DE3202330A1 - Essentially symmetrically constructed two-part plastic filter housing - Google Patents
Essentially symmetrically constructed two-part plastic filter housingInfo
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Abstract
Description
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein im wesentlichen symmetrisch aufgebautes zweiteiliges Filtergehäuse aus Kunststoff mit einem Ein- bzw. Auslaßstutzeh in jedem Gehäuseteil, mit in jedem Gehäuseteil integrierter Filterabstützung für einen zwischen diesen angeordneten Flachfilterzuschnitt, dessen Peripherie mit mindestens einem Gehäuseteil leckdicht verbunden ist. Die beiden Gehäuseteile sind unter Einschluß des Flachfilterzuschnittes mindestens an der Peripherie leckdicht miteinander verbunden, wobei der Flachfilterzuschnitt die durch die Filterabstützungen gebildeten ein- und auslaßseitigen Fluidräume voneinander trennt.The invention relates to a substantially symmetrical structure two-part filter housing made of plastic with an inlet and outlet connector in each Housing part, with filter support integrated in each housing part for one between this arranged flat filter blank, its periphery with at least one Housing part is connected leak-tight. The two housing parts are included of the flat filter cut-out connected to one another in a leak-tight manner, at least at the periphery, whereby the flat filter blank contains the single and separates fluid spaces on the outlet side from one another.
Bei einem bekannten Filtergehäuse dieser Bauart (US-PS 3782083) besteht die Filterabstützung beider Gehäuseteile aus einer größeren Anzahl von radial ausgerichteten Rippen, die beidseitig den Flachfilterzuschnitt abstützen. Der innere Querschnitt der beiden Gehäusestutzen endet praktisch unmittelbar auf dem Flachfilterzuschnitt, welcher in diesem Bereich ohne ausrechende Abstützung ist. Dies kann dazu führen, daß bei hohem Flüssigkeitsdruck der Flachfilterzuschnitt in diesem Bereich eine überbeanspruchung erfährt und zwar unabhängig davon, ob der Fluidstrom von der einen. oder der anderen Richtung in das Gehäuse eingeleitet wird. Bei einem ähnlich aufgebauten Filtergehäuse (US-PS 2818178) ist die Filterabstützung im Bereich des Gehausezulaufstutzens mit einer Prallfläche ausgestattet, welche eine Beschädigung des Flachfilterzuschnittes verhindert; Bei einem anderen bekannten Filtergehäuse (US-PS 4113627) ist der Einlaufstutzen als Sackloch ausgebildet und einseitig in Richtung der dem Flachfilterzuschnitt vorgelagerten Verteilerkammer geöffnet.In a known filter housing of this type (US-PS 3782083) there is the filter support of both housing parts from a larger number of radially aligned Ribs that support the flat filter blank on both sides. The inner cross section the two housing nozzles ends practically directly on the flat filter blank, which is without adequate support in this area. This can lead to that at high liquid pressure the flat filter blank in this area a Overuse experiences regardless of whether the fluid flow from the one. or the other direction is introduced into the housing. With a similarly structured Filter housing (US-PS 2818178) is the filter support in the area of the housing inlet connector equipped with a baffle, which damages the flat filter blank prevented; In another known filter housing (US Pat. No. 4113627), the inlet nozzle is as Blind hole formed and on one side in the direction of the upstream of the flat filter blank Distribution chamber open.
Bei einem anderen bekannten Filtergehäuse (OE-AS 2809321) ist unterhalb des Einlaufstutzens eine Prallscheibe vorgesehen, welche in der Ebene des Flachfilterzuschnittes endet und welche von den als Rippen ausgebildeten Filterabstützung gehalten ist.Another known filter housing (OE-AS 2809321) is below of the inlet connection a baffle plate is provided, which is in the plane of the flat filter blank ends and which is held by the filter support designed as ribs.
Der von der Prallplatte abgedeckte Bereich ist praktisch ohne Strömungskanäle zum Abziehen des Filtrats, wenn der. Filter von der eigentlichen Auslaßseite her in Gegenrichtung vom Flüssigkeitsdruck belastet wird. Allen diesen voneinander geringfügig abweichenden Aisfühi~ungsformen ist gemeinsam, daß die den Flachfilterzuschnitt tatsächlich abstützende Fläche der radial verlaufenden Rippen relativ klein ist, so daß bei hohen Druckbelastungen die Gefahr besteht, daß dieMembran zu sehr in die Sektoren zwischen den Rippen einsackt und beschädigt wird.The area covered by the baffle plate has practically no flow channels to withdraw the filtrate when the. Filter from the actual outlet side is loaded in the opposite direction by the fluid pressure. All of these slightly different from each other The common feature of different designs is that they use the flat filter blank the actual supporting surface of the radially extending ribs is relatively small, so that at high pressure loads there is a risk that the membrane will become too tight the sectors between the ribs will sag and become damaged.
Weiterhin sind beide Gehäuseteile nicht für den druckbelasteten Fluidstrom in beiden Richtungen optimiert. Derartige Filter werden bei relativ kleiner Gesamtgröße als Spritzenvorsätze im Medizinbereich eingesetzt, wobei sie je nach Anwendungsfall entweder von der einen Seite oder von der anderen Anströmseite mit Flüssigkeit beschickt werden. Die Problematik als solche besteht jedoch auch bei Filtereinrichtungen größeren Durchmessers zur Filtration größerer Fluidmengen, wobei zwar in der Regel die Strömungsrichtung für das zu filtrierende Fluid feststeht aber der Flachfilterzuschnitt auch eine ausreichende Abstützung haben muß, wenn infolge eines Flüssigkeitsrückstaus von der Filtratseite her die Membran belastet wird.Furthermore, both housing parts are not for the pressurized fluid flow optimized in both directions. Such filters are relatively small in overall size used as syringe attachments in the medical field, depending on the application charged with liquid either from one side or from the other upstream side will. However, the problem as such also exists with larger filter devices Diameter for the filtration of larger amounts of fluid, although usually the direction of flow for the fluid to be filtered, however, the flat filter blank is also one sufficient Must have support if as a result of a backlog of liquid from the filtrate side forth the membrane is loaded.
Es ist zwar bekannt (US-PS 3658183) die Permeatseite eines Filtergehäuses durch konzentrisch angeordnete Kreisrippen mit benachbarten Kreiskanälen abzustützen, welche radial von Stichkanälen geschnitten sind, jedoch fehlt bei dieser bekannten Filterausführung der Schutz des Flachfilterzuschnittes im Bereich des Gehäusestutzens und der Flachfilterzuschnitt ist nur in einer Strömungsrichtung abgestützt.It is known (US-PS 3658183) the permeate side of a filter housing supported by concentrically arranged circular ribs with adjacent circular channels, which are cut radially by branch channels, but is missing in this known one Filter design the protection of the flat filter blank in the area of the housing connector and the flat filter blank is only supported in one direction of flow.
Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Filtergehäuse aus Kunststoff zu schaffen, welches einerseits eine möglichst großflächige Abstützung des Flachfilterzuschnittes gewährleistet, andererseits aber auch einen möglichst großflächigen Anteil an Stömungskanälen innerhalb der Abstützung aufweist, außerdem eine günstige Strömungsführung für den Betrieb des Filters in beiden Strömungsrichtungen hat und dessen Raumform so gestaltet ist, daß eine rationelle Herstellung der Gehäuseteile in Kunststoffmaterial ermöglicht wird.In view of this prior art, the task of the invention is to be found based on creating a filter housing made of plastic, which on the one hand a The largest possible support of the flat filter blank is ensured, on the other hand but also the largest possible proportion of flow channels within the Has support, also a favorable flow guidance for the operation of the Filter in both directions of flow and its spatial shape is designed in such a way that that enables an efficient production of the housing parts in plastic material will.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Filterabstützung auf der dem Flachfilterzuschnitt zugewandten Seite eine von einer Vielzahl von konzentrisch angeordneten Kreiskanälen unterbrochene ebene Fläche bildet, die Kreiskanäle durch mehrere radial verlaufende und im Gehäusestutzen endende Stichkanäle geschnitten sind, die Stichkanäle von der Peripherie zum Gehäusestutzen hin in ihrer Kanalhöhe ansteigen, der Gehäusestutzen mit seinem inneren Querschnitt dicht oberhalb der von den Kanalsohlen der Kreiskanält. gebildeten Ebene als Sackloch endet, die Stichkanäle in Bereich des Sacklochbodens das Sackloch zur Bildung von Verbindungsschlitzen teilweise anschneiden, der Sacklochboden innen den Fluidstrom in die Verbindungsschlitze ablenkenden kegeligen Strömungsteiler aufweist und jedes Gehäuse als einstückiges Kunststoffspritzteil ausgebildet ist, wobei die strömungstechnisch relevanten Bauteile beider Gehäuseteile in ihrer Formgebung weitgehend übereinstimmen. Die Kreiskanäle sind im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet, welche eine gute Führung des Permeats gewährleisten.This object is achieved according to the invention in that the filter support on the side facing the flat filter blank one of a large number of concentric arranged circular channels forms interrupted flat surface, the circular channels through cut several radially extending branch channels ending in the housing socket are, the branch channels from the periphery to the housing socket in their channel height increase, the housing connector with its inner Cross-section tight above the circular channel from the channel bottoms. formed level as a blind hole ends, the branch channels in the area of the blind hole bottom to form the blind hole Partially cut connecting slots, the bottom of the blind hole allows the fluid flow inside having conical flow dividers deflecting into the connecting slots and each Housing is designed as a one-piece plastic injection-molded part, the fluidic relevant components of both housing parts largely coincide in their shape. The circular channels are semicircular in cross section, which is a good Ensure guidance of the permeate.
In Kleinstabmessungen werden derartige Filter als Einwegfilter in der Medizintechnik als Spritzenvorsätze oder im Labor zur Reinigung und Sterilisation von Flüssigkeiten und Gasen eingesetzt. In größeren Ausführungsformen und größeren Filterflächen zur Filtration größerer Flüssigkeitsmengen ebenfalls im Medizinbereich oder Laborbereich verwendet. Als Flachfilterzuschnitt können aufgrund der Gehäuseform sämtliche üblichen Filtermaterialien, seien es Kunststoff-Netzwerke oder Gewebe, mikroporöse Membranfilter, Filtervliese und Kombinationen davon zwischen den beiden Gehäuseteilen eingesetzt werden. Die Verbindung und Abdichtung des Flachfilterzuschnittes mit den beiden Gehäuseteilen bzw. auch die Verbindung der beiden Gehäuseteile miteinander erfolgt durch übliche Verbindungstechniken wie Kleben, Verschweißen, Ultraschallverschweißen oder einfach durch Klemm- und Reibungskoppelung oder mit Hilfe von Einrastungen einzelner Bauteile bzw. durch Kombination derartiger Verbindungsmittel. Die einzelnen Verbindungstechniken sind in den eingangs erwähnten Druckschriften zum Stand der Technik abgehandelt.Small-scale filters of this type are used as disposable filters in in medical technology as syringe attachments or in the laboratory for cleaning and sterilization used by liquids and gases. In larger designs and larger ones Filter surfaces for the filtration of larger amounts of liquid, also in the medical sector or laboratory area. As a flat filter cut due to the shape of the housing all common filter materials, be it plastic networks or fabrics, microporous membrane filters, nonwovens, and combinations thereof between the two Housing parts are used. The connection and sealing of the flat filter blank with the two housing parts or the connection of the two housing parts to one another takes place by common connection techniques such as gluing, welding, ultrasonic welding or simply by means of clamping and friction coupling or with the aid of snaps individual components or a combination of such Lanyard. The individual connection techniques are given in the publications mentioned at the beginning dealt with the state of the art.
Der Erfindungsgedanke ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.The concept of the invention is based on one embodiment attached drawing explained in more detail.
Dabei zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch die Rotationsachse der noch nicht zusammengebauten Gehäuseteile mit einem dazwischen angeordneten Flachfilterzuschnitt nach der Schnittlinie 1-1 gemäß Fig. 2 und Fig. 2 eine Draufsicht auf das untere Gehäuseteil nach der Linie 2-2 in Fig. 1.1 shows a section through the axis of rotation of FIG Unassembled housing parts with a flat filter blank arranged in between according to the section line 1-1 according to FIG. 2 and FIG. 2, a plan view of the lower Housing part along line 2-2 in FIG. 1.
Die als Kunststoffspritzteile im wesentlichen symmetrisch aufgebauten Gehäuseteile 1 und 2 weisen je einen Gehäusestutzen 2 bzw. 4 auf, welche in ihrer äußeren bzw. inneren Form für die in der Medizin und Labortechnik üblichen Verbindungselemente mit Schlauchsystemen oder dergleichen ausgelegt sind. Die Filterabstützung 6 auf der dem Flachfilterzuschnitt 5 zugewandten Seite bildet eine von einer Vielzahl von konzentrisch angeordneten Kreiskanälen 7 unterbrochene ebene Fläche. Die Kreiskanäle 7 sind durch mehrere radial verlaufende und im jeweiligen Gehäusestutzen 2 bzw. 4 endende Stichkanäle 8 geschnitten. Die Stichkanäle 8 steigen von der Peripherie zum jeweiligen Gehäusestutzen 2, 4 hin in ihrer Kanalhöhe an, wodurch eine günstige Verteilung des Fluidstromes aus dem Gehäusestutzen 2 bzw. 4 in die Kreisklinäle 7 gewährleistet ist.The essentially symmetrically constructed plastic injection-molded parts Housing parts 1 and 2 each have a housing connector 2 and 4, which in their outer or inner shape for the connecting elements common in medicine and laboratory technology are designed with hose systems or the like. The filter support 6 on the side facing the flat filter blank 5 forms one of a large number flat surface interrupted by concentrically arranged circular channels 7. The circular channels 7 are through several radially extending and in the respective housing connector 2 or 4 ending branch channels 8 cut. The branch channels 8 rise from the periphery to the respective housing connector 2, 4 towards in their channel height, whereby a favorable Distribution of the fluid flow from the housing connector 2 or 4 into the circular channels 7 is guaranteed.
Der jeweilige Gehäusestutzen 2, 4 endet mit seinem inneren Querschnitt dicht oberhalb der von den Kanalsohlen der in Duerschnitt halbkreisförmig ausgebildeten Kreiskanäle 7 gebildeten Ebene als Sackloch 9.The respective housing stub 2, 4 ends with its inner cross section just above that of the canal soles which is semicircular in throat section Circular channels 7 level formed as a blind hole 9.
Die StichkanälE: 8 im Bereich des Sacklochbodens 12 schneiden das Sackloch 9 zur Bildung von Verbindungsschlitzen 10 teilweise an.The branch channels E: 8 in the area of the blind hole bottom 12 cut this Blind hole 9 to form connecting slots 10 partially.
Da der innere Durchmesser des Sackloches 9 aus Stabilitäts- und Raumgründen nur die Anordnung einer begrenzten Anzahl von Verbindungsschlitzen 10 zuläßt, ist der den Verbindungsschlitzen 10 in Richtung der Peripherie am nächsten liegende Kreiskanal 7' mit seiner Kanalsohle etwa bis zur äußeren Höhe der Verbindungsschlitze 10 vertieft.Since the inner diameter of the blind hole 9 for reasons of stability and space only allows the arrangement of a limited number of connection slots 10 is the one closest to the connection slots 10 in the direction of the periphery Circular channel 7 'with its channel bottom approximately up to the outer height of the connecting slots 10 deepened.
Durch den vertieften Kreiskanal 7' werden sämtliche Stichkanäle 8 unmittelbar hinter den Verbindungsschlitzen 10 strömungsmäßig kurzgeschlossen, wodurch eine gleichmäßige Strömungsverteilung über die gesamte Fläche des Flachfilterzuschnittes 5 gewährleistet ist.All branch channels 8 short-circuited immediately behind the connection slots 10 in terms of flow, whereby an even flow distribution over the entire surface of the flat filter blank 5 is guaranteed.
Der Sacklochboden 12 weist einen den Fluidstrom in die Verbindungsschlitze 10 ablenkenden kegeligen Strömungsteiler 11 auf, welcher sowohl die Strömungsführung des einfließenden Fluids als auch im anderen Gehäuseteil die Strömungsführung des ausfließenden Fluids begünstigt und Stauzonen im Bereiche des Sackloches 9 vermeidet.The bottom 12 of the blind hole has a fluid flow into the connecting slots 10 deflecting conical flow divider 11, which both the flow guide of the inflowing fluid as well as in the other housing part the flow guidance of the favors outflowing fluids and avoids congestion zones in the area of the blind hole 9.
Die Verbindung der beiden Gehäuseteile 1 und 3.The connection of the two housing parts 1 and 3.
untereinander bzw. unter Einschließung des Flachfilterzuschnittes 5 erfolgt wie eingangs erwähnt durch die zum Stand der Technik gehörenden Verbindungsmittel und Verbindungsmethoden.with each other or with the inclusion of the flat filter blank 5 takes place, as mentioned at the beginning, by the connecting means belonging to the prior art and connection methods.
Da die Gesamtsteifigkeit der beiden Gehäuseteile 1 und 3 gegen ein Divergieren der beiden Gehäuseteile 1 und 3 in Richtung der Rotationsachse lediglich durch die wenigen Stichkanäle 8 beeinflußt wird, eignet sich die beschriebene und gezeigte Raumform der beiden Gehäuseteile 1 und 3 auch sehr gut für Filterdurchmesser, die über 50 mm liegen und noch als Kunststoffspritzteile wirtschaftlich herstellbar sind. Als Kunststoffmaterial können alle handelsüblichen und für den jeweiligen Einsatz des Filters und für die jeweils gewählte Verbindungsmethode der Gehäuseteile geeignete Kunststoffe gewählt werden.Since the overall rigidity of the two housing parts 1 and 3 against a The two housing parts 1 and 3 only diverge in the direction of the axis of rotation is influenced by the few branch channels 8, the described and is suitable Shown three-dimensional shape of the two housing parts 1 and 3 also very good for filter diameters, which are over 50 mm and can still be produced economically as plastic injection-molded parts are. As a plastic material, all commercially available and for the respective Use of the filter and for the selected connection method of the housing parts suitable plastics are selected.
Um bei größeren Gehäusedurchmessern ein Divergieren der beiden Gehäuseteile 1 und 3 bei Druckbelastung bzw. ein Auseinanderwölben des mittleren Gehäusebereiches zu verhindern, weist das eine Gehäuseteil 1 oder 3 eine auf der dem Flachfilterzuschnitt 5 zugewandten Seite angeordnete, gestrichelt angedeutete Nase 13 auf, deren durch Ultraschallverschweißung verflüssigtes Kunststoffmaterial beim Verbinden der beiden Gehäuseteile 1 und 3 den Flachfilterzuschnitt 5 in diesem Bereich durchsetzt, sich mit dem Kunststoff des gegenüberliegenden Gehäuseteiles vereinigt und den durchsetzten Flachfilterzuschnitt 5 an dieser Stelle gleichzeitig leckdicht zwischen den beiden Gehäuseteilen 1 und 2 einklemmt oder je nach Material integriert. Im Zentralbereich ist somit ein beide Gehäuseteile 1 und 3 verbindender Zugaufnehmer gebildet, der ein Divergieren derselben in Richtung der gedrehten Rotationsachse verhindert.In order to prevent the two housing parts from diverging in the case of larger housing diameters 1 and 3 with pressure load or a bulging of the middle housing area To prevent this, one housing part 1 or 3 has one on the flat filter blank 5 facing side arranged, indicated by dashed lines nose 13, whose through Ultrasonic welding of liquefied plastic material when joining the two Housing parts 1 and 3, the flat filter blank 5 penetrates in this area united with the plastic of the opposite housing part and the interspersed Flat filter blank 5 at this point at the same time leak-tight between the two Housing parts 1 and 2 clamped or integrated depending on the material. In the central area is thus formed a two housing parts 1 and 3 connecting the tension transducer prevents the same from diverging in the direction of the rotated axis of rotation.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
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Owner name: SARTORIUS AG, 3400 GOETTINGEN, DE |
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| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |