Mehrfachfiltergehäuse mit Verriegelungseinrichtung für Filterelemente.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrfachfiltergehause zur Filtration von Fluiden, das mit einer Verπegelungseinrichtung für Filterlemente ausgestattet ist
Mehrfachfiltergehause, die mit einer Vielzahl von Filter elementen wie Filterkerzen und Wickelmodule bestuckt sind, werden zum Beispiel zur Druckfiltration von Flüssigkeiten und Gasen benutzt Sind die Filterkerzen und Wickelmodule mit Filtermembranen als Filtermaterial ausgerüstet, können Mehrfachfiltergehause zur Abtrennung von unerwünschten Bestandteilen beispielsweise von Schadstoffen, wie Schwermetalhonen, Mikroorganismen aus Abwasser, Getränken, zur Aufkonzentπerung von Proteinen, zur Steπlfiltration in der Pharmaindustrie und so weiter benutzt werden Im Filtrationsbetπeb und bei Reinigungsoperationen sind die Filterelemente mechanischen Belastungen ausgesetzt Dabei wirken sich Verwindungen der aus Kunststoff bestehenden Filterelemente aus ihrer Langsachse heraus besonders gravierend aus, indem sie zu Beschädigungen an den Filterelemente einschließlich an den Filtermateπalien führen und diese unbrauchbar machen Derartige Verwindungen werden in erster Lime durch Stromungsturbulenzen, Druckstoße und Ruckspulungen verursacht Es ist bekannt, derartige Verwindungen der Filterelemente in Mehrfachfiltergehausen durch Verriegelungseinrichtungen zu verhindern So offenbart die SU-AI 17 54 157 ein Mehrfachfiltergehause mit einer Vielzahl von Filterelementen, die reinseitig von einer Grundplatte aufgenommen werden Oberhalb der Filterelemente befindet sich trubseitig eine plattenformige Anpreßvorrichtung, durch welche Regulierschrauben bis auf die Endkappen der Filterelemente herab hindurchgeführt werden, um diese zu verriegeln Die plattenformige Anpreßvorrichtung ist an einer zentralen Abstandshalterstange befestigt Mit dieser Verriegelungseinrichtung können auch Unterschiede in der Bauhohe der Filterelemente individuell mittels der Reguherschrauben ausgeglichen werden Nachteilig ist aber, daß sich die Filterelemente bei unterschiedlichen Temperaturen, beispielsweise
bei der Inline-Heißdampfsterilisation, in ihrer Lange nicht ausdehnen können, was zu Verwindungen und Beschädigungen der Filterelemente führen kann Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Verriegelungseinrichtung aus einer Vielzahl von Einzelteilen besteht, was mit einem hohen Zeitaufwand bei der Montage und Demontage der Filterelemente verbunden ist und daß zahlreiche Kanten und Hohlräume vorhanden sind, die sich schlecht reinigen lassen Eine solche Konstruktion entspricht nicht den allgemein anerkannten US- Vorschriften der FDA (Food and Drag Administration des U S Department of Health, Education and Weifare) und ist keine gemäß dieser Administration empfohlene GMP -Konstruktion (Good Manufacturing Practices) Sie ist als technische Losung unbefriedigend
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mehrfachfiltergehause mit einer Verriegelungseinheit für Filterelemente aus wenigen Bauteilen zu schaffen, bei dem eine Verwindung der Filterelemente verhindert, Toleranzen bezuglich der Bauhohe der Filterelemente akzeptiert und eine Ausdehnung der Filterelemente gesichert wird Die Verriegelungseinheit soll einfach und sicher zu handhaben sein Schwer zu reinigende Stellen sollen vermieden werden
Die Aufgabe wird durch die in den Hauptansprachen angegebenen Merkmale gelost Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden durch die Merkmale der Unteranspruche definiert
Das Mehrfachfiltergehause, das im wesentlichen aus einem Gehausedom und einer Gehausebasis mit einer Grundplatte besteht, verfugt über eine Verriegelungseinrichtung aus einer Abstandshalterstange und einer Zentrierplatte Das Mehrfachfiltergehause ist daruberhinaus mit Anschlüssen für eine Zu- und Abfuhr von Fluiden ausgestattet und nimmt eine Vielzahl patronenartiger Filterelemente, wie Filterkerzen oder Wickelmodule auf, die über bekannte Vorrichtungen an der Grundplatte aufgenommen und fixiert sind, derart, daß das Mehrfachfiltergehause in einen Trab- und Reinraum getrennt wird und das zu filtrierende Fluid durch Anlegen einer Druckdifferenz zwischen Trab- und Reinraum bestimmungsgemäß nur durch die Filtermateriahen der Filterelemente von dem einen in den anderen Raum gelangen kann Die Filterelemente weisen an ihrem der
Grundplatte abgewandten Ende Fuhrangsadapter auf, die einen geringeren Durchmesser haben als der Durchmesser der patronenartigen Filterelemente selbst und üblicherweise nach oben verjungend auslaufen Das Mehrfachfiltergehause kann in jeder Lage betrieben werden, es wird aber vorzugsweise so betrieben, daß die Filterelemente aufrecht stehen, das heißt, daß die Fuhrangsadapter nach oben zeigen
Erfmdungsgemaß besitzt die Zentrierplatte der Verriegelungseinrichtung eine Verπegelungsoffnung und wenigstens Offnungen zur Aufnahme der Filterelemente oder in einer alternativen Ausführangsform wenigstens Offnungen zur Aufnahme der Fuhrangsadapter der Filterelemente Die Abstandshalterstange ist mit einem Ende rechtwinklig und starr mit der Gehausebasis oder Grandplatte verbunden Sie verfugt über mindestens einen Bereich eines ersten Abschnitts und über mindestens einen Bereich eines zweiten Abschnitts mit einem Verπegelungsprofil In einer bevorzugten Ausführangsform der Erfindung ist der mindestens eine Bereich des ersten Abschmtts der Endabschnitt des freien Endes der Anstandshalterstange und beginnt oberhalb der Fuhungsadapter und endet innerhalb der oberen Hälfte, vorzugsweise des oberen Drittels der Filterelemente oder in einer alternativen Ausführangsform innerhalb des sich verjungenden Abschnittes der Fuhrangsadapter Der mindestens eine Bereich des zweiten Abschnittes mit dem Verπegelungsprofil erstreckt sich bis höchstens zur Hälfte, vorzugsweise zum Ende des oberen Drittels der Filterelemente In der alternativen Ausführangsform liegt die untere Begrenzung des Abschnitts mit dem Verπegelungsprofil mindestens in Hohe der Fuhrungsprofile dee Fuhrangsadapter der Filterelemente Die Abstandshalterstange greift nun mit dem freien Ende durch die Verπegelungsoffnung der Zentrierplatte derart, daß die Zentrierplatte in den Bereichen der ersten Abschnitte der Abstandshalterstange radial um die und axial entlang der Abstandshalterstange und in den Bereichen der zweiten Abschnitte mit dem jeweiligen Verπegelungsprofil in Verπegelungsstellung nur noch axial entlang der Abstandshalterstange über die Lange des verriegelten zweiten Abschnittes beweglich ist Bei der Montage wird die Zentrierplatte mit der Vemegelungsoffnung auf den ersten Abschnitt der Abstandshalterstange geschoben und so weit radial gedreht, bis ihre Offnungen die Fuhrangsadapter aufnehmen können Sie wird dann in axialer Richtung abgesenkt und mit dem Verπegelungsprofil der Abstandshalterstange verriegelt (arretiert) In Verπegelungsstellung ist eine rechtwinklige Ausrichtung der Filterelemente
bezuglich der Grundplatte gewahrleistet, wodurch der Gehausedom problemlos aufgesetzt und mit der Gehausebasis verbunden werden kann
In einer vorteilhaften Ausführangsform der Erfindung ist die Verriegelungsoffnung der Zentrierplatte in Gestalt einer Lochkontur aus einer kreisrunden Bohrung mit einem Ausbrach ausgestaltet, der eine geringere Breite besitzt als der Durchmesser der Bohrung Zur Verriegelung wird die Zentrierstange so in Richtung dieses Ausbruchs gedruckt, daß das Verπegelungsprofil der Abstandshalterstange formschlussig in den Ausbrach eindringt Der Ausbruch kann beispielsweise in Form eines Rechtecks, vorzugsweise mit abgerundeten Ecken ausgeführt sein Wenn sich die Abstandshalterstange entlang der Mittelachse des Mehrfachfiltergehauses erstreckt, ist es vorteilhaft wenn der Mittelpunkt des Ausbruchs auf dieser Achse egt und den Mittelpunkt eines Kreises bildet, den die Peripherie der Zentrierplatte mcht überschreitet Der Mittelpunkt des Ausbruchs bildet demnach den Mittelpunkt einer kreisförmigen Zentrierplatte und ihr Kreisbogen wird geringfügig kleiner ausgeführt als der Innenumfang des Mehrfachfiltergehauses Andernfalls wurde der Gehausedom mcht aufsetzbar sein oder die Zentrierplatte zumindest nicht waagerecht in das Mehrfachfiltergehause einbringbar sein
Dadurch, daß lediglich eine Verschiebung der Zentrierplatte in axialer Richtung möglich ist, können sich die Filterelemente axial ausdehenen, aber mcht verwinden Wenn die Zentπerplatte in der alternativen Ausführangsform nur die Fuhrangsadapter der Filterelemente aufnimmt, wird die Zentrierplatte dabei durch die sich in Längsrichtung ausdehnenden Filterelemente einfach nach oben geschoben
Weil in dieser Ausführangsform die untere Begrenzung des Abschnitts mit dem Verriegelungsprofil der Abstandshalterstange in Hohe des Fuhrangsprofils des Fuhrangsadapters des Filterelements mit der größten Bauhohe egt, die Lange des zweiten Abschmtts mit dem Verriegelungsprofil der Abstandshalterstange kleiner als die Hohe der Fuhrangsadapter der Filterelemente und der Durchmesser der Offnungen der Zentrierplatte zur Aufnahme der Fuhrangsadapter der Filterelemente großer als der Durchmesser der Fuhrangsadapter aber geringer als der Durchmesser der Filterelemente ist, spielen unterschiedliche Bauhohentoleranzen der Filterelemente keine Rolle
Beim Zusammenziehen der Filterelemente, zum Beispiel bei ihrer Abkühlung, sinkt die Zentrierplatte durch ihr Eigengewicht abwärts Die Zentrierplatte wird deshalb vorzugsweise aus Edelstahl gefertigt
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Zentrierplatte periphere Aussparungen und/oder Durchbrache auf Dadurch wird erreicht, daß das zu filtrierenden Fluids ungehindert beidseits der Zentrierplatte zirkulieren kann Die Aussparungen und Durchbrache wirken außerdem einem Aufschwimmen der Zentrierplatte entgegen, was bei starken Drackstόßen eintreten konnte Insbesondere bei Mehrfachfiltergehäusen mit mehr als zwei Filterelementen ist es vorteilhaft, die auf der Symmetrieachse der Lochkontur der Verriegelungsoffnung der Zentrierplatte angeordneten Offnungen zur Aufnahme der Fuhrangsadapter der Filterelemente als Langloch auszubilden Das erleichtert das Aufsetzen und Verriegeln der Zentrierplatte
Weiterhin ist es vorteilhaft, auf der Symmetrieachse der Lochkontur der Verriegelungsoffnung der Zentrierplatte einen Durchbrach an der Peripherie der Zentrierplatte anzuordnen und diesen Durchbrach vorzugsweise als Langloch auszuführen Durch die Ausführung des Durchbrachs als Langloch zirkuliert mehr Fluid beidseitig der Zentrierplatte Durch die Anordnung an der Peripherie dient seine mit der Kreisbahn der Zentrierplatte zusammenfallende äußerste Kante als zusatzliche Abstutzung der Zentrierplatte an der Innenseite des aufgesetzten Gehausedoms
Eine andere vorteilhafte Ausführangsform der Erfindung wird erhalten, wenn die Zentrierplatte bezuglich der Symmetrieachse der Lochkontur symmetrisch ausgestaltet ist Das erleichtert auch ungeübtem Personal den sicheren Einbau der Zentrierplatte der Verriegelungseinrichtung Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß in ein und demselben Mehrfachfiltergehause Filterelemente unterschiedlicher Typgroßen betrieben und verriegelt werden können Beispilesweise ist in einem Mehrfachfiltergehause, dessen Gehausedom für den Betrieb von 30"-Filterkerzen (" bedeutet Zoll) ausgelegt ist, auch der Betrieb und die Verriegelung von 20"- und/oder 10"-Filterkerzen möglich, oder in einem Mehrfachfiltergehause, dessen Gehausedom für den Betrieb mit 20 "-Filterkerzen ausgelegt ist, ist auch der Betrieb und die Verriegelung von 20"- und/oder 10"- Filterkerzen möglich Dazu wird, wenn nur eine einzige Typgroße verwendet wird, die
Zentrierplatte bis auf den entsprechenden Bereich des zweiten Abschnitts mit dem Vernegelungsprofil abgesenkt und verriegelt, der der Hohe der Typgroße der Filterelemente entspricht Wenn gleichzeitig mehrere Typgroßen an Filterelementen verwendet werden, wird eine Anzahl von Zentrierplatten verwendet, die der Anzahl der Typgroßen der Filterelemente entspricht und die hinsichtlich der Große ihrer Offnungen zur Aufnahme der Filterelemente und Fuhrangsadapter oder hinsichtlich ihrer Gestalt so ausgeprägt sind, daß jeweils eine der Zentrierplatten bis auf die Verriegelungshohe der jeweils kleineren Typgroße der Filterelemente abgesenkt und die letzte Zentπerplatte bis auf die Verreigelungshohe der größten Typgroße abgesnkt werden kann Mehrfachfiltergehause mit einer sehr großen Anzahl von Filterelementen werden mit mehreren Ab Standshalterstangen ausgerastet In die Zentrierplatte wird dann eine den Abstandshalterstangen entsprechende Anzahl von Offnungen eingebracht Dabei genügt es, wenn eine der Abstandshalterstangen mit dem Vernegelungsprofil ausgestattet ist Es ist aber auch möglich, für jede Abstandshalterstange eine gesonderte Zentrierplatte vorzusehen
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen naher erläutert Dabei zeigen Fig 1 einen Vertikalschnitt durch eine Ausführangsform eines erfindungsgemaßes Mehrfachfiltergehause und Fig 2 eine Ausführangsform einer erfindungsgemaßen Zentrierplatte in
Draufsicht
Gemäß Figur 1 besteht das Mehrfachfiltergehause 1 aus einer nicht naher zu betrachtenden Gehausebasis 2 mit Anschlüssen für die Zuführ von zu filtrierender Flüssigkeit 3 und für die Abfuhr von Filtrat 4, einem Gehausedom 5 mit Ent- oder Begasungseinheit, beziehungsweise Ent- oder Beluftungseinheit, 6 und Handgriffen (optional) 7. Eine Grundplatte 8 ist mit einer Vielzahl von patronenartigen Filterkerzen 9 einer einzigen Typgroße bestuckt, welche mit Fuhrungsadaptern 10 versehen sind Die Verπegelungseinπchtung besteht aus einer Abstandshalterstange 11 und einer Zentrierplatte 12 Die Zentrierplatte 12 nimmt die Fuhrangsadaper 10 auf Die Abstandshalterstange 11 ist mit ihrem einen Ende senkrecht mit der Gehausebasis 2 verbunden und hegt auf der Mittelachse des Mehrfachfiltergehauses 1 Die
Abstandshalterstange 11 besitzt drei Bereiche mit einem ersten Abschnitt 13, 13' und 13", davon an ihrem freien Ende einen ersten Abschmtt 13, und zwei Bereiche mit zweiten Abschnitten 14 und 14' mit jeweils einem Vernegelungsprofil 15, 15' In der dargestellten Ausführangsform der Erfindung beginnt der Bereich des ersten Endabschmtts 13 der Abstandshalterstange 11 oberhalb der Fuhrangsadapter 10 und endet innerhalb des sich verjungenden Abschnitts 16 der Fuhrangsadapter 10 und die untere Begrenzung des zweiten Abschnitts 14 mit dem Vernegelungsprofil befindet sich in Hohe der Fuhrangsprofile 17 der Fuhrangsadapter 10 der Filterelemente 9 Die Abstandshalterstange 11 ist mit dem freien Ende durch die Verriegelungsoffnung 18 der Zentrierplatte 12 geführt Die Zentrierplatte 12 ruht auf dem unteren Anschlag des zweiten Abschnitts 14 beziehungsweise auf dem Fuhrangsprofil 17 des Fuhrangsadapters 10 des Filterelements 9 mit der größten Bauhohe Die Zentrierplatte 12 war beim Aufsetzen im Bereich des ersten Endabscbmttes 13 der Abstandshalterstange 11 radial um die und axial entlang der Abstandshalterstange 11 beweglich und ist im Bereich des sich daran anschließenden zweiten Abschnitts 14 mit dem Vernegelungsprofil in Verπegelungsstellung nur noch axial entlang der Abstandshalterstange 11 beweglich Am Vernegelungsprofil 15' können Filterelemente von einer geringeren Typgroße verriegelt werden
In der in der Figur 2 dargestellten Ausführangsform der Erfindung besitzt die Zentrierplatte 12 Offnungen 19, 20 und 21, die zur Aufnahme der Fuhrangsadapter 10 vorgesehen sind Dabei ist zur Erleichterung der Ver- und Entriegelung die Öffnung 21 als Langloch ausgeführt Die Verriegelungsoffnung 18 hat eine schlussellochahnhche
Lochkontur aus einer kreisrunden Bohrung 22 mit einem zur Arretierung vorgesehenen
Ausbrach 23, der eine geringere Breite besitzt als der Durchmesser der Bohrung 22 Der Mittelpunkt des Ausbrachs 23 stellt den Mittelpunkt der Zentrierplatte 12 dar, deren äußerste peπphere Bereiche auf einem Kreisbogen liegen, der geringfügig kleiner ist als der Innenumfang des Mehrfachfiltergehauses 1 Die Verriegelungsoffnung 18 dient dazu, beim Aufsetzen der Zentrierplatte 12 die Abstandshalterstange 11 durch den kreisrunden
Teil 22 der Lochkontur zu führen, durch Drehen und Absenken der Zentrierplatte 12 die Fuhrangsadapter 10 mit den Offnungen 19 bis 21 zu erfassen und nach Erreichen des
Bereichs des zweiten Abschmtts 14 der Abstandshalterstange die Zentrierplatte 12 mit
ihrem Ausbruch 22 über das Verriegelungsprofil 15 der Abstandshalterstange 11 zu verschieben, wodurch die Verriegelung erreicht ist. Die Zentrierplatte 12 verfügt außerdem über einen als Langloch gestalteten Durchbruch 24, der mit seinem äußeren peripheren Bereich in Kontakt mit dem geschlossenen Gehäusedom 5 steht und die Verriegelung garantiert. Andernfalls läßt sich der Gehäusedom 5 nicht aufsetzen. In der dargestellten Ausführangsform der Zentrierplatte 12 befinden sich Öffnung 21, Durchbruch 24 und Verriegelungsoffnung 18 auf einer Achse S-A, die die einzige Symmetrieachse der Zentrierplatte 12 bildet. Durch diesen in Bezug auf jede andere Achse asymmetrischen Aufbau wird der korrekte und sichere Einbau der Zentrierplatte 12 auch durch wenig erfahrenes Personal unterstützt.
Liste der Bezugszeichen:
1 Mehrfachfiltergehause
2 Gehausebasis 3 Anschluß für die Zuführ von Fluiden
4 Anschluß für die Abführ von Fluiden
5 Gehausedom
6 Ent- und/oder Begasungseinheit
7 Handgriffe 8 Grundplatte
9 patronenartige Filterelemente
10 Fuhrangsadapter
11 Abstandshalterstange
12 Zentrierplatte 13 Bereich eines ersten Abbschnitts der Abstandshalterstange /(l 3', 13")
14 Bereich eines zweiten Abschnitts der Abstandshalterstange mit Vernegelungsprofil /(14')
15 Verriegelungsprofil /( 15 ' )
16 verjüngter Abschnitt der Fuhrangsadapter 17 Fuhrangsprofil der Fuhrangsadapter an den Filterelementen
18 Verriegelungsoffnung
19-21 Offnungen zur Aufnahme der Filterelemente oder der Fuhrangsadapter
21 Langloch der Offnungen zur Aufnahme der Filterelemente oder der Fuhrangsadapter 22 kreisrunde Bohrung
23 Ausbruch
24 Durchbruch als Langloch an der Periperie der Zentrierplatte