DE2244658A1

DE2244658A1 - Gehaeusefilteranordnung

Info

Publication number: DE2244658A1
Application number: DE2244658A
Authority: DE
Inventors: David Rosenberg
Original assignee: Pall Corp
Current assignee: Pall Corp
Priority date: 1971-09-16
Filing date: 1972-09-12
Publication date: 1973-03-22
Also published as: CA980269A; FR2152982A1; JPS4837992A; FR2152982B1; SE398971B; BE788210A; GB1372790A; DE2244658B2; US3815754A; DE2244658C3; AU4564572A; JPS5241598B2; IT966010B; AU465463B2

Description

G 48 552

Firma PALL CORPORATION, Glen Cove, New York·, USA

Gehäusefilteranordnung,

Die Erfindung betrifft eine abnehmbare Gehäusefilteranordnung mit einem wenigstens zwei Strömungsmittel-Durchtrittsöffnüngen aufweisenden Gehäuse.

Ein Filter für medizinische Anwendungsfälle muß vor der Benutzung absolut steril gemacht werden können. Um komplizierte Reinigungs- und Sterilisierungsmaßnahmen nach dem Gebrauch zu vermeiden, ist es erwünscht, daß der Filter nach der Benutzung abgenommen und weggeworfen werden kann. Der Aufbau eines Filterelements, das sowohl billig .genug ist:, um fortgeworfen werden zu können, als auch über eine ;iunreLohend lange Zeit in einem Autoklaven behandelt werden kann, um fr, vollständig steril zu machen, und zwar ohne die Ii trömungsmitteldichtungen zu beeinträchtigen, die StrömungsrnLttf'l-Leitungsverbindungen zu versetzen oder die Porengrößf..· des FiIt:r:relements zu ändern, ist eine bisher noch nicht beherrschte Schwierigkeit. Die Filterausführung muß se für dir- billige Massenproduktion geeignet und

309812/0893

BAD ORIGIN/«.

unter dem Gesichtspunkt der Erzielung zuverlässiger Strömungsmittel- dichter und Mikroorganismen-dichter Verschlüsse und Dichtungen relativ betriebssicher sein. Besonders wichtig ist die vollständige Erfüllung dieser Bedingungen im Falle von Filtern, welche zur Filtrierung von Blut und zur Steuerung der einem Patienten zugeführten Flüssigkeiten oder Gase verwendet werden.

Von ebenfalls beträchtlicher Bedeutung - wenn auch nicht unabdingbare Voraussetzung - ist, daß das Filterelement bei kompakter, raumsparender Ausführung eine hohe Durchflußmenge bei niedrigem Druckabfall beherrscht. Dies ermöglicht die Handhabung oder Zirkulation von Strömungsmitteln ohne übermäßige Leitungsdrücke und vermeidet den Verlust von medizinischen oder Körper-Strömungsmitteln, die nach der Filterbenutzung im Filter aufgehalten bzw. gestaut sind. Durch die obengenannte Bedingung wird außerdem die Verwendung des Filters in einem System ermöglicht, mit dem nur geringe Mengen von Flüssigkeiten oder Gasen übertragen oder zur Verfügung gestellt werden.

Diese Bedingungen machen die Herstellung des Filters und insbesondere des Gehäuses aus Metallteilen schwierig, wenn auch die Verwendung von metallischen Filterelementen nicht ausgeschlossen ist, und zwar teilweise wegen der ziemlich hohen Kosten von Metallen und teilweise wegen ihrer schwierigen und aufwendigen Herstellungsweise, insbesondere bei gedrängter Bauweise der Filteranordnung. Wenn jedoch Kunststoffteile verwendet werden, ist es ziemlich schwierig, den Filter so herzustellen, daß das Filterelement fest und zuverlässig abgedichtet im Gehäuse anneordnet ist, ohne daß die Möglichkeit besteht, daß Leckströme oder Mikroorganismen den Filter umgehen können, und daß der Filter im Verlauf von Sterilisationsprozessen ohne eine Entwicklung von Leckströmen in einem Autoklaven behandelt werden kann. Insbesondere stellt das Abdichten des Filterelements im Gehäuse besondere Probleme, welche auf die Schwierigkeit der Erhaltung der Zugänglichkeit zum im Gehäuse befindlichen Filterelement

309812/0893 bad or,_QINAL

während des Verbindens und Abdichtens zurückzuführen sind*

Demzufolge wurden abnehmbare bzw. wegwerfbare Filter bisher aus Kunststoff gefertigt, wobei die Filterelemente jedoch eine rohrförmige Ausbildung besaßen und die Rohrenden durch Endkappen geschlossen wurden, da eine derartige vollständige Filteranordnung, deren Zugang zum Filterelement von den Endkappen blockiert ist, leicht in einem Kunststoffgehäuse abgedichtet eingebaut werden kann· Diese Anordnung ist jedoch relativ kostspielig, da wenigstens zwei Arbeitsgänge, nämlich die Herstellunc des Filterelements und die Abdichtung des Filterelements in einen Gehäuse notwendig sind und ein dritter Arbeitsgang, nämlich die Herstellung des Gehäuses und dessen Abdichtung ebenfalls erforderlich werden kann. Der direkte und kostensparende Einbau des Filters in einem Gehäuse, und zwar frei von Leckströmen, hat bisher konstruktive Schwierigkeiten bereitet, und soweit derart! ge Filter überhaupt hergestellt werden konnten, waren sie zu teuer oder zu wenig zuverlässig, um entweder nach Benutzung fortgeworfen oder für medizinische Zwecke angewendet zu werden.

Erfindungsgemäß wird eine abnehmbare bzw. wegwerfbare Filteranordnung in Kastenform vorgesehen, wobei ein blattförmiges Filter element an seinen Seiten bzw. Rändern im Gehäuse gehalten ist und in dieser Weise in das Gehäuse eingebaut werden kann, da das Gehäuse während der Verbindungsarbeiten zugänglich ist. Dies« Ausbildung weist Bauteile zum Schließen der Zugangsöffnungen zum Gehäuse auf, wobei eine Strömungsmittel-dichte Verbindung zwischen dem Gehäuse und allen Seiten des Filterelements gewährleistet is so daß die Möglichkeit von Leckströmen durch das Filterelement innerhalb des Gehäuses ausgeschlossen ist. Die Konstruktion ermöglicht die Verwendung von Kunststoff für alle Teile der Filter anordnung, gegebenenfalls sogar für das Filterelement selbst, und macht es außerdem möglich, die Einzelteile der Filteranordming zu einem Teil zu integrieren. Die Filteranordnung läßt sich in Massenproduktion bei niedrigen Herstellungskosten fabrizieren so daß die Anordnung auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten

309812/0693

_ 4 —

als nach einmaliger Benutzung wegwerfbar angesehen werden kann.

Der abnehmbare Gehäuse- bzw. Kastenfilter zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß das Gehäuse wenigstens erste und zweite, im wesentlichen kanal- oder brückenförmige Gehäuse- ;eile aufweist, die eine nach zwei Seiten offene Gehäusekammer bilden und an zwei Seiten einander gegenüberliegende Seitenwände mit aufeinander passenden, zusammenstoßenden und dichtend miteinander verbundenen Abschnitten besitzen, daß Sich ein blattförmiges Filterelement, den Strömungsquerschnitt zwischen den Durchtrittsöffnungen überspannend, über die Gehäusekrimmer erstreckt, das an den gegenüberliegenden Seitenwandabschnitten an wenigstens einem der beiden Gehäuseteile gehalten ist, und daß die offenen Seiten der Gehäusekammer durch Seitenkappen abgedichtet sind, die mit den beiden Gehäuseteilen und mit den längs den offenen Seiten der Gehäusekammer verlaufenden Kanten des Filterelements verbunden sind, wobei das Filterelement von den Seitenkappen und den Gehäuseteilen an den Seiten gehalten und gegen das Gehäuse abgedichtet und in seiner die Gehäusekammer überspannenden Lage festgelegt ist, so daß das Strömungsmittel zwischen den Durchtrittsöffnungen vollständig durch das Filterelement strömen muß.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die gegenüberliegenden Seiten des Filterelements zwischen den zusammenpassenden Abschnitten der ersten und zweiten Gehäuseteile festgehalten, wobei die zusammenpassenden Abschnitte durch die Poren des Filterelements unter Bildung eines dichten Abschlusses integriert sind.

In bevorzugter Auεführungsform hat die abnehmbare bzw. wegwerfbare Filteranordnung eine würfelartige Kastenform mit im wesentlichen quadratische Seitenabmessungen. Jedoch kann auch irgendeine andere Kastenform verwendet werden.

309812/0893

Da die ersten und zweiten Gehäuseteile kanal- oder brückenförmig ausgebildet und an ihren Seiten zwischen den einander"gegenüberliegenden Seitenwänden des Kanals während des Zusammenbaus so lange offen sind, bis die Seitenkappen aufgesetzt sind, ist der Innenraum der zusammenpassenden Abschnitte uneingeschränkt zugänglich, um eine vollständige Abdichtung der zugehörigen Seiten des Filterelements zu gewährleisten, wenn die zusammenpassenden Abschnitte der Gehäuseteile miteinander verbunden werden. Die Karten des Filterelements, welche längs den offenen Kanalseiten verlaufen, werden sodann in einen dichten Verbund mit den Seitenkappen gebracht, die an den offenen Gehäuseseiten mit den ersten und zweiten Gehäuseteilen verbunden werden. Die Herstellung des dichten Verbunds zwischen den Kanten bzw. Seiten des Filterelements und den Kappen kann auf einfache Weise durch eine Querverbindung oder durch Vergießen der Kappen mit dem Filterelement erfölgea Im Ergebnis sind alle Seiten des Filterelements mit den Seiten des Gehäuses dicht verbunden, und zwar an zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit den Seitenkappen und an den beiden anderen gegenüberliegenden Seiten mit den ersten und zweiten Gehäuseteilen„ so daß das Strömungsmittel zwischen den Durchtrittsöffnungen vollständig durch das Filterelement strömen muß.

In der Zeichnung sind zwei bevorzugte Ausführungsfoeispiele der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines Kastenfilters, in der die zur Filteranordnung gehörigen Teile vor ihrem Zusammenbau dargestellt sind;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht auf die Filteranordnung gemäß Fig· Ij

Fig. 3 eine andere, teilweise geschnittene Seitenansicht auf die Filteranordnung gemäß Fig. 1 in RIchtung&uf. eine der Seitenkappenj

309812/0893

Fig. 4 eine teilweise geschnittene SeiVenansicht auf eine andere Ausführungsform der Gehäusefilteranordnung; und

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Gehäusefilteranordnung nach Fig. 4, gesehen in Richtung auf eine der Seitenkappen.

Die Filteranordnung nach den Fig. 1 bis 3 besteht aus einem Gehäuse 1 mit ersten und zweiten Gehäuseteilen 2 und 3, welche eine Strömungsmittel- bzw. Gehäusekammer 4 bilden. Eine Durchtrittsöffnung 5 ist an der Bodenseite des kanal- bzw. brückenförmigen Gehäuseabschnits 2,eine Durchtrittsöffnung 6 an der Bodenseite des Gehäuseabschnitts 3 vorgesehen. Diese Durchtritts öffnungen sind, wie zu sehen ist, koaxial zueinander angeordnet. Eine Durchtrittsöffnung dient äs Strömungsmitteleinlaß und die andere als Strömungsmittelauslaß; wenn das Filterelement 10 eine gewellte, blattförmige und auf den beiden gegenüberliegenden Seiten gleichartige Ausbildung hat, ist die Strömungsrichtung willkürlich. Der Gehäuseteil 2 weist innen einen Vorsprung oder eine Rippe 7 auf, die sich von einer Seite 8 zur anderen Seite 8^f erstreckt; der Gehäuseteil 3 hat eine ähnliche Innenrippe 11, welche von einer Seite 12 zu der anderen Seite 13 verläuft. Diese Rippen dienen zur Abstützung der Wellenbögen des als Filterelement dienenfen rechteddgen Filterblattes 10.

Jeder Gehäuseteil 2 und 3 hat eine im wesentlichen U- bzw. kanalförmige Ausbildung mit von einem Bodenteil 9 nach einer Seite vorspringenden, einanderjgegenüberliegenden Seitenwanden 8 und 8¹, welche den Kanal des Gehäuseteils 2 bilden, und von einem Bodenteil 14 nach einer Seite hin vorspringenden Seitenwanden 12 und 13, welche den Kanal des Gehäuseteils 3 bilden. Der Gehäuseteil 2 weist an jeder Seitenwand ein Paeir von Ausrichtfingern 15 auf, während der Gehäuseteil 3 auf jeder Seite zwei Paare von Ausrichtfingern 16 besitzt, zwischen denen ein Schlitz 17 gebildet 1st, in defl die Finger 15 passend eingreifen können. Diese Finger richten die Gehäuseteile 2 und 3

309812/0893

BAD ORIGINAL

bei deren Zusammenbau aufeinander aus. Die Seitenwände 12 und 13 stoßen mit ihren Enden gegen die Seitenwände 8 und β» und werden miteinander verschweißt, um die Gehäuseteile als ein Teil zusammenzuhalten. Zwei vom Gehäuseteil 3 vorspringende Glieder 20 und 21 verlaufen parallel, und an der Innenseite der Seitenwände 12 und 13 bis zur Innenwand des Gehäuseteils 2. Das Filterblatt 10 greift mit jedem seiner einander gegenüberliegenden Enden 22, 23 in zwischen den Seitenwänden 12, 13 und den benachbarten Gliedern 20, 21 gebildete Zwischenräume 24, 25. An den Stellen, an denen das Filterblatt 10 die Enden der Gliede 20, 2^ übergreift, wird es bei 26, 27 fest und dicht gegen die Innenseite des Gehäuseteils 2 gedrückt^Um?t diesen verbunden. Diese Verbindung wird durch Verschweißung der Glieder 20, 21 mit dem Gehäuseteil 2 durch die offenen Poren des Filterelements hergestellt,"wobei ein dichter Verbund an 26, 27 über die gesamte Länge der Seiten des Filters gebildet wird. Diese dichte Verbindung kann beispielsweise durch Ultraschallschweißung, durch Weichmachen mit einem Lösungsmittel oder durch Wärmeschmelzung erzielt \ί er den.

Filterelement 10 kann aus irgendeinem Filter-Blattmaterial bestehen. Das in der Zeichnung dargestellte Element ist aus Papier mit einer mit diesem haftend verbundenen mikroporösen Faserschicht hergestellt, und zwar entsprechend dem unter Beispiel 6 in der US-PS 3 573 158 angegeben Verfahren. Jedoch können auch Kunststoff- oder Drahtgeflechte bzw. -siebe,^z.B. Polyester-Maschenstoffe oder Geflechte bzw. Siebe aus korsionsbeständigem Stahldraht oder Epoxidharz getränktes Papier sowie andere Arten von blattförmigen Filterelementen verwendet werden. Das Filterelement ist ein quadratisches Hatt, das zur Vergrößerung der Oberfläche in dem begrenzten Raum der Strömungsmittel- bzw. Gehäusekammer 4 gewellt angeordnet ist, wobei die Wellenscheitel gegen die vorspringenden Rippen 7 und 11 der Gehäuseteile ? und 3 stoßen und von diesen in Stellung gehalten werden. Die Kanten 32 und 33 des Filterblattes verlaufen genau bis zu den Enden der Seitenwände 12 und 13.

309812/0893

BAD ORIGINAL

Die kareiformigen Gehäuseteile 2 und 3 sind an ihren Seiten offen und definieren, wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, in die Strömungsmittelkammer 4 des Gehäuses 1 führende Öffnungen 28 und 29. Die Öffnungen werden von Seitenkappen 30 und 31 abgeschlossen, welche mit den Gehäuseteilen 2 und 3 und darüber hinaus mit denjenigen Kanten 3 2 und 33 des Filterblatts 10 verbunden sind, die sich zwischen den zusammenpassenden Abschnitten 8, 8^f, 12 und 13 der Gehäuseteile längs den Öffnungen von einem zum anderen Ende erstrecken. Dadurch werden die anderen beiden Seitenkanten des Filterblattes gegen Leckströme geschlossen und der Stromfluß zwischen den beiden Stutzen 34 und 3! der Gehäusekammer 4 auf die Poren des Filterelements 1.0 beschränkt. Daher fließt das gesamte Strömungsmittel zwischen den Durchtrittsöffnungen 5 und 6 des Gehäuses 1 durch den Filter.

Der Zusammenbau des Gehäuse- bzw. Kastenfilters gemäß den Fig. 1 bis 3 geht wie folgt vor sich: Wie aus Fig. 1 zu sehen ist, haben die Seitenwände 8, 8', 12 und 13 der Gehäuseteile 2 und eine besondere Ausbildung, welche einen dichten Abschluß zwische den Gehäuseteilen nach deren Verbinden gewährleistet. Die einander gegenüberliegenden Seitenwände 8, 8' des Gehäuseteils 2 stoßen gegen ähnliche Seitenwände 12, 13 des anderen Gehäuseteil 3. Der Gehäuseteil 2 weist auf jeder Seite ein Paar von die Seitenwände ausrichtenden Fingern 15 und der Gehäuseteil 3 auf jeder Seite zwei Paare von Ausrichtfingern 16 auf, zwischen denen die Finger 15 aufgenommen werden, damit die das Filterblatt 10 in Stellung haltenden Gehäuseteile genau lagerichtig zusammengefügt werden.

Die Seitenwände 8, 8·, 12, 13 sind zunächst etwas länger als ihre gemeinsame Länge nach ihrem Verbund. Wenn die Gehäuseteile 2 und 3 zusammengea±zt werden, werden die Seitenwände 8, 8¹ in geeigneter Weise mit den Seitenwänden 1.2, 13 verschmolzen, wobei an den Stellen 36 (Fig. 2 und 3) eine Verbindung entsteht, die die beiden Gehäuseteile zu einem integralen Bauteil vereinigt. An der Innenweite der Seitenwände 12,

309812/0893 bad original

13 liegen im Gehäuseteil 3 die vorspringenden Glieder 20, 21, welche sich bis zu der Innenwand (bei 26 und 27) des Gehäuseteils 2 erstrecken»

Im zusammengebauten Zustand sind die Enden 22, 23 des gewellten Filterelements um die vorspringenden Glieder 20, 21 des Gehäuseteils 3 herum in die Zwischenräume zwischen den Seitenwänden 12, 13 und den vorspringenden Gliedern 20, 21 eingeschlagen, wo sie festgehalten werden. Sodann wird der Gehäuseteil 2 auf den Gehäuseteil 3 aufgepaßt und fest gegen das Filterblatt gedrückt, wobei das Filterblatt bei 26, 27 gegen die Kanten der vorspringenden Glieder 20, 21 gepresst und infolge des dichten Ineinandergreif ens zwischen der Innenwand des Gehäuseteils 2 und den Enden der Glieder 20, 21 fest in Stellung gehalten wird. Die vorspringenden Glieder 20, 21 werden sodann durch die Poren des Filterelements 10 bei 26, 27 mit der Wand des GehäusetelLs 2 integriert, wobei ein dichter Abschluß an den Verbindungsstellen zwischen diesen Teilen entsteht und beide Seitenwände des Filterelements dicht abgeschlossen werden. Die Seitenwände 8 und 8' des Gehäuseteils 2 können gleichzeitig oder danach ebenfalls mit den Seitenwänden 12 und 13 des Gehäuseteils 3 durch Verschmelzen z.B. durch Ultraschallschweißen verbunden werden, so daß die beiden Gehäuseteile 2 und 3 einen dichten Verbund haben, der Leckströme aus der FiIt er anordnung nach außen verhindert«.

Als nächstes werden die Seitenkappen 30, 31 im Bereich der in den Gehäuseteilen 2 und 3 verbliebenen Öffnungen 28, 29 mit den Gehäuseteilen und den Kanten 32, 33 des Filterelements verbunden, viodurch die Befestigung des Filterelements in der Strömungami ttel- bzw. Gehäusekammer ebenso wie die Abdichtung zwischej dem Filterelement und den vier Seitenwänden des Gehäuses abgeschlossen wird. Diese Verbindung kann beispielsweise mit Hilfe eines Klebstoffs oder einer Schmelze aus einem Klebstoff oder Harz oder durch eine andere Vergußzusammensetzung realisiert werden. Dor FiIherzusammenbau ist jetzt beendet und die FiIfceranordnung zur Verwendung bereit.

309812/0893

Die Pilteranordnung wird wie folgt betrieben. Das Strömungsmittel kann in jeder Richtung fließen. Es tritt beispielsweise durch die Durchtrittsöffnung 5 in den Gehäusekammerabschnitt 34 ein, fließt durch den Filter 10 in den Gehäusekammerabschnitt 35, von wo es aus den Gehäuse 1 durch die Durchtrittscf fnung β austritt.

Die Leitungsanschlüsse können an den Ein- bzw. Auslassen 5, 6 in irgendeiner gewünschten Weise vorgenommen werden. Für medizinische Zwecke können Luer-Verschlüsse bzw. -anschlüsse verwendet werden.

Die Filteranordnung nach den Fig. 4 und 5 besteht aus einem Gehäuse 40 mit ersten und zweiten Gehäuseabschnitten 41 und 42, in denen eine Strömungsmittel- bzw. Gehäusekammer 43 gebildet ist. Ein Strömungsmitteldurchlaß 44 befindet sich an der Boden-· Seite des k'analförmigen Gfhäuseteils 41, und ein Strömungsmitteldurchlaß 45 ist an der Bodenseite des Gehäuseteils 42 angeordnet. Es ist zu sehen, daß die Durchlässe koaxial angeordnet sind» Ein Durch!-iß dient als SLrömungsmittel-Einlaß und der andere als Strömungsmittel-Auslaß; da.'-· Strömungsmittel kann in jeder Richtung fließen, wenn das Filterelement 50 als gewelltes Blatt mit auf beiden Seiten gleicher Ausbildung vorgesehen ist. Der Gehäuseteil 4" weist einen Innenvorsprung oder eine Rippe auf, die sich von einer Seite 47 zur anderen Seite 48 erstreckt, und der Gehäuseteil 42 besitzt in ähnlicher Weise f.?ine Innenrippe 5k, die von dner S^ite 49 zu der anderen Seihe 51 ve&äuft. Diese Rippen dienen nur SLützung der Viel !anbögen des rechteckigen i'ilterblatts 50, das das Filterelement bildet.

Jeder Gehäuseteil 41 und 42 hat einen im wesentlichen karti-

bzw. ö formieren MitLel .tbrohni 11 mit einander gegenüberliegenden

Seitenwänüen M und -8, ό">χ\ sich von, Bodenteil 54 aus nach außen erstrecken_} und einander gegenüberliegende Seiten -19 und 5¹, die vow. Bod"nteil 53 aus nach außen vorspringen und den Kanal ti fin:, ^ren. Die Seitenwände 49, 51 stoßen mit ihren Enden

309812/0893 ^BAD

— Ii 1 —

gegen die Seitenwände 47, 48 und sind mit diesen mit Hilfe eines Klebstoffes oder einer Vergußmasse 59 verbunden, um die Gehäuseteile zusammenzuhalten und das Gehäuse 40 als ein Teil auszubilden«, Ein Paar vom Gehäuse 42 aus vorspringender Rippenteile 55, 56 erstrecken sich parallel zu den Seitenwänden 49, 51 und in Bezug auf letztere weiter innen, xand zwar über den gesamten Gehäuseteil 4I. Das Filterblatt 50 greift mit jedem seiner Enden 57 und 58 in von den Seitenwänden 49, 51 und den Rippen 55, 56 gebildete Zwischenräume 60, 61 ein, wobei es um die freien Kanten der Rippen 55₅ 56 umgeschlagen, bei 62, 63 fost gegen die Innenwand desGehäuseteils 41 gedrückt und mit dom Gehäuseteil A-] und den Rippen 55, 56 mit Hilfe eines Klebstoffes verbunden ist, der die offenen Poren des Filterelements durchdringt, diese verschließt und das Filterelement gegen das Gehäuse abdichtet. Die Enden 57, 58 des Filterelements sind in den Zwischenräumen 60, 61 durch eine Vergußmasse 64 abgedichtet, bilden dort einen Strömungsmittel-dichten Verschluß, und zwar über die Gesamtlänge der zugehörigen Seiten des FiIterelements. Ein derartiger Verbund kann beispielsweise unter Verwendung eines unter Wärme ervjeichten termoplastischen Kun±stoffleims hergestellt werden, der bei Abkühlung unter Bildung der gewünschten Dichtung aushärtet, in welcher die Enden 57, 58 eingebettet sind."

Das Filterelement 50 kann aus irgendeinem blattförmigen Filtermaterial hergestellt sein. Das dargestellte Element besteht aus Papier mit einer aufgebrachten mikroporösen Faserschicht und ist entsprechend Beispiel 6 der US-PS 3 573 158 hergestellt. Jedoch kann auch ein Drahtgeflecht bzw. -sieb, z.B. ein Drahtgeflecht aus rostfreiem Stahl, oder ein Epoxidharz-imprägniertes Papier, sowie andere Arten von blattförmigen Filterelementen verwendet '.-/erden. Das Filterelement ist ein rechteckiges Blatt, das zur Vergrößerung der Oberfläche in dem.begrenzten Raum der Strömungsmittelkammer 43 gewellt ist, wobei die Wellenscheitel gegen die vorspringenden Abschnitte 46 und 5.2 der. Gehäuseteile 41 und 42 stoßen und von diesen in Stellung gehalten werden.

309 812/0893

22U658

Die Seitenkanten 65, 66 des Filterblattes verlaufen bis zu den Enden der Seitenwände 49. und 51.

Die Gehäuseteile 41, 42 sind an ihren Seiten offen und bilden, wie am besten aus Fig. 5 zu sehen ist, in die· Gehäusekammer 43 mündende Öffnungen 67 und 68. Diese Öffnungen werden von Seitenkappen 70, 71 geschlossen, welche mit den Gehäuseteilen 41, 42 und mit den Seitenkanten 65, 66 des Filterblatts 50 verbunden sind und sich längs den Öffnungen zwischen den zusammenstoßenden Abschnitten 47, 48, 49 und 51 der Gehäuseteile von einem zum anderen Ende erstrecken. Dadurch werden die anderen beiden Seitenkanten des Filterblatts für den Strömungsmittelfluß verschlossen, und die Strömung zwischen den beiden Abschnitten 72 und 73 der Gehäusekammer 43 auf den Porenbereich des Filterelements 50 beschränkt. Der gesamte Strom zwischen den Durchlässen 44 und 45 des Gehäuses 40 muß also durch den Filter gehen.

Der Zusammenbau des Gehäuse- bzw. Kastenfilters nach den Fig. 4 und 5 ist wie folgt: Wie aus Fig. 4 zu sehen ist, haben die Wandabschnitte 47, 48, 49, 51 jedes Gehäuseteils 41, 42 eine besondere Konstruktion, die einen dichten Abschluß zwischen den Gehäuseteilen nach deren Verbindung gewährleistet. Die gegenüberliegenden Seitenwände 47, 48 des Gehäuseteils 41 stossen gegen entsprechenden Seitenwände 49, 51 des anderen Gehäuseteils 42. Der Gehäuseteil 41 trägt an jeder Seite ein Fingerpaar 74, und der Gehäuseteil 42 weist auf jeder Seite zwei Paare von Fingern 75 auf, die einen Schlitz 76 zur Aufnahme der Finger 74 zwischen sich bilden, um die Gehäuseteile genau aufeinander auszurichten und das Filterblatt 50 in Stellung zu halten.

Beim Zusammenbau werden die Enden 57 und 58 des gewellten Federelements um die vorspringenden Rippenteile 55 und 56 des Gehäuseteils 52 herum in die Zwischenräume 60, 61 zwischen den Seitenwänden 49, 51 und den vorspringenden Rippen 55, 56 eingeschlagen. Die Vergußmasse 64 wird in den Zwischenraum einge-

309812/0893

bracht, umgibt die Enden des Filterblatts und bildet in den Zwischenräumen eine feste Dichtung. Der Filter wird sodann durch einen Klebstoff mit den Kanten der Rippen 55 und 56 verbunden und direkt oberhalb der Rippen 55 und 56 mit Klebstoff überzogen. Der Gehäuseteil 41 wird sodann auf den Gehäuseteil 42 aufgepaßt und kräftig gegen das Filterblatt gedrückt, wobei das Filterblatt bei 62 und 63 gegen die vorspringenden Rippen 55 und 56 gepresst wird. Aufgrund der festen Anlage zwischen der Innenwand des Gehäuseteils 41 und den Kanten der Rippen 55 und 56 wird das Filterblatt in Stellung gehalten. Die Sitenwände 47 und 48 des Gehäuseteils 41 werden sodann mit Hilfe einer Vergußmasse oder eines Klebstoffs 59 mit den Seitenwänden 49 und 51 des Gehäuseteils 42 verbunden, so daß die beiden Gehäuseteile 41 und 42 dicht abgeschlossen sind und ein Leckstrom von der FiIteranordnung nach außen verhindert wird.

Als nächstes werden die Seitenkappen 70, 71 an den Öffnungen 67, 68 mit den Gehäuseteilen 41 und 42 und mit den Seitenkanten 65, 66 verbunden, wodurch die Befestigung des FiIterelements in der Gehäusekammer sowie die Verbindung des Filterelements mit den vier Seitenwänden des Gehäuses abgeschlossen v/ird. Zu diesem Zweck kann ein Klebstoff oder eine Schmelze aus Klebstoff oder Kunstharz oder auch eine andere Vergußmasse verweilet werden. Die Filteranordnung ist jetzt vollständig und betriebsbereit.

Die Filterariordnung kann wie folgt betrieben werden: Der S trömumjsmi itself luß kann in jeder Richtung erfolgen. Das Strömungsmittel tritt beispielsweise am Durchlaß 44 in den Kammerabschnitt 72 oin, durchströmt das Filter 50 und erreicht den Kammer.ibschnitt 73, von wo es über den Durchlaß 45 aus dem Gehäuse 40 austritt.

Leitungsverbindungen können an den Durchlassen 44, 45 in irgendeiner beliftbigen" Weise vorgesehen werden. Für medizinische

309812/0893

BAD ORIGINAL

22U658

Zwecke können Luer-Verschlilsse bzw. -Schleusen benutzt wurden.

Das Filtergehäuse und die Seitenkappen können au.i irgendeinem synthetischen Kunststoff material hergestellt werden. Thermoplastische oder mit einem Weichmacher lösbare ICunstrtuffmaterialien sind wegen Ihrer leichten Haftfähigkeit vorzuziehen, jedoch ist es auch möglich, wcxmhartende Kunstharze in einem thermorlastischen, schmelzbaren cder wärme-erweichten Polymerisationsaustand zu verwenden, bis der Verbund stattgefunden hat, worauf die Aushärtung zur Herstellung einer unlösbaren Baueinheit erfolgin kann. Thermoplastische Kunststoffe, der^n Erweichungepunkt genügend hoch liegt, daß sie unter den Sterilisierunjgs bedingungen im Autoklaven nicht erweichen, -sind für medizinische Zwecke vorzuziehen. Beispiele von verv.antfbaren Kunststoffen sind Polyäthylen, Polypropylen, Polybutylen, Polyisobutylen, Polyamide, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, PoIycrylnitriL, Polyester, Polycarbonate, Polymethylmethacrylat, Polyall und Polyoxymethylenhr,rze. Polytetra fluor äthyl en und Polytrifluorchlorethylen können auch verwendet v;erden.

Es kann irgendein Filterelement Verwendung finden, jedoch ist es für medizinische Anwendungsfälle zweckmäßig, wenn diePorenweite des Filterelements kleiner als 50 Mikrometer und vorzugsweise kleiner als 0,3 Mikrometer ist, damit der Durchtritt von Bakterien durch die FiIt er anordnung vorhindert /ire¹. Zn den für Bakterien undurchlässigen Filterblättern gehören Membranfilter und di den US-P3'n 3 238 036, 3 246 767, 3353 682 und 3 573 158 beschriebenen Filterblätter.

Ferner sind auch metallische Filtermaterialien, z.B. gewebte oder nicht gewebte Drahtsiebo bzv. - r/lechte, /..3. ein rostfreies Stahlsieb und rostfreie Stahldrahtmatten brauchbar. Metallfilte-rblätter können mit dem aus Kunststoff bestehenden Gehäuseteilen durch Ver-chmolzon oder Vergießen oder auch unter Verwendung vor, Klrb: toffer. KIr Strömungsmittel dicht verbunden werden.

309812/0893

BAD ORIGINAL

Die abnehmbaren Gehäusefilteranordnungen nach der Erfindung können eine beliebige Zahl von Seitenflächen haben, die der Urnfnngsaußbilduno des Filterblattes angepasst sind. Das Filterblatt ic-t vorzugsweise quadratisch oder rechteckig, jedoch kr<nn es irgendeine polygonale Form mit geraden Seitenwinden, einschließlich einer dreieckigen, fünfeckigen, sechseckigen und achteckigen Form haben. Die in der Zeichnung dargestellten Gehäuseausführungsformen sind vierseitige Würfel für quadratisch Filterelemente, und dies stellt die einfachste und bevorzugte Ali j führungshorn! dar. Jedoch sind auch rechteckige, fünfeckige, sechseckige, siebeneckige und achteckige sowie Kastenausführungen mit noch mehr Ecken möglich.

Die abnehmbaren bzw. wegwerfbaren Kastenfilteranordnungen haben weitgespannte medizinische Anwendungsgebiete; sie können beispielsweise bei der Filtrierung von Blut, zu' Bluttransfu-sionen sowie zu Transfu-sionszwecken außerhalb des Körpers verwendet werden, wo das Blut zunächst durch ein Filter geleitet werden muß, bevor es in den Körper zurückgeführt wird. Die Filter können in alle Leitungen eingesetzt werden, durch die Flüssigkeiten und Gase beliebiger Art einem Patienten zugeführt werden, z.B. als Atmungεfilter zur Isolierung des Patienten gegenüber einem Inhalationslterapiegerät und zur Filtrierung von Strömungsmitteln für die intravenöse Zuführung, sowie für alle Anwendungsfälle, bei denen eine abnehmbare Filtereinheit geringer Baugröße mit einer beträchtlichen Filteroberfläche benötigt wird.

309812/0893

_{BAD 0RfölNAL}

Claims

Ansprüche

1.JAbnehmbare Gehäusefilteranordnung mit einem wenigstens zwei "Sfrömungsmitteldurchlässe aufweisenden Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1; 40) wenigstens erste und zweite, im wesentlichen kanal- oder U-förmige Gehäuseteile (2, 3; 41, 42) aufweist, die eine nach zwei Seiten (28, 29; 67, 68) offene Gehäusekammer (4; 43) bilden und an zwei Seiten einander gegenüberliegende Seitenwände (8, 8·, 12, 13; 47, 48, 49, 51) mit aufeinander passenden, zusammenstoßenden und dichtend miteinander verbundenen Abschnitten besitzen, daß sich ein blattförmiges Filterelement (10; 50), den Strömungsquerschnitt zwischen den Durchlässen (5, 6; 44, 45) überspannend, über die Gehäusekammer erstreckt, wobei das Filterelement an entgegengesetzten Endabschnitten (26, 27; 62, 63) an wenigstens einem der beiden Gehäuseteile gehalten ist, und daß die offenen Seiten (28, 29; 67, 68) durch Seitenkappen (30, 31; 70, 71) abgedichtet sind, die mit den beiden Gehäuseteilen und mit den längs den offenen Seiten der Gehäusekammer (4; 43) verlaufenden Kanten (32, 33; 65, 66) des Filterelements (10; 50) verbunden sind, wobei das Filterelement von den Seitenkappen und den Gehäuseteilen an allen· Seiten gehalten, gegen das Gehäuse abgedichtet und in seiner die Gehäusekammer überspannenden Lage festgelegt ist, so daß das Strömungsmittel zwischen den Durchtrittsöffnungen vollständig durch das Filterelement (10; 50) strömen muß.

2. Gehäusefilteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1; 40) vier Seitenwände (8, 12, 8·, 13, 30, 31; 47, 49, 48, 51, 70, 71) besitzt, von denen zwei (30, 31; 70, 71) von den Seitenkappen und die beiden anderen von den ersten und zweiten Gehäuseteilen (2, 3} 41, 4?) cjebildet sind, und daß das Filterelement (10; 50) als vierseitiges Filterblatt ausgebildet ist.

309812/0893

3. Gehäusefilteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (10; 50) in Wellenform-angeordnet ist. .

4. Gehäusefilteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Gehäuseteile (2, 3; 41, 42) und die in diesen vorgesehenen Durchlässe (5, 6; 44, 45) so angeordnet sind, daß die Durchlässe koaxial verlaufen.

5. Abnehmbare Gehäusefilteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (10; 50) eine Porenweite von weniger als 50 Mikrometer hat.

6. Gehäusefilteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Filterelement (10; 50) eine Porenweite von weniger als 0,3 Mikrometer h±.

7. Gehausefilteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Gehäuseteile (2, 3; 41, 42) aus Kunststoff- bestehen.

8. Gfthäusefilteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß der Kunststoff ein fermoplastischer Kunstharz ist.

9. Gehäusefilteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der termopla±ische Kunststoff aus Polypropylen ist.

10. Gohäusefilteranordnung nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (2, 3; 41, 42) zu einem einteiligen Gehäuse (1; 40) integriert sind.

11. GehäuTJofilteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (10; 50) an einander entgegengesetzten Endab.schnitten (22, ?3; 57, 58) zwischen den zusammenpassenden Abschnitten (20, 21, 9; 55, .56, 54) der ersten und zweiten Gelunasebeile (2, 3; 41, 42) gehalten ist.

309812/08 9 3

12. Gehäusefilteranordnung nach Anspruch :11 , dadurch gekennzeichnet, daß da:; Filterelement (10; 50) durch Schmelzen der .usammenpassenden Abschnitte (20, 21, 9; 55, 56, 54) durch iie Filterelement-Poren mit den zusammenpassenden Abschnitten integriert ist.

13. Gehäusefilteranordnung nnch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkappen (30, 31; 70, 71) mit den Geh^useteilen (2, 3; 41, 42) zur Bildung einer einteiligen FiItüranordnung integriert sind.

14. Gehausefilteranordnung nach Anspruch 'J, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Gehäuseteile (2, 3; ^Λ 1, ^A2) ?n seiner Innenseite wenigstens einen vorspringenden Bauteil (7, 11; 46, 52) aufweist, der an dem Filterelement (10; 50) in An Hare steht, dieses abstützt und sich zusammen mit dem Filterelement über die Gehäusekarnmer (4; 43) erstreckt.

15. Gehäusefilteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuseteil (3; 42) mit einem vorspringenden Organ (20, 21; 55, 56) die einander entgegengesetzten End.^bschnitte (20, 23; 57, 58) des Filterelements (1.0; 50) gegen den anderen Gehäuseteil (?.', 4:0 drückt.

16. Gehäusefilteranordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß 'die zusammenpassenden Abschnitte jede- Gehäus···- teils (?, 3; 41, 42) einander gegenüberliegend'-· und mit (ϊ~~~\ Ernten zusammenstoßende vorspringende Teile (8, Π¹, 12, 13; 47, 40, 49, 51) aufweisen und der erste Gehäuseteil (3; 42) zweite vorspringende Teile (20, 21; 55, 56) besitzt,welche auf der Innenseite der beiden zusammenstoßenden Teile angeordnet: sind und an dem Filterelement (10; SO) in dessen Endboreich (?.?, 23; 57, 58) in AnInge stehen.

17. Gehäusefilteranordnung nach Anspruch ¹6, dadurch gekennzeichnet, dcß da:: Filterelement (10, 50) von den zweiten voi:-

3098 12/0893 bad original

springenden Teilen (20, 21;. 55, 56) dicht gegen die Innenwand des zweiten Gehäuseteils (2, 41) gedrückt ist.

309812/0893