DE3138256C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumfiltrationsbank.

Eine "Vakuumfiltrationsbank" im Sinne der Erfindung ist eine Vorrichtung, die bestimmungsgemäß zwischen den Anschluß­ stutzen einer Vakuumquelle und einen Filter eingefügt ist und generell der Beaufschlagung des Filters mit Unterdruck und der Aufnahme des Filtrats dient. Ein "Filtrationsgerät" in dem im Rahmen der Erfindung benutzten Sinne besteht zumin­ dest aus einem Filter und besteht üblicherweise aus einer Filterunterstützung, einem Filter und einem mit diesen bei­ den Elementen eine Einheit bildenden Aufgußgefäß. Das solcher­ art definierte separate Filtrationsgerät wird nicht mehr als Bestandteil der Vakuumfiltrationsbank im Sinne der Erfindung betrachtet. Die Filtrationsgeräte können prinzipiell solange beliebiger Art sein, wie sie in der Weise mit der Vakuumfil­ trationsbank verbindbar sind, daß sie über diese mit einem der Durchführung der Vakuumfiltration dienenden Unterdruck beaufschlagbar sind. Filtrationsgeräte in diesem Sinne sind also beispielsweise trichterartige oder becherartige offene oder geschlossene Filter oder Filteraufsätze für den Betrieb mit Papierfiltern, Membranfiltern oder Filtern aus Sinter­ material.

Vakuumfiltrationsbänke der eingangs genannten Art gehören in den vielfältigsten Ausbildungen zum gebräuchlichen Stand der Technik und dienen insbesondere der gleichzeitigen Vakuum­ filtration mehrerer Flüssigkeitsproben bei der Durchführung von Reihenuntersuchungen, insbesondere in der Produktions­ qualitätsüberwachung, in der Partikelkontrolle, zur mikro­ biologischen Routinekontrolle von Wasser, Lebensmitteln und Getränken sowie zur Qualitätsüberwachung von pharmazeutischen und kosmetischen Produkten (vgl. beispielsweise den Pro­ spekt "Vakuumfiltrationsgeräte" der Anmelderin, Ausgabe Dezember 1980).

Eine gebräuchliche Vakuumfiltrationsbank der genannten Art besteht im wesentlichen aus einem zentralen Absaugrohr, das mit zwei querliegenden Stativplatten unter Bildung einer stabilen Bank fest verbunden ist. Das im wesentlichen hori­ zontal angeordnete zentrale Absaugrohr ist auf einer Seite vakuumdicht verschlossen und weist auf seiner gegenüberlie­ genden Seite einen Anschlußstutzen zur Herstellung einer Verbindung zu einer Vakuumquelle auf. Von diesem horizonta­ len Absaugrohr zweigen radial senkrecht nach oben Abzweig­ stutzen ab, in die ein Absperrhahn eingeschaltet ist und die an ihrem oberen Ende so ausgebildet sind, daß sie den An­ schluß eines separaten Filtrationsgerätes der oben definier­ ten Art ermöglichen. Üblicherweise sind ungefähr zwei bis zehn Filtrationsgeräte auf einer solchen Vakuumfiltrations­ bank gleichzeitig einsetzbar.

Auf Grund ihrer übersichtlichen und bequemen Zugänglichkeit, ihrer großen Standfestigkeit, ihres geringen Raumbedarfs und ihrer nur geringen Einschränkung der Bewegungsfreiheit am Arbeitsplatz bringen solche Vakuumfiltrationsbänke insbeson­ dere an Routineuntersuchungsplätzen eine wesentliche Arbeits­ erleichterung mit sich. Nachteilig an diesen Vakuumfiltra­ tionsbänken ist jedoch, daß die Filtrate im zentralen Absaug­ rohr abgesaugt werden und dadurch verlorengehen.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist für Forschungsanwendungen eine Vakuumfiltrationsbank entwickelt worden (vgl. ebenfalls den vorstehend genannten Prospekt der Anmelderin), die nach Art eines Mehrfach-Saugtopfes ausgebildet ist. In einem topf­ artigen Unterteil, das über einen Anschlußstutzen mit einer Vakuumquelle verbindbar ist, stehen zehn separate Filtrat­ auffanggefäße. Der Topf ist mit einem Deckel verschließbar, auf den die separaten Filtrationsgefäße aufsetzbar sind und aus denen das abgesaugte Filtrat in die Auffanggefäße ab­ tropft. Nachteil dieser Vorrichtung ist vor allem, daß die Filtrationen nicht unabhängig voneinander, sondern nur gleichzeitig durchgeführt werden können. Nachteilig ist weiterhin, daß die Gefahr einer Filtratvermischung besteht, und zwar sowohl durch Versprühen und Verspritzen des Filtrats als auch über die Dampfphase.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumfiltrationsbank der ein­ gangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß unter Beibehaltung der Standfestigkeit, Übersichtlichkeit und Kom­ paktheit der Vorrichtung sowie unter Beibehaltung des wesent­ lichen Merkmals eines einzigen zentralen Anschlußstücks zur Verbindung der Vorrichtung mit einer Vakuumquelle und unter Beibehaltung des von Filtrationsgerät zu Filtrationsgerät unabhängigen Betriebes ein sauberes und separates Auffangen des Filtrats ermöglicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vakuumfiltrationsbank gemäß der Lehre des Patentanspruchs 1.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt also darin, zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe auf die Verwendung gebräuch­ licher Saugflaschen zurückzugreifen, diese in einem Trägergestell zu einer als Einheit handhabbaren Batte­ rie zusammenzufassen, in der eine zentrale Vakuumverteiler­ leitung integriert ist, so daß die gesamte Saugflaschenbatte­ rie nur über eine einzige Anschlußleitung mit der Vakuumquel­ le verbunden zu werden braucht. Von der zentralen Vakuumverteilerleitung führen mehrere Vakuumzweigleitungen ab, von denen jede zu einer Saugflasche führt und einen Absperrhahn aufweist. Dabei gewährleistet die Ab­ sperrbarkeit jeder einzelnen Vakuumzweigleitung vor dem Anschluß an die Saugflasche, daß das Filtrat aus jeder beliebigen einzelnen Saugflasche gesammelt und aufbereitet werden kann, ohne daß dazu in einem der anderen Filtrationsgerä­ te der Vakuumfiltrationsbank der Filtrationsvorgang unter­ brochen zu werden braucht.

Jede Saugflasche ist mit einem eigenen Filtrationsgerät derart ausgerüstet, daß beide über einen als Belüftungsventil fungierenden Absperrhahn miteinander verbunden sind.

Zur Stabilisierung der Standfestigkeit der Saugflasche in dem quaderförmigen Stativrahmen weist dieser vorzugsweise einen zur Bodenplatte und Oberseite oder Deckplatte paral­ lelen Zwischenboden auf, in dem konzentrisch und flächen­ deckungsgleich zu jeder der Öffnungen in der Oberseite des Stativrahmens weitere Öffnungen ausgebildet sind. Vorzugs­ weise weisen alle Öffnungen des Stativrahmens gleiche Ab­ messungen auf und sind insbesondere kreisrunde Öffnungen mit gleichem Durchmesser. Um bei dieser Ausbildung des Sta­ tivrahmens auch unterschiedlich dimensionierte Saugflaschen einsetzen zu können, ist die Vakuumfiltrationsbank vorzugs­ weise mit Reduzierringsätzen versehen, die eine schrittwei­ se Verringerung des lichten Durchmessers der Öffnungen er­ möglichen, und zwar insbesondere in gleicher Weise der Öffnungen in der Oberseite und gegebenenfalls im Zwischen­ boden des Stativrahmens. Jeder dieser Reduzierringe hat im wesentlichen die Form eines relativ dickwandigen Zylinder­ ringes, der an seinem oberen Rand einen Außenflansch trägt. Mit diesem Außenflansch liegt jeder der Reduzierringe ent­ weder auf der Oberfläche der Oberseite des Stativrahmens oder auf der Oberseite des Außenflansches eines radial außen umschließenden Reduzierringes auf. Insbesondere weisen vor­ zugsweise sämtliche Reduzierringe eines Satzes Außenflanscne mit ein und demselben Außendurchmesser auf.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Vakuumvertei­ lerleitung vorzugsweise eine Rohrleitung, insbesondere frei­ tragende formstabile Rohrleitung, die außerhalb des Stativ­ rahmens geführt und an seitlichen Verlängerungen oder Vor­ sprüngen der Seitenwände des Stativrahmens gehaltert ist. Die Halterung ist vorzugsweise als lösbare Halterung, ins­ besondere als Steckverbindung ausgebildet. Dies ermöglicht eine gute Zugänglichkeit der Vakuumverteilerleitung zu Rei­ nigungs- und Wartungszwecken.

Zur flexibleren Handhabung der Vakuumfiltrationsbank ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise auch zwischen der Saugflasche und dem Filtrationsgerät ein Ab­ sperrhahn eingeschaltet. Dabei können sowohl dieser Absperr­ hahn als auch der Absperrhahn in der Vakuumzweigleitung als Dreiwegehahn ausgebildet sein, über den die Vakuumflasche bei abgesperrter Vakuumzweigleitung und gegebenenfalls zu­ sätzlich abgesperrter Filtratzulaufleitung belüftet werden kann. Alternativ kann die Saugflasche jedoch auch über einen separaten Absperrhahn direkt belüftet werden.

Der Stativrahmen, die Vakuumverteilerleitung und die Absperr­ hähne bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Die Vakuumzweig­ leitung ist insbesondere flexibel, beispielsweise als Vakuum­ gummischlauch, ausgebildet.

Optimal ist jede Vakuumfiltrationsbank gemäß der Erfindung mit zwei bis zehn Filtrationsstationen ausgestattet.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbei­ spielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung und in Drauf­ sicht ein erstes Ausführungsbeispiel der Er­ findung;

Fig. 2 einen Schnitt nach II-II in Fig. 1; und

Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel in einem der Darstellung in Fig. 2 entsprechenden Schnitt.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Vakuumfiltrationsbank ist in der Fig. 1 schematisch in Draufsicht dargestellt. Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach II-II in Fig. 1, ebenfalls in schematischer Darstellung. Die in den Fig. 1 und 2 ge­ zeigte Vakuumfiltrationsbank besteht im wesentlichen aus einem Trägergestell, in dem mehrere Saugflaschen gehaltert werden, mit einer gemeinsamen Vakuumverteilerleitung (12, 12′), die ein Anschlußstück (19) zum Verbinden mit einer Vakuumquelle aufweist. Von dieser Vakuumverteilerleitung (12, 12′) führen mehrere Vakuum­ zweigleitungen (20, 21) derart ab, daß jede zu einer Saugflasche (5) führt. Jede der Vakuumzweigleitungen (20, 21) weist einen Absperrhahn (23) auf. Jede der Saugflaschen (5) ist über einen als Belüftungsventil fungierenden Absperrhahn (25) mit einem Filtrationsgerät (24) verbunden. Das Trägergestell ist ein liegend angeordneter und zumindest im wesentlichen quaderförmiger Stativrahmen 1 mit geschlossenem Boden 2. In der am Bo­ den 2 gegenüberliegenden Oberseite 3 sind mehrere Öffnungen 4, in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt fünf Öffnungen, nebeneinanderliegend ausgebildet. In jeder der Öffnungen 4 steht jeweils eine Saugflasche 5, die mit ihrem Boden auf dem Boden 2 des Stativrahmens 1 aufsteht. Der Innenrand der Öffnung 4 umschließt die Saugflasche 5 paßgenau (Fig. 3), um deren Stand zu stabilisieren. Im Fall von beispielsweise zylindrischen Saugflaschen 5 muß dabei der Durchmesser der Öffnungen 4 selbstverständlich so gewählt werden, daß er dem fertigungsbedingten Durchmessertoleranzbereich der Saugflaschen Rechnung trägt. Selbstverständlich kann der Innenrand der Öffnung 4 auch mit einem elastisch verformbaren Werkstoff ausgekleidet sein, beispielsweise einer Lippendichtung oder einer Klemmwulst, oder mit Federelementen ausgestattet sein, so daß auch innerhalb von Toleranzbereichen die eingesetzten Saugflaschen stets federnd oder klemmend ergriffen und gehaltert werden. Alle fünf Öffnungen 4 in der Oberseite 3 des Sta­ tivrahmens 1 weisen den gleichen Durchmesser auf.

Um in den relativ großen Einsatzöffnungen 4 auch Saugfla­ schen mit kleinerem Durchmesser sicher und fest stabilisieren und haltern zu können, ist für jede Öffnung 4 ein jeweils nach Bedarf einsetzbarer Satz von Reduzierringen 6, 7 (Fig. 2) vorgesehen, mit dem der lichte Durchmesser der Öffnung 4 reduziert werden kann. Jeder der Reduzierringe 6, 7 hat im wesentlichen die Form eines relativ dickwandigen flachen Zylinderringes 8 bzw. 9, an dessen oberem Rand ein kreis­ ringförmiger Außenflansch 10 bzw. 11 angeformt ist. Der Außenrand des zylindrischen Teils 8 des größten Reduzier­ ringes 6 des Satzes liegt paßgenau am Innenrand der Öffnung 4 in der Oberseite 3 des Stativrahmens 1 an. Dabei liegt der Außenflansch 10 des Reduzierringes 6 auf der Oberfläche der Oberseite 3 des Stativrahmens 1 auf und hält so den gesam­ ten Reduzierring 6 in der Öffnung. Der innere Reduzierring 7 ist in gleicher Weise ausgebildet und liegt mit dem Außenman­ tel seines zylindrischen Abschnitts 9 am Innenmantel des äuße­ ren Reduzierringes 6 paßgenau an. Der innere Reduzierring 7 ist mit seinem Außenflansch 11 auf der Oberfläche des Außen­ flansches 10 des äußeren Reduzierringes 6 abgestützt. Der Außenflansch 10 des äußeren Reduzierringes 6 und der Außen­ flansch 11 des inneren Reduzierringes 7 weisen den gleichen Außendurchmesser auf.

Die Vakuumverteilerleitung 12 ist als integriertes Bestandteil der Vakuumfiltrationsbank fest mit dem Stativrahmen 1 verbunden.

In dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Vakuumverteilerleitung 12 außerhalb des Stativrahmens 1 an seitlichen Verlängerungen 15 bzw. 16 der Seitenwände 13 bzw. 14 des Stativrahmens 1 befestigt. Die Befestigung ist als lösbare Klemmverbindung bzw. Steckver­ bindung ausgebildet. Ein mit einer umlaufenden Randnut versehe­ ner Steckblock 17 ist auf jeder Seite fest mit der als starres Rohr ausgebildeten Vakuumverteilerleitung 12 verbunden und in eine Ausnehmung 18 der Verlängerung 16 der Seitenwand 14 bzw. in eine entsprechende in den Figuren nicht dargestellte Ausneh­ nung in der Verlängerung 15 der Seitenwand 13 eingesteckt, de­ ren Rand nach Art einer Feder in die Randnut des Steckblocks 17 eingreift.

Bei dem in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist da­ gegen die Vakuumverteilerleitung 12′ als einstückig angeform­ ter Bestandteil des Stativrahmens 1 innenliegend ausgebildet.

Die Vakuumverteilerleitung 12′ (Fig. 3) ist ebenso wie die Vakuumverteilerleitung 12 (Fig. 1 und 2) einseitig ge­ schlossen ausgebildet. An dem gegenüberliegenden Ende ist ein Anschluß 19 für eine in den Figuren nicht dargestellte Vakuumquelle vorgesehen. Dieser Anschluß kann prinzipiell be­ liebiger Art sein, beispielsweise eine Flanschverbindung, eine Steckverbindung oder eine Schraubverbindung.

Von der Vakuumverteilerleitung 12 bzw. 12′ zweigen Vakuum­ zweigleitungen 20, 21 ab, in die jeweils ein Absperrhahn 23 eingeschaltet ist und die mit einem flexiblen Abschnitt 21, hier ein Vakuumschlauch aus Gummi, die Vakuumverbindung von der Vakuumverteilerleitung 12 bzw. 12′ zur Saugflasche 5 her­ stellen. Mit jeder der Saugflaschen 5 kann ein separates Fil­ trationsgerät 24 verbunden werden. Zwischen das Filtrations­ gerät 24 und die Saugflasche 5 ist ein Absperrhahn 25 einge­ schaltet. In dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Absperrhahn 25′ als Dreiwegehahn ausgebildet, der eine Belüftung der Saugflasche 5 ermöglicht. Statt dessen oder zu­ sätzlich kann selbstverständlich auch der Absperrhahn 23 in der Vakuumzweigleitung 20, 21 als Dreiwegehahn ausgebildet sein.

In der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise ist im Stativrahmen 1 zwischen dessen Oberseite 3 und dessen Boden 2 ein horizonta­ ler fester Zwischenboden 26 angeordnet. Dieser Zwischenboden 26 weist konzentrisch zu jeder der Öffnungen 4 in der Oberseite 3 des Stativrahmens 1 Öffnungen 27 auf, die jeweils den identi­ schen Querschnitt wie die Öffnungen 4 in der Oberseite 3 des Stativrahmens 1 haben. Sind in die Öffnung 4 der Oberseite 3 ein oder mehrere Reduzierringe 6, 7 eingesetzt, so sind entsprechende Ringe 6′ 7′ vorzugsweise auch in die jeweils ent­ sprechende Öffnung 27 des Zwischenbodens 26 eingesetzt, wo­ durch ein Maximum der Stabilisierung nicht nur der einzelnen Saugflasche 5, sondern des Gesamtsystems der Vakuumfiltra­ tionsbank erhalten wird.

Der Stativrahmen 1 mit allen seinen Teilen, die Reduzierrin­ ge 6, 7, die Vakuumverteilerleitung 12 mit allen ihren Teilen und die Hähne 23 und 25 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Die Saugflasche 5 besteht vorzugsweise aus Glas. Die Ausbil­ dung der nicht zur Vakuumfiltrationsbank gerechneten separa­ ten Filtrationsgeräte 24 ist prinzipiell beliebiger Art.

Claims (8)

1. Vakuumfiltrationsbank für die Vakuumfiltration einer Fluidprobe oder für die voneinander unabhängige und bei Bedarf auch gleichzeitige Vakuumfiltration mehrerer Fluidproben, die mehrere in einem Trägergestell gehalterte Saugflaschen besitzt, mit

• a) einer gemeinsamen Vakuumverteilerleitung (12; 12′), die ein Anschlußstück (19) zum Verbinden mit einer Vakuumquelle aufweist,
• b) mehreren Vakuumzweigleitungen (20, 21), von denen jede zu einer Saugflasche (5) führt und einen Absperrhahn (23) aufweist,
• c) einem Filtrationsgerät (24) für jede Saugflasche, welches mit letzterer über einen als Belüftungsventil fungierenden Absperrhahn (25, 25′) verbunden ist.

2. Vakuumfiltrationsbank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergestell aus einem zumindest im wesentlichen quaderförmigen Stativrahmen (1) mit geschlossenem Boden (2) und mehreren Öffnungen (4) in der dem Boden (2) gegenüberliegenden Oberseite (3) des Stativrahmens (1) zur Halterung der Saugflaschen (5) besteht.

3. Vakuumfiltrationsbank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Trägergestell zwischen dem Boden (2) und der Oberseite (3) des Stativrahmens (1) ein horizontaler fester Zwischenboden (26) angeordnet ist, der konzen­ trisch zu jeder Öffnung (4) in der Oberseite (3) des Stativrahmens (1) eine Öffnung (27) mit identischem Querschnitt aufweist.

4. Vakuumfiltrationsbank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß paßgenau in die Öffnungen (4; 27) in der Oberseite (3) und/oder im Zwischenboden (26) des Stativrahmens (1) mindestens ein Reduzierring (6, 7) zur Reduzierung des lichten Querschnittes eingesetzt ist.

5. Vakuumfiltrationsbank nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Reduzierringe (6, 7) ein Zylinderring (8, 9) ist, der an seinem oberen Rand einen Außenflansch (10, 11) trägt.

6. Vakuumfiltrationsbank nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumverteilerleitung eine Rohrleitung (12) ist, die an seitlichen Verlängerungen (15, 16) oder Vorsprüngen der Seitenwände (13, 14) des Stativrahmens (1) außerhalb des Stativrahmens gehaltert ist.

7. Vakuumfiltrationsbank nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Halterung der Vakuumverteilerleitung (12) an dem Stativrahmen (1) als lösbare Verbindung (17, 18), insbesondere Steckverbindung, ausgebildet ist und daß die Vakuumzweigleitungen (20, 21) zumindest teilweise flexibel sind.

8. Vakuumfiltrationsbank nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrhahn (23) in der Vakuumzweigleitung (20, 21) und/oder der Absperrhahn (25) zwischen der Saug­ flasche (5) und dem Filtrationsgerät (24) als Dreiwege­ hahn (25′) ausgebildet ist, über den die Saugflasche (5) wahlweise (a) mit der Vakuumverteilerleitung (12) bzw. mit dem Filtrationsgerät (24) oder (b) mit der Umgebungs­ atmosphäre verbindbar oder (c) absperrbar ist.