Gebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung eines Filtermoduls und ein Filtermodul zu dessen Durchführung.

Stand der Technik:

Filtereinrichtungen zum Filtern von Fluiden, bei denen zu filterndes Fluid - dieses wird im Folgenden als Rohfluid bezeichnet - zum Filter geführt wird, weisen insbesondere im Dauerbetrieb folgenden Nachteil auf. In Bereichen, in denen die Zuführströmung weniger stark ausgeprägt ist - diese werden im Folgenden als Totvolumina bezeichnet - kommt es vermehrt zur Ablagerung von Fremdpartikeln. Diese Ablagerungen werden prinzipbedingt mit fortschreitendem Filterprozess durch weitere Fremdpartikel vergrößert, wodurch auch das Totvolumen vergrößert wird. Weiterhin wird auch der Filtereingang mit Fremdpartikeln zugesetzt. Dadurch wird der Filterprozess zunehmend erschwert und letztlich ineffizient. Durch Reinigung der Filtereinrichtungen können die Fremdpartikelablagerungen entfernt werden. Um dem entgegenzuwirken und für industrielle Zwecke hinsichtlich größtmöglicher Maschinennutzeffekte einen kontinuierlichen Filterbetrieb darstellen zu können, ist es vorteilhaft, Filterreinigungszeiten zu minimieren. Um einen kontinuierlichen Filterbetrieb trotz gelegentlichen Ausfalls eines Filters aufrechtzuerhalten, können mehrere Filtermodule parallel eingesetzt werden, die Filtrat in eine zentrale Sammelleitung speisen. Dadurch kann gleichzeitig die Filtratmenge erhöht werden. Es sind verschiedene Filtersysteme bekannt, die beispielsweise für industrielle Zwecke Fluide filtern und das gefilterte Fluid wieder ableiten. Ein solches Filtersystem ist beispielsweise in WO 2013/048801 A1 offenbart. Dieses umfasst eine Filtermodulanordnung, die einen Behälter mit einer darin angeordneten Filterpatrone und einen mit einem Ende des Behälters gekoppelten Sammler umfasst, wobei der Kopf ein Gehäuse mit einem offenen oberen Ende und einem unteren Ende sowie eine Endkappe enthält. Ein Abschnitt, der auf eine komplementäre Struktur passt, die durch das Innere des gesamten offenen oberen Endes des Gehäuses definiert ist, so dass er entfernbar mit dem Gehäuse und der Endkappe in Eingriff kommt, definiert einen Durchgang, durch den Flüssigkeit aus dem Behälter herausfließen kann. Die Filtermodulanordnung ermöglicht eine Verteileranordnung, die verwendet wird, um Flüssigkeiten zu und von einem Filtersystem zu fördern, das mehrere solcher Module umfasst. Nachteile bestehender Lösungen zur Filterreinigung sind jedoch, dass diese auf dem Prinzip des Rückspülens basieren, also dem aufwendigen Umkehren der Strömungsrichtung und der Verwendung von Filtrat zum Spülen der Filter entgegen der Hauptfilterrichtung. Dazu muss der Filterprozess unterbrochen werden und es muss verunreinigtes Fluid entfernt und entsorgt werden. Durch diese aufwendigen Reinigungsschritte werden die Effizienz des Filterprozesses verringert und die Kosten des Filterprozesses gesteigert.

Darstellung der Erfindung:

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Reinigungsverfahren und ein Filtermodul zu dessen Durchführung bereitzustellen, mit dem das Filtermodul effizient und kostengünstig gereinigt werden kann. Das zu filternde Fluid ist dabei bevorzugt eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein Filtermodul nach Anspruch 10 gelöst. Weitere die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten. Die abhängigen Ansprüche können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden.

Die erste, zweite und dritte Achse, auf die im Folgenden Bezug genommen wird, sind derart angeordnet, dass die zweite Achse senkrecht zu der ersten Achse angeordnet ist und die dritte Achse gleichzeitig senkrecht zu der ersten Achse und zu der zweiten Achse angeordnet ist.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Reinigung eines Filtermoduls mittels eines Filtermoduls weist die folgenden Schritte auf. Zuerst wird ein Filtermodul aufweisend einen Filterkopf mit zwei Filterkopföffnungen bereitgestellt. Dann wird Fluid über eine erste Filterkopföffnung in den Filterkopf geleitet. Anschließend wird ein Teil des Fluids über eine zweite Filterkopföffnung aus dem Filterkopf herausgeleitet. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass nachdem Fluid in den Filterkopf geleitet wurde, im Filterkopf das Fluid teilweise verwirbelt wird. Durch die Verwirbelung des Fluids im Filterkopf resultiert der Vorteil, dass in einem großen Teil des Filterkopfes eine intensive Fluidströmung ausgeprägt wird, wodurch das Totvolumen minimiert wird. Damit geht einher, dass Ablagerungen von Fremdpartikeln minimiert werden. Durch das Herausleiten eines Teils des Fluids aus dem Filterkopf heraus werden in dem Fluid vorhandene Fremdpartikel kontinuierlich mit aus dem Filterkopf herausgeleitet. Dadurch wird ebenfalls die Ab- und Anlagerung von Fremdpartikeln minimiert.

Die Leitung des Fluids kann im einfachsten Fall mit Hilfe von Fluidleitungen erfolgen. Die Bewegung des Fluids kann beispielsweise für Flüssigkeiten mit Hilfe einer Pumpe und für Gase mit Hilfe eines Kompressors erzeugt werden. Die Leitungssteuerung kann beispielsweise mit Hilfe von Ventilen und/oder einer Ventileinrichtung mit Steuereinheit erfolgen. Die zu den Filterkopföffnungen gehörenden Bezeichnungen erste Filterkopföffnung und zweite Filterkopföffnung beziehen sich lediglich auf den mit der jeweiligen Filterkopföffnung ausgeführten Verfahrensschritt. Es ist daher ebenso möglich, das Filtermodul derart anzuordnen, dass die vormals zweite Filterkopföffnung nun als erste Filterkopföffnung verwendet wird und umgekehrt.

Die Verwirbelung des Fluids im Filterkopf kann im Wesentlichen kontinuierlich um eine zur dritten Achse parallelen Rotationsachse erfolgen. Demnach wird eine im Wesentlichen innerhalb einer durch die erste Achse und zweite Achse aufgespannten Ebene stetige Strömung erzeugt. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Verwirbelung des Fluids auch derart erfolgt, dass sich eine Strömung beziehungsweise Teilströmung ausbildet, bei der Fluid auch entlang der dritten Achse bewegt wird. Bei einer derartigen Verwirbelung wird es ermöglicht, auch solche Fremdpartikel zu entfernen, die sich an entlang der dritten Achse befindlichen Enden des Filterkopfes abgesetzt haben. Es ist auch möglich, dass die Verwirbelung des Fluids derart erfolgt, dass im Strömungsrandbereich, also an der Wand des Filterkopfes kleinere, unstetige Verwirbelungen ausgebildet werden. Bei einer derartigen Verwirbelung werden Fremdpartikel stärker daran gehindert, sich an der Wand des Filterkopfes anzulagern.

Eine gezielte Verwirbelung des Fluids im Filterkopf kann durch jegliche strömungsverändernde Strukturgeometrieelemente erreicht werden. Diese können beispielsweise Querschnittsänderungen, Ecken oder Kanten sein. Geeignete Strukturgeometrieelemente können beispielsweise rund, abgerundet oder spitz sein.

Die Stärke der Verwirbelung des Fluids kann auch mit der allgemeinen Strömungsgeschwindigkeit, also mit der Rate, mit der Fluid zugeführt wird, gesteuert werden. Mit einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit kann eine intensivere Verwirbelung des Fluids erreicht werden und anders herum. Neben dem Entfernen von Fremdpartikeln durch das Verwirbeln des Fluids, werden Fremdpartikel auch durch die lineare Strömung des Fluids aus dem Filterkopf ausgetragen. Der lineare Teil der Strömung und deren verwirbelter Teil wirken sich gegenseitig ergänzend beziehungsweise synergistisch. So können beispielsweise Fremdpartikel, die in dem verwirbelten Teil der Strömung vorhanden sind, in deren linearen Teil übergehen und damit kontinuierlich aus dem Filterkopf herausgeleitet werden.

In einer Ausgestaltung weist das Filtermodul ferner einen Filtratbereich auf und es wird vor dem Herausleiten eines Teils des Fluids über eine zweite Filterkopföffnung aus dem Filterkopf ein anderer Teil des Fluids vom Filterkopf in den Filtratbereich geleitet.

Demnach wird es ermöglicht, neben dem Reinigen des Filtermoduls, dieses auch für die Filtration von Fluid zu verwenden.

In einer Ausgestaltung wird nachdem das Fluid über eine erste Filterkopföffnung in den Filterkopf geleitet wurde und vor der Verwirbelung des Fluids im Filterkopf, das Fluid entlang eines die Filterkopföffnungen verbindenden Weges beschleunigt.

Demnach wird eine intensive Verwirbelung des Fluids ermöglicht.

Der Weg, auf dem die Beschleunigung stattfindet, kann im einfachsten Fall eine Gerade sein. Darüber hinaus sind jegliche Wegformen geeignet, die einer Beschleunigung zumindest nicht nachteilig entgegenwirken. Dementsprechend sind unter anderem auch elliptische oder hyperbolische Wegformen und andere stetige Kurven geeignet.

Die Beschleunigung des Fluids kann unter anderem geometrisch, beispielsweise durch eine Querschnittsverengung oder durch eine Erhöhung des Drucks, beispielsweise mittels einer Pumpe beziehungsweise mittels eines Kompressors verursacht werden.

In einer Ausgestaltung weist der Filterkopf ferner zwei fluidundurchlässig voneinander getrennte Filterkopfteile auf und wird während Fluid über eine erste Filterkopföffnung in den Filterkopf geleitet wird, Fluid sowohl in ein erstes Filterkopfteil als auch in ein zweites Filterkopfteil geleitet.

Demnach wird eine Vielzahl von weiteren Reinigungs- und Filtrationsschritten ermöglicht. Als erfindungsgemäß fluidundurchlässig gelten die Filterkopfteile unter anderem dann, wenn sie absolut dicht sind, aber auch dann, wenn sie im Wesentlichen - also nahezu - dicht sind.

Die zu den Filterkopfteilen gehörenden Bezeichnungen erstes und zweites beziehen sich lediglich auf eine im ausgeführten Verfahrensschritt angewandte Reihenfolge. Es ist daher ebenso möglich, das Verfahren derart auszuführen, dass das vormals zweite Filterkopfteil nun als erstes Filterkopfteil verwendet wird und umgekehrt.

In einer Ausgestaltung weist das Filtermodul ferner einen zweiten Filterkopf mit zwei Filterkopföffnungen auf, wird während Fluid über eine erste Filterkopföffnung in den ersten Filterkopf geleitet wird, Fluid über eine erste Filterkopföffnung des zweiten Filterkopfes in den zweiten Filterkopf geleitet, wird das Fluid nachdem Fluid über eine erste Filterkopföffnung in den zweiten Filterkopf geleitet wird, in dem zweiten Filterkopf teilweise verwirbelt, und wird, während ein Teil des Fluids über eine zweite Filterkopföffnung aus dem ersten Filterkopf herausgeleitet wird, ein Teil des Fluids über eine zweite Filterkopföffnung des zweiten Filterkopfes aus dem zweiten Filterkopf herausgeleitet.

Demnach wird eine Vielzahl von weiteren Reinigungs- und Filtrationsschritten ermöglicht.

In einer Ausgestaltung wird der aus einem Filterkopf herausgeleitete Teil des Fluids nach dem Herausleiten wieder über eine erste Filterkopföffnung in einen Filterkopf geleitet. Im einfachsten Fall kann dabei das Fluid als Rückführung wieder dem Filterkopf zugeführt werden, aus dem es zuvor herausgeleitet wurde.

Demnach wird es ermöglicht, das Fluid nachdem es zur Reinigung und/oder als Rohfluid zur Filtration verwendet wurde, erneut zur Reinigung und/oder als Rohfluid zur Filtration zu verwenden.

In einer Ausgestaltung wird während ein erstes Filtermodul aufweisend einen Filterkopf mit zwei Filterkopföffnungen bereitgestellt wird, ein zweites Filtermodul aufweisend einen Filterkopf mit zwei Filterkopföffnungen bereitgestellt. Weiter wird nachdem ein Teil des Fluids über eine zweite Filterkopföffnung aus einem Filterkopf des ersten Filtermoduls herausgeleitet wurde, das aus einem Filterkopf des ersten Filtermoduls herausgeleitete Fluid über eine erste Filterkopföffnung des Filterkopfes des zweiten Filtermoduls in den Filterkopf des zweiten Filtermoduls geleitet. Danach wird im Filterkopf des zweiten Filtermoduls das Fluid teilweise verwirbelt. Anschließend wird ein Teil des Fluids über eine zweite Filterkopföffnung des Filterkopfes des zweiten Filtermoduls aus dem Filterkopf des zweiten Filtermoduls herausgeleitet.

Demnach wird es ermöglicht, Fluid durch zwei oder mehr als zwei Filtermodule hintereinander zu führen. Auf diese Weise wird es ermöglicht, dasselbe Fluid mehrfach zur Reinigung und/oder als Rohfluid zur Filtration zu verwenden.

In einer Ausgestaltung wird das Fluid nachdem es aus dem Filterkopf des zweiten Filtermoduls herausgeleitet wurde, wieder über eine erste Filterkopföffnung in einen Filterkopf geleitet.

Demnach wird es ermöglicht, das Fluid, nachdem es zur Reinigung und/oder als Rohfluid zur Filtration verwendet wurde, erneut zur Reinigung und/oder als Rohfluid zur Filtration zu verwenden. Diese erneute Verwendung bereits verwendeten Fluids in einer Rückführung kann beliebig oft hintereinander stattfinden. Mit jeder erneuten Rückführung steigt der Gehalt an Fremdpartikeln in dem zugeführten Fluid. Zur Gewährleistung der notwendigen Prozessstabilität kann es daher notwendig sein, einen Teil des Fluids mit hoher Konzentration an Fremdpartikeln abzulassen, also zu entsorgen. Damit steigt der Anteil an frisch zugeführtem Fluid, wodurch der Anteil an Fremdpartikeln sinkt.

In einer Ausgestaltung weist das zweite Filtermodul ferner einen zweiten Filterkopf mit zwei Filterkopföffnungen auf und wird, nachdem ein Teil des Fluids über eine zweite Filterkopföffnung aus einem Filterkopf des ersten Filtermoduls herausgeleitet wurde, das aus einem Filterkopf des ersten Filtermoduls herausgeleitete Fluid über eine erste Filterkopföffnung des zweiten Filterkopfes des zweiten Filtermoduls in den zweiten Filterkopf des zweiten Filtermoduls geleitet. Danach wird das Fluid in dem zweiten Filterkopf des zweiten Filtermoduls teilweise verwirbelt. Dann wird ein Teil des Fluids über eine zweite Filterkopföffnung des zweiten Filterkopfes des zweiten Filtermoduls aus dem zweiten Filterkopf des zweiten Filtermoduls herausgeleitet. Anschließend wird das Fluid, nachdem es aus dem zweiten Filterkopf des zweiten Filtermoduls herausgeleitet wurde, wieder über eine erste Filterkopföffnung in einen Filterkopf geleitet.

Demnach wird es ermöglicht, dass mehrere Filterköpfe des zweiten Filtermoduls parallel am Verfahren beteiligt sind.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Filtermodul aufweisend einen Filterkopf mit zwei Filterkopföffnungen. Das Filtermodul ist dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Filterkopföffnung und eine zweite Filterkopföffnung entlang einer ersten Achse hintereinander angeordnet sind, wobei die erste Achse durch den Mittelpunkt der ersten Filterkopföffnung und durch den Mittelpunkt der zweiten Filterkopföffnung verläuft. Das Filtermodul ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass sich ein senkrecht zu der ersten Achse befindender, innerer Filterkopfquerschnitt entlang der ersten Achse beginnend von der ersten Filterkopföffnung zuerst entlang der zweiten Achse vergrößert und dann bis zu der zweiten Filterkopföffnung entlang der zweiten Achse verkleinert. Das Filtermodul ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkopf an seinen sich entlang der zweiten Achse befindenden Enden und an einem ersten seiner sich entlang der dritten Achse befindenden zwei Enden geschlossen ist, und der Filterkopf an einem zweiten seiner sich entlang der dritten Achse befindenden Enden eine Öffnung aufweist.

Demnach wird es ermöglicht, das oben stehende Verfahren zur Reinigung eines Filtermoduls mittels eines Filtermoduls durchzuführen.

Die zu den Filterkopföffnungen und weiteren Komponenten gehörenden Bezeichnungen erste und zweite beziehen sich lediglich auf eine Anordnung der jeweiligen Filterkopföffnung beziehungsweise Komponente. Daher ist es ebenso möglich, das Filtermodul derart anzuordnen, dass die vormals zweite Filterkopföffnung nun als erste Filterkopföffnung verwendet wird und umgekehrt. In weiteren Ausgestaltungen ist es auch möglich, dass ein Filtermodul mehrere erste Filterkopföffnungen beziehungsweise erste gleichartige Komponenten und mehrere zweite Filterkopföffnungen beziehungsweise zweite gleichartige Komponenten aufweist. Damit wird die Flexibilität des Filterkopfes erhöht und er kann universeller für eine größere Anzahl verschiedener Filter- und Filterreinigungsprozesse eingesetzt werden.

In einer Ausgestaltung ist das Filtermodul derart ausgerichtet, dass die erste Achse und die zweite Achse in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene liegen.

Die Angaben entlang einer Achse oder in einer Ebene bedeuten hinsichtlich der Anordnung und der Ausrichtung von Komponenten des Filtermoduls, dass diese mit oder ohne Abstand parallel zur Bezugsachse beziehungsweise Bezugsebene angeordnet beziehungsweise ausgerichtet sind. Parallel bedeutet im Wesentlichen parallel, mit einer Abweichung von maximal 10 %. Diese Abweichung kann kontinuierlich sein, also im Sinne einer Winkelabweichung. Sie kann aber auch diskontinuierlich sein, also partiell kleiner beziehungsweise größer sein. Die an einem zweiten sich entlang der dritten Achse befindenden Ende des Filterkopfes angeordnete Öffnung kann vollständig über den gesamten zu der durch die erste Achse und zweite Achse aufgespannten Ebene parallelen Querschnitt reichen. Die Öffnung kann aber auch nur über Teile des genannten Querschnitts reichen. Besonders bevorzugt ist die Öffnung derart ausgebildet, dass das Fluid, wenn es über die Öffnung vom Filterkopf in einen Filtratbereich geleitet wird, ausschließlich in Filterelemente eingetragen wird, also kein Fluid ungefiltert neben dem Filterelement vorbei geleitet wird. Das kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Öffnung an das angegliederte Filterelement beziehungsweise die angegliederten Filterelemente angepasst ist. Es ist auch möglich, das Filterelement beziehungsweise die Filterelemente dicht mit der Öffnung zu verbinden, beispielsweise durch eine abgedichtete lösbare Verbindung, wie eine Schraubverbindung oder durch das Eingießen des Filterelementes beziehungsweise der Filterelemente in die Öffnung. Es ist auch möglich, dass der Filterkopf mehrere Öffnungen aufweist.

In einer Ausgestaltung verläuft in der durch die erste Achse und die zweite Achse aufgespannten Ebene die Innenkante des Filterkopfes teilweise elliptisch.

Eine elliptische Form beziehungsweise ein elliptischer Verlauf ist in Bezug auf die oben beschriebene Innenkante des Filterkopfes und in Bezug auf weitere im Folgenden beschriebene Formen beziehungsweise Verläufe definiert als jegliche Form beziehungsweise jeglicher Verlauf, die beziehungsweise der radiale, toroidale und/oder elliptische Teile aufweist. Darunter sind auch Formen und Verläufe zu verstehen, die von den geometrischen Idealformen beziehungsweise Idealverläufen geringfügig abweichen.

Demnach wird es ermöglicht, dass ein Teil der Strömung laminar verläuft. Auf diese Weise wird ein kontinuierlicher Zu- und Abfluss von Fluid ermöglicht.

In einer Ausgestaltung verkleinert sich der Filterkopfquerschnitt entlang der ersten Achse vor seiner entlang der zweiten Achse stattfindenden Vergrößerung zuerst entlang der zweiten Achse.

Demnach wird es ermöglicht, dass das Fluid, bevor ein Teil dessen verwirbelt wird, beschleunigt wird.

Die beschriebene Verkleinerung des Filterkopfquerschnittes und auch weitere im Folgenden beschriebene Verkleinerungen dessen können kontinuierlich verlaufen, aber auch partiell eine Vergrößerung aufweisen, solange die Eingangsquerschnittsfläche größer ist, als die Ausgangsquerschnittsfläche.

In einer Ausgestaltung verläuft die Innenkante des Filterkopfes in der durch die erste Achse und die zweite Achse aufgespannten Ebene im Bereich der Verkleinerung des Filterkopfquerschnittes, die vor der entlang der zweiten Achse stattfindenden Vergrößerung dessen stattfindet, teilweise elliptisch. Die elliptische Form ist nach entsprechender, oben stehender Definition definiert.

Demnach wird es ermöglicht, dass die Strömung im Wesentlichen entlang der Hauptströmungsrichtung beschleunigt wird.

In einer Ausgestaltung verkleinert sich der Filterkopfquerschnitt zuerst entlang der ersten Achse beginnend von der ersten Filterkopföffnung entlang der dritten Achse und vergrößert sich dann bis zu der zweiten Filterkopföffnung entlang der dritten Achse vergrößert.

Die beschriebene Vergrößerung des Filterkopfquerschnittes und auch weitere im Folgenden beschriebene Vergrößerungen dessen können kontinuierlich verlaufen, aber auch partiell eine Verkleinerung aufweisen, solange die Eingangsquerschnittsfläche kleiner ist, als die Ausgangsquerschnittsfläche.

Demnach wird es ermöglicht, die Größe der Querschnittsfläche des Filterkopfes im beschriebenen Bereich im Wesentlichen unverändert zu belassen, also eine Verkleinerung entlang der einen Achse durch eine Vergrößerung entlang einer anderen Achse auszugleichen. Dadurch wird bei der Verwendung des Filtermoduls die Fluidgeschwindigkeit nicht beeinflusst. Auf diese Weise wird die Einbringung von Verwirbelungen begünstigt.

In einer Ausgestaltung verläuft die Innenkante des Filterkopfes im Bereich der entlang der dritten Achse stattfindenden Verkleinerung teilweise elliptisch.

Demnach wird es ermöglicht, dass ein Teil der Strömung laminar verläuft. Auf diese Weise wird ein kontinuierlicher Zu- und Abfluss von Fluid ermöglicht.

In einer Ausgestaltung weist der Filterkopf ferner zwei Filterkopfteile auf, wobei die Filterkopfteile jeweils von der ersten Filterkopföffnung bis zu der zweiten Filterkopföffnung reichen, und die Filterkopfteile entlang der ersten Achse zwischen der ersten Filterkopföffnung und der zweiten Filterkopföffnung fluidundurchlässig voneinander getrennt sind. Die fluidundurchlässige Trennung kann unter anderem mittels separater Trennelemente, aber auch durch entsprechende Ausbauchungen, Vorsprünge oder Wände des Filterkopfes ausgebildet sein.

Demnach wird es ermöglicht, die oben beschriebenen, auf fluidundurchlässige Filterkopfteile bezogenen Ausgestaltungen des Verfahrens zur Reinigung eines Filtermoduls mittels eines Filtermoduls durchzuführen. Die entsprechend beschriebenen Definitionen und technischen Effekte treffen hier ebenfalls zu.

In einer Ausgestaltung weist das Filtermodul ferner einen Filtratbereich auf, wobei der Filtratbereich an dem sich entlang der dritten Achse befindenden zweiten Ende des Filterkopfes mit dem Filterkopf verbunden ist. Der Filtratbereich kann ein Filterelement beziehungsweise mehrere Filterelemente aufweisen. Diese sind bevorzugt Membranfilter und besonders bevorzugt Hohlfasermembranfilter.

Demnach wird es ermöglicht, neben der Verwendung des Filtermoduls im Rahmen von Filterreinigungsverfahren, dieses auch für die Filtration von Fluiden zu verwenden.

In einer Ausgestaltung weist das Filtermodul ferner einen zum ersten Filterkopf äquivalenten zweiten Filterkopf auf, wobei der Filtratbereich an dem sich entlang der dritten Achse befindenden zweiten Ende des zweiten Filterkopfes mit dem zweiten Filterkopf verbunden ist. Ein zu einem ersten Filterkopf äquivalenter zweiter Filterkopf ist dem ersten Filterkopf bevorzugt ähnlich und besonders bevorzugt identisch. Das sich entlang der dritten Achse befindende zweite Ende des zweiten Filterkopfes, entspricht dem die Öffnung aufweisenden Ende.

Demnach wird es ermöglicht, über mehrere Filterköpfe desselben Filtermoduls Fluid in denselben Filtratbereich zu leiten.

In einer Ausgestaltung ist entlang der dritten Achse das geschlossene Ende des Filterkopfes kuppelförmig ausgebildet.

Als kuppelförmig gilt das geschlossene Ende des Filterkopfes auch dann, wenn nur Teile dessen als Kuppel beziehungsweise als Teil einer Kuppel ausgebildet sind. Als kuppelförmig gelten alle gewölbten Formen mit einem einzelnen Scheitelpunkt. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Filtermodulanordnung bestehend aus zumindest zwei Filtermodulen. Die Filtermodulanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermodule derart hintereinander angeordnet und miteinander verbunden sind, dass Fluid zuerst in einen Filterkopf eines ersten Filtermoduls und anschließend in einen Filterkopf eines zweiten bis n-ten Filtermoduls leitbar ist.

Demnach wird es ermöglicht, mehrere Filtermodule hintereinander anzuordnen.

Kurze Beschreibung der Figuren:

Figur 1a zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Filtermodulanordnung zur Reinigung eines Filtermoduls als Schnittansicht in einer durch eine erste Achse und eine zweite Achse aufgespannten Ebene.

Figur 1b zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reinigung eines Filtermoduls als Schnittansicht in einer durch eine erste Achse und eine dritte Achse aufgespannten Ebene.

Figur 2a zeigt eine schematische Darstellung eines Filterkopfes eines erfindungsgemäßen Filtermoduls mit Strömungslinien als Schnittansicht in einer durch eine erste Achse und eine zweite Achse aufgespannten Ebene.

Figur 2b zeigt den in Figur 2a dargestellten Filterkopf mit zwei Filterkopfteilen und mit Strömungslinien.

Figur 2c zeigt den in Figur 2a dargestellten Filterkopf mit zwei Filterkopfteilen und mit Filterkopfquerschnitten.

Figur 3a zeigt eine schematische Darstellung eines Filterkopfes eines erfindungsgemäßen Filtermoduls mit Strömungslinien als Schnittansicht in einer durch eine erste Achse und eine dritte Achse aufgespannten Ebene.

Figur 3b zeigt den in Figur 3a dargestellten Filterkopf mit Filterkopfquerschnitten.

Figur 4a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Filtermoduls in einer durch eine erste Achse und eine dritte Achse aufgespannten Ebene. Figur 4b zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Filtermodulanordnung in einer durch eine erste Achse und eine dritte Achse aufgespannten Ebene.

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Filterkopfes eines erfindungsgemäßen Filtermoduls als Schnittansicht in einer durch eine zweite Achse und eine dritte Achse aufgespannten Ebene.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen:

Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich veranschaulichend. Der Klarheit halber sind in den Figuren zur Bezeichnung ähnlicher Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet. Es ist festzustellen, dass einige Schritte innerhalb eines Verfahrens in anderer Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern.

In Figur 1 a ist eine erfindungsgemäße Filtermodulanordnung 300 als Schnittansicht in einer durch die erste Achse 410 und die zweite Achse 420 aufgespannten Ebene schematisch dargestellt. Es sind zwei in Bezug auf die erste Achse 410 hintereinander angeordnete Filterköpfe 210 dargestellt, die jeweils zu separaten Filtermodulen 200 gehören. Mittels der durch die Filterköpfe 210 verlaufenden Pfeile wird die Fluidströmung dargestellt. Entlang der ersten Achse 410 verläuft die Hauptströmung 130, die durch horizontale Pfeile dargestellt ist. Entlang der zweiten Achse 420, abseits der Hauptströmung 130 und in den Bereichen des Filterkopfes 210, die durch die entlang der zweiten Achse 420 stattfindende Vergrößerung und anschließende Verkleinerung des Filterkopfquerschnittes 211 , was in Figur 2c dargestellt ist, entstehen beziehungsweise wieder verschwinden, sind jeweils eine Wirbelströmung 140 mittels eines elliptischen, geschlossenen Pfeils dargestellt. Die Wirbelströmungen 140 rotieren jeweils um eine zu der - beispielsweise in Figur 1 b dargestellten - dritten Achse 430 parallelen Rotationsachse.

In Figur 1 b ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Reinigung eines Filtermoduls 100 als Schnittansicht in einer durch die erste Achse 410 und die dritte Achse 430 aufgespannten Ebene schematisch dargestellt. Es sind drei Filtermodule 200 dargestellt, die jeweils zwei Filterköpfe 210 und einen Filtratbereich 220 aufweisen, wobei jeweils beide Filterköpfe 210 mit dem Filtratbereich 220 verbunden sind. Das Fluid 110 wird zuerst geteilt. Anschließend wird ein Teil des Fluids 110 in den ersten Filterkopf 210 des ersten Filtermoduls 200 geleitet und ein anderer Teil des Fluids 110 in den zweiten Filterkopf 210 des ersten Filtermoduls 200 geleitet. Ein jeweils weiterer Teil des Fluids 110 wird jeweils von dem ersten Filterkopf 210 und dem zweiten Filterkopf 210 des ersten Filtermoduls 200 jeweils zu dem ersten Filterkopf 210 und dem zweiten Filterkopf 210 des zweiten Filtermoduls 200 geleitet und danach jeweils zu dem ersten Filterkopf 210 und dem zweiten Filterkopf 210 des dritten Filtermoduls 200 geleitet. Aus den Filterköpfen 210 des ersten Filtermoduls 200, zweiten Filtermoduls 200 und dritten Filtermoduls 200 wird jeweils ein anderer weiterer Teil des Fluids 110 in den Filtratbereich 220 geleitet. Anschließend werden die anderen weiteren Teile des Fluids 110 jeweils in den Filtratbereichen 220 zusammengeleitet und aus den Filtratbereichen 220 herausgeleitet. Die aus den Filtratbereichen 220 herausgeleiteten anderen weiteren Teile des Fluids 110 werden als Filtrat 120 außerhalb der Filtermodule 200 zusammengeleitet und anschließend als Rückführung 150 wieder dem Verfahrensbeginn zugeführt. Die ersten Filterköpfe 210 können die entlang der dritten Achse 430 oben liegenden Filterköpfe 210 sein. Dementsprechend wären die entlang der dritten Achse 430 unten liegenden Filterköpfe 210 die zweiten Filterköpfe 210. Es ist aber auch der entgegengesetzte Fall möglich.

In Figur 2a ist ein Filterkopf 210 der in Figur 1a dargestellten Filtermodulanordnung 300 als Schnittansicht in einer durch die erste Achse 410 und die zweite Achse 420 aufgespannten Ebene schematisch dargestellt. Es sind ebenfalls Strömungslinien dargestellt, die entlang der ersten Achse 410 zuerst über eine erste Filterkopföffnung 212 in den Filterkopf 210 eintreten und dann im Wesentlichen über eine zweite Filterkopföffnung 212 aus dem Filterkopf 210 austreten. Die bereits in Figur 1a dargestellten Wirbelströmungen 140 sind in Figur 2a ebenfalls dargestellt.

In Figur 2b ist der in Figur 2a dargestellte Filterkopf 210 dargestellt. Zusätzlich sind zwei Filterkopfteile 214 dargestellt, die fluidundurchlässig voneinander getrennt sind. Die bereits in Figur 2a dargestellten Wirbelströmungen 140 bleiben von der Trennung des Filterkopfes 210 im Wesentlichen unbeeinflusst, wohingegen die Hauptströmung 130 durch die Verkleinerung des Strömungsbereiches abgeschwächt wird, was durch eine entsprechend verringerte Anzahl an Strömungspfeilen dargestellt wird.

In Figur 2c ist der in der Figur 2a dargestellte Filterkopf 210 dargestellt. Entlang der ersten Achse 410 sind aufeinanderfolgend fünf Filterkopfquerschnitte 211 dargestellt, die in der durch die erste Achse 410 und die zweite Achse 420 aufgespannten Ebene zur zweiten Achse 420 parallele, innere Abmaße darstellen. Entlang der ersten Achse 410 verkleinert sich der Filterkopfquerschnitt 211 zuerst um sich anschließend zu vergrößern. Dabei wird ein größerer dritter Filterkopfquerschnitt 211 erreicht, als am entlang der ersten Achse 410 ersten Ende des Filterkopfes 210. Anschließend verkleinert sich der Filterkopfquerschnitt 211 wieder und vergrößert sich letztlich wieder. Der erste und letzte Filterkopfquerschnitt 211 sowie der zweite und vierte Filterkopfquerschnitt 211 sind jeweils gleich groß.

In Figur 3a ist ein Filterkopf 210 als Schnittansicht in einer durch die erste Achse 410 und die dritte Achse 430 aufgespannten Ebene schematisch dargestellt. Entlang der ersten Achse 410 wird der Filterkopf 210 entlang der dritten Achse 430 zuerst verkleinert und anschließend wieder vergrößert, was in Figur 3b mit drei entsprechenden Filterkopfquerschnitten 211 dargestellt ist. Die Verkleinerung und die Vergrößerung finden jeweils im hinsichtlich der dritten Achse 430 oben liegenden Bereich des Filterkopfes 210 statt und verlaufen jeweils im Wesentlichen elliptisch. Die Strömungslinien beginnen an der entlang der ersten Achse 410 ersten Filterkopföffnung 212 und reichen bis zu der entlang der ersten Achse 410 zweiten Filterkopföffnung 212. Im hinsichtlich der dritten Achse 430 oberen Bereich des Filterkopfes 210 folgen die Strömungslinien der Außenkante des Filterkopfes 210, sind also entsprechend in Bezug auf die dritte Achse 430 nach unten hin ausgebaucht. Diese Auslenkung der Strömungslinien von einer Geraden wird hinsichtlich der dritten Achse 430 nach unten hin abgeschwächt.

In Figur 4a ist ein erfindungsgemäßes Filtermodul 200 in einer durch die erste Achse 410 und die dritte Achse 430 aufgespannten Ebene schematisch dargestellt. Das Filtermodul 200 weist zwei Filterköpfe 210 auf, die jeweils mit einem Filtratbereich 220 verbunden sind.

In Figur 4b ist eine erfindungsgemäße Filtermodulanordnung 300 in einer durch die erste Achse 410 und die dritte Achse 430 aufgespannten Ebene schematisch dargestellt. Diese besteht aus drei - wie in Figur 4a dargestellten und entlang der ersten Achse 410 hintereinander angeordneten - Filtermodulen 200. Die Kopfbereiche 210 des ersten Filtermoduls 200 sind jeweils mit den Kopfbereichen 210 des zweiten Filtermoduls 200 verbunden. Darüber hinaus sind die Kopfbereiche 210 des zweiten Filtermoduls 200 auch jeweils mit den Kopfbereichen 210 des dritten Filtermoduls 200 verbunden. Mit der in Figur 4b dargestellten Filtermodulanordnung 300 kann das in Figur 1 b dargestellte Verfahren zur Reinigung eines Filtermoduls 100 durchgeführt werden.

In Figur 5 ist ein Filterkopf 210 eines erfindungsgemäßen Filtermoduls 200 als Schnittansicht in einer durch die zweite Achse 420 und die dritte Achse 430 aufgespannten Ebene schematisch dargestellt. Der Filterkopf 210 weist an dem sich entlang der dritten Achse 430 unten befindenden Ende eine Öffnung 216 auf. Die Öffnung 216 reicht vollständig über das durch die zweite Achse 420 aufgespannte und hinsichtlich der dritten Achse 430 untere Ende des Filterkopfes 210. Es ist weiterhin eine kreisrunde und hinsichtlich der zweiten Achse 420 mittig angeordnete Filterkopföffnung 212 dargestellt.

Gleichwohl zumindest eine bevorzugte Ausführungsform in der vorangegangenen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen dargestellt wurde, existiert eine große Anzahl an Variationen. Die bevorzugten Ausführungsformen sind nur Beispiele und dienen nicht dazu, den Schutzbereich, die Anwendbarkeit oder die genaue Ausgestaltung zu beschränken. Vielmehr stellen die Darstellung der Erfindung sowie die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen für den Fachmann eine nützliche Anleitung zur Implementierung mindestens einer Ausführungsform bereit. Dabei können verschiedene Änderungen in der Form und Funktion der beschriebenen Merkmale vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der Ansprüche und deren Äquivalente zu verlassen.

Bezuqszeichenliste:

100 Verfahren zur Reinigung eines Filtermoduls

110 Fluid

120 Filtrat

130 Hauptströmung

140 Wirbelströmung

150 Rückführung

200 Filtermodul

210 Filterkopf

211 Filterkopfquerschnitt

212 Filterkopföffnung

214 Filterkopfteil

216 Öffnung 220 Filtratbereich

300 Filtermodulanordnung

410 Erste Achse

420 Zweite Achse 430 Dritte Achse