DE69130393T2

DE69130393T2 - Modulare, mikroporöse filteranlagen

Info

Publication number: DE69130393T2
Application number: DE69130393T
Authority: DE
Inventors: Bruce Gregory North Sydney Nsw 2060 Biltoft; Phillip Lavender Bay Nsw Guilfoyle; Michael Robert Lloyd Mcmahons Point Nsw 2060 Selbie; Noel Sidney Davidson Lindfield Nsw 2070 Wood
Original assignee: USF Filtration Ltd
Current assignee: Siemens Water Technologies Holding Corp
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1991-04-19
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2011-04-20
Also published as: EP0525096B1; DE69130393D1; EP0525096A1; ES2126571T3; EP0525096A4; US5405528A; JPH05508801A; CA2080344C; CA2080344A1; JP3181909B2; WO1991016124A1

Description

BEREICH DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Filtereinsätze, die so ausgestaltet sind, daß sie relativ einfach ausgetauscht werden können, und insbesondere, aber nicht ausschließlich Filtereinsatzbaugruppen, die so ausgestaltet sind, daß sie über Verteiler an jedem Ende jeder Einsatzbaugruppe aneinander angeschlossen werden können, um eine Reihe von Filtereinsätzen zu bilden. Die Reihen miteinander verbundener Filtereinsatzbaugruppen können in einer Seite- an-Seite-Beziehung unter Verwendung von Sammelrohren aneinander angeschlossen werden, um eine Gruppe von Filtereinsatzbaugruppen zu bilden.
Die Erfindung wird mit Bezug auf Hohlfaserfilter beschrieben, es ist jedoch verständlich, daß die Erfindung nicht unbedingt darauf beschränkt ist, da sie auf Einsätze anwendbar ist, die andere Arten von Filtermedien wie poröse Membranen in Plattenform einbeziehen.
Die Erfindung betrifft ferner eine verbesserte Filtereinsatzgehäuseform, eine verbesserte Verteilerform und eine verbesserte Sammelrohrform, die alle miteinander zusammenarbeiten können, um eine verbesserte mikroporöse Filterbaugruppe bereitzustellen.
Die Erfindung betrifft besonders Filterbaugruppen bestehend aus Filtereinsatzbaugruppen mit gegenüberliegenden, symmetrischen Verteilern, die an beiden Enden angefügt sind.
Die Erfindung betrifft auch besonders Filterbaugruppen, die Verteiler verwenden, welche so ausgebildet sind, daß sie sowohl Beschickungsmaterial als auch Filtrat zu benachbarten gleichartigen Verteilern sowie in die und aus der Filtereinsatzbaugruppe leiten, an der sie angeschlossen sind.
Eine spezielle Form der Erfindung betrifft speziell mikroporöse Filter, deren Filtereinsätze längliche Bündel aus mikroporösen, polymeren Fasern umfassen, wobei zu filterndes Beschickungsmaterial zur Außenseite des Faserbündels geführt und Filtrat von den Enden der Faserlumen extrahiert wird.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Typische Filtereinsätze und -gruppen des Standes der Technik werden zum Beispiel in den internationalen Patentanmeldungen PCT/AU87/00309 (WO-A-88/01895 oder EP-A- 0282539) und PCT/AU90/00470 (WO-A-91/04783 oder EP-A- 0447513) gezeigt. Wortlaut und Zeichnungen der diese Anmeldungen begleitenden Spezifikationen sind hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.
Solche Hohlfaserfilter umfassen gewöhnlich einen länglichen, röhrenförmigen Einsatz, der ein Bündel aus Hohlfasern umschließt. An einem Ende des Gehäuses befindet sich ein erster Verteiler mit einem ihn durchlaufenden Beschickungsdurchgang, der mit dem Inneren des Gehäuses und somit mit dem Äußeren der Fasern in Verbindung steht. Der erste Verteiler weist auch einen ihn durchlaufenden Filtratdurchgang auf, der in Verbindung mit den offenen Enden der Faserlumen steht.
Am anderen Ende des Gehäuses befindet sich ein zweiter Verteiler, der einen ihn durchlaufenden Durchgang für behandeltes Beschickungsmaterial aufweist, der mit dem Inneren des Gehäuses und mit dem Äußeren der Fasern in Verbindung steht. Der zweite Verteiler verfügt ebenfalls über einen Filtratdurchgang in Verbindung mit dem offenen Ende der Faserlumen.
Die Durchgänge sind in versetzten Abschnitten der Verteiler ausgebildet, die ebene Endseiten aufweisen, so daß eine Mehrzahl solcher Einsätze ohne verbindende Sammelrohre oder Rohrleitungen zu einer Reihe von Filtereinsätzen zusammengefügt werden kann. Eine Anzahl solcher Reihen von Filtereinsätzen können in beabstandeter, paralleler Beziehung miteinander verbunden werden, um eine Gruppe von Filtereinsätzen zu definieren.
Eine weitere der Anmelderin bekannte Literaturquelle des Standes der Technik ist die US-A-4,547,289 an Okano et al. die eine Filteranordnung mit einem entfernbaren Einsatz offenbart. Die in der US-A-4,547,289 offenbarte Anordnung ist von Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung durch die Tatsache zu unterscheiden, daß nur eine einseitige Verteileranordnung offenbart wird, so daß bestimmte Merkmale zur Unterstützung der Herausnahme des Einsatzes aus der Filterbaugruppe, wie sie in bezug auf die vorliegende Erfindung offenbart werden, nicht erforderlich und nicht offenbart sind.
Der Anmelderin ist ebenfalls die JP-A-58 143 805 an Nitto Electric Industrial K. K. bekannt. Diese Anmeldung offenbart ein Hohlfasermembranbündel, das so untergebracht ist, daß es von der Filterbaugruppe abnehmbar ist. Auch diese Anordnung unterscheidet sich von den Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung durch die Tatsache, daß die Filteranordnung der JP-A-58 143 805 eine integrierte Verstärkungsanordnung benötigt, um die Integrität des Filtereinsatzes beim Gebrauch zu wahren. Des weiteren offenbart die JP-A-58 143 805 die Verwendung von Verteilern, die so ausgestaltet sind, daß sie nur ein Fluid in den oder aus dem Filtereinsatz leiten, und die nicht für eine Verbindung mit benachbarten gleichartigen Verteilern ausgebildet sind.
Die US-A-4876012 (die der WO-A-88/01895 und der EP-A- 0282539 entspricht, die bereits erwähnt wurden und auch nachstehend erwähnt werden) offenbart ein Fluidfilter, das ein Bündel aus porösen Hohlfasern in einem zylindrischen Gehäuse aufweist, die darin durch einen ersten und einen zweiten Stopfen festgehalten werden, die die Enden des Gehäuses verschließen und durch Einbetten der Enden der Fasern des Bündels in Harz ausgebildet werden. Aufgrund seiner Ausführung kann das Faserbündel, wenn der Harz ausgehärtet ist, nicht mehr aus dem Gehäuse entfernt werden. Die Enden des Gehäuses werden axial in obere und untere Verteiler eingefügt.
Die GB-A-2040723 schlägt einen Permeator vor, der einen länglichen, röhrenförmigen Mantel mit wenigstens einem offenen Ende umfaßt. Die Zeichnungen offenbaren einen einseitigen Permeator, bei dem ein Rohrblech an einem Ende eines zylindrischen Gehäuses angeordnet ist und bei dem ein Ende von jeder Hohlfaser jeweils in einem Bündel in dem Rohrblech eingebettet ist. Der Durchmesser des Rohrbleches ist, wie dargestellt, größer als der Innendurchmesser des zylindrischen Gehäuses. Das Faserbündel und sein Rohrblech können bei einem solchen einseitigen Permeator in axialer Richtung aus dem Gehäuses entfernt werden. Zwar werden in diesem Dokument doppelseitige Permeatoren erwähnt, es ist jedoch unklar, wie diese konstruiert sein würden. Wenn die anderen Enden der Fasern in einem ähnlichen Rohrblech eingebettet werden, der ebenfalls einen größeren Durchmesser aufweisen muß als der Innendurchmesser des Gehäuses, so könnte das Faserbündel nicht aus dem Gehäuse entfernt werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Filtereinsatz bereitzustellen, der das Entfernen und Wiedereinsetzen des eingeschlossenen Faserbündels ermöglicht, ohne daß die Verteilereinheiten an beiden Enden des Einsatzes gestört werden müssen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Faserbündel bereitzustellen, das in Verbindung mit dem Filtereinsatz arbeitet.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, verbesserte Filterverteiler- und -sammelrohrkomponenten bereitzustellen, so daß symmetrische Filtereinsätze hergestellt werden können, die ein kompakteres Packen der genannten Filtereinsätze in Reihen und Gruppen ermöglichen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Ventilmechanismus bereitzustellen, mit dem die Ausgabe individueller Filtereinsätze selektiv geprüft und, bei Bedarf, von der Ausgabe benachbarter Filtermodule abgesperrt werden kann, so daß defekte Module isoliert werden können, ohne daß die gesamte Filtergruppe außer Betrieb gesetzt werden muß.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein austauschbarer Filtereinsatz bereitgestellt, umfassend ein längliches mikroporöses Filtermedium, das mit gegenüberliegenden Enden abschließt, die jeweils für eine Fluidverbindung mit einem Verteiler ausgebildet sind, wobei jedes der genannten Enden des genannten Mediums jeweils an einem ersten und einem zweiten Einsatzendabschnitt angebracht ist, wobei die genannten Einsatzendabschnitte das genannte Filtermedium im Bereich des genannten jeweiligen Endes einfassen und jeder ein jeweiliges Ende eines perforierten Siebes aufnimmt, das die genannten Einsatzendabschnitte trennt und das genannte längliche Filtermedium umgibt, so daß das genannte längliche Filtermedium durch eine mechanische Abstützung der genannten Endabschnitte, um die genannten Endabschnitte beim Gebrauch des Einsatzes über eine vorgegebene Entfernung auseinanderzuhalten, lösbar mechanisch gehalten werden kann, und wobei die genannten Einsatzendabschnitte jeweils für einen lösbaren Anschluß des genannten Einsatzes an dem genannten Verteiler mit einer jeweiligen Muffe an einen Verteiler anschließbar sind, wobei der genannte Einsatz nach dem Lösen der Muffen von den Verteilern durch eine Seitwärtsbewegung des Einsatzes aus dem Eingriff mit den Verteilern gebracht werden kann, ohne daß die Verteiler ansonsten gestört oder zerlegt werden müssen, und die Verbindungsmuffen (56) befinden sich an den jeweiligen Enden eines röhrenförmigen Gehäuses, das den Filtereinsatz umgibt, und sind darüber verschiebbar.
Vorzugsweise ist der genannte Einsatz länglich und symmetrisch, und das genannte Medium umfaßt ein Bündel mikroporöser Fasern, wobei jede der genannten Fasern in dem genannten Bündel allgemein über die Längsachse des genannten Einsatzes ausgerichtet ist, und wobei jeder der genannten Endabschnitte einen Endaufsatz umfaßt, der in den äußeren Umfang des genannten Bündels eingreift, um das genannte Filtermedium einzufassen.
Vorzugsweise umfaßt der genannte Endaufsatz Eingriffsmittel zum Eingreifen in Abschnitte einer äußeren Gehäusebaugruppe, so daß der genannte Aufsatz in einer festen mechanischen Beziehung in bezug auf das genannte äußere Gehäuse gehalten wird.
Vorzugsweise umfaßt der genannte Einsatz einen verschiebbaren Aufsatz, der über den genannten Endaufsatz geschoben werden kann, so daß sich der im genannten Endaufsatz definierte Kanal über das Ende des Mediums hinaus erstreckt.
In einer weiteren allgemeinen Form der Erfindung wird eine Filtereinsatzbaugruppe bereitgestellt, umfassend den austauschbaren Filtereinsatz und ein Gehäuse, sowie die Verbindungsmuffen.
Vorzugsweise sind erste und zweite Verbindungsmuffen enthalten, die ferner jeweilige erste und zweite Schulterabschnitte auf einer Innenfläche umfassen, wobei die genannten zweiten Schulterabschnitte so ausgestaltet sind, daß sie in eine kreisförmige Klammer eingreifen, so daß von der genannten Klammer Stützdruck auf eine erste der genannten gegenüberliegenden Schultern aufgebracht wird, die die genannte Rille in dem genannten Aufsatz definieren, wenn sich die genannte Verbindungsmuffe in geschlossener Ineinanderfügungsbeziehung mit dem genannten Verteiler befindet, so daß der genannte Aufsatz mechanisch gegen eine Bewegung über die Längsachse des genannten Einsatzes in einer ersten Richtung gehalten wird, während die andere der genannten gegenüberliegenden Schultern, die die genannte Rille in dem genannten Aufsatz definieren, mechanisch gegen eine gegenüberliegende Fläche der genannten Klammer gehalten wird, die wiederum mechanisch gegen einen unteren Randabschnitt des genannten verschiebbaren Aufsatzes gedrängt wird, wodurch der genannte verschiebbare Aufsatz in eine ausgefahrene Position in bezug auf den genannten Einsatz gedrängt wird, wodurch ein gegenüberliegendes Ende des genannten verschiebbaren Aufsatzes zur gleichen Zeit, da sich die genannte Verbindungsmuffe in einer geschlossenen Ineinanderfügungsposition in bezug auf den genannten Verteiler befindet, in eine geschlossene Beziehung mit dem genannten Verteiler gedrängt wird, so daß die genannte geschlossene Kammer in eine erste Kammer außerhalb der Außenfläche des genannten Mediums und in eine zweite, von der Innenfläche des genannten Mediums definierte Kammer unterteilt wird, so daß Beschickungsmaterial von dem genannten Verteiler in die genannte Außenkammer durch das genannte Medium, das partikuläre Substanz über einer vorgegebenen Größe daraus entfernt, in die genannte Innenkammer und anschließend über die Innenseite des genannten verschiebbaren Aufsatzes aus dem genannten Einsatz zum genannten Verteiler strömen kann.
In noch einer weiteren allgemeinen Form wird ein Verteiler für den Gebrauch mit einer, wie oben beschrieben, in Gruppen angeordneten Filtereinsatzbaugruppe bereitgestellt, wobei der genannte Verteiler einen ersten Durchgang enthält, der vollständig in einem zweiten Durchgang liegt, wobei der genannte erste Durchgang verhindert, daß sich Flüssigkeit in dem genannten ersten Durchgang innerhalb der Grenzen des genannten Verteilers mit Flüssigkeit in dem genannten zweiten Durchgang vermischt.
Vorzugsweise steht der genannte erste Durchgang mit gegenüberliegenden Enden des genannten Verteilers und mit einer dritten Seite des genannten Verteilers in Verbindung, die für eine Verbindung mit der genannten Filtereinsatzbaugruppe ausgebildet ist; und der genannte zweite Durchgang steht mit gegenüberliegenden Enden des genannten Verteilers und mit einer dritten Seite in Verbindung, die mit der genannten Filtereinsatzbaugruppe in unabhängiger Verbindung steht.
Vorzugsweise ist ein Auslaß von dem genannten ersten Durchgang oder dem genannten zweiten Durchgang zur genannten Filtereinsatzbaugruppe selektiv mit einem Ventil verschließbar.
Vorzugsweise ist die Einsatzbaugruppe für eine Kreuzstromfiltration ausgebildet, und somit beinhaltet das Mittel zum Verschließen des anderen Endes des Gehäuses einen zweiten Verteiler am anderen Ende des Gehäuses, und das genannte Mittel, das den Strom von Beschickungsmaterial in das andere Ende der Lumen verhindert, wird durch einen zweiten Stopfen ersetzt, in dem das andere Ende des Faserbündels eingebettet ist, so daß der zweite Stopfen den Strom von Beschickungsmaterial aus dem anderen Ende des Gehäuses heraus zuläßt und die Abgabe von Filtrat durch die Faserlumen an dem genannten anderen Ende des Faserbündels zum zweiten Verteiler zuläßt.
In noch einer weiteren allgemeinen Form der Erfindung wird ein Transferverteiler bereitgestellt, der folgendes umfaßt:
(a) einen ihn durchlaufenden Beschickungsdurchgang mit einem Einlaß an einem Ende für die Aufnahme von zu behandelndem Beschickungsmaterial, einem Auslaß an dem anderen Ende, der für einen Anschluß an dem Einlaß des Beschickungsdurchgangs eines benachbarten Verteilers ausgebildet ist, und einem Abgabedurchlaß zur Lieferung von Beschickungsmaterial zu einem Gehäuse, das Filtermedium enthält,
(b) einen ihn durchlaufenden Filtratdurchgang, der in dem Beschickungsdurchgang liegt, wobei der Filtratdurchgang einen Aufnahmedurchlaß für die Aufnahme von Filtrat aus dem Gehäuse, einen Auslaß an einem Ende für die Abgabe von Filtrat und einen Einlaß an dem anderen Ende aufweist, der für einen Anschluß an dem Auslaß des Filtratdurchgangs eines benachbarten ersten Verteilers ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist ein Absperrmittel vorhanden, das den Aufnahmedurchlaß verschließt, ohne den Filtratdurchgang zu verschließen.
In noch einer weiteren allgemeinen Form der Erfindung wird eine Filterbaugruppe bereitgestellt, umfassend eine Mehrzahl von Filtereinsatzbaugruppen des obenbeschriebenen Typs und ferner umfassend Sammelrohre für die genannten Filtereinsatzbaugruppen, die an Verteilern des oben beschriebenen Typs befestigt werden; wobei die genannten Sammelrohre folgendes umfassen: einen Körper mit ebenen gegenüberliegenden Enden, um den Anschluß an im wesentlichen ähnliche benachbarte Sammelrohre zu vereinfachen, einen ersten Fluiddurchgang durch den Körper, der eine Verbindung zwischen einem Ende des Körpers und dem anderen herstellt, so daß ein Fluidanschluß an benachbarte Sammelrohre möglich ist, zweite und dritte Fluiddurchgänge, die so ausgebildet sind, daß sie selektiv an einen Durchgang des Filtereinsatzes gekoppelt werden können, um eine Fluidverbindung zwischen dem Einsatz und dem Filterdurchgang herzustellen, wobei sich der zweite Fluiddurchgang in dem dritten Fluiddurchgang befindet.
In noch einer weiteren allgemeinen Form der Erfindung wird eine Verteilerbaugruppe für den Gebrauch mit in Gruppen angeordneten Filtereinsätzen bereitgestellt, wobei der genannte Verteiler einen ersten Durchgang umfaßt, der vollständig in einem zweiten Durchgang liegt, wobei der genannte erste Durchgang verhindert, daß sich Flüssigkeit indem genannten ersten Durchgang innerhalb der Grenzen des genannten Verteilers mit Flüssigkeit in dem genannten zweiten Durchgang vermischt.
Vorzugsweise ist das Filter für eine Kreuzstromfiltration ausgebildet und beinhaltet somit einen Verteiler an dem anderen Ende des Gehäuses und einen zweiten Stopfen, in dem das andere Ende des Faserbündels eingebettet ist, so daß der Stopfen den Strom von Beschickungsmaterial aus dem anderen Ende des Gehäuses heraus zuläßt und die Abgabe von Filtrat durch die Faserlumen zu dem zweiten Verteiler zuläßt.
In noch einer anderen allgemeinen Form der Erfindung wird ein Sammelrohr für eine Filtereinsatzbaugruppe bereitgestellt, umfassend einen Körper mit ebenen gegenüberliegenden Enden, um den Anschluß an im wesentlichen ähnliche benachbarte Sammelrohre zu vereinfachen, einen ersten Fluiddurchgang durch den Körper, der eine Verbindung zwischen einem Ende des Körpers und dem anderen herstellt, so daß ein Fluidanschluß mit benachbarten Sammelrohren möglich ist, einen zweiten und einen dritten Fluiddurchgang, die so ausgebildet sind, daß sie selektiv an einen Durchgang des Transferverteilers gekoppelt werden können, um eine Fluidverbindung zwischen dem Einsatz und dem Filterdurchgang herzustellen, wobei sich der zweite Fluiddurchgang in dem dritten Fluiddurchgang befindet.
In noch einer weiteren allgemeinen Form der Erfindung wird eine Filtereinsatzbaugruppe des Typs bereitgestellt, der so ausgebildet ist, daß Beschickungsmaterial und Filtrat unabhängig und simultan in die und aus den beiden Enden der Einsatzstruktur geführt werden können, wobei die genannte Einsatzstruktur gegenüberliegende erste und zweite Verteiler an beiden Enden der genannten Struktur umfaßt, die mechanisch an einen dazwischen befindlichen Filtereinsatz angeschlossen sind und damit in Fluidverbindung stehen, wobei die genannte Filtereinsatzbaugruppe einen Außenkörper umfaßt, in dem sich ein Körper aus Filtermedien befindet, wobei die genannten Filtermedien Endabschnitte umfassen, die so ausgebildet sind, daß sie an einer Längsbewegung entlang der Längsachse der genannten Einsatzstruktur gehindert werden.
In noch einer weiteren allgemeinen Form der Erfindung wird ein austauschbares mikroporöses Filterbündel für ein doppelseitiges Filter des Typs bereitgestellt, bei dem beim Gebrauch sowohl Beschickungsmaterial als auch Filtrat unabhängig und simultan in die und aus den jeweiligen Enden oder beiden Enden des Einsatzes geleitet werden können, in dem sich das genannte Bündel befindet, wobei das genannte Bündel ein längliches Filtermedium umfaßt, das in einem jeweiligen ersten und einem zweiten Endkasten festgehalten wird, wobei die genannten Endkästen Mittel beinhalten, die die Aufgabe haben, eine Verankerung des genannten ersten und des zweiten Endkastens gegen eine Längsbewegung entlang der Längsachse des genannten Einsatzes zu ermöglichen.
Vorzugsweise umfaßt das genannte Verankerungsmittel erste und zweite voneinander beabstandete Leisten, die die Peripherie der genannten Endkästen an jeweilige gegenüberliegende Schultern einer Umschließungsklammer angreifend umschließen, wobei eine erste der genannten gegenüberliegenden Schultern mechanisch gegen ein Muffenelement gehalten wird, das wiederum mechanisch auf einem Verteilerelement getragen wird, wobei eine zweite der genannten gegenüberliegenden Schultern mechanisch gegen ein erstes Ende eines verschiebbaren Becherelementes gedrängt wird, das verschließend über die genannten Endkästen geschoben werden kann und wiederum in einen Verschlußeingriff mit dem genannten Verteilerelement gedrängt wird.
In noch einer weiteren allgemeinen Form der Erfindung wird eine mikroporöse Filterbaugruppe bereitgestellt, umfassend eine Mehrzahl von trennbar miteinander verbundenen Filtereinsatzbaugruppen, eine Ventilstruktur, die für eine Plazierung in einem Kopfendabschnitt von einzelnen der genannten Filtereinsatzbaugruppen ausgebildet ist, so daß Beschickungsmaterial in oder Filtrat aus genannten einzelnen der genannten Filtereinsatzbaugruppen unabhängig von dem Beschickungsmaterial oder dem Filtrat isoliert werden kann, dem andere der genannten Filtereinsatzbaugruppen ausgesetzt sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Damit die Erfindung verständlicher wird und in die Praxis umgesetzt werden kann, wird nachfolgend auf die Begleitzeichnungen Bezug genommen. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Filtereinsatzbaugruppe gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 2 eine teilweise aufgeschnittene Schnittansicht des oberen Abschnittes des in Fig. 1 gezeigten Einsatzes;
Fig. 3 eine vergrößerte halbe Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten Filtereinsatzes;
Fig. 4 eine vergrößerte halbe Schnittansicht der Filtratmuffe des in Fig. 1 gezeigten Filtereinsatzes;
Fig. 5 eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Reihe der in Fig. 1 gezeigten Filtereinsätze;
Fig. 6 eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Gruppe der in Fig. 5 gezeigten Filtereinsätze;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des in den Fig. 5 und 6 gezeigten Beschickungsmaterial-Sammelrohres;
Fig. 8 eine seitenverkehrte perspektivische Ansicht des in Fig. 7 gezeigten Beschickungsmaterial-Sammelrohres;
Fig. 9 einen Aufriß in die in Fig. 7 gezeigte Pfeilrichtung A;
Fig. 10 eine Ansicht in die in Fig. 9 gezeigte Pfeilrichtung B-B;
Fig. 11 einen Aufriß in die in Fig. 8 gezeigte Pfeilrichtung C;
Fig. 12 eine der Fig. 10 ähnliche Ansicht, die das Filtratsammelrohr zeigt;
Fig. 13 eine auseinandergezogene Querschnittsansicht eines Verteilers mit benachbarten Sammelrohren auf beiden Seiten des Verteilers;
Fig. 14 einen Endaufriß der in Fig. 1 gezeigten Verbindungsmuffe;
Fig. 15 einen Vergußkäfig einer zweiten Ausgestaltung;
Fig. 16 eine Verbindungsmuffe einer zweiten Ausgestaltung;
Fig. 17 eine Endansicht der Verbindungsmuffe aus Fig. 16;
Fig. 18 einen Schnitt durch einen Filtratbecher einer zweiten Ausgestaltung;
Fig. 19 Details einer zweiteiligen Verbindungsklammer einer zweiten Ausgestaltung, und
Fig. 20 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Filtereinsatzbaugruppe und eines Verteilers gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung.

KURZE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSGESTALTUNGEN

Die verbesserte mikroporöse Filterbaugruppe der Erfindung umfaßt eine Reihe wichtiger Aspekte. Davon sind die wichtigeren der austauschbare Filtermedieneinsatz, seine Umhüllung und die Art und Weise, in der die Umhüllung in Verbindung mit dem Filtermedieneinsatz arbeitet, um auf beiden Seiten der Medien eine Kammer zu definieren, wobei jede Kammer separat in einen Verteiler führt; der Verteiler selbst, der eine symmetrische Struktur aufweist, die zum Teil aufgrund des Konzeptes eines Kanals möglich ist, der vollständig in einem Außenkanal eingeschlossen ist; eine symmetrische Sammelrohrstruktur, die wie der Verteiler einen Kanal in einer Kanalstruktur aufweist; ein Absperrventilmechanismus, der von der Außenseite des Verteilers sichtbar ist und betätigt werden kann und auf den Verteiler einwirkt, so daß der Fluidstrom von der Innenkammer des Medieneinsatzes zum Verteiler entweder getrennt oder zugelassen wird.
Jede dieser Innovationen ist wichtig, und sie sollten sowohl alleine als auch als mitwirkende Bestandteile angesehen werden, die alle miteinander zusammenarbeiten, um eine verbesserte modulare Filterstruktur zu erzeugen.

Filtermedieneinsatz und seine Umhüllung

In Fig. 2 ist am besten erkennbar, daß der Filtermedieneinsatz so ausgebildet ist, daß er durch eine Seitwärtsbewegung des Einsatzes und seine zugehörige umhüllende Baugruppe austauschbar ist, wobei die oberen und unteren Verteilerbaugruppen nicht gestört oder zerlegt zu werden brauchen.
Die hervorstechenden Komponenten des Filtermedieneinsatzes sind das Filtermedium selbst, das ein Bündel aus mikroporösen Hohlfasern umfaßt, die in gegenüberliegenden Enden 14 abschließen, die in einem Polyurethan-Stopfen 12 eingebettet sind. Der Stopfen 12 selbst ist in einem Endstück oder einem Aufsatz oder einem Käfig 15 eingeschlossen, der bei der Herstellung als eine Formvorrichtung für den Polyurethan-Stopfen dient und äußere Arbeitsflächen bereitstellt, die beim Gebrauch zum Abstützen des Faserbündels verwendet werden, so daß es sowohl den bei der normalen Filtration auftretenden Dehnkräften als auch den bei der Rückspülung auftretenden Druckkräften standhält.
Insbesondere beinhaltet der Käfig 15 ein Paar Rillen 16, 17 für die Aufnahme von O-Ringen 18, 19, die einen verschiebbaren Verschluß gegen eine Innenfläche des Verbindungsflansches 33 des Filtratbechers oder -kastens 31 herstellen. Der Verbindungsflansch 33 hat eine solche Struktur, daß der Filtratbecher 31 so weit abwärts auf den Käfig 15 geschoben werden kann (wenn die ringförmige Klammer 68 entfernt ist), daß das obere Ende des Filtratbechers vollständig vom Innensockel oder -flansch 47 des Verteilers 41 getrennt wird.
Zum Entfernen der Klammer 68 ist es notwendig, zuerst die Außenmuffe 56 zu lösen und so weit nach unten zu schieben, daß sich die Muffe unterhalb der Klammer 68 befindet. Die Klammer 68 besteht aus zwei Hälften, so daß die Klammer aus der Rille 26 in dem Käfig 15 gelöst werden kann, in der sie normalerweise untergebracht ist, und der Filtratbecher somit wie oben beschrieben nach unten gezogen werden kann.
Nach der Durchführung dieser Trennungstätigkeiten an dem Filtratbecher, der Klammer und der Außenmuffe an beiden Enden des Einsatzes, kann der gesamte Einsatz mit dem Gehäuse 11 und den Muffen 56 in bezug auf seine Längsachse zur Seite geschoben werden, um aus den Verteilerbaugruppen herausgehoben zu werden, ohne daß die Verteilerbaugruppen selbst gestört werden. Zum Wiedereinsetzen des Filtereinsatzes und der Filtereinsatzbaugruppe wird der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt.
Obgleich diese Anordnung mit einseitigen Filtereinsätzen verwendet werden kann, bringt sie den größten Nutzen mit der in den Figuren gezeigten doppelseitigen gegenüberliegenden Verteileranordnung, bei der es einfach nicht möglich ist, den Filtereinsatz zu entfernen, ohne die Verteilerbaugruppen zu stören, ohne den Filtereinsatz und die Filtereinsatzbaugruppe auf irgendeine Weise über ihre Längsachse zu verdichten.
Die Klammer 68 beinhaltet längliche Kanäle, die sie durchlaufen, um eine Fluidverbindung zwischen der Außenseite des Filterbündels und dem (beim Gebrauch) zwischen der Außenseite des Filtratbechers 31 und der Innenseite des oberen Bereichs der Muffe 56 definierten Hohlraumes zu ermöglichen.
Die beschriebene Anordnung stützt den Käfig 15 sowohl in aufwärtiger als auch in abwärtiger Längsrichtung ab, so daß der Käfig 15 (und somit die gegenüberliegenden Enden 14) des Faserbündels den bei der Rückspülung aufgebrachten Druckkräften und den bei der normalen Filtration aufgebrachten Dehnkräften standhält. Diese Abstützung ist gegeben, ohne daß irgendeine Form innerer Versteifung notwendig wäre, die ein integrierter Bestandteil des Filtereinsatzes selbst ist. Die mechanische Abstützung ergibt sich eher durch das Filtereinsatzgehäuse und die zugehörigen Verteilerbaugruppen.

Verteiler und Verteileranschluß

Wie am deutlichsten in Fig. 2 erkennbar ist, ist der Verteiler 41 so ausgebildet, daß er den unabhängigen Durchfluß von zwei Fluids zuläßt.
Ein herausragendes Merkmal des Verteilers 41 besteht darin, daß er um Ebenen, auf denen die Längsachse der Filtereinsatzbaugruppe liegt, vorwiegend symmetrisch ist, vor allem die Ebene, die im rechten Winkel zur überwiegenden Fließrichtung von Beschickungsmaterial und Filtrat in dem Verteiler 41 verläuft, und die Ebene, die im rechten Winkel zu dieser Ebene liegt. Dies steht im Gegensatz zu der versetzten Anordnung des in der PCT/AU87/00309 (WO-A-88/01895 oder EP-A-0282539) offenbarten Verteilers. Die symmetrische Anordnung ermöglicht eine höhere Packungsdichte der Einsätze, als dies sonst der Fall wäre.
Die Symmetrie wird vor allem dadurch erreicht, daß der Filtratabgabedurchgang 43 vollständig, in dem Beschickungsmaterial-Einlaßdurchgang 42 in dem Verteiler 41 eingeschlossen ist.
Jeder Verteiler 41 kann eng an einem gleichartigen Verteiler anliegen, so daß eine Reihe von Verteilern entsteht, an die eine Reihe von Einsätzen angeschlossen werden kann. In der bevorzugten Anordnung wird eine entsprechende Reihe gleichartiger Verteiler 41 an das gegenüberliegende Ende jedes Einsatzes angefügt, so da eine doppelseitige, symmetrische Reihe von Einsätzen gebildet wird, die in der Lage sind, sowohl Beschickungsmaterial als auch Filtrat in jeden und aus jedem Verteiler an jedem Ende jedes Einsatzes zu leiten. Diese Anordnung eignet sich besonders dafür, die Reinigung des Filtermediums durch Rückstoß als automatisierten Prozeß zu erleichtern, der einen integrierten Bestandteil des Filterverfahrens darstellt.

Sammelrohre und Sammelrohranschluß

Das Beschickungsmaterial-Einlaßsammelrohr 100 und das Beschickungsmaterial-Auslaßsammelrohr 101 umfassen jeweils eine blockförmige Struktur mit einem Paar gegenüberliegender, allgemein paralleler Seiten, die einen großen, allgemein kreisförmigen Durchgang überbrücken. Die Struktur der Sammelrohre beinhaltet zwei zusätzliche Durchgänge, die für eine Verbindung zwischen dem Hauptdurchgang und einer dritten Seite der Sammelrohre ausgebildet sind. Diese beiden Durchgänge haben zwei wichtige Merkmale: zum einen ist einer der zusätzlichen Durchgänge vollständig in dem zweiten zusätzlichen Durchgang eingeschlossen, und zum zweiten ist in jedem Sammelrohr einer der beiden zusätzlichen Durchgänge von dem Hauptdurchgang abgetrennt. Welcher der beiden zusätzlichen Durchgänge abgesperrt wird, richtet sich danach, ob das Sammelrohr als Beschickungsmaterial-Einlaß- oder als Beschickungsmaterial-Auslaßsammelrohr verwendet wird.
Durch das Konzept eines Durchgangs in einem Durchgang können diese Sammelrohre dazu verwendet werden, zwei Reihen von Verteilern 41 miteinander zu verbinden, um die Zufuhr in Reihen von Einsätzen parallel zu schalten und um die Entfernung von Filtrat aus Reihen von Einsätzen parallel zu schalten, und auch um solche Gruppen miteinander verbundener Reihen gemeinsam in Serie zu schalten. Die Beschaffenheit des Beschickungsmaterial- und des Filtratstroms in und zwischen den Sammelrohren entspricht allgemein der in der PCT/AU90/00470 (WO-A-91/04783 oder EP- A-0447513) offenbarten.

Filtrat-Absperrventil

Die Filtrat-Absperrventilstruktur 63 ermöglicht eine selektive Blockierung des Pfades zwischen der Innenseite des Filtermediums und dem Filtratabgabedurchgang 43, um zu verhindern, daß aus einem beschädigten Filtereinsatz fließendes Fluid in den Filtratabgabedurchgang 43 strömen kann.
Der obere Stößel des Ventils ist so konstruiert, daß es für einen Betrachter einer zusammengesetzten Gruppierung von Filtereinsätzen offensichtlich ist, ob sich das Ventil in der offenen oder in der geschlossenen Position befindet.
Das Ventil ermöglicht die Isolierung der Mitwirkung ausgewählter Filtereinsätze auf einfache und unkomplizierte Weise. Insbesondere wird eine solche selektive Isolierung ermöglicht, während die Filtergruppe in Betrieb bleibt, so daß die Mitwirkung anderer (nicht isolierter) Filtereinsätze ungestört bleibt.
Nachfolgend wird ein austauschbarer Filtereinsatz einer ersten Ausgestaltung unter Bezugnahme auf eine Gruppe von Filtereinsätzen beschrieben, die allgemein in den Fig. 5 und 6 dargestellt sind. In diesen Figuren wird die Verwendung einer Sammelrohranordnung gezeigt, umfassend ein Rohr mit großem Durchmesser, das für die Beförderung von zu filternder Flüssigkeit ausgebildet ist, wobei in dem Rohr vollständig ein Rohr mit kleinerem Durchmesser enthalten ist, das für die Aufnahme und Beförderung von gefilterter Flüssigkeit ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße Konzept des austauschbaren Einsatzes kann mit dieser Form von Sammelrohranordnung angewendet werden. Es sollte verständlich sein, daß die austauschbaren Einsätze der ersten und der zweiten Ausgestaltung dieser Erfindung auch mit anderen Formen von Sammelrohranordnungen verwendet werden können (zum Beispiel wie in der PCT/AU87/00309 (WO-A-88/01895 oder EP-A-0282539) offenbart). Gleichermaßen kann das in den Verteilern und Sammelrohren angewendete Rohr-in-Rohr-Konzept unabhängig von den anderen beschriebenen Bestandteilen angewendet werden. Auch können die Filtrat-Absperrventile unabhängig von den anderen Bestandteilen verwendet und eingesetzt werden.

ERSTE AUSGESTALTUNG

Die in Fig. 1 gezeigte Filtereinsatzbaugruppe 10 beinhaltet ein röhrenförmiges Gehäuse 11, das ein Bündel aus hohlen, porösen Polymerfasern einschließt. Das Faserbündel stellt den Arbeitsteil eines Filtereinsatzes 25 dar, der das Bündel und die Endaufsätze oder Käfige 15 beinhaltet. In diesem Fall hat jede aus Polypropylen bestehende Faser eine durchschnittliche Porengröße von 0,2 Mikron, eine Wanddicke von 200 Mikron und einen Lumendurchmesser von 200 Mikron. In einem Bündel sind 12.000 Hohlfasern enthalten; diese Zahl sowie die individuellen Faserabmessungen können jedoch je nach den Betriebsanforderungen unterschiedlich sein. Die oberen Enden 14 der Fasern sind in einem Polyurethan-Stopfen 12 eingebettet, der in ein Endstück oder einen Vergußkäfig 15 gegossen wird. Um die Peripherie des oberen Endes des Endstückes oder Käfigs 15 befindet sich ein Paar Rillen 16 und 17, die jeweils O-Ringe 18 und 19 aufnehmen. Das untere Ende des Endstückes oder Käfigs 15 nimmt ein perforiertes zylindrisches Sieb 20 auf, das die Fasern umschließt.
Der obere Abschnitt 23 des röhrenförmigen Gehäuses 11 mit dem Ende 21 des Gehäuses 11 verfügt über eine Außenmuffe 22, die ein Paar Rillen 25' und 26' aufweist, die jeweils O-Ringe 27 und 28 tragen.
In diesem Fall befindet sich ein ähnliches Endstück oder ein Käfig (nicht dargestellt) am unteren Ende des röhrenförmigen Gehäuses 11, was jedoch nicht erforderlich ist, wenn die Filterkonstruktion auf einen Betrieb im "Sackgassen"-Modus ausgerichtet ist. Bei einem Filter für den "Sackgassen"-Modus können die unteren Enden der Fasern verschlossen werden, indem sie in einen Polyurethan-Stopfen eingebettet werden oder auch nicht.
Am oberen Ende des Endstückes 15 ist ein Filtratbecher oder -kasten 31 montiert, der einen Hals- oder Auslaßabschnitt 32 und einen Verbindungsflansch 33 aufweist und dessen Innenseite gegen die O-Ringe 18 und 19 schließt. Um die Peripherie des Halsabschnittes 32 befindet sich ein Paar ringförmiger Rillen 37 und 38, die die O-Ringe 39 und 40 tragen.
Der Filtratbecher oder -kasten 31 stellt einen Auslaßpfad für das Filtrat bereit, das aus den offenen Enden 14 der in dem Stopfen 12 eingebetteten Fasern abgegeben wird.
Am oberen Ende des Filtereinsatzes 10 befindet sich ein kombinierter Beschickungsmaterial-/Filtratverteiler 41, der einen großen, ihn durchlaufenden Beschickungsmaterial- Einlaßdurchgang 42 und einen kleineren, ihn durchlaufenden Filtratabgabedurchgang 43 aufweist. Der Verteiler 41 hat ebene Seitenflächen, und auf einer Seite des Verteilers 41 befinden sich Rillen 44 und 45 für die Aufnahme von 0- Ringen um die Enden der Durchgänge 42 und 43, und auf der gegenüberliegenden Seite des Verteilers 41 befinden sich ringförmige abgeschrägte Vorsprünge 44a und 44b, die für einen Eingriff in die O-Ringe eines benachbarten Verteilers 41 ausgebildet sind.
Der Verteiler 41 weist ein Paar abwärtsverlaufender Verbindungsflansche 46 und 47 auf, die jeweils den Beschickungsdurchgang 48, der eine Verbindung zwischen den Beschickungsdurchgängen 42 und 35 herstellt, und den Filtratdurchgang 49 definieren, der eine Verbindung zwischen dem Auslaß 32 der Filtratmuffe 31 und dem Filtratabgabedurchgang 43 bereitstellt.
Der untere Teil des Flansches 47 greift verschließend in die O-Ringe 39 und 40 um den Halsabschnitt der Filtratmuffe 31 ein, und am unteren Teil des Flansches 46 befinden sich ringförmige Rillen 50 und 51, die jeweils die O-Ringe 52 und 53 tragen. Auf der Außenseite des Flansches 46 befindet sich ein Gewindeabschnitt 54 für die Aufnahme eines entsprechenden Gewindeabschnitts 55 einer äußeren Verbindungsmuffe 56.
Die Verbindungsmuffe 56 stellt eine Grenze für den Beschickungsdurchgang 35 dar, und an ihrem unteren Ende befindet sich ein Halsabschnitt 57 mit einer nach innen gerichteten Schulter 58, die in die untere Kante der Muffe 22 am Gehäuse 11 eingreift. Eine Drehung der Außenmuffe 56 zum Erreichen eines Gewindeeingriffs mit oder einer Trennung von dem Saum oder dem Flansch 46 wird durch die Anwesenheit profilierter Bereiche 70 und 71 um den jeweiligen Umfang der Außenmuffe 56 vereinfacht (s. Fig. 2). In diesem Fall hat der Bereich 71 ein Ritzelzahnprofil, das für den Eingriff mit einem Motorantrieb geeignet ist, und der Bereich 70 hat ein zinnenartiges Profil, das für einen alternativen Eingriff mit einem C-Schlüssel geeignet ist (s. Fig. 14).
Ein innerer Schulterbereich 67 an der Innenfläche der Außenmuffe 56 greift in eine ringförmige Klammer 68 ein, die um den Vergußkäfig 15 am Ende des perforierten Siebes 20 paßt und so am Ende des Filtratbechers 31 anliegt, daß, wenn die Außenmuffe 56 vollständig im Eingriff mit dem Saum oder Flansch 46 ist, das kleinere Ende des Filtratbechers 31 vollständig im inneren Saum oder Flansch 47 des Verteilers 41 eingefügt ist.
Besteht die Notwendigkeit, das Faserbündel zusammen mit dem umgebenden perforierten Sieb und den Vergußenden zu entfernen oder auszutauschen, so ist dies in einer Filtergruppe oder Filtergruppierung möglich, ohne daß die Kopfstücke gestört werden. Nach dem Abschrauben der Außenmuffe 56 vom Kopfstücksaum 47 wird die Außenmuffe 56 über das Gehäuse 11 in Richtung auf die Mitte des Einsatzes geschoben (zusammen mit der ringförmigen Klammer 68 oder nach dem Teilen der Klammer 68 in ihre einzelnen Hälften), so daß der Filtratbecher über eine Entfernung über die Vergußmuffe zurückgezogen werden kann, die ausreicht, um das kleinere Ende des Filtratbechers aus dem inneren Saum des Kopfstückes herauszuziehen und anschließend das Filterbündel zu entfernen.
Zum Wiedereinsetzen eines Faserbündels wird der oben beschriebene Vorgang in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt.
Ein Absperrdurchgang 60 in dem Verteiler 41 bietet von der Außenseite des Verteilers 41 Zugang zur Innenseite des Filtratabgabedurchgangs 43 und beherbergt ein(e) Absperrschieber oder -ventil 63. Der obere Abschnitt 64 des Absperrschiebers 63 weist eine Öffnung für die Aufnahme eines Einstellwerkzeuges (nicht dargestellt) und für die manuelle Aktivierung des Schiebers auf. Neben dem mittleren Abschnitt des Absperrschiebers 63 befindet sich eine Dichtung 65, die einen Verschluß zwischen dem Absperrschieber 63 und dem Absperrdurchgang 60 bildet.
Am unteren Ende des Absperrschiebers 63 befindet sich eine Dichtung 69. Wird der Absperrschieber 63 aufwärts bewegt, so schließt die Dichtung 69 den Durchlaß 72 zum Filtratabgabedurchgang 43, um einen Filtratstrom vom Einsatz 10 zum Verteiler 41 zu verhindern. Es ist jedoch zu beachten, daß das Verschließen des Durchlasses 72 nicht den Filtratstrom von und zu benachbarten Verteilern durch den Filtratdurchgang 43 stört. Ein Stopfen 73 am oberen Ende des Verteilers 41 verschließt den Sperrdurchgang 60. Das Ventil 63 ist so ausgestaltet, daß es problemlos betrieben werden kann, ohne daß Bestandteile des Filters zerlegt werden müssen.
In einer speziellen Ausgestaltung der Schieberanordnung kann der Stopfen 73 nicht wiedereingesetzt werden, wenn sich der Schieber in der "oberen" Position befindet. Dadurch wird eine von weitem leicht erkennbare Sichtanzeige dafür bereitgestellt, daß der Schieber abgesperrt und der davon beschickte Einsatz somit von der Beschickung getrennt ist.
Der Schieber 63 wird von der offenen Position in die geschlossene Position bewegt (siehe Fig. 2), indem zunächst der Ventilschaft 63 um 90º gedreht wird, so daß die rechteckige Blockkomponente 150 (am Ventilschaft 63 montiert) eine entsprechende rechteckige Öffnung 151 durchqueren kann, wenn der Ventilschaft 63 hochgeschoben wird. Wenn sich der Ventilschaft vollständig in der oberen Position befindet, wird der Schaft noch einmal um 90º zurückgedreht, so daß ein unbeabsichtigtes Absenken des Schaftes durch die Wechselwirkung des Blockierungsstücks 150 mit dem oberen Ende des Sperrdurchgangkastens 60 verhindert wird. Zum Öffnen des Absperrschiebers wird der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der untere Teil des Einsatzes 10 dem oberen Teil darin ähnlich ist, daß er einen Verteiler 41 und eine Verbindungsmuffe 56 aufweist. Der Filtereinsatz 10 könnte für einen Sackgassen- Betriebsmodus leicht modifiziert werden.
Fig. 5 zeigt eine Reihe von Filtereinsätzen 10, die parallel miteinander verbunden sind und ein Beschickungsmaterial-Einlaßsammelrohr 100, ein konzentriertes Beschickungsmaterial-Auslaßsammelrohr 101 und Filtratsammelrohre 102 aufweist. Die Einsätze 11 in der Reihe sind über Verbindungsstangen 103 miteinander verbunden, die durch Öffnungen 104 im Verteiler 41 verlaufen. Probe- oder Dosierungsdurchlässe 105 können in den Sammelrohren 100, 101 und 102 vorgesehen sein. Fig. 6 zeigt eine Mehrzahl von Einsatzreihen, die miteinander über benachbarte Sammelrohre 100, 101 und 102 verbunden sind, um eine Gruppe von Filtereinsätzen zu bilden, die über Verbindungsstangen 106 zusammengehalten werden, die durch Öffnungen 107 in den Sammelrohren 100, 101 und 102 verlaufen.
Die Beschickungsmaterial-Sammelrohre 100 und 101 haben die gleiche Gestalt und Konfiguration und werden ausführlich in den Fig. 7 bis 11 gezeigt. Fig. 7 zeigt das Beschickungsmaterial-Einlaßsammelrohr 100, und Fig. 8 zeigt das Beschickungsmaterial-Auslaßsammelrohr 101; es ist jedoch verständlich, daß die Sammelrohre den gleichen Aufbau haben, wobei das Beschickungsmaterial- Auslaßsammelrohr 101 der Fig. 8 in bezug auf das Beschickungsmaterial-Einlaßsammelrohr 100 der Fig. 7 seitenverkehrt ist. Die Sammelrohre 100 und 101 beinhalten einen Körperabschnitt 110 mit ebenen Endseiten 111 und 112, die den Anschluß an ein benachbartes ähnliches Sammelrohr vereinfachen.
Der Körperabschnitt 110 definiert einen Beschickungsdurchgang 113, der durch den Körper von der Endseite 111 zur Endseite 112 verläuft. Um die Mündung zum Durchgang 113 in der Seite 112 befindet sich eine ringförmige Vertiefung (nicht dargestellt) für die Aufnahme eines O-Rings, und um die Mündung zum Durchgang 113 und Endseite 111 befindet sich ein abgeschrägter ringförmiger Vorsprung 114 für den Eingriff in einen O-Ring eines benachbarten Sammelrohres.
Um die Verbindungsstangenöffnung 107 in der Endseite 111 befinden sich ringförmige Haltedübel 115, die in entsprechende Vertiefungen (nicht dargestellt) um die Verbindungsstangenöffnungen 107 in der Endseite 112 eines benachbarten Sammelrohres eingreifen.
Aus den Fig. 7 und 8 ist ersichtlich, daß der Beschickungsdurchgang 113 einen querverlaufenden Nebendurchgang 116 aufweist, der zur Seite 117 der Sammelrohre 100 und 101 führt, um eine Beschickungsverbindung zwischen dem Beschickungsdurchgang 113 und dem Beschickungsdurchgang 42 des Verteilers 41 bereitzustellen. Ein abgeschrägter ringförmiger Vorsprung 125 um die Peripherie des Durchgangs 116 greift in einen O- Ring um den Durchgang 42 des Verteilers 41 ein.
Die Sammelrohre 100 und 101 weisen einen dritten Durchgang oder Blinddurchgang 118 in dem Beschickungsdurchgang 116 auf, der von einer Rippe 124 abgestützt wird. Der Blinddurchgang 118 weist einen abgeschrägten ringförmigen Vorsprung 119 um seine Peripherie auf, um an den O-Ring um den Filtratdurchgang 43 des Verteilers 41 anzugreifen. Der die Seite 117 definierende Flansch 120 verfügt über Öffnungen 121 für die Aufnahme der Verbindungsstangen 103, die mit in Vertiefungen 122 befindlichen Muttern (nicht dargestellt) befestigt werden. Um die Öffnungen 121 befinden sich Haltedübel 123 für den Eingriff in entsprechende Vertiefungen in dem Verteiler 41.
Das in Fig. 12 gezeigte Filtratsammelrohr 102 entspricht in fast jeder Hinsicht den in den Fig. 7 bis 11 gezeigten Beschickungsmaterial-Sammelrohren 100 und 101. Der Hauptunterschied besteht darin, daß der Beschickungsdurchgang 116 durch eine Wand 130 verschlossen und der Filtratdurchgang 118 offen ist, um eine Verbindung mit dem Filtratdurchgang 43 des Verteilers 41 herzustellen. Da das Filtratsammelrohr an das andere Ende der Reihe von Einsätzen 10 angeschlossen wird, sind ringförmige Vertiefungen 131 und 132 um jeweils die Durchgänge 106 und 118 für die Aufnahme von O-Ringen (nicht dargestellt) vorhanden. Der Durchgang 113 ist jetzt natürlich ein Filtratdurchgang.
Fig. 13 zeigt eine auseinandergezogene Querschnittsansicht eines Kopfstück-Formteils mit einem Beschickungsmaterial-Sammelrohr auf der einen und einem Filtratsammelrohr auf der anderen Seite, in der die Strömungen vom Beschickungsdurchgang und Filtratdurchgang in die jeweiligen Sammelrohre gezeigt werden.

ZWEITE AUSGESTALTUNG

Die Fig. 15 bis einschließlich 20 zeigen Einzelheiten einer zweiten Ausgestaltung des austauschbaren Filtereinsatzes. Im Prinzip entspricht der Betrieb des Einsatzes der zweiten Ausgestaltung dem der ersten Ausgestaltung.
Bezugnehmend auf Fig. 15, der Vergußkäfig 15 beinhaltet Rillen 153, 154 für die Aufnahme von Dichtungsringen. Die offene Luftlochstruktur 155 umfaßt längliche, relativ weite Schlitze, die im Gegensatz zur relativ engen Schlitzkonfiguration der ersten Ausgestaltung stehen.
Die in Fig. 16 gezeigte Verbindungsmuffe beinhaltet eine Fläche 156 für die Aufnahme eines Ritzelzahnprofils 157 (siehe Fig. 17). Die Ritzelzähne 157 können von einem Eingriffsgetriebe angetrieben werden, das von einem Motor wie einem Druckluftmotor angetrieben wird. Die dem Getriebe zugeordnete Fläche 156 ist breiter als in der ersten Ausgestaltung.
Wie in der ersten Ausgestaltung, befindet sich eine Leiste (158) in der Verbindungsmuffe, die eine Fläche bereitstellt, an die die Verbindungsklammer 159 angreift (siehe Fig. 19).
Die Verbindungsklammer 159 verfügt über zwei selbstangreifende Hälften, die, wenn sie sich im Eingriff befinden, gut in die zwischen der ersten gegenüberliegenden Schulter 27 und der zweiten gegenüberliegenden Schulter 28 definierte Rille 26 um den Endbereich des Faserbündels passen (siehe Fig. 2 und 20) und am Ende 160 des Filtratbechers 161 anliegen (siehe Fig. 18).
Die Verbindungsklammer 159 dient als Zwischenstütze zwischen Leiste 158 und Becherendfläche 160 und ermöglicht es, daß die Verbindungsmuffe 56 das Ende des Filtereinsatzes mechanisch in einen Verschlußeingriff mit den Wegen zur Lieferung von Beschickungsmaterial und Entfernung von Filtrat im Flansch 46 drängt.
Darüber hinaus wird Rückspüldruck, der auf die Enden des Einsatzes aufgebracht wird und auf den Einsatz komprimierend einwirkt, durch die Wirkung der ersten gegenüberliegenden Schulter 27 gegen die Klammer 159 standgehalten, die wiederum gegen die Leiste 158 wirkt, die aufgrund des mechanischen Anschlusses zwischen der Muffe 56 und dem Verteiler 41 dafür sorgt, daß die Einsatzenden der Kompression standhalten.
In einer Modifikation der Erfindung können das Sieb 20 und der Vergußkäfig 15 an den jeweiligen Enden als eine einzelne integrierte Einheit angefertigt sein, wobei das Faserbündel länglich verformbar ist, so daß das Bündel mit angefügtem Vergußkäfig aus den Verteilern 41 herausgezogen werden kann, während das Bündel in dem röhrenförmigen Gehäuse 11 bleibt, und die Konfiguration der Öffnungen in dem Sieb kann verschiedene Formen aufweisen, wie zum Beispiel die Form länglicher Schlitze, die in einer Umfangsrichtung oder in einer unterbrochenen Schraubenform verlaufen.
In einer anderen Modifikation der Erfindung kann das genannte perforierte Sieb weiter modifiziert sein, wobei jedoch die Stopfen und Vergußmuffen an beiden Enden des Faserbündels beibehalten werden.
Es sind verschiedene Modifikationen an Ausführungs- und Konstruktionsdetails möglich, ohne daß vom Bereich und Umfang der Erfindung abgewichen wird.

Claims

1. Austauschbarer Filtereinsatz, umfassend ein längliches mikroporöses Filtermedium, das mit gegenüberliegenden Enden (14) abschließt, die jeweils für eine Fluidverbindung mit einem Verteiler (41) ausgebildet sind, wobei jedes der genannten Enden des genannten Mediums jeweils an einem ersten und einem zweiten Einsatzendabschnitt (15) angebracht ist, wobei die genannten Einsatzendabschnitte (15) das genannte Filtermedium im Bereich des genannten jeweiligen Endes einfassen und jeder ein jeweiliges Ende eines perforierten Siebes (20) aufnimmt, das die genannten Einsatzendabschnitte (15) trennt und das genannte längliche Filtermedium umgibt, so daß das genannte längliche Filtermedium durch eine mechanische Abstützung der genannten Endabschnitte, um die genannten Endabschnitte beim Gebrauch des Einsatzes über eine vorgegebene Entfernung auseinanderzuhalten, lösbar mechanisch gehalten werden kann, und wobei die genannten Einsatzendabschnitte jeweils für einen lösbaren Anschluß des genannten Einsatzes an dem genannten Verteiler (41) mit einer jeweiligen Muffe (56) an einen Verteiler (41) anschließbar sind, wobei der genannte Einsatz nach dem Lösen der Muffen (56) von den Verteilern (41) durch eine Seitwärtsbewegung des Einsatzes aus dem Eingriff mit den Verteilern (41) gebracht werden kann, ohne daß die Verteiler (41) ansonsten gestört oder zerlegt werden müssen, und die Verbindungsmuffen (56) befinden sich an den jeweiligen Enden eines röhrenförmigen Gehäuses (11), das den Filtereinsatz umgibt, und sind darüber verschiebbar.

2. Austauschbarer Filtereinsatz nach Anspruch 1, bei dem der genannte Einsatz (25) länglich und symmetrisch ist, wobei das genannte Medium ein Bündel mikroporöser Fasern umfaßt, wobei jede der genannten Fasern in dem Bündel allgemein über die Längsachse des genannten Einsatzes (25) ausgerichtet ist, und wobei jeder der genannten Endabschnitte einen Endaufsatz (15) umfaßt, der in den äußeren Umfang des genannten Bündels eingreift, um das genannte Filtermedium einzufassen.

3. Austauschbarer Filtereinsatz nach Anspruch 2, bei dem der genannte Endaufsatz (15) einen kurzen Zylinder umfaßt, dessen Innenflächen überall dort profiliert sind, wo sie unmittelbar an Außenflächen angrenzen, so daß entlang der Innenfläche des genannten Aufsatzes (15) von einem Ende des genannten Aufsatzes zum anderen ein gewundener Pfad entsteht.

4. Austauschbarer Filtereinsatz nach Anspruch 3, bei dem eine Vergußmasse (12) so in und um die genannten profilierten Innenflächen verläuft, daß die genannte Vergußmasse (12) nach dem Erstarren gegenüberliegende Flansche umfaßt, die mit den Kanten beider Enden des genannten Endaufsatzes (15) in Wechselbeziehung stehen, um zu verhindern, daß die genannte Vergußmasse (12) aus dem genannten Endaufsatz (15) hinausgeschoben werden kann.

5. Austauschbarer Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem der genannte Endaufsatz (15) Eingriffsmittel (68, 26) zum Eingreifen in Abschnitte einer äußeren Gehäusebaugruppe (11) umfaßt, so daß der genannte Aufsatz (15) in einer festen mechanischen Beziehung in bezug auf das genannte äußere Gehäuse (11) gehalten wird.

6. Austauschbarer Filtereinsatz nach Anspruch 5, bei dem das genannte Eingriffsmittel eine die Peripherie des genannten Endaufsatzes (15) umgebende Rille (26) umfaßt, die durch gegenüberliegende Schulterabschnitte begrenzt wird, wobei die genannten Schulterabschnitte dafür vorgesehen sind, in passende Schulterabschnitte einer runden Klammer (68) einzugreifen, die zum Einsetzen in die genannte Rille (26) ausgebildet ist.

7. Austauschbarer Filtereinsatz nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, ferner umfassend benachbarte, parallele Rillen (16, 17), die um ein oberes Ende des genannten Aufsatzes (15) laufen und für die Aufnahme von O-Ringen (18, 19) ausgebildet sind, um den genannten Aufsatz (15) gegen eine äußere Dichtungsfläche (33) zu verschließen.

8. Austauschbarer Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend einen verschiebbaren Aufsatz (31), der einen Kanal definiert und übe r den genannten Endaufsatz (15) geschoben werden kann, so daß sich der im genannten Endaufsatz (15) definierte Kanal über das Ende des genannten Mediums hinaus erstreckt.

9. Austauschbarer Filtereinsatz nach Anspruch 8, bei dem sich ein verschiebbarer Aufsatz (31) an jedem Ende des genannten Einsatzes (25) befindet, der so angeordnet ist, daß, wenn sich alle verschiebbaren Aufsätze (31) in einer ausgefahrenen Position befindet, der genannte Einsatz (25) für eine Fluidverbindung in eine Filterbaugruppe des doppelseitigen Typs mit gegenüberliegenden Verteilern eingesetzt werden kann, und daß, wenn sich jede Kappe (31) in einer eingefahrenen Position befindet, der genannte Einsatz (25) aus der genannten Filterbaugruppe durch eine seitliche Bewegung in bezug auf die Längsachse des Einsatzes (25) entfernt werden kann.

10. Filtereinsatzbaugruppe, umfassend einen austauschbaren Einsatz (25) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie eine Gehäusebaugruppe (11, 56) zur Bildung eines zu einer Außenfläche des genannten Filtermediums hin- oder von dieser wegführenden Pfades.

11. Filtereinsatzbaugruppe nach Anspruch 10, bei der die genannte Gehäusebaugruppe ein längliches röhrenförmiges Gehäuse (11), das im wesentlichen über die Länge des genannten Filtereinsatzes (25) verläuft und diesen umhüllt, sowie eine erste und eine zweite Verbindungsmuffe (56) umfaßt, die sich jeweils am ersten und am zweiten Ende des genannten röhrenförmigen Gehäuses (11) befinden und darübergeschoben werden können.

12. Filtereinsatzbaugruppe nach Anspruch 11, bei der das genannte röhrenförmige Gehäuse (11) eine das genannte jeweilige erste und zweite Ende umgebende externe Leiste (22) umfaßt, wobei die genannte Leiste (22) so ausgestaltet ist, daß sie an einer entsprechenden inneren Leiste (58) anliegt, die sich am unteren Ende der oberen der genannten Verbindungsmuffen (56) und am oberen Ende der unteren der genannten Verbindungsmuffen (56) befindet, so daß, wenn sich jede der genannten Verbindungsmuffen (56) im Dichtungseingriff mit den jeweiligen, in einer vorgegebenen Entfernung voneinander gelegenen ersten und zweiten Verteilern (41) befindet, die genannten Leisten (22, 58) in einer Ineinanderfügungsbeziehung sind, so daß das genannte röhrenförmige Gehäuse (11) in einer festen mechanischen Beziehung in bezug auf den genannten ersten und zweiten Verteiler (41) gehalten und eine geschlossene Kammer zwischen den genannten Verteilern (41) definiert wird.

13. Filtereinsatzbaugruppe nach Anspruch 12, bei der die genannte erste und die zweite Verbindungsmuffe (56) ferner jeweilige zweite Schulterabschnitte (67) auf einer Innenfläche umfassen, wobei die genannten zweiten Schulterabschnitte (67) so ausgestaltet sind, daß sie in eine kreisförmige Klammer (68) eingreifen, so daß von der genannten Klammer (68) Stützdruck auf eine erste der genannten gegenüberliegenden Schultern aufgebracht wird, die die genannte Rille (26) im genannten Aufsatz (15) definieren, wenn sich die genannte Verbindungsmuffe (56) in geschlossener Ineinanderfügungsbeziehung mit dem genannten Verteiler (41) befindet, so daß der genannte Aufsatz (15) mechanisch gegen eine Bewegung über die Längsachse des genannten Einsatzes (25) in einer ersten Richtung gehalten wird, während die andere der genannten gegenüberliegenden Schultern, die die genannte Rille (26) in dem genannten Aufsatz (15) definieren, mechanisch gegen eine gegenüberliegende Fläche der genannten Klammer (68) gehalten wird, die wiederum mechanisch gegen einen unteren Randabschnitt des genannten verschiebbaren Aufsatzes (31) gedrängt wird, wodurch der genannte verschiebbare Aufsatz (31) in eine ausgefahrene Position in bezug auf den genannten Einsatz (25) gedrängt wird, wodurch ein gegenüberliegendes Ende des genannten verschiebbaren Aufsatzes (31) zur gleichen Zeit, da sich die genannte Verbindungsmuffe (56) in einer geschlossenen Ineinanderfügungsposition in bezug auf den genannten Verteiler (41) befindet, in eine geschlossene Beziehung mit dem genannten Verteiler (41) gedrängt wird, so daß die genannte geschlossene Kammer in eine erste Kammer außerhalb der Außenfläche des genannten Mediums und in eine zweite, von der Innenfläche des genannten Mediums definierte Kammer unterteilt wird, so daß Beschickungsmaterial vom genannten Verteiler (41) in die genannte Außenkammer durch das genannte Medium, das partikuläre Substanz über einer vorgegebenen Größe daraus entfernt, in die genannte Innenkammer und anschließend über die Innenseite des genannten verschiebbaren Aufsatzes (31) aus dem genannten Einsatz (25) zum genannten Verteiler (41) strömen kann.

14. Filtereinsatzbaugruppe nach Anspruch 13, bei der die genannte Klammer (68) sie durchlaufende Kanäle enthält, um eine Fluidverbindung zwischen dem genannten Verteiler (41) und der genannten Außenkammer der genannten geschlossenen Kammer zu ermöglichen.

15. Filtereinsatzbaugruppe nach Anspruch 14, bei der die genannte Klammer (68) zwei separate halbrunde Hälften umfaßt, die dafür vorgesehen sind, mechanisch den genannten Aufsatz (15) zu umgreifen, um eine einzelne kreisförmige Klammer zu bilden.

16. Filtereinsatzbaugruppe nach einem der Ansprüche 10 bis 15, ferner umfassend einen Verteiler (41), der einen ersten Durchgang (43) enthält, der vollständig in einem zweiten Durchgang (42) liegt, wobei der genannte erste Durchgang (43) verhindert, daß sich Flüssigkeit in dem genannten ersten Durchgang (43) innerhalb der Grenzen des genannten Verteilers (41) mit Flüssigkeit in dem genannten zweiten Durchgang (42) vermischt.

17. Filtereinsatzbaugruppe nach Anspruch 16, bei der der genannte erste Durchgang (43) des Verteilers mit gegenüberliegenden Enden des genannten Verteilers und mit einer dritten Seite des genannten Verteilers (41) in Verbindung steht, die für eine Fluidverbindung mit den genannten gegenüberliegenden Enden des Filtermediums ausgebildet ist, und der genannte zweite Durchgang (42) mit gegenüberliegenden Enden des genannten Verteilers (41) und mit einer dritten Seite in Verbindung steht, die mit den genannten gegenüberliegenden Enden des Filtermediums in unabhängiger Fluidverbindung steht.

18. Filtereinsatzbaugruppe nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, bei der ein Auslaß von dem genannten ersten Durchgang (43) des Verteilers oder von dem genannten zweiten Durchgang (41) des Verteilers zur genannten Filtereinsatzbaugruppe (10) selektiv mit einem Ventil (63) verschließbar ist.

19. Filtereinsatzbaugruppe nach Anspruch 18, bei der das genannte Ventil (63) innerhalb des genannten Verteilers (41) liegt und von der Außenseite des genannten Verteilers (41) bedienbar ist.

20. Filtereinsatzbaugruppe nach Anspruch 19, bei der der Status des genannten Ventils (63) durch visuelle Kontrolle der Außenseite des genannten Verteilers (41) festgestellt werden kann.