DE3313271A1

DE3313271A1 - Filter

Info

Publication number: DE3313271A1
Application number: DE19833313271
Authority: DE
Inventors: Mark Evan 48104 Ann Arbor Mich. Jackson; Attila 48176 Saline Mich. Vadnay; Monty Esmond 48106 Ann Arbor Mich. Vincent
Original assignee: Gelman Sciences Inc 48106 Ann Arbor Mich; Gelman Sciences Inc
Current assignee: Pall Corp
Priority date: 1982-04-16
Filing date: 1983-04-13
Publication date: 1983-10-27
Also published as: GB2119273A; FR2525118B1; DE3313271C2; GB8310232D0; GB2119273B; FR2525118A1; JPS58183918A; US4444661A; JPS6056525B2

Description

η· Il \Α/ Π LIl 3 12. April 1983

Dipl.-Ing. W. Uahike D-Hg./kr

Dipl.-Ing. H.-]. Lippert

Patentanwälte
Frankenforsler Straße 137
5060 Bergisch Gladbach 1

Gelman Sciences, Inc.

Ann Arbor, Michigan, V.St.A.

"Filter"

Die Erfindung betrifft einen wegwerfbaren, in Reihe schaltbaren Filter von der Art, die ein durch eine Filtermembran in eine Einlaß- und eine Auslaßkammer unterteiltes Gehäuse umfaßt, wobei die Filtermembran mit ihrem Umfang dicht mit dem Gehäuse verbunden ist.

Wegwerfbare, in Reihe schaltbare Filter bestehen im allgemeinen aus zwei aus organischem Kunststoff geformten Gehäuseteilen mit Umfangsflanschen, die dauernd dicht unter Zwischenschaltung des Umfanges der Filtermembran miteinander verbunden sind. Solche in Reihe schaltbare Filter können relativ billig gefertigt werden. Nach der Benutzung kann die Filtermembran jedoch nicht unbeschädigt zur Identifizierung und Analyse des auf dieser vom Filtern verbliebenen Materials entnommen werden..Zerlegbare, in Reihe schaltbare Filter, die ein Entnehmen der Filtermembran nach dem Filtern ermöglichen, sind

₃Q bekannt. Sie sind jedoch von kostspieliger Konstruktion und machen es unwirtschaftlich, diese nach nur einer Benutzung wegzuwerfen. Andererseits ist die Wiederbenutzung von solchen Filtern in gleicher Weise wegen der Reinigung unwirtschaftlich, die zwischen ,zwei Benutzungen erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter zu schaffen, der leicht zerlegbar ist, so daß die Filtermembran zur Identifikation oder Analyse des aus der Flüssigkeit während der Benutzung des Filters ausgefilterten Materials entnommen werden kann.

Gemäß der Erfindung umfaßt das Filtergehäuse zwei Formteile aus organischem Kunststoff mit zylindrisehen Seitenwänden, die in Anlage aneinander ineinandergeschoben sind und Stirnwände mit Ringflächen in der Nähe ihrer Peripherien. Die Filtermembran ist ^ mit ihrem Umfang zwischen die Ringflächen eingefügt,

wobei ein Dichtungsring aus nachgiebigem Material zwischen eine der Ringflächen und den Umfang der Membran derart eingefügt ist, daß dann, wenn die zylindrischen Seitenwände der Formteile ineinandergeschoben sind, der Umfang der Membran gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist. Ein verformbarer Ring aus organischem Kunststoff umgibt die ineinandergeschobenen Seitenwände der Formteile, um diese in ihrer zusammengefügten Lage zu halten, wobei die Membran vor und während des Filterns abgedichtet ist, der Ring aus organischem Kunststoff nach dem Filtern durch Verformen leicht abnehmbar ist, wo-" durch die Formteile auseinandergenommen und die

Filtermembran entnommen werden kann. Bei der bevorzugten, nachstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Ring aus organischem Kunststoff um 3Q die ineinandergeschobenen Seitenwände der Formteile als ein Abschlußschritt in der Herstellung des Filters herumgeformt. Ferner ist der Ring aus organischem Kunststoff bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel leicht verformbar gemacht, indem _g5 dieser aus mindestens einem und vorzugsweise aus

zwei diametral gegenüberliegenden Umfangsbereichen mit verringertem Querschnitt geformt ist, so daß derartige Umfangsbereiche leicht gestreckt oder zum Entnehmen des Ringes zerbrochen werden können. 5

Der Filter gemäß der Erfindung ist leicht zerlegbar; um die Filtermembran nach der Benutzung entnehmen zu können, ist jedoch von einer Konstruktion mit relativ geringen Kosten auszugehen, so daß er nach nur einer einzigen Verwendung ohne wirtschaftlichen Verlust weggeworfen werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile werden nachstehend anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Filters darstellt, erläutert. In dieser Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filters;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Filters;

Fig. 3 eine perspektivische, auseinander

gezogen dargestellte Ansicht des in Fig. 1 und 2 veranschaulichten Filters nach dessen Zerlegen und

_on Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht eines

Teiles des in Fig. 1 bis 3 dargestellten Filters.

Der Filter umfaßt zwei Formteile 2 und 4 aus vorzugsweise transparentem organischen Kunststoff. Der Formteil 2 hat eine zylindrische Seitenwand 6 und

eine axiale Stirnwand 8, die eine Flüssigkeitsdurchflußöffnung 10 in ihrer Mitte und eine Ringfläche 12 hat, die in der Nähe ihres Umfanges und konzentrisch zur Seitenwand 6 liegt. Die Durchflußöffnung 10 steht mit einem einstückig ausgebildeten Rohr 14 in Verbindung, das als Flüssigkeitsauslaß dient.

Der Formteil 4 hat ebenfalls eine zylindrische Seitenwand 16 und eine axiale Stirnwand 18 mit einer Durchflußöffnung 20 in der Mitte und einer Ringfläche 22 in der Nähe seines Umfanges und konzen- ** trisch zur Seitenwand 16, wobei die öffnung 20 mit

einem einstückig mit dem Formteil ausgebildeten Rohr 24 in Verbindung steht, das als Flüssigkeitseinlaß dient.

Die beiden Formteile sind zusammengefügt, indem die Seitenwand 6 des Formteils 2 in die zylindrisehe Seitenwand 16 des Formteiles 4 in Anlage an dieser eingeschoben ist. Eine Filterscheibe 26, beispielsweise eine poröse oder mikroporöse Membran, ist mit ihrem Umfang zwischen den Ringflächen 12 und 22 angeordnet, wobei ein nachgiebiger Dichtungsring 28 zwischen der Ringfläche 22 und dem

Umfang der Filterscheibe angeordnet ist. Der nachgiebige Dichtungsring, der vorzugsweise im Querschnitt rund ausgebildet ist, besteht aus einem relativ weichen verformbaren Elastomer und die FiI-terscheibe ist bis zu einer Nichtporosität verdichtbar. Bei dem dargestellten und beschriebenen Filter ist die zylindrische Wand 6 genügend weit in die zylindrische Wand 16 eingeschoben, um Druck auf den Dichtungsring und den Umfang der Filterscheibe auszuüben und diese bis zur Nichtporosität

zusammenzudrücken, wodurch die Filterscheibe dicht im Gehäuse angeordnet ist, wobei eine Seite des Einfangs der Filterscheibe flüssigkeitsdicht gegen die Ringfläche 12 gedruckt ist und der zusammengedrückte Dichtungsring eine flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen der Ringfläche 22 und der anderen Seite des Umfangs der Filterscheibe schafft. Ejne Ringnut 30 zwischen dei?zylindrischen Wand 16 und der Ringfläche 22 des Formteils 4 ist mit der zylindrischen Wand 16 fluchtend ausgebildet und kann die zylindrische Wand aufnehmen, wenn sie in die zylindrische Wand 16 ausreichend weit eingeschoben wird, um die Dichtung zu bewirken.

Der Formteil 2 weist eine Vielzahl von Rippen 32 auf, die in gleichen Abständen voneinander liegen und sich von der Durchflußöffnung 10 radial auswärts zur Ringfläche 12 erstrecken und als Träger der Filterscheibe dienen. Es ist klar, daß bei dieser dargestellten Ausführung die Filterscheibe, wenn dies gewünscht wird, so angeordnet werden könnte, daß deren Umfang an der Ringfläche 22 anliegen würde und der Dichtungsring 28 zwischen die Ringfläche 12 und den Umfang der Filterscheibe angeordnet sein könnte. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Formteil 4 sich radial erstreckende Rippen, wie die Rippen 32 des Formteils 2, die als Träger für die Filterscheibe dienen, wenn es gewünscht ist, die Filterscheibe mit ihrem Umfang gegen die Ringfläche

OQ 22 anstatt gegen die Ringfläche 12 zu legen, wie dies dargestellt ist. Bei einem solchen Filter würde das Rohr 14 nicht wie bei dem dargestellten als Flüssigkeitseinlaß und das Rohr 24 als Flüssigkeitsauslaß dienen.

Die Formteile 2 und 4 werden zusammen mit der Filterscheibe und dem Dichtungsring in der vorbeschriebenen zusammengefügten Lage durch einen verformbaren Ring 36 aus organischem Kunststoff gehalten. Bei der bevorzugten dargestellten Ausführungsform hat der Ring 36 einen zylindrischen axialen Mittelteil 38, der an den zylindrischen Wänden 16 und 6 anliegt, und sich radial einwärts erstreckende Flansche und 42, wobei der Flansch 40 an der Stirnwand 8 des Formteils 2 und der Flansch 42 an der Stirnwand 18 des Formteils 4 anliegt. Die zusammengefügten Formteile 2 und 4 sind in diesem, im wesentlichen C-förmig gestalteten Querschnitt des Ringes 36 schablonenartig gehalten. Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der Ring zwei diametral gegenüberliegende Bereiche 44 und von verringertem Querschnitt, wodurch eine leichte Verformung des Ringes durch Strecken oder Zerbrechen eines oder beider Teile 44 und 46 möglich ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht jeder der Teile verringerten Querschnittes aus einem Paar dünner, etwa zylindrischer Verschlußstücke 48 und 50, die etwa eine Länge von 1,6 mm haben. Der Spalt zwischen den gegenüberliegenden Wänden 52 und 54 der Umfangsteile, mit denen die Verschlußstücke verbunden sind, beträgt etwa 1,6 mm. Dies ermöglicht ein leichtes Dehnen oder Zerreißen der Verschlußstücke durch Einfügen einer Messerklinge oder einer Münze in den Spalt

₃Q und ein Auseinanderdrücken der Umfangsteile, wonach der Ring 36 in einfachster Weise abgenommen und die Formteile 2 und 4 zum Entnehmen der Filterscheibe voneinander entfernt werden können. Fig. 3 zeigt denF^lter in auseinandergenommener

_o_ Form nach dem Zerreissen der Verschlußstücke 48 00

und 50 an einer Seite des Ringes, was zur Defor-

ft Ό Λ λ *· η

3 J? f Λ 9 ft

mierung und zum leichten Entfernen des Ringes 36 führte. Dadurch, daß der Ring mit zwei diametral gegenüberliegenden dünnen Bereichen versehen ist, kann dann, wenn ein dünner Bereich zerrissen ist, der andere als ein Scharnier dienen, um das Deformieren und Abnehmen des Ringes weiter zu erleichtern. Durch Verwendung von zwei Verschlußstücken, die axial im Abstand voneinander angeordnet sind, nämlich eines in der Nähe eines axialen Endes des Ringes und das andere in der Nähe des anderen axialen Endes des Ringes, wird eine große Sicherheit gegen unerlaubte und unerwünschte vorzeitige Deformierung des Ringes erreicht, wobei dennoch ein leichtes Deformieren und Entfernen des Ringes ermöglicht wird, wenn dies gewünscht ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der Ring 36 an Ort und Stelle auf die zusammengefügten Formteile 2 und 3 aufgeformt. Das heißt, nachdem die Formteile mit der Filterscheibe und dem Dichtungsring zwischen diesen zusammengefügt sind, wird diese Einheit in eine nicht dargestellte Haltevorrichtung eingebracht, die die zylindrische Wand 36 genügend weit in die zylindrische Wand 16 eingeschoben hält, um die gewünschte Dichtung zu erlangen, und die einen Ring-Formhohlraum enthält, dessen innere Wand durch die peripheren Teile der Einheit gebildet ist, die mit dem Ring in Berührung

₃Q stehen. Der organische Kunststoff, aus dem der Ring geformt werden soll, wird dann in den Formhohlraum eingespritzt, wodurch der Ring an Ort und Stelle auf die Formteile aufgeformt wird. Die Gestalt des Formhohlraumes ist derart gewählt, daß

ης- die gewünschte Ringform geschaffen werden kann. Es

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ist klar, daß der organische Kunststoff, aus dem der Ring geformt wird, derart beschaffen sein sollte, daß er sich nicht mit dem organischen Kunststoff der Formteile verbindet und die Formtemperatur und die -zeit sollten so bemessen sein, daß die Formteile 2 und 4 während des Formvorganges des Ringes weder erweicht noch deformiert werden. Polyäthylen oder Polypropylen können besonders gut als organische Kunststoffe für den Ring und ein Acryl oder Polystyrol kann als organischer Kunststoff für die Formteile 2 und 4 gut. verwendet werden.

Claims

Dipl.-lng. W. Dahlke f 12· April 1983 DipUng. H.-J. Lippert D-Hg./kr Patentanwälte Frankenforster Straße 137 Bergisch Gladbach-J Gelman Sciences Inc. Ann Arbor, Michigan, V.St.A. Patentansprüche 10

1. Wegwerfbarer Filter mit einem Gehäuse,das zwei Formteile aus organischem Kunststoff, die je eine zylindrische Seitenwand, eine Stirnwand mit einer In der Nähe der Mitte der Stirnwand liegenden Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung und mit einer Ringfläche in der Nähe des Umfangs der Stirnwand konzentrisch zur zylindrischen Seitenwand umfaßt, wobei die zylindrischen Seitenwände der beiden Formteile, aneinanderliegend ineinandergeschoben sind, wobei eine Filterscheibe mit ihrem Umfang zwischen den Ringflächen der beiden Formteile angeordnet ist und ein Dichtungsring zwischen der Peripherie der Filterscheibe und einer der Ringflächen liegt, gekennzeichnet durch einen verformbaren Ring (36) aus organischem Kunststoff, der die ineinandergeschobenen Wände (6 und 16) der Formteile (2, 4) umgreift und die Formteile in zusammengefügtem Zustand hält, wobei die Seiten-

₃Q wände genügend ineinandergeschoben sind, um den Dichtungsring (28) zu verdichten und den Umfang der Filterscheibe (26) abzudichten, wobei der Dichtungsring (28) zwischen den Ringflächen (12, 22) liegt, wobei der verformbare Ring (36) durch Deformieren entfernbar ist, so daß die Formteile (2, 4) zum Entnehmen der Filterscheibe (26) voneinander

trennbar sind.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der verformbare Ring (36) aus organischem Kunststoff sich radial einwärts erstreckende Flansche (40, 42) an seinen axialen Enden aufweist, die an den Stirnflächen der Formteile (2, 4) anliegen.

IQ 3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (36) aus organischem Kunststoff an Ort und Stelle auf die ineinandergeschobenen zylindrischen Seitenwände (6, 16) der Formteile (2, 4) aufgeformt ist.

4. Filter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch

gekennzeichnet , daß der Ring (36) aus organischem Kunststoff mindestens einen die Deformierbarkeit des Ringes (36) ergebenden, im Querschnitt verringerten Umfangsbereich aufweist.

5. Filter nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (36) aus organischem Kunststoff zwei diametral gegenüberliegende, im Querschnitt te Umfangsbereiche umfaßt.