DE3425215C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lüftungsfilter für Container nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches wie er durch die DE-Zeitung "Technische Rundschau" 28. August 1979 bekannt ist und die eine Entlüftungsschraube für Ölbehälter beschreibt.

Aus dieser Druckschrift ist zwar das Prinzip des Schwallschutzes bekannt, jedoch ist dieses Bauprinzip insofern verbesserungswürdig, da bei der horizontal ange­ ordneten Filterscheibe oberhalb der Prallplatten durchaus eine Benetzung durch den Containerinhalt erfolgen kann und damit eine Verblockung des Filterelementes eintritt. Die horizontale Anordnung des Filterelementes nach dem Stand der Technik ist nicht geeignet, große Filterflächen unter­ zubringen, die für die Sterilbelüftung großvolumiger Con­ tainer notwendig sind.

Insbesondere in der Lebensmittel-, Pharma- und Getränke­ industrie werden Flüssigkeiten und Pasten in großen Lager- und Transportcontainern unter Sterilbedingungen aufbewahrt, und diese müssen über einen längeren Zeitraum unter zumeist Sterilbedingungen drucklos belüftet werden, um einen Gas­ austausch in beiden Richtungen, nämlich vom Containerinnern in Richtung der Atmosphäre und umgekehrt, zu gewährleisten. Dies erfolgt über einen Belüftungsstutzen, der gleichzeitig auch Füllstutzen sein kann und mit einem genormten Außen­ rundgewinde für Getränke- und Milcharmaturen versehen ist und mit einer Verschlußkappe ausgestattet ist. Zur Be- und Entlüftung des Containers muß zur Vermeidung einer Sekun­ därkontamination ein schneller Wechsel des Verschlusses oder der Schutzkappe gegen einen aufgesetzten Filter mög­ lich sein. Bisher wurden handelsübliche gekapselte Filter eingesetzt, die für eine Druckfiltration geeignet sind.

Die Gehäuse bestehen zumeist aus Edelstahl bzw. aus Kunst­ stoff und sind relativ bauaufwendig und relativ hoch, was dazu führt, daß bestimmte Container-Typen nicht mehr sta­ pelbar sind, weil die Bauhöhe des überstehenden Filters dies nicht mehr gestattet.

Derartige Lüftungsfilter sind mit einem hydrophoben Filter­ element ausgestattet, welches den Gasaustausch zuläßt, aber nur die Funktionsfähigkeit behält, wenn es gegen Eindringen von Flüssigkeit aus dem Containerinnern geschützt ist. Da derartige Container häufig auch von außen gesäubert werden müssen, ist das Filterelement auch von außen gegen ein­ dringendes Spritzwasser zu schützen. Bei den eingangs er­ wähnten teuren, gekapselten Druckfiltrationsgeräten ist dies häufig gewährleistet, da die Anschlüsse relativ lang sind und Flüssigkeit kaum eindringen kann. Die Container sind in der Regel nur zum Teil gefüllt, so daß beim Transport oder beim Umsetzen der Container Flüssigkeit aus dem Tankinnern in den relativ kurzen Lüftungsstutzen schwappt. Dies tritt auch auf, wenn pastenförmige Produkte, z. B. Joghurt oder Käsebruch eingelagert wird. Auch bei Pasten setzt sich auf den Pastenspiegel Flüssigkeit niedrigerer Viskosität ab, so daß diese auch bei Bewegung bis in den Lüftungsstutzen vor­ dringen kann. Dies trifft auch bei der Einlagerung von Kos­ metikausgangsstoffen zu. Gleiches gilt für eingelagerten Wein und andere Getränke. Als Filtermedium gelangen die verschiedensten Strukturen und Materialien zur Verwendung. Diese müssen sicherstellen, daß eine partikelfreie Fil­ tration von Luft gewährleistet ist und eine Sekundärkonta­ mination des sterilisierten Containers und dessen Inhalt während der Lagerzeit, des Transportes ausgeschlossen ist und die Gefahr einer Sekundärkontamination beim Wechsel der Schutzkappe gegen ein Filterelement auf ein Minimum redu­ ziert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit ein­ fachen Mitteln einen Lüftungsfilter für großvolumige Con­ tainer zu schaffen, dessen Aufbau einen Schutz des hydro­ phoben Filtermediums vor Benetzung durch den Container­ inhalt gewährleistet und eine gedrungene Bauhöhe bei großer Filterfläche aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbil­ dung ist im Unteranspruch angegeben.

Der Erfindungsgedanke ist in zwei bevorzugten Ausführungs­ beispielen anhand der Zeichnung näher er­ läutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch den Lüftungsfilter und den Lüftungsstutzen des Containers,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Lüftungsfilter analog zu Fig. 1 in einer konstruktiven Variante und

Fig. 3 einen Detailschnitt einer Variante zu Fig. 2.

Der Container 1 hat einen Lüftungsstutzen 2 mit Außenge­ winde 2′ und eine Schulter mit einem Dichtungsring 18. Der Lüftungsfilter besteht im wesentlichen aus dem zum Container 1 aus Metall oder Kunststoff zugewandten Gehäuseteil 3, 3′, dem dazu abgewandten Gehäuseteil 10, 10′ und dem eigentlichen Fil­ terelement 9. Dieses besteht aus einem Flachfilterzuschnitt, welcher in eine Vielzahl von Falten 9′ plissiert und zu einem Hohlzylinder verbunden ist. Die Stirnseiten sind dabei durch die obere geschlossene Kappe 10, 10′ und die untere offene Kappe 5 durch ein Dichtungsmittel 12 leck­ dicht miteinander verbunden. Insofern ist der Filter ver­ gleichbar mit einem Filter, wie er nach der DE-OS 31 28 546 und DE-OS 3 14 552 der Anmelderin zum Stand der Technik ge­ hört. Das Gehäuseunterteil 3, 3′ in Form eines Kunststoff­ spritzteiles faßt mit seiner Kappe 5 die Stirnseiten des Filterelementes 9 im Querschnitt U-förmig ein und geht mit seiner zentralen Öffnung in einen Verbindungsstutzen 8, 8′ über, der sich auf der Schulter und der Dichtung 18 des Lüftungs­ stutzens 2 abstützt. Das Gehäuseteil 3, 3′ weist ein dem Außen­ gewinde 2′ des Lüftungsstutzens 2 angepaßtes Innengewinde 4 auf, mit dem sich das Gehäuseteil 3, 3′ und damit die gesamte Filtereinheit schnell mit dem Lüftungsstutzen 2 verbinden läßt, so daß die Gefahr einer Sekundärkontamination beim Ent­ fernen der Stutzenschutzkappe gegen den Lüftungsfilter auf ein Minimum herabgesetzt ist.

Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ersichtlich ist, weist der Verbindungsstutzen 8′ zwei Prallplatten 6′, 7′ auf, welche in Form zweier Oval-Halbplatten integraler Bestand­ teil des Gehäuseteiles 3′ sind und deren Prallflächen schräg in Richtung des Containerinnern trichterförmig ab­ fallen, wobei diese den inneren freien Rohrquerschnitt in der senkrechten Projektion völlig abdecken und axial gegen­ einander versetzt sind, so daß in bezug aus dem Container­ innern in den Lüftungsstutzen 2 hineinschwappende Flüssig­ keit eine Barriere bilden, andererseits aber durch den Höhen­ versatz eine Durchlaßöffnung 13 für den freien Gasaustausch bilden. Die schlitzförmige Versatzöffnung 13 ist im Quer­ schnitt so gehalten, daß diese dem Querschnitt des Ver­ bindungsstutzens 8′ angepaßt ist. Die freien Kanten der beiden Prallplatten 6′, 7′ liegen axial übereinander und ver­ laufen parallel zueinander.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist die obere Kappe 10′ hutförmig ausgebildet, wobei die Hutwand 11′ mit umlaufendem radialen Abstand die Außenseite des Filterelementes 9 ganz und die untere Kappe 5 zumindest teilweise zur Bildung eines mit der Atmosphäre verbundenen Ringraumes 16 übergreift. Auf diese Weise hat die Atmosphäre freien Zugang zur Außen­ seite des Filterelementes 9, gleichzeitig wird aber das hydrophobe Filterelement 9 gegen Spritzwasser von außen geschützt. Der radiale Abstand bzw. der freie Querschnitt des Ringraumes 16 ist dabei so eng wie möglich gehalten, je­ doch im Querschnitt des Verbindungsstutzens 8 bzw. Versatz­ öffnung 13 weitgehend angeglichen.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 stimmt im wesentlichen mit der in Fig. 1 überein. Insofern wird auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen. Abweichend bilden die Kappe 10 und der Hut 11 aus fertigungstechnischen und montagetech­ nischen Gründen zwei Teile, die jedoch durch Klebung oder Schweißung miteinander verbunden sind. Abweichend ist auch das Gehäuseteil 3 und 11 ausgebildet. Hierbei bestehen die beiden Prallplatten 6 und 7 aus zwei horizontal angeordneten Scheiben, deren Versatzöffnung 14 und 15 durch zwei Kreis­ segmente gebildet sind, die diagonal zueinander versetzt sind, so daß die Flüssigkeit nicht in den Zylinder des rohrförmigen Filterelementes 9 hineinschwappen kann. Andererseits ist der freie Gasaustausch gewährleistet. Die Prallplatte 7 ist als separates Bauteil in einer nuten­ förmigen Hinterschneidung 17 gehaltert. Auch dieses Ge­ häuseteil 3 besteht aus einem (zweiteiligen) Kunststoff­ spritzteil. Durch Anordnung einer dritten Prallscheibe unterhalb der Prallscheibe 7 und einem nochmaligen Ver­ satz einer dritten Versatzöffnung kann die Abschottung gegen in den Belüftungsstutzen 2 eindringende Flüssigkeit weiter verbessert werden.

Das Gehäuseteil 3 weist im Bereich der Kappe 5 einen Flansch 21 und einen hochstehenden Kragen 20 auf, die mit dem Unterrand der Hutwand 11 über Gewinde, Schweißung oder Verklebung formschlüssig und druckfest verbunden sind. Der Ringraum 16 ist im oberen Bereich des Hutteiles über einen radial angeformten Anschlußstutzen 19 mit Gewinde an die Atmosphäre entlüftet. An diesen Anschlußstutzen 19 läßt sich eine Druckluftquelle anschließen, um den Containerinhalt, z. B. Pasten, mit steriler Druckluft schneller entleeren zu können. Mit einem bedarfsweise vorgesehenen Winkelstutzen 24 kann das Eindringen von Spritzwasser in den Anschlußstutzen 19 beim Säubern des Containers verhindert werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist anstelle des An­ schlußstutzens 19 der Ringraum 16 dadurch entlüftet (druck­ los wie nach Fig. 1), daß der Flansch 21 in Umfangsrichtung mehrere verteilt angeordnete, kreisförmige oder schlitz­ förmige Durchbrechungen 22 aufweist.

Mehrere am Gehäuseteil 3 im Bereich des Flansches 21 bzw. Kragens 20 angeformte durchbrochene Zungen 23 dienen zur Aufnahme eines mit dem Container verbundenen Plombierungs­ drahtes.

Das Filterelement 9 kann in üblicher Weise ein- oder mehr­ lagig aufgebaut sein und kann z. B. aus einer mikroporösen Membran bestehen, welche je nach den abzuscheidenden Par­ tikeln eine Porengröße von 0,1 µm bis 5,0 µm aufweisen kann. Dieser Membran können zur Abscheidung größerer Partikel Vorfilter in Form von Tiefenfiltern oder dergleichen, z. B. Vliesfilter, vorgeschaltet sein.

Claims (3)

1. Mit dem im wesentlichen vertikal ausgerichteten Lüftungsstutzen (2) eines Transport- oder Lagercon­ tainers (1) für Flüssigkeiten oder Pasten mittels Gewindestutzen verbindbarer Lüftungsfilter,

• - bei dem das Filtermedium (9) zwischen einem trübsei­ tigen Gehäuseteil (10) mit Anschlußöffnung an die Atmosphäre und
• - einem anderen, dem Lüftungsstutzen (2) des Contai­ ners (1) zugeordneten Gehäuseteil (3, 3′) auf der reinen Seite
• - leckdicht eingeschlossen, wobei
• - die mit dem Lüftungsstutzen (2) verbindbare Anschluß­ öffnung des Gehäuseteiles (3, 3′) in einen Verbindungs­ stutzen (8) übergeht, dessen innerer freier Rohrquer­ schnitt gegen aus dem Containerinnern in den Verbin­ dungsstutzen (8) einschwappende Flüssigkeit von mehre­ ren, in der senkrechten Projektion den freien Quer­ schnitt völlig abdeckenden und axial gegeneinander versetzten Prallplatten (6, 6′, 7, 7′) versperrt ist und die Durchlaßöffnung (13, 14, 15) für den Gasaustausch durch die schlitzförmige Versatzöffnung der höhenver­ setzten Prallplatten (6, 6′, 7, 7′) gebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) das Filterelement (9) aus einem Flachfilterzu­ schnitt gebildet ist, welcher in eine Vielzahl von Falten (9′) plissiert und zu einem Hohlzylinder verbunden ist,
• b) die beiden Stirnseiten des Filterelementes (9) leckdicht mit je einer Kappe (5, 10, 10′) aus Kunst­ stoff eingefaßt sind, welche die Faltenkante (9′) an den Stirnseiten beidseitig axial teilweise über­ greifen und das Dichtungsmittel (12) für die Faltenstirnseiten aufnehmen oder dieses bilden,
  • b1) die dem Lüftungsstutzen (2) abgewandte und die ge­ samte Stirnseite des rohrförmigen Filterelemen­ tes (9) abdeckende Kappe (10, 10′) hutförmig ausge­ bildet ist und zur Bildung eines mit der Atmosphäre verbundenen Ringraumes (16) mit ihrer vertikalen Hutwand (11, 11′) mit umlaufendem radialen Abstand die Außenseite des Filterelementes (9) ganz und die untere Kappe (5) zumindest teilweise über­ greift,
  • b2) das den Verbindungsstutzen (8) aufweisende Gehäuse­ teil (3, 3′) endseitig ein Innengewinde aufweist und mit einem Außengewinde (2′) des Lüftungs­ stutzens (2) unter Einbeziehung einer Ringdich­ tung (18) dichtend verbindbar ist.

2. Lüftungsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hutwand (11) mit einem Flansch (21) und/oder hochstehendem Kragen (20) der unteren Kappe (5) ver­ bunden und der Ringraum (16) mit der Atmosphäre entweder durch mehrere im Flansch (21) der unteren Kappe (5) an­ geordnete schlitzförmige bzw. kreisförmige Durchbre­ chungen (22) oder durch einen im oberen Hutteil radial vorstehenden Anschlußstutzen (19) verbunden ist.