zusammengesetzt werden müssen. Da die O-Ringe bei der Montage in genauer Lage eingesetzt werden müssen, besteht erhöhte Gefahr, daß trotz aller Sorgfalt Montagefehler auftreten. Aufgrund der durch die O-Ringe vermehrten Anzahl der Einzel teile wird außerdem bei der Handhabung und Einpassung die Gefahr erhöht, daß bei Sterilfiltration die aus dem Autoklaven kommenden Teile durch Handberührung wieder unsteril werden können. Dies gilt insbesondere für das Einlegen des O-Ringes in die Ringnut, wenn nicht äußerste Sorgfalt bei der Be schickung und beim Aufbau geübt wird. Das Reinigen der O-Ringe und der Ringnuten im Gehäuse stellen zusätzliche, hohe Sorgfalt erfordernde Arbeiten dar, insbesondere bei Sterilfiltration. Nicht zuletzt neigen O-Ringe bei mehreren Einsätzen zum Verspröden. Um der Gefahr eines das Filtrat unbrauchbar machenden Durchbruchs durch Ausfall eines O-Ringes zu begegnen, müssen solche O-Ringe häufig ausgewechselt werden.

Ferner ist in der Praxis bekannt, bei Filtergehäusen aus Kunststoff die Membran mit den Gehäusen fest und dicht zu verschweißen. Diese Abdichtungsweise läßt aber praktisch kein Auswechseln der Filtermembran im Filtergehäuse zu, weil bei wiederholtem Anschweißen der Filtermembran die voll ständige, sichere Abdichtung nicht mehr gewährleistet werden kann. Diese Abdichtungsweise kommt deshalb praktisch auch nur in Betracht, wenn auch das Filtergehäuse wegzu werfen ist, wenn die Filtermembran verbraucht ist.

Aus DE-OS 32 00 443 ist ein Filtrationsgerät für Flach filterzuschnitte bekannt, bei dem der Flachfilterzuschnitt zwischen zwei Lochplatten eingelegt wird. Auf den Umfangs rand jeder Lochplatte ist ein U-förmig und nach dem Flach filterzuschnitt zu ballig profilertes Kunststofformteil aus PFA oder PTFE aufgespritzt, das eine umlaufende Ring dichtung bildet. Diese bekannte Vorrichtung ist aber nur bedingt in Verbindung mit Filtermembranen benutzbar, weil solche Filtermembranen nicht die für die sichere Ab dichtung erforderliche Eindrücktiefe für den an jede Loch platte angeformten ringförmigen Kunststofformteil bieten. Es wird dann in der Praxis entweder keine sichere Abdichtung erreicht oder die Filtermembran stellenweise zerdrückt.

Ähnliche Schwierigkeiten bietet auch die in der älteren deutschen Patentanmeldung DE-OS 32 39 687.2 vorgeschlagene Abdichtungsweise, wonach mit Ringwülsten ausgebildete Montage- und Dichtungsringe an den äußeren Umfangsbereich und inneren Umfangsbereich der Trägerplatten für Filter membranen anzusetzen sind.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Abdichtungs weise für Filtermembranen zwischen festen Teilen eines Filtergerätes, beispielsweise Filtergehäuses, zu schaffen, bei der keinerlei Beschädigungsgefahr für die Filtermembran besteht und trotzdem eine innige, leckdichte Verbindung zwischen der Filtermembran und den festen Teilen des Filter gerätes geschaffen wird, wobei diese Abdichtung leicht, billig und sicher herstellbar und keinem Verschleiß unterworfen sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Filtermembran in den Abdichtungsbereich oder den Abdichtungs bereichen zumindest einseitig mit mindestens einem bleibend angebrachten, gegenüber der Fläche der Filtermembran vor stehenden Dichtmassenstreifen besetzt ist, der sich über die gesamte abzudichtende Länge erstreckt, wobei der Dichtmassen streifen aus einem Dichtstoff besteht, der als flüssige bis weichpastöse Masse aufgebracht wird, und auf dem Filterelement in einem gummielastischen oder elastomeren Zustand überführt wird.

Durch die Bildung des Dichtmassenstreifens aus einem Dicht stoff, der als flüssige bis weichpastöse Masse aufgebracht wird, dringt dieser Dichtstoff in die Poren der Membran ein und bildet eine innige Verbindung zwischen der Membran und dem Dichtmassenstreifen. Zugleich wird durch die in die Poren der Membran eindringende Dichtmasse auf die Druck festigkeit der Membran im Abdichtbereich wesentlich erhöht, während der gegenüber der Fläche der Filtermembran vor stehende Dichtmassenstreifen eine beträchtliche Eindrück tiefe für das Dichtungs-Gegenelement bietet. Der Dichtmassen streifen stellt somit einen bleibenden Teil der Filtermembran dar und bleibt nur ebensolange im Einsatz wie die Filter membran selbst. Durch die Verbindung des Dichtmassenstreifens mit der Filtermembran wird deren Handhabung wesentlich ver einfacht. Der Filtervorgang wird sicherer gemacht. Damit jeder neuen Filtermembran auch neue Dichtelemente eingeführt werden, sind jegliche durch Alterung der Dichtelemente be dingten Gefahren ausgeschlossen.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Dicht massenstreifen auf mindestens eine Oberfläche der Filter membran aufgedruckt. Durch Aufdrucken läßt sich die Dicht masse in flüssigem bis weich-pastösem Zustand besonders sicher und einfach auf die Oberfläche der Filtermembran auf bringen.

Der Dichtmassenstreifen kann in einem Abstand von der Umfangs kante der Filtermembran angeordnet sein, so daß sich die Filtermembran durch den Abdichtbereich hindurch erstreckt. Es ist aber auch möglich, den Dichtmassenstreifen unmittel bar am Umfangsrand der Filtermembran anzuordnen, so daß er die Umfangskante der Filtermembran zumindest teilweise um schließt.

Im Rahmen der Erfindung kann der Dichtmassenstreifen ein seitig, d. h. auf einer Oberfläche der Membran angebracht sein. Es ist aber auch möglich, Dichtmassenstreifen sich gegenüberliegend beidseitig auf der Filtermembran anzu bringen. Diese letztere Ausführung eignet sich besonders für solche Anwendungsfälle, in welchen Filtermembranen mehr oder weniger freiliegend zwischen zwei plattenförmigen oder sonstigen Teilen eines Filtergerätes oder Filtergehäuses anzuordnen sind. Die beidseitige Anordnung von Dichtmassen streifen kann mit der Anordnung direkt am Umfangsrand der Filtermembran dahingehend kombiniert werden, daß die beiden Dichtmassenstreifen über die Umfangskante der Filtermembran hinausragen und in dem gegenüber der Umfangskante vor stehenden, streifenförmigen Bereich mit ihrer Wulstwurzel gegeneinanderliegend unter beidseitigem Umschließen der Filtermembran miteinander verbunden sind.

Bevorzugt hat der Dichtmassenstreifen wulstförmig gewölbtes Profil. Ein solches Profil läßt sich besonders vorteilhaft durch Aufdrucken des Dichtmassenstreifens erzeugen. Es hat auch den Vorteil, daß für das Spülen und Reinigen nachteilige scharfe Kanten und Kehlen vermieden werden.

Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen mit Dichtmassenstreifen versehenen Filtermembran eignet sich insbesondere ein Ver fahren, bei welchem unvulkanisiertes oder unvollständig vulkanisiertes oder monomeres oder nur wenig polymerisiertes Dichtmassenmaterial in flüssiger bis weichpastöser Form im beabsichtigten Abdichtungsbereich als Streifen auf die Filter membran gedruckt und nach teilweisem Einziehen in die Poren der Filtermembran unter Einwirkung von Luftfeuchtigkeit und ggf. Wärme ausvulkanisiert bzw. polymerisiert wird. Dieses Ausvulkanisieren bzw. Polymerisieren kann beispielsweise in einem Ofen bei leicht angewärmter und mit Wasser teilge sättigter Luft erfolgen. Das Dichtmassenmaterial kann vor dem Aufdrucken auf die Filtermembran mit seiner Materialzu sammensetzung auf die mit dem Ausvulkanisieren oder Poly merisieren zu erreichende, gewünschte Shorehärte des Dicht massenstreifens eingestellt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt einer zwischen zwei festen Filtergerätteilen eingelegten, einseitig mit Dichtmassen streifen belegten Filtermembran;

Fig. 2 einen schematischen Teilschnitt einer zwischen zwei feste Filtergerätteile ein gelegten Filtermembran mit doppelseitigen Dichtmassenstreifen;

Fig. 3 einen schematischen Teilschnitt einer abge wandelten Ausführung der Abdichtung gemäß Fig. 2;

Fig. 4 einen schematischen Teilschnitt einer zwischen zwei festen Filtergerätteilen eingelegten und unmittelbar am Umfangsrand mit doppelseitigen Dichtmassenstreifen versehenen Filtermembran und

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführung der Abdichtung gemäß Fig. 4 in schematischem Teilschnitt.

Im Beispiel nach Fig. 1 ist eine einseitig mit einem Dicht massenstreifen 2 bedruckte Filtermembran 3 vorgesehen. Beim Aufbringen des Dichtmassenmaterials dringt dieses in die Poren der Filtermembran 3 ein, wie dies bei 13 schematisch angedeutet ist. Hierdurch wird eine innige feste Verbindung zwischen dem Dichtmassenstreifen 2 und der Filtermembran 3 geschaffen, wodurch zugleich eine zusätzliche Erhöhung der Druckfestigkeit der Filtermembran 3 im Abdichtbereich erreicht wird. Der durch das Aufdrucken des Dichtmassenstrei fens 2 auf die Filtermembran 3 gebildete Filterzuschnitt kann jegliche für den jeweils beabsichtigten Einsatz ange paßte Form und Größe aufweisen. So können solche Filterzu schnitte für den Einsatz in allen Filtermodulen, wie bei spielsweise Filterkerzen, Tellerfiltern usw. für den Einsatz in Flachfiltrationsgeräten angepaßt sein. Im Beispiel der Fig. 1 ist der aus mit einem Dichtmassenstreifen 2 bedruckter Filtermembran 3 gebildete Filterzuschnitt auf einen festen, beispielsweise tellerförmigen oder platten förmigen Filtergerätteil 4 aufgelegt, während ein zweiter fester Filtergerätteil 1 mit Abstand oberhalb der Filter membran 3 angeordnet ist und einen auf den Dichtmassenstreifen 2 greifenden Dichtwulst 14 aufweist. Die Filtergerätteile 1 und 4 können beispielsweise am Markt befindliche Filter gehäuseteile oder Modulteile verschiedenster Bauart sein.

Durch gegenseitiges Verpressen werden die Filtergerätteile 1 und 4 und die Filtermembran 3 leckdicht gegeneinander ab gedichtet. Dieses gegenseitige Verpressen ist mit lösbaren oder unlösbaren Mitteln - jeweils auf den Anwendungsfall ab gestimmt - abgesichert.

Im Beispiel der Fig. 3 ist eine Filtermembran 7 vorgesehen, die beidseitig mit je einem Dichtmassenstreifen 6 und 8 bedruckt ist. Beim Aufbringen der beiden Dichtmassenstreifen 6 und 8 dringt das Dichtmassenmaterial - wie bei 13 ange deutet - von beiden Seiten her in die Poren der Filtermembran 7 ein und bildet eine innige Verbindung zwischen der Filter membran 7 und den Dichtmassenstreifen 6 und 8 sowie eine vorteilhafte Verstärkung der Filtermembran 7, d. h. Erhöhung der Druckfestigkeit im Abdichtbereich. Auch solche beidseitig mit Dichtmassenstreifen 6 und 8 bedruckten Filterzuschnitte können in allen Filtermodulen, beispielsweise Filterkerzen, Tellerfiltern usw. und in Flachfiltrationsgeräten Verwendung finden. Im Beispiel der Fig. 2 ist die Filtermembran 7 zwischen zwei feste Filtergerätteile 5 und 9 eingelegt, von denen jeder einen der Filtermembran 7 zugewandten, auf jeweils einen der Dichtmassenstreifen 6 und 8 greifenden Dichtungs wulst trägt.

Im Beispiel der Fig. 3 ist der in gleicher Weise wie im Bei spiel der Fig. 2 ausgebildete, beidseitig mit Dichtmassen streifen 6 und 8 bedruckte Filterzuschnitt zwischen zwei flach ausgebildete Filtergerätteile 10 eingelegt, so daß die beiden gegenüber der Fläche der Filtermembran 7 vorstehenden Dichtmassenstreifen 6 und 8 mit jeweils einer Fläche der Filtergerätteile 10 abdichtend zusammenwirken.

Sowohl im Beispiel der Fig. 2 als auch im Beispiel der Fig. 3 wird die sichere Abdichtung durch gegenseitiges Zusammen pressen der Filtergerätteile 5, 9 bzw. 10 hervorgerufen. Die Filtergerätteile 5, 9 bzw. 10 sind daher zur Aufrechterhal tung der Abdichtung in ihrem zusammengepreßten Zustand zu fixieren bzw. zu sichern.

Im Beispiel der Fig. 4 ist eine Filtermembran 7 vorgesehen, die beidseitig mit je einem Dichtmassenstreifen bedruckt ist. Jedoch sind die Dichtmassenstreifen 6 und 7 in diesem Bei spiel im Unterschied zu den Beispielen nach Fig. 2 und 3 unmittelbar an der Umfangskante 15 der Filtermembran 7 an geordnet, derart, daß sich die beiden Dichtmassenstreifen 6 und 8 über die Umfangskante 15 der Filtermembran hinaus erstrecken und dadurch zu einem Teil in ihrer Wulstwurzel in einem ringförmigen Bereich 11 aufeinandertreffen, während sie mit dem verbleibenden Teil den Rand der Filtermembran 7 beidseitig umschließen. Beim Aufeinandertreffen der Wulst wurzel entsteht bei der Reaktion des Vulkanisates bzw. Polymerisates eine Verbindung beider Ebenen. Im Beispiel der Fig. 4 ist die Filtermembran 7 zwischen zwei flache Filter gerätteile 10 (wie im Beispiel der Fig. 3) eingelegt. Die miteinander vereinigten und den Rand der Filtermembran 7 beidseitig umschließenden Dichtmassenstreifen 6 und 8 be wirken eine sichere Abdichtung mit den Flächen der festen Filtergerätteile 10, wenn die letzteren gegeneinander ge preßt werden. Um diese Abdichtung aufrecht zu erhalten, sind lediglich die Filtergerätteile 10 in ihrer gegeneinander gepreßten Lage durch lösbare oder unlösbare Mittel zu sichern.

Fig. 5 gibt ein Ausführungsbeispiel wieder, bei welchem die Filtermembran 7 in gleicher Weise wie im Beispiel der Fig. 4 unmittelbar an ihrem Rand beidseitig mit Dichtmassenstreifen 6 und 8 belegt ist. Im Unterschied zum Beispiel der Fig. 4 sind gemäß Fig. 5 die festen Filtergerätteile 10 an ihrem Rand mit gegeneinander gerichteten Vorsprüngen 16 versehen. Diese Vorsprünge 16 können ringförmig oder auch nockenförmig ausgebildet sein und als Begrenzungsanschlag beim gegenseiti gen Zusammenpressen der festen Filtergerätteile 10 dienen.

Um zu verhindern, daß die Dichtmassenstreifen 6 und 8 mit den Vorsprüngen 16 der festen Filtergerätteile 10 in Be rührung kommen und dadurch das genaue Zusammenpressen der Filtergerätteile 10 stören könnten, sind die Dichtmassen streifen 6 und 8 bei 12 an ihrem äußeren Ende abgeschnitten.

Wie auch in den anderen Beispielen sind die Filtergerät teile 10 nach dem Zusammenpressen in ihrer Lage mit lösbaren oder unlösbaren Mitteln zu sichern, um die erzeugte Abdich tung aufrecht zu erhalten.

Die Erfindung ist auf alle Typen von Filtermembranen an zuwenden. Dies gilt sowohl für Membranfilter, die nur am äußeren Umfangsbereich einen Abdichtungsbereich benötigen, als auch für Filtermembranen mit einem oder mehreren Durch brüchen in ihrer Fläche, die dann zusätzlich mit solche Durchbrüche umgebenden Abdichtungsbereichen zu versehen sind. Schließlich kommen auch die Membranfläche unterteilende Abdichtungsbereiche in Betracht, um an einer Filtermembran zwei oder mehr voneinander getrennte Filter membran-Teile zu bilden.

Für die Bildung des Dichtmassenstreifens kommt bevorzugt Dichtmassenmaterial auf der Basis von Silikonkautschuk, Epoxidharz, Uretanharz u. dgl. in Betracht.

Claims

1. Filtermembran, die an einem oder mehreren Randbereichen abgedichtet zwischen festen Teilen eines Filtergerätes lösbar oder unlösbar einzusetzen ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Filtermembran (3, 7) in dem Abdichtungs bereich oder den Abdichtungsbereichen zumindest ein seitig mit mindestens einem bleibend angebrachten, gegen über der Fläche der Filtermembran (3, 7) vorstehenden Dichtmassenstreifen (2, 6, 8) besetzt ist, der sich über die gesamte abzudichtende Länge erstreckt, wobei der Dichtmassenstreifen aus einem Dichtstoff besteht, der als flüssige bis weichpastöse Masse aufgebracht wird und auf dem Filterelement in einem gummielastischen oder elasto meren Zustand überführt wird.

2. Filtermembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtmassenstreifen (2, 6, 8) auf mindestens eine Oberfläche der Filtermembran (3, 7) aufgedruckt ist.

3. Filtermembran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Dichtmassenstreifen (8) unmittelbar am Umfangsrand der Filtermembran (7) angeordnet ist und die Umfangskante (15) der Filtermembran (7) zu mindest teilweise umschließt.

4. Filtermembran nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn zeichnet durch Dichtmassenstreifen (6, 8), die gegen überliegend beidseitig auf der Filtermembran (7) ange bracht sind.

5. Filtermembran nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden Dichtmassenstreifen (6, 8) über die Umfangskante (15) der Filtermembran (7) hinausragen und in dem gegenüber der Umfangskante (15) vorstehenden, streifenförmigen Bereich (11) mit ihrer Wulstwurzel gegeneinanderliegend unter beidseitigem Umschließen der Filtermembran (7) miteinander verbunden sind.

6. Filtermembran nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtmassenstreifen (2, 6, 8) wulstförmig gewölbtes Profil hat.

7. Verfahren zum Herstellen einer mit Dichtmassenstreifen versehenen Filtermembran nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unvulkanisiertes oder un vollständig vulkanisiertes oder monomeres oder nur wenig polymerisiertes Dichtmassenmaterial in flüssiger bis weichpastöser Form im beabsichtigten Abdichtungsbereich als Streifen auf die Filtermembran gedrückt und nach teil weisem Einziehen in die Poren der Filtermembran unter Einwirkung von Luftfeuchtigkeit und gegebenenfalls Wärme ausvul kanisiert bzw. polymerisiert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmassenmaterial vor dem Aufdrucken auf die Filtermembran in seiner Materialzusammensetzung auf die mit dem Ausvulkanisieren oder Polymerisieren zu er reichende, gewünschte Shorehärte des Dichtmassenstreifens eingestellt wird.