DE3205229A1 - Disposable filter - Google Patents
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Abstract
Description
Beschreibung: Description:
Die Erfindung betrifft einen insbesondere als Wegwerfeinheit gestalteten Filter aus Kunststoff, insbesondere zur Sterilfiltration von im Medizinbereich verwendeten Flüssigkeiten und Gasen, zur Filtration von Infusions-und Transfusionslösungen bzw. parenteralen Lösungen, von Flüssigkeiten im Dental- und Laborbereich, zur Sterilbe- und Sterilentlüftung von geschlossenen Behältnissen, Rohrleitungen und Schlauchsystemen im vorgenannten Bereich. The invention relates to a particularly designed as a disposable unit Filters made of plastic, in particular for sterile filtration of those used in the medical field Liquids and gases, for the filtration of infusion and transfusion solutions or parenteral solutions, from liquids in the dental and laboratory area, to sterile and sterile ventilation of closed containers, pipelines and hose systems in the aforementioned area.
Filter dieser Art sind relativ klein und je nach Einsatz-und Verwendungszweck kreise- oder topfförmig, bandförmig oder plattenförmig ausgebildet. Die erstgenannte Gattung ist bekannt durch die US-PS 3631654, US-PS 4113627 und DE-GM 7624215. Durch die US-PS 4265762 ist ein gürtelförmiger Medizinfilt~er bekannt, während die US-PS 4177149, GB-OS 2061125, DE-PS 1959679, DE-PS 2317750 und DE-OS 2745535 im wesentlichen rechteckige, flache, in sich steife oder in sich flexible Filtereinheiten beschreiben. Filters of this type are relatively small and depending on the application and intended use circular or pot-shaped, band-shaped or plate-shaped. The former Genus is known from US-PS 3631654, US-PS 4113627 and DE-GM 7624215. By US-PS 4265762 a belt-shaped medical filter is known, while US-PS 4177149, GB-OS 2061125, DE-PS 1959679, DE-PS 2317750 and DE-OS 2745535 essentially describe rectangular, flat, inherently rigid or inherently flexible filter units.
Zum Entfernen von Gaseinschlüssen in der Flüssigkeit bzw. To remove gas inclusions in the liquid or
auch in der Filtermembran selbst weisen die Gehäuseentlüftungsöffnungen auf, die durch hydrophobe Membranabschnitte abgedeckt sind. The housing ventilation openings also have in the filter membrane itself which are covered by hydrophobic membrane sections.
I Allen bekannten Ausführungen ist als Nachteil gemeinsam, daß die effektive Filterfläche im Verhältnis zu den Gehäuseabmessungen zu klein ist, um relativ große Fluidvolumina in relativ kurzer Zeit und mit relativ geringen Drücken bewältigen zu können. Versucht man, diese Bedingungen einzuhalten, werden zwangsläufig die äußeren Gehäuseabmessungen derart vergrößert, daß die Filter wieder nicht für bestimmte Einsatzzwecke optimiert sind.I A disadvantage of all known designs is that the effective filter area in relation to the housing dimensions is too small to relatively large volumes of fluid in a relatively short time and at relatively low pressures to be able to cope with. Trying to adhere to these conditions is inevitable the outer housing dimensions so enlarged that the filter again does not fit certain purposes are optimized.
Für bestimmte Anwendungszwecke werden die Filter einfach unmittelbar hinter dem Auslaß des Vorratsbehälters in das Leitungssystem eingeschaltet, für andere Anwendungsfälle werden die Filter unmittelbar vor dem Nadelauslaß eines Schlauchsystemes angeordnet und am Körper des Patienten festgelegt. For certain uses, the filters are simply instant switched on behind the outlet of the storage container in the line system, for other applications are the filters immediately before the needle outlet of a hose system arranged and fixed on the patient's body.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln ein für die eingangs erwähnten Anwendungsfälle optimiertes Filter zu schaffen, welches einerseits eine relativ kleie Baugröße hat und trotz seiner kleinen ufern Abmessung eine relativ große Filterfläche aufweist und dessen äußere Form so gestaltet ist, daß der Filter sowohl in allgemeinen Leitungssystemen als auch in Leitungssystemen Verwendung finden kann, die stellenweise am Körper eines Patienten festgelegt werden müssen. The invention is based on the object, with simple means to create an optimized filter for the applications mentioned at the beginning, which on the one hand has a relatively small size and despite its small dimensions has a relatively large filter surface and its external shape is designed in such a way that that the filter is used both in general pipe systems and in pipe systems Can find use that are set in places on the body of a patient have to.
Die Filtereinheit soll außerdem unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten einen einfachen und billigen Aufbau haben, so daß unter dem Gesichtspunkt einer gefahrlosen Einmalverwendung der Filter eine Wegwerfeinheit bilden kann. The filter unit should also be from a manufacturing point of view have a simple and cheap structure, so that from the point of view of a Safe single use of the filter can form a disposable unit.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 bzw. in Anspruch 2 und 3.angegebene Bauform gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved according to the invention by the in claim 1 or in Claim 2 and 3. specified design solved. Advantageous further training are in specified in the subclaims.
Der Erfindungsgedanke ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. The inventive concept is in a preferred embodiment explained in more detail with reference to the accompanying drawing.
Dabei zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht auf die Einzelteile, die zum Teil noch nicht miteinander verbunden sind, etwa in natürlicher Größe, Fig. 2 eine Seitenansicht des fertigen Filters etwa in natürlicher Größe, Fig. 3 einen Querschnitt durch den Filter nach der Schnittlinie 3-3 in Fig. 2 und Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Filter nach der Schnittlinie 4-4 in Fig. 1. It shows: Fig. 1 is a plan view of the items that are used for Part are not yet connected to each other, for example in natural size, Fig. 2 shows a side view of the finished filter approximately in natural size, FIG. 3 shows a Cross section through the filter along the section line 3-3 in FIGS. 2 and 4 Longitudinal section through the filter along section line 4-4 in FIG. 1.
Die in Fig. 1 und 2 etwa in natürlicher Größe dargestellte Filtereinheit hat die äußeren Abmessungen einer zum Stand der Technik gehörenden Filtereinheit, welche mit nur einem im Gehäuse untergebrachten Membranfilterzuschnitt eine effektive Filterfläche von 13 cm2 aufweist.The filter unit shown in Fig. 1 and 2 approximately in natural size has the external dimensions of a state-of-the-art filter unit, which is an effective one with only one membrane filter blank housed in the housing Has a filter area of 13 cm2.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung hat das Gehäuse bei einer Abmessung ohne die Anschlüsse von 42 x 65 x 13 mm und mit zwei übereinander angeordneten Filterelementen nach Fig. 3 und 4 eine effektive-Filterfläche von 50 cm2. Entsprechend günstig fallen die daraus resultierenden Filterleistungen aus.In the embodiment according to the invention, the housing has one dimension without the connections of 42 x 65 x 13 mm and with two filter elements arranged one above the other according to FIGS. 3 and 4 an effective filter area of 50 cm2. Fall accordingly cheap the resulting filter performance.
Das Gehäuse besteht z.B. aus Kunststoff und ist gebildet durch ein Oberteil 1 und Unterteil 2 mit einem Einlaß 3 und Auslaß 4. Die Menibranelemente 15 sind gebildet durch zwei Mernbranzuschnitte 5 und 5' und durch ein Stützgerippe 6, welches von den beiden Membranzuschnitten 5,5' abgedeckt und mit diesen in den Randbereichen leckdicht verbunden ist.The housing consists e.g. of plastic and is formed by a Upper part 1 and lower part 2 with an inlet 3 and outlet 4. The Menibran elements 15 are formed by two membrane blanks 5 and 5 'and by a supporting framework 6, which is covered by the two membrane blanks 5.5 'and with these in the Edge areas is connected leak-tight.
In der dargestellten Ausführungsform sind zwei solche Membranelemente 15 in dem Gehäuse angeordnet und mit diesem derart leckdicht verbunden, daß die von den Membranzuschnitten 5,5' abgedeckten Freiräume 7,11 der Membranelemente 15 die Einlaßkammer 16 von der Auslaßkammer 17 trennen und der Fluidfluß nur durch die Membranzuschnitte 5,5' hindurch erfolgen kann.In the embodiment shown, there are two such membrane elements 15 arranged in the housing and connected to it in such a way that the Free spaces 7, 11 of the membrane elements 15 covered by the membrane blanks 5, 5 ′ separate the inlet chamber 16 from the outlet chamber 17 and the flow of fluid only through the membrane blanks 5.5 'can be made through.
Das Stützgerippe 6 ist harfenähnlich aufgebaut bzw. hat die Form einer Roste oder eines Grills und besteht aus einer Vielzahl paralleler Längsrippen 8 und den davon gebildeten Frei räumen 7= wobei letztere in Auslaßkanäle 11 in der Querrippe 9 übergehen, die der Auslaßkammer 17 zugewandt ist.The support frame 6 is constructed like a harp or has the shape of a Grids or a grill and consists of a large number of parallel longitudinal ribs 8 and the vacancies formed therefrom 7 = with the latter in outlet channels 11 in the Pass over the transverse rib 9 facing the outlet chamber 17.
Die andere Querrippe 10 ist der Anströmseite bzw. dem Einlaß 3 zugewandt. Sämtliche Gehäuseteile sind im wesentlichten rechteckig aufgebaut, jedoch sind sämtliche Kanten strömungsgünstig abgerundet, so daß Luftblasen möglichst wenig Gelegenheit geboten wird, sich an Rauhstellen oder kapillaren Verengungen festzusetzen. Dies gilt auch für die Gestaltung des Stützgerippes 6. Aus dem gleichen Grund ist die Kontur des Stützgerippes im Querschnitt bikonvex ausgebildet bzw. die Seiten ränder laufen im Querschnitt keilförmig zu.The other transverse rib 10 faces the inflow side or the inlet 3. All housing parts are essentially rectangular, but all are Edges rounded off in a streamlined manner so that air bubbles have as little opportunity as possible it is advised to attach to roughness or capillary constrictions. this also applies to the design of the supporting framework 6. For the same reason, the Contour of the support structure formed biconvex in cross section or the side edges run in a wedge shape in cross-section.
Die Auslaßkanäle 11 sind ebenfalls relativ groß gehalten.The outlet channels 11 are also kept relatively large.
Dies gilt auch für die Freiräume 7 im Verhältnis zu den relativ schmalen Längsrippen 8. Hierbei ist jedoch ein Kompromiß zu schließen zwischen relativ breiten Freiräumen 7 zur guten Entlüftung einerseits und einer relativ schmalen Abstützung der Membran durch die Längsrippen 8 im Hinblick auf mögliche, die Membran belastende Drücke. Sind relativ kleine Drücke zu erwarten, wird man auf eine engmaschige Unterstützung verzichten können und mehr Wert auf eine schnelle und vollständige Entlüftung der Filtereinheit legen.This also applies to the free spaces 7 in relation to the relatively narrow ones Longitudinal ribs 8. Here, however, a compromise has to be made between relatively wide ones Free spaces 7 for good ventilation on the one hand and a relatively narrow support the membrane through the longitudinal ribs 8 with a view to possible stressing the membrane Press. If relatively small pressures are to be expected, close support is required can do without and more value on a quick and complete venting of the Place the filter unit.
Für die Verwendung als Filter mit Entlüftung der Einlaßkammer I kammer 16, z.B. als Infusions- und Transfusionsfilter, weist das Oberteil 1 zwei Durchbrechungen 12 auf, die stromabwärts möglichst weit vom Einlaß 3 entfernt, also etwa in der Nähe der Auslaßkammer 17 in der Einlaßkammer 16 angeordnet sind und durch zwei hydrophobe Entlüftungsmembranen 13 abgedeckt sind, wobei diese mit einem Dichtungskranz 14 leck dicht mit dem Oberteil 1 verbunden sind. For use as a filter with ventilation of the inlet chamber I chamber 16, e.g. as an infusion and transfusion filter, the upper part 1 has two openings 12, the downstream as far as possible from the inlet 3, so about in the Near the outlet chamber 17 are arranged in the inlet chamber 16 and by two hydrophobic Ventilation membranes 13 are covered, these with a sealing ring 14 are leak-tightly connected to the upper part 1.
Die in den Poren der mikroporösen Nembranzuschnitte 5,5', in den Freiräumen des Gehäuses befindlichen Lufteinschlüsse können bei der Inbetriebnahme des Filters sehr schnell durch den Auslaß 4 bzw. durch die Durchbrechungen 12 entweichen. The in the pores of the microporous membrane blanks 5,5 ', in the Free spaces in the housing can contain air pockets during commissioning of the filter escape very quickly through the outlet 4 or through the openings 12.
Die hydrophilen Membranzuschnitte 5,5' lassen nach ihrer Benetzung keine Lufteinschlüsse im Gehäuse mehr durch, so daß diese nur durch die Durchbrechungen 12 entweichen können. The hydrophilic membrane blanks 5.5 'leave after being wetted no more air inclusions in the housing, so that these only through the openings 12 can escape.
Ein solcher Zustand kann dann auftreten, wenn die einlaßseitige Zuführung kurzzeitig unterbrochen werden muß und durch Anhängen einer neuen Charge Luft auf der Einlaßseite eintritt. Such a condition can occur when the inlet-side feed has to be briefly interrupted and air is added by adding a new batch the inlet side.
Die Membranzuschnitte 5,5' können aus den verschiedensten Materialien gebildet sein, z.B. handelsübllche mikroporöse Membranfilter aus Kunststoff, Cellulose, engmaschige Gewebe, Filtervliese oder Filtertücher. Die Wahl der Membran richtet sich nach dem jeweiligen Einsatzzweck. The membrane blanks 5.5 'can be made from a wide variety of materials be formed, e.g. commercially available microporous membrane filters made of plastic, cellulose, close-meshed fabrics, filter fleeces or filter cloths. The choice of membrane is directed according to the respective purpose.
Bei Verwendung einer Filtermembran von 0,22 pm erfolgte sowohl auf der Eingangsseite als auch auf der Filtratseite die sofortige restlose Entlüftung. Bei der Filtration handelsüblicher Infusionslösungen, z.B. bei Onkovertin, wurde eine Filterleistung von 1170 ml/h, bei Glukose eine Filterleistung von 1800 ml/h und bei Normofundin eine Filterleistung von 3900 ml/h bei eine Filterfläche von 50 cm2 erreicht. Die ano gegebenen Werte zeigen, daß trotz kleiner Gesmtabmessungen des Gehäuses ausgezeichnete Filterleistungen nach dem erfindungsgemäßen Aufbau erreichbar sind. When using a filter membrane of 0.22 μm, both on the inlet side as well as on the filtrate side the immediate complete ventilation. When filtering commercially available infusion solutions, e.g. Onkovertin, a filter capacity of 1170 ml / h, with glucose a filter capacity of 1800 ml / h and with Normofundin a filter performance of 3900 ml / h with a filter surface of 50 cm2 reached. The values given above show that despite the small overall dimensions the housing excellent filter performance can be achieved according to the structure according to the invention are.
Anstelle der gezeigten und vorstehend beschriebenen Entlüftung der Einlaßkammer 16 nur in der Nähe der Auslaßkammer 17 kann selbstverständlich noch eine weitere Entlüftung 12,13 stromaufwärts in der Nähe des Einlasses 3 vorgesehen werden.Instead of the ventilation shown and described above Inlet chamber 16 only in the vicinity of outlet chamber 17 can of course still a further vent 12, 13 is provided upstream in the vicinity of the inlet 3 will.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist die Entlüftung durch einen hydrophoben, porösen (gesinterten) Bereich des Gehäuses gebildet. Der gesmte, die Einlaßkammer bildende Gehäusebereich kann aus einem solchen hydrophoben, porösen (gesinterten) Material, z.B. Kunststoff bestehen und damit insgesamt eine völlig lagenunabhängige Entlüftung für die Einlaßkammer 16 bilden. Dagegen ist der die Auslaßkammer 17 bildende Gehäusebereich einschließlich die damit dichtend verbundenen Stützgerippe 6 gas- und flüssigkeitsdicht ausgebildet, so daß auch bei Eindringen unsteriler Luft in die Einlaßkammer eine Kontamination wegen der trennenden Membranzuschnitte 5,5' in Richtung der Auslaßkammer 17 (Sterilseite) nicht erfolgen kann.In an embodiment not shown, the ventilation is through a hydrophobic, porous (sintered) area of the housing is formed. The whole, the housing area forming the inlet chamber can be made of such a hydrophobic, porous (sintered) material, e.g. plastic and thus a total of completely Form position-independent ventilation for the inlet chamber 16. On the other hand, that's the one The housing area forming the outlet chamber 17 including the areas sealingly connected therewith Support frame 6 gas- and liquid-tight, so that even in the event of penetration unsterile air in the inlet chamber contamination because of the separating membrane blanks 5.5 'in the direction of the outlet chamber 17 (sterile side) cannot take place.
Das Gehäuse kann entweder aus einem gasdichten Gehäusebauteil in Verbindung mit einem gasdurchlässigen Gehäusebauteil oder aus einem gasdurchlässigen (z.B. gesinterten Kunststoff) gebildet sein, dessen die Auslaßkammer 17 bildender Abschnitt durch einen Uberzug gasdicht präpariert ist.The housing can either be made up of a gas-tight housing component with a gas-permeable housing component or from a gas-permeable (e.g. sintered plastic) be formed, the outlet chamber 17 forming portion is prepared gas-tight by a coating.
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Also Published As
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