DE4438327C1

DE4438327C1 - Filtersystem

Info

Publication number: DE4438327C1
Application number: DE4438327A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Strohm; Wolfgang Hepp; Georg Schnieder; Wilfried Kaul
Original assignee: Seitz Filter Werke GmbH and Co
Current assignee: Pall Filtersystems GmbH
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1994-10-27
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2014-10-28

Description

Die Erfindung betrifft ein Filtersystem mit einer in das Filtergehäuse einsetzbaren Filterpatrone mit Crossflow-Filtermedien, die mindestens an den Patronenenden in einer Vergußmasse eingebettet oder miteinander verschweißt sind, wobei die Außenumfangsfläche der Patronenenden als Dichtfläche ausgebildet ist, und mit zwei aufsteckbaren Filterköpfen.

Die DE 40 36 978 A1 beschreibt ein Membranfiltermodul zur Filtration von Fluiden im Crossflow-Verfahren, bei dem in einem Gehäuse ein Bündel von Rohr-, Kapillar- oder Hohlfasermembranen angeordnet sind. Die Bündelenden sind durch Verschweißen oder Vergießen miteinander verbunden, wobei zumindest ein Teil der Außenumfangsfläche des vergossenen oder verschweißten Bündelendes freiliegt. Dieses Filtermodul ist weitgehend unempfindlich gegen starke Temperaturänderungen, da die Abdichtung zwischen Filtrat- und Unfiltratraum in Verbindung mit dem aus der DE 41 36 551 C2 beschriebenen Filterkopf durch einen elastischen Dichtring erfolgt. Das Gehäuse hat nur noch die Aufgabe, das Filtrat zu sammeln und ein Kollabieren des Filters, des durch die Druckdifferenzen beim Filtrieren auftreten kann, zu verhindern. Hierzu ist jedoch eine aufwendige Verankerung der Vergußmasse in dem Gehäuse notwendig. Verschiedene Verankerungsmöglichkeiten sind in der DE 40 36 978 A1 beschrieben.

Weiterhin lassen sich in das in der DE 40 36 978 A1 beschriebene Filtermodul nur Membrane mit einem kreisförmigen Querschnitt einbringen, da das Vergießen innerhalb des Filtergehäuses erfolgen muß. Da jedoch flache Filtermedien in einer wesentlich größeren Vielfalt zur Verfügung stehen als solche mit kreisförmigem Querschnitt, sollte ein neuartiges Filtermodul sowohl die Verwendung von flachen Filtermedien als auch die Verwendung von Filtermedien mit kreisförmigem Querschnitt innerhalb desselben Filtergehäuses erlauben, um die Filterelemente gegeneinander austauschen zu können.

In der EP 0 344 709 B1 wird ein Querstromfiltermodul beschrieben, in dem flache Filtermedien parallel zur Längsachse des Moduls angeordnet sind. Die Strömungskanäle sind an den Stirnseiten offen, während die Filtratkanäle stirnseitig dichtend verklebt oder verschweißt sind.

Alle diese bekannten Filtermodule weisen als Gemeinsamkeit auf, daß die Filtermedien fest in dem Gehäuse verankert sind. Dies bedeutet, daß nach der Erschöpfung der Filtermedien entweder die Filtermedien zusammen mit dem Gehäuse entsorgt werden müssen oder aber daß die Filtermedien aufwendig aus dem Gehäuse entfernt werden müssen.

Weiterhin weisen die Module als Schwachstelle die Verbindung zwischen dem Gehäuse bzw. der Halterung und dem Bündel von Filtermedien auf. Die Abdichtung zwischen den beiden Komponenten erfolgt durch die Haftung der Vergußmasse an der Innenseite der Gehäusewandung bzw. der Halterung. Diese Klebung führt jedoch insbesondere bei Reinigungen und Sterilisationen bedingt durch die hohen Temperaturen zu Problemen, da in der Regel die Materialien der Gehäuse andere Ausdehnungskoeffizienten als diejenigen der Vergußmasse besitzen.

Filtermodule, welche die Trennung zwischen dem eigentlichen Filterelement und dem Gehäuse zulassen, werden in der EP 0 360 133 A2 und der DE 39 27 455 C1 beschrieben. Diese Module weisen jeweils Einschubpatronen auf, die aus dem Gehäuse entfernt werden können.

Aus der DE 39 27 455 C1 ist ein Filtermodul zur An- oder Abreicherung sowie zur Filtration mit Hilfe einer semipermeablen Membran bekannt, die im Filtergehäuse eine austauschbare Patrone mit im Bereich ihrer beidseitigen Enden unverrückbar, gas- und flüssigkeitsdicht in Vergußteilen aus Epoxydharz festgelegten Kapillaren aufweist. Diese Vergußteile bilden an ihrer Außenseite Dichtflächen, an denen O-Ringe und Klemmringe zum Fixieren der Patrone am Filtergehäuse angreifen. Da der Klemmring mit den Dichtflächen verspannt werden muß, werden zusätzliche Kräfte in die Vergußmassen eingeleitet. Insbesondere bei Temperaturwechseln kann es aufgrund der Unterschiede der Wärmeausdehnungskoeffizienten der Vergußmasse und des Klemmringes zu einem Kollaps der Module kommen. Module mit einer derartigen Bauart weisen weiterhin den Nachteil auf, daß die Vergußmasse eine direkte Verbindung zum Außenraum besitzt, so daß es bei Undichtigkeiten im Bereich der Vergußmasse zwangsläufig zu einer Kontaminierung des Außenraumes kommt.

Problematisch bei dem Modul gemäß EP 0 360 133 A2 ist die Abdichtung zwischen der Vergußmasse und dem Träger der Dichtringe, die die Abdichtung zwischen Unfiltrat- und Filtratraum darstellen. Hier ist eine adhäsive Bindung notwendig, die bei größeren Temperaturveränderungen versagen kann, so daß dieser Modultyp im Hinblick auf die Stabilität bei hohen Temperaturen keine Vorteile gegenüber handelsüblichen Modulen darstellt, bei denen die Vergußmasse direkt in das Gehäuse eingeklebt ist.

Die DE 44 01 014 A1 beschreibt eine Filtrationsvorrichtung, bei der der Ver schlußkörper der Patrone über ein Dichtungselement gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist, so daß die Filterpatrone bezüglich des Gehäuses in axialer Rich tung beweglich ist. Auf das Gehäuse ist der Filterkopf aufgeschraubt, also fest mit dem Gehäuse verbunden.

Der Filterkopf ist in dem Bereich des Gehäuses aufgeschraubt, in dem sich die auf dem Verschlußelement aufliegenden Dichtelemente befinden. Bei der Verwendung von unterschiedlichen Materialien von Gehäuse und Filterkopf können in diesem kritischen Bereich des Filtergehäuses Spannungen auftreten, die wiederum negative Auswirkungen auf die Lagerung und Abdichtung der Filterpatrone haben.

Die 30 32 417 A1 beschreibt eine Filtervorrichtung mit einem Zwischenring und einer Stirnplatte. Zwar ist die Filterpatrone in diesem Zwischenring axial beweglich, jedoch treten bei dieser Konstruktion andere Probleme auf. Das Gehäuse übergreift die Manschette im Bereich der Dichtfläche und besitzt einen Flansch, der über ein Dichtelement mit der Stirnplatte zusammenwirkt. Bei der Verwendung von unterschiedlichen Materialien wirkt sich eine Material ausdehnung oder Kontraktion des Gehäuses nicht nur auf die Abdichtung zwischen Gehäuse und Manschette sondern unmittelbar auch auf die Abdichtung an der Dichtfläche der Patrone aus. Axiale Ausdehnungen des Gehäuses wirken sich durch ein Verschieben der Stirnplatte ebenfalls auf diese Abdichtung der Patrone aus.

Sowohl bei der Vorrichtung gemäß der DE 44 01 014 A1 als auch gemäß der DE 30 32 417 A1 wirkt sich die Wechselwirkung von Gehäuse und Filterkopf unmittelbar auf die Abdichtung der Patrone aus.

Die GB 14 32 018 zeigt eine Vorrichtung, bei der das Filterelement an einem Ende einen Flansch aufweist, der im Filterkopf gelagert ist. Bei diesem Flansch handelt es sich um eine kegelstumpfförmige Platte, deren Form an die Rundung des Filterkopfes angepaßt ist. Eine axiale Beweglichkeit der Filterpatrone im Filterkopf ist damit nicht möglich. Wenn sich die Filterpatrone in Längsrichtung ausdehnen sollte, so ist eine Verschiebung nur am anderen Ende der Patrone möglich, wo sich entweder ein Haltedorn in das Innere des Wickelkerns schiebt, oder eine balgähnliche Einrichtung vorgesehen ist, die eine axiale Ausdehnung erlaubt.

Gegenüber diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Filtersystem mit austauschbarer Patrone bereitzustellen, die auch bei stark wechselnden Temperaturen, ohne daß es konstruktive Einschrän kungen aufgrund der aufeinander abzustimmenden Wärmekoeffizienten zwischen Gehäuse bzw. Filterkopf und Vergußmasse gibt, nicht beschädigt wird und ab dichtend gehalten wird.

Diese Aufgabe wird mit einem Filtersystem gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß die Filterpatrone lediglich in den Filterköpfen gehalten ist und in axialer Richtung beweglich gelagert ist, können sich bei wechselnden Temperaturen die einzelnen Bestandteile des Filtersystems aufgrund ihrer unterschiedlichen Materialien ungehindert ausdehnen, so daß die Filterpatrone hierbei keinen Spannungen ausgesetzt wird, die zu Beschädigungen der Filterpatrone führen.

Der Filterkopf weist eine Innenmanschette auf, die das Ende der Filterpatrone im Bereich der Dichtfläche umgreift. Die Innenmanschette weist mindestens ein Dichtelement auf, das an der Dichtfläche der Filterpatrone anliegt. Solche Dichtelemente sind vorzugsweise elastische Dichtringe, wie beispielsweise O-Ringe, die sich bei axialer Ausdehnung der Filterpatrone gegenüber dem Filterkopf unter Beibehaltung ihrer Abdichtwirkung entsprechend deformieren können. Diese Dichtelemente müssen auf jeden Fall die axiale Beweglichkeit unter Beibehaltung ihrer Dichtwirkung gewährleisten.

Vorzugsweise bildet die Innenmanschette mit einer Bodenwand des Filterkopfes einen topfförmigen Innenraum, in dem im zusammengebauten Zustand das Patronenende beabstandet zur Bodenwand eingesetzt ist, so daß ein ausreichender Spielraum für die axiale Beweglichkeit vorhanden ist. Die Bodenwand steht vorzugsweise mit dem Unfiltratausgang des Filterkopfes in Verbindung. Der topfförmige Innenraum ist vorzugsweise von einem ringförmigen Filtratraum umgeben, der mit einer Filtratauslaßöffnung in Verbindung steht.

Die Filterköpfe weisen jeweils eine Außenmanschette auf, die unterschiedlich lang ausgebildet sein kann.

Gemäß einer Ausführungsform kann zwischen den Filterköpfen ein rohrförmiges Filtergehäuse vorgesehen sein, in dem die Filterpatrone im Gegensatz zum Stand der Technik frei beweglich angeordnet ist. An den Enden dieses Filtergehäuses sind die Filterköpfe abdichtend aufsetzbar. Hierzu ist die Außenmanschette mit mindestens einem Dichtelement versehen, um eine Abdichtung zum Außenraum herzustellen. Außerdem ist dadurch auch eine Verschieb barkeit zwischen Gehäuse und Filterkopf möglich. Es kann auch auf andere bewährte Abdichtsysteme, wie z. B. Flanschdichtungen, Aseptikdichtsysteme, oder Milchrohrverschraubungen usw. zurückgegriffen werden. Der Filtratausgang kann am Filtergehäuse angeordnet sein, es besteht aber auch die Möglichkeit, diesen im Filterkopf vorzusehen.

Dadurch, daß die Filterpatrone keinen Kontakt zum Filtergehäuse hat, ist es möglich, beliebige Gehäusematerialien zu verwenden, wobei bevorzugte Gehäusematerialien Polycarbonat oder Edelstahl sind. Es können auch speziell geformte Gehäuse verwendet werden, wie sie beispielsweise in der DE 40 36 978 C2 beschrieben sind.

Gemäß einer anderen Ausführungsform bilden die Außenmanschetten der Filterköpfe das Filtergehäuse, wobei die Außenmanschetten in diesem Fall entsprechend lang ausgebildet sind. Im zusammengebauten Zustand liegen die beiden Filterköpfe mit ihren Außenmanschetten aneinander und werden durch geeignete Mittel zusammengehalten, wobei über geeignete Dichtelemente ein flüssigkeitsdichter Abschluß gewährleistet wird.

Die Trennung des Filtersystems in die Baugruppen Filterpatrone sowie Baugruppen Filtergehäuse und/oder Filterköpfe ermöglicht es, die Filterpatrone schnell vor Ort aus dem Gehäuse ausbauen zu können. Ferner ist es möglich, auf Kundenwünsche bei der Verschraubung und den gewünschten Materialien für die einzelnen Komponenten einzugehen.

Vorzugsweise ist die Filterpatrone länger als das Filtergehäuse, so daß die Filterpatrone mit ihren an den Patronenenden vorgesehenen Dichtflächen gegenüber dem Filtergehäuse vorsteht. Dadurch wird es möglich, beispielsweise die aus der DE 41 36 551 C2 bekannten Strömungsverteilerköpfe, ohne bauliche Änderung vornehmen zu müssen, zu verwenden. Bei anderer Ausgestaltung der Filterköpfe kann auch das Filtergehäuse gegenüber der Filterpatrone vorstehen.

Die Filtermedien können aus Rohr-, Kapillar- oder Hohlfasermembranen bestehen. Damit die Filterpatrone selbsttragend ist, ist zwischen den Patronenenden ein Stützmantel vorgesehen, in dem die Filtermedien gehalten sind. Die Ausgestaltung des Stützmantels kann beliebig sein, sofern der Stützmantel Öffnungen besitzt, um das Filtrat radial in den vom Stützmantel und dem Filtergehäuse gebildeten Raum auszuschleusen. Auch muß der Stützmantel eine ausreichende Stabilität aufweisen, damit er die in axialer Richtung auftretenden Kräfte aufnehmen kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Crossflow-Filtermedien aus flachen, parallel zur Patronenlängsachse angeordneten Filtermedien, wie Filtermembranen, -vliese oder -gewebe oder aus spiralig um die Längsachse der Filterpatrone gewickelten Filtermembranen bestehen. Bei dieser Ausführungsform sind die Filtermedien vorzugsweise über die gesamte Patronenlänge miteinander verschweißt oder in die Vergußmasse eingebettet. Bei den flachen Filtermedien oder spiralig gewickelten Filtermedien sind die Filtermedien durch eine den Unfiltratraum bildenden Spacer und ein den Filtratraum bildendes Drainagegewebe voneinander getrennt, wobei die Filtermedien derart in die Vergußmasse eingebettet sind, daß stirnseitig der Unfiltratraum geöffnet und der Filtratraum geschlossen und im Innenraum des Filtergehäuses der Unfiltratraum geschlossen und der Filtratraum geöffnet ist. Hierbei wird bevorzugt die axiale Erstreckung der zum stirnseitigen Verschließen des Filtratraums vorgesehene Vergußmasse an die axiale Erstreckung der Dichtfläche angepaßt, weil im wesentlichen in diesem Bereich die Filterpatrone im Filterkopf axial beweglich gelagert ist und hier besonderen Wert auf große Stabilität der Filterpatrone zu legen ist.

Um eine hohe Durchsatzleistung zu erhalten, ist der Filtratraum vorzugsweise über die gesamte Länge des Gehäuseinnenraums geöffnet. Der geöffnete Filtratraum der flachen Filtermedien mündet in einen sich in Gehäuselängsrichtung erstreckenden Filtratsammelkanal, der vorzugsweise im Querschnitt die Gestalt eines Kreisabschnittes aufweist. Wenn die Filterpatrone gemäß einer besonderen Ausführungsform eine zylinderförmige Gestalt besitzt, dann weist die zur Bildung des Filtratsammelkanals im Bereich zwischen den an den Patronenenden befindlichen Dichtflächen mindestens eine Ausnehmung zur Freilegung des Filtratraumes auf, so daß eine ebene Außenfläche in diesem Bereich gebildet wird. Die Größe der Ausnehmung richtet sich nach der gewünschten Querschnittsgröße des Filtratsammelkanals.

Damit die Filterpatrone auch bei extremen Temperaturschwankungen das Filtergehäuse nicht berührt, was zu Verspannungen und somit Beschädigungen der Filterpatrone führen könnte, ist der Außendurchmesser der Filterpatrone vorzugsweise mindestens 2% kleiner als der Innendurchmesser des Filtergehäuses. Dadurch wird gewährleistet, daß ein ausreichender Abstand zwischen der Filterpatrone und der Innenfläche des Filtergehäuses sichergestellt ist.

Beispielhafte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch ein Filtersystem mit Filtergehäuse, Filterpatrone und angesetztem Filterkopf,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II durch das in Fig. 1 gezeigte Filtergehäuse mit eingesetzter Filterpatrone,

Fig. 3 einen Längsschnitt längs der Linie III-III durch das in Fig. 2 gezeigte Filtergehäuse mit eingesetzter Filterpatrone,

Fig. 4 einen Teillängsschnitt durch ein Filtergehäuse mit einer Filterpatrone gemäß einer weiteren Ausfürungsform und

Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Filtergehäuse mit eingesetzter Filterpatrone gemäß einer weiteren Ausführungsform und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem gemäß einer weiteren Ausführungsform.

In der Fig. 1 ist ein Teillängsschnitt durch ein Filtersystem bestehend aus Filterkopf 91, Filterpatrone 92 und Filtergehäuse 93 dargestellt. Es ist ebenso wie in den Fig. 3 und 5 lediglich ein Ende des Filtergehäuses dargestellt. Das nicht gezeigte andere Ende ist analog ausgebildet und trägt ebenfalls einen Filterkopf 91.

Das Filtergehäuse 93 weist eine zylindrische Umfangswand 30 auf, die in einen konisch aufgeweiteten Abschnitt 31 und einen zylindrischen Endabschnitt 32 übergeht. In dem Filtergehäuse 93 ist die Filterpatrone 92 angeordnet, deren Durchmesser um 2% kleiner ist als der Innendurchmesser der zylindrischen Gehäusewand 30, so daß ein ausreichender Abstand zwischen der Außenfläche der Filterpatrone 92 und der Innenseite der Gehäusewand 30 gewährleistet ist, um Berührungen bei starken Temperaturschwankungen auszuschließen.

Die Filtermedien 1 bestehen in der hier gezeigten Ausführungsform aus flachen Filtermembranen, die sich mit Drainagegewebe 2 und Spacern 3 abwechseln, wobei sich lediglich die Filtermembrane und die Spacer 3 über die gesamte Länge der Filterpatrone 92 erstrecken. Der Raum, der durch den Spacer 3 gebildet wird, nimmt das stirnseitig einströmende Unfiltrat auf und wird daher als Unfiltratraum 40 der Filterpatrone 92 bezeichnet. Das in der Filterpatrone 92 durch die flachen Filtermedien 1 hindurchtretende Filtrat sammelt sich in dem Drainagegewebe 2, das den Filtratraum 50 der Filterpatrone 92 bildet.

Die Filtermedien 1, das Drainagegewebe 2 und die Spacer 3 sind in einer Vergußmasse 4 eingebettet, die sich über die gesamte Länge der Filterpatrone 92 erstreckt. Sowohl die Filtermedien 1 als auch der Spacer 3 erstrecken sich bis zur Stirnseite 94 der Filterpatrone 92, so daß dadurch der Unfiltratraum 40 stirnseitig geöffnet ist. Das Drainagegewebe 2 endet im Abstand zur Stirnfläche 94, wobei der Raum zwischen den Filtermedien durch die Vergußmasse ausgefüllt ist, die zur Versiegelung und zum Verschließen des Filtratraumes 50 vorgesehen ist. Diese für das Verschließen des Filtratraums 50 vorgesehene Vergußmasse 8 erstreckt sich im wesentlichen über den gesamten Endbereich der Patrone 92, der gegenüber dem Filtergehäuse 93 vorsteht. Die Außenfläche der Filterpatrone 92 ist in diesem vorstehenden Bereich als Dichtfläche 9 ausgebildet. In diesem Bereich wird die Filterpatrone im aufgesetzten Filterkopf 91 gehalten, die zu diesem Zweck eine Innenmanschette 25 mit einem Dichtelement 23 aufweist. Das hier gezeigte Dichtelement 23 besteht aus einem O-Ring, der an der Dichtfläche 9 anliegt.

Die Innermanschette 25 bildet mit der Bodenwand 26 einen topfförmigen Innenraum 27, in den die Filterpatrone 92 hineinragt. Dieser topfförmige Innenraum 27 ist so dimensioniert, daß die Stirnfläche 94 beabstandet zur Bodenwand 26 angeordnet ist, so daß ausreichend Spielraum für axiale Ausdehnungen der Filterpatrone 92 zur Verfügung steht. In der Bodenwand ist der Unfiltratausgang 21 angeordnet.

Umgeben wird die Innenmanschette 25 von einer Außenmanschette 28, die ein Dichtelement 24 ebenfalls in Form eines O-Rings aufweist, der abdichtend an der Außenfläche des Endabschnitts 32 des Gehäuses 93 anliegt. Zwischen der Innenmanschette 25 und der Außenmanschette 28 wird ein Ringraum 29 gebildet, der den Filtratsammelraum darstellt. In der Außenmanschette 28 ist der Filtratauslaß 22 vorgesehen.

In der Fig. 2 ist ein Schnitt durch das in Fig. 1 gezeigte Filtersystem längs der Linie II-II dargestellt, so daß die Anordnung von flachen Filtermedien 1, Spacern 3 und Drainagegewebe 2 sowie deren Einbettung in der Vergußmasse 4 deutlicher zu sehen ist. Der Spacer 3 ist in Form eines Quadrates angeordnet, über dessen Seitenkanten 41, 42 sich die Filtermedien 1 und das Drainagegewebe 2 hinauserstrecken. Die äußere Form der Filterpatrone entspricht einem Zylinder, wobei zur Öffnung des Filtratraumes 50 die Filterpatrone zwischen den an den Patronenenden befindlichen Dichtflächen eine senkrecht zu dem Filtermedium 1 angeordnete Ausnehmung 60 aufweist, so daß eine ebene Außenfläche 61 gebildet wird. Spacer und Vergußmasse sind so aufeinander abgestimmt, daß in diesem Bereich der Unfiltratraum verschlossen bleibt und lediglich der Filtratraum 50 geöffnet wird. Die offenen Seiten des Drainagegewebes 2 münden somit in einen Filtratkanal 6 zwischen der ebenen Fläche 61 der Filterpatrone 92 und der Innenfläche der Gehäusewand 30. Der Filtatkanal 6 weist die Gestalt eines Kreisabschnittes auf. Je nach Anordnung von Filtermedien 1, Spacer 3, Drainagegewebe 2 und Vergußmasse 4 kann auch eine andere Ausgestaltung des Filtratkanals 6 gewählt werden.

In der Fig. 3 ist ein Längsschnitt längs der Linie III-III der in Fig. 2 gezeigten Anordnung dargestellt. In dieser Ausgestaltung ist die Ausnehmung 60 zu sehen, die sich bis in den Bereich des Patronenendes unterhalb der Dichtfläche 9 erstreckt. Der Filtratsammelkanal mündet in den stirnseitigen Filtratkanal 7, der mit dem in der Fig. 1 dargestellten Ringraum 29 des Filterkopfes 91 in Verbindung steht.

In der Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, wobei die Filtermedien aus kreisförmigen Filtermedien wie Rohr-, Kapillar- oder Hohlfasermembranen bestehen. Diese sind im Endbereich in der Vergußmasse 4 eingebettet, deren Außenumfangsfläche die Dichtfläche 9 bildet. Zwischen den Dichtflächen 9 an beiden Enden der Patrone werden die kreisformigen Filtermedien 5 von einem Stützmantel 10 gehalten, der beispielsweise aus einem Kunststoffrohr mit Durchbrechungen bestehen kann.

In der Fig. 5 ist ein Querschnitt durch eine Patrone gemäß einer weiteren Ausführungsform dargestellt, wobei es sich um spiralförmig angeordnete Filtermedien 1 handelt, die sich mit Spacern 3 und Drainagegewebe 2 abwechseln. Dieses spiralförmige Filtermedium 1 ist ebenfalls in eine Vergußmasse 4 eingebettet, die ebenfalls eine Ausnehmung 61 mit Ausbildung einer ebenen Fläche 60 aufweist. Während der den Unfiltratraum 40 bildende Spacer 3 radial durch die Vergußmasse verschlossen ist, ist der Filterraum mit dem Drainagegewebe 2 auf einer Seite durch einen Schnitt geöffnet, so daß sich der Filtratsammelkanal 6 ergibt, der ebenfalls die Gestalt eines Kreisabschnittes aufweist.

In der Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform des Filtersystems im Längsschnitt dargestellt. Im Gegensatz zu den Ausführungsformen, die in den Fig. 1 bis 5 dargestellt sind, ist kein eigenständiges Bauteil vorgesehen, das das Filtergehäuse 93 bildet. Die Außenmanschetten 28 beider Filterköpfe 91 sind in axialer Richtung verlängert, so daß diese das Filtergehäuse 93 bilden. An den Enden der Außenmanschetten 28 ist jeweils ein Flansch 45 vorgesehen, zwischen denen das Dichtelement 24 angeordnet ist. Beide Filterköpfe 91 werden mit herkömmlichen Mitteln zusammengehalten. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß auf ein separates Filtergehäuse verzichtet werden kann.

Bezugszeichenliste

1 Filtermedium
2 Drainagegewebe
3 Spacer
4 Vergußmasse
5 kreisförmige Filtermedien
6 Filtratsammelkanal
7 stirnseitiger Filtratkanal
8 stirnseitige Versiegelung
9 Dichtfläche
10 Stützmantel
21 Unfiltratausgang
22 Filtratausgang
23 Dichtelement
24 Dichtelement
25 Innenmanschette
26 Bodenwand
27 topfförmiger Innenraum
28 Außenmanschette
29 Ringraum
30 zylindrische Gehäusewand
31 konischer Abschnitt
32 Endabschnitt
40 Unfiltratraum
41 Seitenkante
42 Seitenkante
45 Flansch
50 Filtratraum
60 Ausnehmung
61 ebene Fläche
91 Filterkopf
92 Filterpatrone
93 Filtergehäuse

Claims

1. Filtersystem mit

- einer in ein Filtergehäuse (93) einsetzbaren Filterpatrone (92) mit Crossflow-Filtermedien (1), die mindestens an den Patronenenden in einer Vergußmasse (4) eingebettet oder miteinander verschweißt sind, wobei die Außenumfangsfläche der Patronenenden als Dichtfläche (9) ausgebildet ist, und
- mit zwei aufsteckbaren Filterköpfen (91), die jeweils eine Innenmanschette (25), die das Ende der Filterpatrone (92) im Bereich der Dichtfläche (9) umgreift, und eine Außenmanschette (28) mit mindestens einem Dichtelement (24) aufweisen,
- wobei die Filterpatrone (92) lediglich in den Innenmanschetten (25) der Filterköpfe (91) gehalten und in diesen in axialer Richtung beweglich gelagert ist, und
- wobei die Außenmanschetten (28) jeweils einen Endabschnitt (32) des Filtergehäuses (93) umgreifen oder selbst das Filtergehäuse (93) bilden, indem die Außenmanschetten (28) dichtend miteinander verbunden sind.

2. Filtersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenmanschette (25) mindestens ein Dichtelement (23) aufweist, das an der Dichtfläche (9) der Filterpatrone (92) anliegt.

3. Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenmanschette (25) mit einer Bodenwand (26) des Filterkopfes (91) einen topfförmigen Innenraum (27) bildet, in dem im zusammengebauten Zustand das Patronenende beabstandet zur Bodenwand (26) eingesetzt ist.

4. Filtersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bodenwand (26) der Unfiltratausgang (21) des Filterkopfes (91) angeordnet ist.

5. Filtersystem nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der topfförmige Innenraum (27) von einem Ringraum (29) umgeben ist, der mit einer Filtratauslaßöffnung (22) in Verbindung steht.

6. Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Filterköpfen (91) ein rohrförmiges Filtergehäuse (93) vorgesehen ist, in dem die Filterpatrone (92) frei beweglich angeordnet ist und auf dessen Enden die Filterköpfe (91) abdichtend aufsetzbar sind.

7. Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterpatrone (92) länger als das Filtergehäuse (93) ausgebildet ist und mit ihren an den Patronenenden vorgesehenen Dichtflächen (9) gegenüber dem Filtergehäuse (93) vorsteht.

8. Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Crossflow-Filtermedien (1) aus Rohr-, Kapillar- oder Hohlfasermembranen (5) bestehen.

9. Filtersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermedien (1) zwischen den Patronenenden in einem Stützmantel (10) gehalten sind.

10. Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Crossflow-Filtermedien (1) aus flachen, parallel zur Patronenlängsachse angeordneten Filtermedien bestehen.

11. Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Crossflow-Filtermedien (1) aus spiralisch um die Längsachse der Filterpatrone (92) gewickelten Filtermembranen bestehen.

12. Filtersystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Crossflow-Filtermedien (1) über die gesamte Patronenlänge miteinander verschweißt oder in die Vergußmasse (4) eingebettet sind.

13. Filtersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermedien (1) durch eine den Unfiltratraum (40) bildenden Spacer (3) und ein den Filtratraum (50) bildendes Drainagegewebe (2) getrennt sind, wobei die Filtermembrane (1) derart in die Vergußmasse (4) eingebettet sind, daß stirnseitig der Unfiltratraum (40) geöffnet und der Filtratraum (50) geschlossen und im Innenraum des Filtergehäuses (93) der Unfiltratraum (40) geschlossen und der Filtratraum (50) geöffnet ist.

14. Filtersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung der zum stirnseitigen Verschließen des Filtratraumes (50) vorgesehene Vergußmasse (8) der axialen Erstreckung der Dichtfläche (9) entspricht.

15. Filtersystem nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtratraum (50) über die gesamte Länge des Gehäuseinnenraumes geöffnet ist.

16. Filtersystem nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der geöffnete Filtratraum (50) in einen sieh in Gehäuselängsrichtung erstreckenden Filtratsammelkanal (6) mündet.

17. Filtersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtratsammelkanal (6) im Querschnitt die Gestalt eines Kreisabschnittes aufweist.

18. Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, oder 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterpatrone (92) eine zylinderförmige Gestalt aufweist und zur Bildung des Filtratsammelkanals (6) im Bereich zwischen den an den Patronenenden befindlichen Dichtflächen (9) in der Vergußmasse (4) mindestens eine Ausnehmung (60) unter Bildung einer ebenen Außenfläche (61) aufweist.

19. Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Filterpatrone (92) mindestens 2% kleiner ist als der Innendurchmesser des Filtergehäuses (93).