DE4014282C2

DE4014282C2 -

Info

Publication number: DE4014282C2
Application number: DE4014282A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Gerhard Dr. 3402 Dransfeld De Koehn; Eckart Dr. Kopowski; Helmut 3300 Braunschweig De Koecher
Original assignee: Heraeus Sepatech GmbH
Current assignee: KOEHN, HEINZ-GERHARD, DR., 37127 DRANSFELD, DE
Priority date: 1990-05-04
Filing date: 1990-05-04
Publication date: 1992-02-13
Also published as: DE4014282A1; US5092994A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Membranfilter-Anordnung mit zwei Gehäuseplatten, zwischen denen ein Membranfilter, an den außenliegenden Seiten abgedichtet, eingespannt ist und mit Anschlüssen für die Zu- und Abführung von Konzentrat und Filtrat, die an mindestens einer Gehäuseplatte angeordnet sind, wobei jeder Anschluß aus einer die Gehäuseplatte durchsetzenden Bohrung und einem von außen dichtend um die Bohrung an die Gehäuseplatte über ein Spannteil angepreßten Anschluß-Stutzen besteht.

Solche Membranfilter-Anordnungen sind allgemein bekannt und werden beispiels weise in Verfahren zum Abtrennen von Feststoffen, z. B. Bakterien, Hefen, tierischen und/oder menschlichen Zellen, aus flüssigen Nährmedien-Substanzen eingesetzt. Mit solchen Membranfilter-Anordnungen werden durch Filtrierung die hochmolekularen Substanzen in den flüssigen Bestandteilen angereichert. Eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens, die eine solche Membranfilter-Anordnung einsetzt, ist in der US-PS 34 01 799 beschrieben. Die Membranfilter-Anordnung oder Filtereinheit, wie sie in dieser Veröffentlichung beschrieben ist, weist zwei Gehäuseplatten auf, zwischen denen ein Membranfilter, an den außenliegenden Seiten abgedichtet, eingespannt ist. Durch die Gehäuseplatten führen verschiedene Bohrungen hindurch, um dem Membranfilter ein Filtrat und ein Konzentrat zuzuführen bzw. abzuführen. Die Zuführung und Abführung erfolgt über Anschlüsse in Form von Anschluß-Stutzen, die einen Anschluß-Flansch aufweisen, wobei diese Anschluß-Stutzen über separate Spannmittel, nämlich Gewindebolzen, an die Gehäuseplatte gepreßt sind. Zur Durchführung dieser Gewindebolzen durch die Anschluß-Stutzen ist eine relativ große Fläche erforderlich, mit der die Anschluß-Stutzen an den Gehäuseplatten anliegen.

Eine weitere Möglichkeit, Anschluß-Stutzen über Spannmittel an den Gehäuseplatten anzubringen, ist in der DE-PS 35 07 908 gezeigt. Hier wird der Anschluß-Stutzen in eine Gehäuseausnehmung mit Gewinde eingeschraubt. Derartige Spannmittel sind beispielsweise auch aus der US-PS 35 60 377 bekannt. Hier werden die Anschluß-Stutzen ebenfalls in das Gehäuse eingeschraubt. Derartig gestaltete Anschluß-Stutzen sind relativ aufwendig, da weitere Anschluß-Teile beispielsweise das Anschluß-Teil eines Schlauches an dem Anschluß-Stutzen entweder drehbar oder abnehmbar gestaltet werden müssen, um die Befestigung des Anschluß-Stutzens am Gehäuse zu ermöglichen. Dadurch werden zusätzliche Verbindungselemente wie beispielsweise Verschraubungen bzw. zusätzliche Dichtungselemente benötigt.

Es ist auch bekannt, Anschluß-Stutzen an die Gehäuseplatten anzuschweißen. Eine derartige Befestigung ist beispielsweise in der DE-OS 38 31 771 beschrieben. Schweißstellen können jedoch Undichtigkeits-Stellen bilden, beispielsweise durch feine Haarrisse, die durch zu starke Belastungen an den Anschluß-Stutzen oder durch die Veränderung der chemischen Zusammensetzung im Bereich der Verschweißung infolge der erhöhten Korrosionsanfälligkeit an diesen Stellen hervorgerufen werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Membran filter-Anordnung zu schaffen, die Anschlüsse aufweist, die kostengünstig hergestellt werden können und die keine korrosionsanfälligen oder stark belasteten Anschluß-Teile aufweist.

Die vorstehende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jede Bohrung in einem Boden einer Ausnehmung der Gehäuseplatte angeordnet ist, der Boden zumindest teilweise als Dichtfläche für den Anschluß-Stutzen ausgebildet ist, der Anschluß-Stutzen von einem U-förmigen Spannteil umgriffen ist und in dem die beiden Schenkel des U-förmigen Spannteiles verbindenden Bereich eine Spannschraube hindurchgeführt ist. Durch diese Ausbildung der Anschlüsse einer solchen Membranfilter-Anordnung wird eine stabile und dichte Verbindung zwischen Anschluß-Stutzen und Gehäuseplatte erzielt. Dadurch, daß der Anschluß-Stutzen von einem U-förmigen Spannteil umgriffen und gegen die Gehäuseplatte gepreßt wird, kann ein gleichmäßiger Anpreßdruck erzielt werden. Anders als bei Verschraubungen finden in diesem Fall keine Korrosionsbelastungen des Anschluß-Stutzens statt. Weitere Anschluß-Teile, wie z. B. Schläuche können dauerhaft an den Anschluß-Stutzen befestigt werden. Der Flansch des Anschluß-Stutzens benötigt nur eine geringe Auflagefläche zur Auflage der Schenkel des Spannteiles. Die Spannschraube ist beispielsweise durch eine Bohrung durch den die Schenkel verbindenden Bereich des Spannteiles hindurch geführt und an dem Gehäuse befestigt, so daß die Schenkel des Spannteiles gegen den Flansch drücken. Das U-förmige Spannteil ermöglicht ein schnelles Lösen bzw. Befestigen des Anschluß-Stutzens an dem Gehäuse. Es ist zudem als Stanzteil kostengünstig zu fertigen.

Um eine gute Dichtung bzw. auch einen guten Sitz des Dichtungsteiles zu ge währleisten, ist eine ringförmige Nut in dem Boden der Ausnehmung von Vorteil, in die eine Dichtung, insbesondere eine O-Ring-Dichtung, eingesetzt ist.

Von Vorteil ist es, daß die Spannschraube in ein Gewinde in der Gehäuseplatte eingreift.

Bevorzugt werden die Ausnehmungen in die Gehäuseplatte spanabhebend aus geführt, beispielsweise eingefräst. Die Gehäuseplatten solcher Membran filter-Anordnungen sind üblicherweise aus Edelstahl gefertigt.

Die Gehäuseplatten mit dem dazwischenliegenden Membranfilter werden gegen einander, das Membranfilter einspannend, über Gewindestangen verschraubt. Solche Gewindestangen können gleichzeitig dazu verwendet werden, die Spann teile an den Gehäuseplatten zu befestigen. In einer solchen Ausbildung sind keine zusätzlichen Sacklochbohrungen mit Innengewinde erforderlich. Um keine zusätzlichen Arbeitsschritte an den Gehäuseplatten durchführen zu müssen, besteht eine weitere mögliche Befestigungsart der Spannteile über Zwischen- Träger, die einerseits an den Gewindestangen, die die zwei Gehäuseplatten gegeneinander verspannen, angeordnet sind und an denen ihrerseits die Spann teile verschraubt werden. In einer solchen Ausbildung ist für ein Lösen der über die Spannteile gehaltenen Anschluß-Stutzen nicht notwendig, die Schrau ben, die die Gehäuseplatten zusammenhalten, zu lösen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Membranfilter-Anordnung auf deren eine Gehäuseplatte,

Fig. 2 die Gehäuseplatte nach Fig. 1 in einer Draufsicht auf ihre Innen fläche,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie IV-IV in Fig. 1 mit einen über ein Spannteil befestigten Anschluß-Stutzen und

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung entsprechend des Ausschnittes V in Fig. 3.

Die Membranfilter-Anordnung weist zwei Gehäuseplatten 1, 2 mit quadratischen oder rechteckigem Querschnitt auf, zwischen denen ein Membranfilter 3 ein gespannt ist. Das Membranfilter besitzt ein Filterpaket 4, das an seinen freien Kanten mit einer Silikondichtung 5 abgeschlossen ist. Die Silikon dichtung 5 liegt dichtend an den Innenflächen der Gehäuseplatten 1, 2 an. Die Gehäuseplatten sind aus Edelstahl gefertigt und haben eine Dicke von etwa 15 mm bis 20 mm. Wie in den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, sind nur an der einen Gehäuseplatte Anschlüsse 6, 7, 8 und 9 vorgesehen. Die beiden innen liegenden Anschlüsse, wie dies anhand der Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, bilden einen Zuleitungs-Anschluß 6 und einen Ableitungs-Anschluß 7 für die Zuleitung und Ableitung eines Filtrates, beispielsweise Wasser, während die weiter außen zum Rand der Gehäuseplatte 2 liegenden Anschlüsse einen Zuführungs-Anschluß 8 und eine Abführungs-Anschluß 9 für die Zuführung und Abführung eines Kon zentrates bilden. Während es sich bei dem Zuleitungs-Anschluß 6 und dem Ab leitungs-Anschluß 7 um durchgehende Bohrungen handelt, enden der Zuführungs- Anschluß 8 und der Abführungs-Anschluß 9 für das Konzentrat auf der Innenseite der Gehäuseplatte 2 jeweils in einer länglichen Nut 11, die sich praktisch entlang der jeweiligen Seitenkanten des Filter-Paketes 4 erstrecken.

Im Bereich der Bohrungen, die in den Figuren mit 10 bezeichnet sind, sind auf der Außenseite der Gehäuseplatte 2 jeweils eine Ausnehmung 12 eingedreht, die quasi einen in der Gehäuseplatte 2 liegenden Anschluß bildet. Der Boden 13 dieser Ausnehmung 12, wie sie vergrößert in Fig. 5 dargestellt ist, ist als glatte, ebene Dichtfläche ausgebildet, wobei im Randbereich des Bodens 13 eine ringförmige Nut 14 eingedreht ist, in der eine Dichtung 15 einliegt. In der Ausnehmung 12 liegt gegen den als Dichtfläche ausgebildeten Boden 13 die Dichtfläche eines Anschluß-Stutzens 16 an, der über ein Spannteil 17, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, an seiner konischen Fläche 18 angedrückt wird. Das Spannteil 17 kann, wie dies die Fig. 4 zeigt, an eine Gewindestange 19 (siehe hierzu auch Fig. 1) über eine Mutter 20 gespannt werden. Die Gewindestange 19 dient gleichzeitig dazu, die beiden Gehäuseplatten 1, 2 mit dem dazwischenliegenden Membranfilter 3 gegeneinander zu verspannen. Wie die durchgehenden Öffnungen 21 in den Fig. 1 und 2 zeigen, sind zum Verspannen der beiden Gehäuseplatten 1, 2, vier solcher Gewindestangen 19 vorgesehen, von denen jedoch in Fig. 4 nur eine dargestellt ist. Das Spannteil 17 liegt in der in Fig. 4 dargestellten Ausführung gegen eine Mutter 22 der Gewindestange 19 an, wobei diese Mutter zu dem Spannteil 17 hin leicht abgeschrägt verläuft. Das Spannteil 17 kann auch an einem Zwischen-Träger, der beispielsweise an stelle der Mutter 22 an der Gewindestange 19 befestigt sein kann, verschraubt werden. Eine weitere, jedoch nicht näher dargestellte Ausführung zur Be festigung des Spannteiles 17 besteht darin, daß in der Außenseite der Gehäuse platte 2 Sacklochbohrungen mit Innengewinde vorgesehen sind, in denen direkt Schrauben, die das Spannteil 17 gegen die Oberfläche der Gehäuseplatte 1 ver spannen, eingeschraubt werden.

Claims

1. Membranfilter-Anordnung mit zwei Gehäuseplatten, zwischen denen ein Membranfilter, an den außenliegenden Seiten abgedichtet, eingespannt ist, und mit Anschlüssen für die Zu- und Abführung von Konzentrat und Filtrat, die an mindestens einer Gehäuseplatte angeordnet sind, wobei jeder Anschluß aus einer die Gehäuseplatte durchsetzenden Bohrung und einem von außen dichtend um die Bohrung an die Gehäuseplatte über ein Spannteil angepreßten Anschlußstutzen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bohrung (10) in einem Boden (13) einer Ausnehmung (12) der Gehäuseplatte (2) angeordnet ist, der Boden (13) zumindest teilweise als Dichtfläche für den Anschlußstutzen (16) ausgebildet ist, der Anschlußstutzen (16) von einem U-förmigen Spannteil (17) umgriffen ist und in dem die beiden Schenkel des U-förmigen Spannteiles (17) verbindenden Bereich eine Spannschraube hindurchgeführt ist.

2. Membranfilter-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Boden der Ausnehmung (12) eine ringförmige Nut (14) gebildet ist, in der eine Dichtung (15) eingelegt ist.

3. Membranfilter-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung eine O-Ring-Dichtung (15) ist.

4. Membranfilter-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube in ein Gewinde an der Gehäuseplatte (2) eingreift.

5. Membranfilter-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ausnehmung (12) in die Gehäuseplatte (2) eingedreht ist.

6. Membranfilter-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Gehäuseplatten (1, 2) miteinander verschraubt sind, wobei die Spannteile (17) mit diesen Verschraubungen (19, 20) gehalten sind.