Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Kassetteneinspannvorrichtung für eine Mehrzahl von

Kassettenfiltrationsmodulen, die jeweils eine Verteilerplatte mit mindestens einem

Feedkanal, einem Retentatkanal, einem Filtratkanal und mit mindestens einer ersten Anlagefläche aufweisen, wobei jeweils zwischen der ersten Anlagefläche der

Verteilerplatte und einer Spannfläche einer orthogonal zur Anlagefläche über

Führungsstangen verschiebbaren Spannplatte eine Filterkassettenanordnung aus mindestens einer Filterkassette spannbar ist, und wobei die Kassettenfiltrationsmodule im Bereich ihrer Verteilerplatten übereinander stapelbar sind.

Stand der Technik

Aus der DE 10 2006 009 804 B4 ist eine Kassetteneinspannvorrichtung für Crossflow- Filterkassetten mit einer Mehrzahl von Kassettenfiltrationsmodulen bekannt, die jeweils eine Verteilerplatte mit einem Feedkanal, einem Retentatkanal, einem Filtratkanal und mit mindestens einer ersten Anlagefläche aufweisen, wobei jeweils zwischen der ersten Anlagefläche der Verteilerplatte und einer Spannfläche einer orthogonal zur Anlagefläche über Führungsstangen verschiebbaren Spannplatte eine Filterkassettenanordnung aus mindestens einer Filterkassette spannbar ist. Dabei sind die Kassettenfiltrationsmodule im Bereich ihrer Verteilerplatten übereinander stapelbar. Die im Bereich ihrer Verteilerplatten übereinander gestapelten Kassettenfiltrationsmodule werden in Art einer Parallelschaltung miteinander verbunden.

Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung, die sich grundsätzlich bewährt hat, ist, dass bei im Wesentlichen gleichem Aufbau der einzelnen Verteilerplatten bei vertikaler Anordnung der Filterkassetten die Filterkassetten nicht auch seriell durchströmt werden können. Aus der EP 0 498 21 1 B1 ist eine Kassetteneinspannvorrichtung für Crossflow- Filterkassetten bekannt, bei der beispielsweise vier Kassettenfiltrationsmodule

übereinander stapelbar sind. Dabei sind das erste und zweite Modul sowie das zweite und dritte Modul jeweils zueinander parallel und das zweite und dritte Modul zueinander in Reihe (seriell) geschaltet.

Nachteilig dabei ist, dass jeweils zwei einander benachbarte Filtrationsmodule

unterschiedlich ausgebildet sein müssen. Weiterhin nachteilig bei dieser bekannten Kassetteneinspannvorrichtung ist, dass die Filterkassetten quer zur Stapelrichtung angeordnet sind, d.h., der Feedkanal, der Retentatkanal und die Filtratkanäle der Verteilerplatte sind parallel zur Stapelrichtung der Kassettenfiltrationsmodule angeordnet.

Weiterhin ist aus der DE 20 2014 106 101 111 eine Kassetteneinspannvorrichtung zur Aufnahme einer vorgebbaren Anzahl von Filterkassetten zwei relativ zueinander auf mindestens einer Führungsschiene verschiebbaren Druckplatte, zwischen die die

Filterkassetten einspannbar sind, wobei mindestens eine der Filterkassetten eine

Verteilerplatte aufweist.

Nachteilig dabei ist, dass die Filterkassetten lediglich in horizontaler Richtung ineinander gereiht werden. Eine parallele Anordnung mehrerer Filtermodule (Filterkassetten mit Verteilerplatten) in horizontaler Ebene oder gar eine Stapelung von Filtermodulen in vertikaler Richtung ist dabei nicht vorgesehen.

Auch aus der US 2013/0306539 A1 ist eine Kassetteneinspannvorrichtung zur Aufnahme von Filterkassetten zwischen zwei relativ zueinander verschiebbaren Druckplatten, zwischen die die Filterkassetten mit mindestens einer Verteilerplatte einspannbar sind, bekannt.

Auch hier sind die einzelnen Filterkassetten lediglich singulär in einer horizontalen Längsrichtung aneinander angereiht. Eine parallele Anordnung von Filtermodulen in horizontaler Richtung nebeneinander oder in vertikaler Richtung übereinander gestapelt ist dabei nicht vorgesehen. Schließlich ist aus der US 2006/0163141 A1 eine Kassetteneinspannvorrichtung für eine Mehrzahl von Filterkassetten mit zwei relativ zueinander auf mindestens einer

Führungsschiene verschiebbaren Druckplatten, zwischen die die Filterkassetten einspannbar sind, bekannt. Mindestens eine der Spannplatten ist dabei als eine

Verteilerplatte ausgebildet.

Auch hierbei sind die Filterkassetten einer horizontalen Längsrichtung singulär aneinander angereiht. Eine parallele Anordnung von Filtermodulen in einer horizontalen oder vertikalen Ebene ist hier ebenfalls nicht vorgesehen.

Aufgabenstellung

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, sowohl eine parallele als auch eine serielle Anströmung vertikal in Stapelrichtung angeordneter Filterkassetten zu ermöglichen.

Gleichzeitig soll der Aufbau der Verteilerplatten und der Kassettenfiltrationsmodule vereinfacht werden.

Darlegung der Erfindung

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Verteilerplatte jeweils als gemeinsame Verteilerplatte für zwei nebeneinander anordenbare und gegen die Anlagefläche spannbare

Filterkassettenanordnungen ausgebildet ist, dass die nebeneinander anordenbaren Filterkassettenanordnungen über die Verteilerplatte in einer Parallelschaltung miteinander verbindbar sind, und dass die übereinander stapelbaren Kassettenfiltrationsmodule über ihre Verteilerplatten in einer Serienschaltung miteinander verbindbar sind.

Durch die nebeneinander anordenbaren Filterkassettenanordnungen, die über die

Verteilerplatte jeweils in einer Parallelschaltung miteinander verbunden sind, wird jeweils die Anströmbreite verdoppelt, wobei marktgängige Filterkassetten verwendet werden können. Dadurch lassen sich Filterkassetten, beispielsweise Crossflow-Filterkassetten, ohne Änderung ihrer Geometrie wie Filterkassetten mit größerem Format verwenden. Dadurch, dass die übereinander stapelbaren Kassettenfiltrationsmodule über ihre

Verteilerplatten in einer Serienschaltung miteinander verbindbar sind, wird durch die Stapelung der Strömungsweg entsprechend verlängert. Ein weiterer Vorteil der

Kassetteneinspannvorrichtung ist, dass bei Vergrößerung des Stapels innerhalb bestimmter Grenzen die Pumpenleistung und somit die Dimension von Feed- und Retentat-Verrohrung nicht vergrößert werden müssen.

Mit dieser Kassetteneinspannvorrichtung kann eine bestimmte Produktkonzentration bei weniger Produktzirkulation erzielt werden. Somit kann mit dieser

Kassetteneinspannvorrichtung ein Filtrationsprozess produktschonender erfolgen. Durch die Kombination von Serienschaltung und paralleler Anordnung der

Filterkassettenanordnungen stehen eine Art großflächige Filterkassetten, die aus Standardkassetten zusammengebaut sind, zur Verfügung, wodurch die Nachteile von großen Filterkassetten in Sonderformat vermieden werden, da beim Ausfall einer großflächigen Filterkassette die Kosten höher als bei Standardkassetten sind. Mit dieser Kassetteneinspannvorrichtung kann zudem die Pumpenleistung für die Durchströmung der Filterkassetten effizienter genutzt werden. Schließlich werden die Verteilerplatten und ihre Verbindungen erheblich vereinfacht, da jeweils für die parallel nebeneinander angeordneten Filterkassettenanordnungen eine gemeinsame Verteilerplatte verwendet wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Verteilerplatte auf ihrer der ersten Anlagefläche abgewandten Rückseite eine zweite Anlagefläche für zwei weitere nebeneinander anordenbare und gegen die zweite Anlagefläche spannbare Filterkassettenanordnungen auf. Damit kann eine Verteilerplatte für jeweils zwei Filterkassettenanordnungen auf beiden Anlagenflächen genutzt werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Verteilerplatte quer zur Stapelrichtung durch eine erste und eine zweite Seitenfläche seitlich begrenzt, wobei jede der in Stapelrichtung parallel zueinander verlaufenden Seitenflächen mindestens einen Filtratauslass aufweist. Dadurch kann insbesondere die

Integritätsbestimmung an jedem Kassettenfiltrationsmodul separat durchgeführt werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Verteilerplatte in Stapelrichtung nach unten durch eine quer zur Stapelrichtung verlaufende untere Seitenfläche und in Stapelrichtung nach oben durch eine quer zur Stapelrichtung verlaufende obere Seitenfläche seitlich begrenzt, wobei die untere Seitenfläche einen Feedanschluss für zu filtrierendes Fluid und die obere Seitenfläche einen

Retentatanschluss für abzuführendes Retentat aufweist.

Der Feedkanal, der Retentatkanal und die Filtratkanäle der Verteilerplatte sind quer zur Stapelrichtung angeordnet, wobei der Feedkanal mit einer Mehrzahl von in einer Linie angeordneten Feedzuführungen, der Retentatkanal mit einer Mehrzahl von in einer Linie angeordneten Retentatauslässen und die Filtratkanäle mit einer Mehrzahl von in einer Linie angeordneten Filtratauslässen, angeordnet sind, und wobei die Feedzuführungen, die Retentatauslässe und die Filtratauslässe über Öffnungen an den Anlageflächen der Verteilerplatte mit Öffnungen anliegender Filterkassetten korrespondieren.

Der Retentatkanal und der Feedkanal einander (in Stapelrichtung) benachbarter Verteilerplatten sind jeweils über einen in Stapelrichtung verlaufenden Verbindungskanal miteinander verbindbar.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die in

Stapelrichtung unterste Verteilerplatte den Feedanschluss für eine Fluidzuleitung auf, wobei der Feedanschluss über einen in Stapelrichtung nach oben verlaufenden

Verbindungskanal mit dem Feedkanal der untersten Verteilerplatte verbunden ist.

Entsprechend weist die in Stapelrichtung oberste Verteilerplatte den Retentatanschluss für eine Retentatableitung auf, wobei der Retentatanschluss über einen in Stapelrichtung nach unten verlaufenden Verbindungskanal mit dem Retentatkanal der obersten

Verteilerplatte verbunden ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mindestens zwei Kassettenfiltrationsmodule im Bereich ihrer Verteilerplatten übereinander gestapelt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind drei

Kassettenfiltrationsmodule im Bereich ihrer Verteilerplatten übereinander gestapelt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen. Kurzbeschreibunq der Zeichnungen

Es zeigen:

Figur 1 : eine Vorderansicht dreier übereinander gestapelter Verteilerplatten mit mittig an der unteren Seitenfläche der untersten Verteilerplatte angeordnetem Feedanschluss und einem an der oberen Seitenfläche der obersten Verteilerplatte mittig angeordneten Retentatanschluss;

Figur 2: eine Vorderansicht dreier weiterer übereinander gestapelter

Verteilerplatten mit seitlich an der unteren Seitenfläche der untersten Verteilerplatte angeordneter Feedanschluss und mit seitlich an der oberen Seitenfläche der obersten Verteilerplatte angeordneten Retentatanschluss;

Figur 3: eine Seitenansicht einer Kassetteneinspannvorrichtung für Crossflow-

Filterkassetten mit drei in Stapelrichtung übereinander gestapelten Kassettenfiltrationsmodulen;

Figur 4: eine Draufsicht auf die Kassetteneinspannvorrichtung von Figur 3 aus

Richtung IV;

Figur 5: eine räumliche Darstellung der Kassetteneinspannvorrichtung von

Figur 3; und

Figur 6: eine räumliche Darstellung einer Kassetteneinspannvorrichtung.

Beschreibung bevorzugter Ausführunqsformen

Eine Kassetten-Einspannvorrichtung 1 für eine Crossflow-Kassettenfiltrationsanlage besteht im Wesentlichen aus Kassettenfiltrationsmodulen 2 die im Bereich ihrer Verteilerplatten 3 übereinander gestapelt sind. Das Kassettenfiltrationsmodul 2 besteht im Wesentlichen aus der Verteilerplatte 3 und zu beiden Seiten der Verteilerplatte 3 angeordneten nicht dargestellten Kassettenfiltern, die von Spannplatten 4, 5 mit Spannflächen 29, 30 gegen den Kassettenfiltern zugewandte Anlageflächen 8, 9 der Verteilerplatte 3 gedrückt werden. Die Spannplatten 4, 5 sind über Führungsstangen 6, 7 mit der Verteilerplatte 3 verbunden.

Die Verteilerplatte 3 ist jeweils als gemeinsame Verteilerplatte für zwei nebeneinander anordenbare und gegen die Anlageflächen 8, 9 spannbare Filterkassettenanordnungen ausgebildet. Dabei sind die nebeneinander anordenbaren Filterkassettenanordnungen über die gemeinsame Verteilerplatte 3 in einer Parallelschaltung miteinander verbindbar.

Die Verteilerplatte 3 ist in Stapelrichtung 10 nach unten, d. h. entgegengesetzt zur Stapelrichtung 10, durch eine quer zur Stapelrichtung 10 verlaufende untere

Seitenfläche 1 1 und in Stapelrichtung 10 nach oben durch eine quer zur Stapelrichtung 10 verlaufende obere Seitenfläche 12 seitlich begrenzt. Die Verteilerplatte 3 wird quer zur Stapelrichtung 10 durch eine erste Seitenfläche 13 und parallel zur ersten Seitenfläche 13 durch eine zweite Seitenfläche 14 seitlich begrenzt. Auf ihrer Vorderseite weist die Verteilerplatte 3 die erste Anlagefläche 8 und auf ihrer der Vorderseite abgewandten Rückseite die zweite Anlagefläche 9 auf. Jede der in Stapelrichtung 10 parallel zueinander verlaufenden Seitenflächen 13, 14 weist zwei Filtratanschlüsse 15 auf.

Die untere Seitenfläche 1 1 der in Stapelrichtung 10 unteren Verteilerplatte 3 weist einen Feedanschluss 16 für zu filtrierendes Fluid und die obere Seitenfläche 12 der in

Stapelrichtung 10 obersten Verteilerplatte 3 weist einen Retentatanschluss 17 für abzuführendes Retentat auf.

Die Verteilerplatte 3 weist bei vertikaler Stapelrichtung 10 in ihrem unteren Bereich einen horizontalen Feedkanal 18 auf. Vom Feedkanal 18 führen jeweils zur ersten

Anlagefläche 8 und zur zweiten Anlagefläche 9 der Verteilerplatte 3 Feedzuführungen 19 hin. Die Öffnungen der Feedzuführungen 19 verlaufen in einer quer zur Stapelrichtung 10 verlaufenden Linie. In Stapelrichtung 10 verläuft ein erster Verbindungskanal 20 der den Feedkanal 18 mit dem Feedanschluss 16 verbindet. Im in vertikaler Stapelrichtung 10 oberen Bereich ist parallel zum Feedkanal 18 ein Retentatkanal 21 angeordnet. Der Retentatkanal 21 ist mit Retentatauslässen 22 verbunden, die auf der ersten Anlagefläche 8 und auf der zweiten Anlagefläche 9 jeweils in einer horizontalen Linie bzw. Reihe angeordnet sind. Über einen zweiten Verbindungskanal 23, der ebenfalls in Stapelrichtung 10 verläuft ist der Retentatkanal 21 mit dem ersten Verbindungskanal 20 der benachbarten Verteilerplatte 3 verbunden.

Im unteren Bereich der Verteilerplatte 3 sind parallel zum Feedkanal 18 von den

Seitenflächen 13, 14 her jeweils ein erster unterer Filtratkanal 24 und ein zweiter unterer Filtratkanal 25 angeordnet. Im oberen Bereich der Verteilerplatte 3 sind entsprechend parallel zu dem Retentatkanal 21 von den Seitenflächen 13, 14 her ein dritter oberer Filtratkanal 26 und ein vierter oberer Filtratkanal 27 angeordnet. Die Filtratkanäle 24, 25, 26, 27 sind mit Filtratauslässen 28, die jeweils auf der ersten Anlagefläche 8 und auf der zweiten Anlagefläche 9 der Verteilerplatte 3 in einer horizontalen Linie bzw. Reihe angeordnet sind, verbunden. Die Filtratkanäle 24, 25.26, 27 ihrerseits sind jeweils mit den seitlich an der Verteilerplatte 3 angeordneten Filtratanschlüssen 15 verbunden.

Grundsätzlich können die ersten und zweiten unteren Filtratkanäle 24, 25 wie auch die dritten und vierten oberen Filtratkanäle 26, 27 ineinander übergehen, wobei für die unteren Filtratkanäle 24, 25 und die oberen Filtratkanäle 26, 27 jeweils nur ein seitlicher Filtratanschluss 15 benötigt wird.

Die Feedzuführungen 19, die Retentatauslässe 22 und die Filtratauslässe 15

korrespondieren mit ihren an den Anlageflächen 8, 9 der Verteilerplatte 3 angeordneten Öffnungen mit entsprechenden Öffnungen anliegender Filterkassetten.

Die übereinander gestapelten Kassettenfiltrationsmodule 2 sind über ihre

Verteilerplatten 3 in einer Serienschaltung miteinander verbunden.

Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites

Spektrum von Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Bezugszeichenliste

1 Kassetten-Einspannvorrichtung

2 Kassettenfiltrationsmodul

3 Verteilerplatte

4 Spannplatten

5 Spannplatten

6 Führungsstangen

7 Führungsstangen

8 Anlagefläche von 3

9 Anlagefläche von 3

10 Stapelrichtung

1 1 untere Seitenfläche von 3

12 obere Seitenfläche von 3

13 erste Seitenfläche von 3

14 zweite Seitenfläche von 3

15 Filtratanschluss von 13, 14

16 Feedanschluss von 1 1

17 Retentatanschluss von 12

18 Feedkanal von 3

19 Feedzuführung von 18

20 erster Verbindungskanal von 3

21 Retentatkanal von 3

22 Retentatauslass von 21

23 zweiter Verbindungskanal von 3

24 erster Filtratkanal von 3

25 zweiter Filtratkanal von 3

26 dritter Filtratkanal von 3

27 vierter Filtratkanal von 3

28 Filtratauslass von 24, 25, 26, 27

29 Spannfläche von 4

30 Spannfläche von 5