DE4313708A1 - Cross-flow filter - Google Patents

Cross-flow filter

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Abstract

A cross-flow filter having a shell (1) subdivided into two chambers (3, 4) by a filter sheet (2) having an influx surface (5), of which chambers the chamber (3) contiguous with the influx surface (5) contains a liquid to be filtered which can be run past the filter sheet (2) parallel to the influx surface (5). At least the liquid constituents wetting the influx surface (5) can be set into a periodically oscillating motion by an oscillator (6). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Querstromfilter mit einem durch eine Filterschicht mit einer Anströmfläche in zwei Kammern unterteilten Gehäuse, von denen die an die Anströmfläche angrenzende eine zu filtrierende Flüssigkeit enthält, die parallel zu der Anströmfläche über die Filterschicht hinwegführbar sind.The invention relates to a cross-flow filter with a through a filter layer with an inflow surface in two chambers subdivided housing, of which the flow surface adjacent contains a liquid to be filtered, which parallel to the inflow surface over the filter layer can be removed.

Ein solches Querstromfilter ist bekannt. Es gelangt bei der Blutwäsche lebender Menschen und Tiere zur Anwendung. Die Filterschicht wird dabei durch die Wandung von Kunst­ stoffrohren gebildet, die innenseitig von dem zu reinigen­ den Blut und außenseitig von einer Spülflüssigkeit um­ strömt sind. Der eigentliche Blutreinigungsvorgang beruht auf der Ausnutzung von Filtrations- und Konvektionsvorgän­ gen sowie auf der Ausnutzung osmotischer Effekte. Die Leistungsfähigkeit des bekannten Querstromfilters ist wenig befriedigend. Der Durchsatz ist am Beginn der Benutzung groß und nimmt durch die Ausbildung von Sekun­ därmembranen auf der Anströmfläche der Filterschicht exponentiell ab. Das bekannte Querstromfilter benötigt außerdem eine vergleichsweise große Anlaufdauer, bis die volle Leistungsfähigkeit nach Inbetriebnahme erreicht ist. Durch sich während der Benutzung auf der Anströmflä­ che ablagernde Blutbestandteile wird die Größe der Filter­ schicht reduziert und der Porendurchmesser verringert. Eine ausreichende Reinigung ist nicht möglich. Das be­ kannte Querstromfilter kann dadurch nur einmal verwendet werden.Such a cross-flow filter is known. It arrives at the blood washing of living people and animals. The filter layer is thereby through the wall of art fabric tubes formed to clean the inside of that around the blood and on the outside with a rinsing liquid are streaming. The actual blood purification process is based on the use of filtration and convection processes gene as well as on the use of osmotic effects. The Performance of the known cross-flow filter is unsatisfactory. The throughput is at the beginning of the Use large and picks up through the training of sekun intestinal membranes on the inflow surface of the filter layer exponentially. The known cross-flow filter is required also a comparatively long start-up time until the full performance achieved after commissioning is. By itself on the inflow surface during use Deposited blood components become the size of the filter layer reduced and the pore diameter reduced. Adequate cleaning is not possible. That be Known cross-flow filters can only be used once become.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Querstrom­ filter der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, daß sich bei einer verbesserten Leistungsfä­ higkeit eine Verkürzung der Anlaufdauer nach der Inbe­ triebnahme ergibt.The invention has for its object a cross flow Filters of the type mentioned at the beginning  develop that with an improved performance Ability to shorten the start-up period after the start drive results.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Querstrom­ filter der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausge­ staltungen nehmen die Unteransprüche bezug.This object is achieved with a cross flow Filters of the type mentioned with the characteristic Features of claim 1 solved. On advantageous Ausge events refer to the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Querstromfilter ist es vorgese­ hen, daß zumindest die die Anströmfläche benetzenden Bestandteile der zu filtrierenden Flüssigkeit durch einen Schwingungserreger in eine periodisch schwingende Bewegung versetzbar sind. Der Benetzungs- und der Filtrationsvor­ gang werden hierdurch begünstigt.In the case of the crossflow filter according to the invention it is provided hen that at least the wetting the inflow surface Components of the liquid to be filtered through a Vibration exciter in a periodically oscillating motion are relocatable. The wetting and filtration pre This favors gang.

Die schwingende Bewegung kann hin- und hergehender, kreisförmiger oder taumelnder Art sein. Insbesondere im letztgenannte Fall ergibt sich eine deutliche Steigerung der Leistungsfähigkeit.The swinging motion can be reciprocating, circular or tumbling. Especially in the latter case results in a significant increase performance.

Eine weitere Steigerung der Leistungsfähigkeit läßt sich erzielen, wenn sich die Anströmfläche vor und während der Durchführung des Filtrationsvorganges in einer im wesent­ lichen senkrechten Lage befindet. Der Anströmfläche anhaftende Gasbestandteile und schädliche Rückstände aus der Produktion, die das Erreichen der vollen Leistungs­ fähigkeit nach der Inbetriebnahme verzögern können, werden hierdurch besonders zügig ausgespült.A further increase in performance can be achieve if the inflow surface before and during the Carrying out the filtration process in one essentially vertical position. The inflow surface adhering gas components and harmful residues of production, which is achieving full performance ability to be delayed after commissioning thereby rinsed particularly quickly.

Der Schwingungserreger kann unmittelbar an der Filter­ schicht angeordnet sein um die erwünschte Relativbewegung der Flüssigkeitsbestandteile zu erzeugen. Dazu ist es erforderlich, die Filterschicht relativ beweglich in dem Gehäuse anzuordnen und mit diesem durch elastisch ver­ formbare Zwischenschichten zu verbinden. Der zur Erzeugung der schwingenden Bewegung erforderliche Energiebedarf wird hierdurch auf ein Minimum reduziert.The vibration exciter can directly on the filter be arranged around the desired relative movement of the liquid components. It is for that required, the filter layer relatively movable in the  Arrange housing and with this by elastically ver to connect formable intermediate layers. The one for generation the oscillating movement requires energy hereby reduced to a minimum.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe gelingt jedoch auch dann, wenn der Schwingungserreger an dem Gehäuse angeordnet ist. Der zur Erzeugung der peri­ odisch schwingenden Bewegung erforderliche Energiebedarf ist bei einer solchen Ausführung vergleichsweise höher. Durch den Wegfall der elastischen Aufhängung der Filter­ schicht besteht jedoch die Möglichkeit, das Querstromfil­ ter einfacher zu erzeugen als die vorstehend beschriebene Variante.The solution to the problem on which the invention is based succeeds even when the vibration exciter is on the housing is arranged. The peri required energy consumption is comparatively higher in such an embodiment. By eliminating the elastic suspension of the filter layer, however, there is the possibility of the crossflow fil ter easier to generate than that described above Variant.

Der Schwingungserreger kann auch ein flüssigkeitsgefülltes Bad an zumindest einer Stelle begrenzen, in dem das Gehäuse aufgenommen ist. Die periodische Schwingung läßt sich bei einer solchen Ausführung besonders einfach auf das betriebsbereite Gehäuse und die darin enthaltene Flüssigkeit übertragen, wenn dieses eine mittlere Dichte aufweist, die mit derjenigen der in dem Bad enthaltenen Flüssigkeit im wesentlichen übereinstimmt. Bei der Ver­ wendung von Kunststoffwerkstoffen für die Erzeugung der festen Bestandteile des Querstromfilters und von Wasser als Flüssigkeit in dem Bad läßt sich diese Bedingung für die meisten Anwendungen relativ einfach erfüllen. Durch eine Temperierung der in dem Bad enthaltenen Flüssigkeit besteht dabei die zusätzliche Möglichkeit, die Temperatur der behandelten Flüssigkeit feinfühlig auf ein bestimmtes Niveau zu bringen oder auf einem bestimmten Niveau zu halten. The vibration generator can also be a liquid-filled one Limit the bathroom at least in one place where the Housing is included. The periodic vibration leaves is particularly easy with such a design the operational housing and the one contained therein Transfer liquid if this is a medium density having that with that contained in the bath Liquid essentially coincides. When ver application of plastic materials for the production of solid components of the cross flow filter and water as a liquid in the bath, this condition can be used for meet most applications relatively easily. By a tempering of the liquid contained in the bath there is an additional possibility, the temperature the treated liquid sensitive to a specific Bring level or to a certain level hold.  

Bei der Blutwäsche lebender Menschen und Tiere gelangen üblicherweise Querstromfilter zur Anwendung, die von bestimmter Form und Größe sind und die nur ein einziges Mal verwendet werden. Auch derartige Querstromfilter können im Sinn der vorliegenden Erfindung benutzt werden, wenn der Schwingungserreger einen Bestandteil einer das Gehäuse aufnehmenden Stützvorrichtung bildet. Das Gehäuse kann dabei mittels einer Klemm- oder Schraubverbindung lösbar an der Stützvorrichtung festgelegt sein.In the blood washing of living people and animals Usually cross flow filters for use by are of a certain shape and size and they are only one Times. Such cross-flow filters can be used in the sense of the present invention if the vibration exciter is part of that Housing receiving support forms. The housing can by means of a clamp or screw connection be releasably attached to the support device.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn der Schwin­ gungserreger mit einem elektromotorischen Antrieb versehen ist, beispielsweise einem Tauch- oder Drehspulenantrieb. Die Verwendung elektromotorischer Antriebe, die zumindest einen Piezokristall enthalten, wird im Rahmen der vorlie­ genden Erfindung bevorzugt. Sie zeichnen sich durch eine geringe Baugröße bei hoher Leistungsdichte aus sowie durch die Möglichkeit einer besonders feinfühligen Ansteuerung.It has proven to be useful if the swine generator with an electric motor drive is, for example, a moving or moving coil drive. The use of electromotive drives, at least contain a piezo crystal, is part of the present preferred invention preferred. They are characterized by a small size with high power density the possibility a particularly sensitive control.

Der Schwingungserreger ist zweckmäßig mit einer variier­ baren Frequenz betreibbar, um resonanzüberhöhte Schwin­ gungsausschläge zu vermeiden und eine optimale Filterwir­ kung zu erzielen. Eine Verbesserung in dieser Hinsicht läßt sich erreichen, wenn der Schwingungserreger alterna­ tiv oder zusätzlich mit einer variierbaren Amplitude betreibbar ist.The vibration exciter is useful with a variier baren frequency operable to resonance-exaggerated Schwin avoid rashes and an optimal filter effect to achieve kung. An improvement in that regard can be achieved if the vibration exciter alterna tiv or additionally with a variable amplitude is operable.

Das erfindungsgemäße Querstromfilter eignet sich besonders gut für die Filtration von organischen Flüssigkeiten sowie für die Blutwäsche lebender Menschen oder Tiere. Ein wesentlicher Vorteil darin, daß die volle Leistungsfähig­ keit nach Inbetriebnahme schnell erreicht wird und über die gesamte Benutzungsdauer nahezu unveränderlich erhalten bleibt. Darüber hinaus entstehen keine festanhaftenden Anbackungen auf der Anströmfläche der Filterschicht. Reinigung und und Wiederverwendung sind dadurch problemlos möglich.The cross-flow filter according to the invention is particularly suitable good for filtration of organic liquids as well for the blood washing of living people or animals. A significant advantage in that the full performance speed is reached quickly after commissioning and over the entire service life preserved almost unchangeable  remains. In addition, there are no permanent adherents Caking on the inflow surface of the filter layer. Cleaning and reuse are therefore easy possible.

Eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Querstromfilters ist in der in der Anlage beigefügten Zeichnung längsgeschnitten dargestellt.An exemplary embodiment of the invention Cross flow filter is included in the attachment Drawing shown in longitudinal section.

Das Querstromfilter umfaßt ein Gehäuse 1 aus Kunststoff, welches für die Blutwäsche lebender Menschen oder Tiere bestimmt ist.The cross flow filter comprises a housing 1 made of plastic, which is intended for the blood washing of living people or animals.

Das Gehäuse 1 des Querstromfilters ist im wesentlichen hohlzylindrisch gestaltet. Es umschließt im Bereich der Stirnseiten die Kammern 3, welche untereinander durch Kunststoffrohre verbunden sind. Das im Bereich der Ein­ lauföffnung 9 in die untere Kammer 3 eintretende, zu reinigende Blut durchdurchströmt die gebündelt vorliegen­ den Kunststoffrohre und gelangt anschließend in die obere Kammer 3, bevor es das Gehäuse 1 über die Austrittsöff­ nung 10 verläßt.The housing 1 of the cross-flow filter is designed essentially as a hollow cylinder. It encloses the chambers 3 in the region of the end faces, which are connected to one another by plastic pipes. The entering in the lower opening 3 into the lower chamber 3 , blood to be cleaned flows through the bundled present the plastic tubes and then enters the upper chamber 3 before it leaves the housing 1 via the outlet opening 10 .

In der Zwischenzone zwischen den Kammern 3 sind die Kunststoffrohre in einer Kammer 4 aufgenommen, die in Richtung der eingetragenen Pfeile von einer Spülflüssigkeit durchströmbar ist. Diese tritt in die Kammer 4 durch die Eintrittsöffnung 11 ein und verläßt die Kammer 4 über die Austrittsöffnung 12. Die Kammern 3 und 4 sind voneinander durch die die Kunststoffrohre bildendenden, hohlzylindrisch gestalteten Filterschichten 2 getrennt. Ein Stoffaustausch zwischen den Kammern 3 und 4 kann nur durch die Filterschichten 2 hindurch erfolgen. In the intermediate zone between the chambers 3 , the plastic pipes are accommodated in a chamber 4 through which a flushing liquid can flow in the direction of the arrows. This enters the chamber 4 through the inlet opening 11 and leaves the chamber 4 via the outlet opening 12 . The chambers 3 and 4 are separated from one another by the hollow-cylindrical filter layers 2 forming the plastic tubes. A mass transfer between the chambers 3 and 4 can only take place through the filter layers 2 .

Das Gehäuse 1 ist an einer Stützvorrichtung 7 mittels einer elastischen Klammereinrichtung 13 lösbar festgelegt und durch einen elektromotorischen Tauchspulenantrieb 8 in eine in senkrechter Richtung periodisch hin- und her­ schwingende Bewegung versetzbar. Der Magnetkern der Tauchspule ist dazu auf einer Druckfeder abgestützt und gegen deren Kraft durch die Tauchspule bewegbar. Die Frequenz und Amplitude der schwingenden Bewegung sind durch eine in der Zeichnung nicht gezeigte Einrichtung zur elektrischen Aktivierung der Tauchspule veränderbar. Sie lassen sich durch einfach durchzuführende Versuche schnell auf einen Wert einstellen, bei dem sich eine optimale Filterleistung unter Vermeidung einer Schädigung des Blutes ergibt.The housing 1 is detachably fixed to a support device 7 by means of an elastic clamp device 13 and can be set in a periodically oscillating movement back and forth by an electromotive plunger coil drive 8 . For this purpose, the magnetic core of the moving coil is supported on a compression spring and can be moved through the moving coil against its force. The frequency and amplitude of the oscillating movement can be changed by a device for the electrical activation of the moving coil, not shown in the drawing. They can be quickly set to a value by means of simple experiments, at which an optimal filter performance results, while avoiding damage to the blood.

Claims (11)

1. Querstromfilter mit einem durch eine Filterschicht (2) mit einer Anströmfläche (5) in zwei Kammern (3, 4) unterteilten Gehäuse (1), von denen die an die Anströmfläche (5) angrenzende Kammer (3) eine zu filtrierende Flüssigkeit enthält, welche parallel zu der Anströmfläche (5) über die Filterschicht (2) hinwegführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die die Anströmfläche (5) benetzenden Bestandteile der Flüssigkeit durch einen Schwin­ gungserreger (6) in eine periodisch schwingende Bewegung versetzbar sind.1. Cross-flow filter with a housing ( 1 ) divided into two chambers ( 3 , 4 ) by a filter layer ( 2 ) with an inflow surface ( 5 ), of which the chamber ( 3 ) adjacent to the inflow surface ( 5 ) contains a liquid to be filtered which is parallel to the inflow surface (5) on the filter layer (2) away feasible characterized in that at least the flow surface (5) wetting components of the liquid supply pathogen by oscillations (6) are displaceable in a periodically oscillating movement. 2. Querstromfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schwingungserreger (6) an der Filter­ schicht (2) angeordnet ist.2. Cross-flow filter according to claim 1, characterized in that the vibration exciter ( 6 ) on the filter layer ( 2 ) is arranged. 3. Querstromfilter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeich­ net, daß der Schwingungserreger (6) an dem Gehäuse (1) angeordnet ist. 3. Cross-flow filter according to claim 1, characterized in that the vibration exciter ( 6 ) on the housing ( 1 ) is arranged. 4. Querstromfilter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeich­ net, daß der Schwingungserreger (6) ein flüssigkeits­ gefülltes Bad an zumindest einer Stelle begrenzt, in dem das Gehäuse (1) aufgenommen ist.4. Cross flow filter according to claim 1, characterized in that the vibration exciter ( 6 ) limits a liquid-filled bath at at least one point in which the housing ( 1 ) is accommodated. 5. Querstromfilter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeich­ net, daß der Schwingungserreger (6) einen Bestandteil einer das Gehäuse (1) aufnehmenden Stützvorrichtung (7) bildet.5. Cross-flow filter according to claim 1, characterized in that the vibration exciter ( 6 ) forms part of a housing ( 1 ) receiving support device ( 7 ). 6. Querstromfilter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserreger (6) mit einem elektromotorischen Antrieb (8) versehen ist.6. Cross-flow filter according to claim 1 to 5, characterized in that the vibration exciter ( 6 ) is provided with an electromotive drive ( 8 ). 7. Querstromfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der elektromotorische Antrieb (8) zumindest einen Piezokristall enthält.7. Cross-flow filter according to claim 6, characterized in that the electromotive drive ( 8 ) contains at least one piezo crystal. 8. Querstromfilter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserreger (6) mit einer variierbaren Frequenz betreibbar ist.8. Cross-flow filter according to claim 1 to 7, characterized in that the vibration exciter ( 6 ) can be operated with a variable frequency. 9. Querstromfilter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserreger (6) mit einer variierbaren Amplitude betreibbar ist.9. Cross-flow filter according to claim 1 to 8, characterized in that the vibration exciter ( 6 ) can be operated with a variable amplitude. 10. Verwendung des Querstromfilters nach Anspruch 1 bis 9 bei der Filtration von organischen Flüssigkeiten.10. Use of the cross flow filter according to claim 1 to 9 in the filtration of organic liquids. 11. Verwendung des Querstromfilters nach Anspruch 1 bis 9 bei der Blutwäsche lebender Menschen oder Tiere.11. Use of the cross flow filter according to claim 1 to 9 in the blood washing of living people or animals.
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