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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Klammern und Rohrverteiler zum Halten
von Wasserfiltern und insbesondere Klammern und Verteiler, die ein schnelles
Auswechseln der Filter gestatten. Die Erfindung betrifft ein Klammersystem,
das mehrere Filter in Serien- und/oder Parallelströmung aufnehmen kann
und auch für
viele verschiedene Strömungsverfahren,
Medien und Flüssigkeiten
ausgelegt werden kann. Das erfundene System verwendet ein Schwingsystem,
wobei eine obere Klammer von jedem Filter wegschwenkt, so dass die
Filter aus dem Klammersystem herausgehoben werden können.
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Verwandte Technik
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Es
sind Verteilersysteme entwickelt worden, um mehrere Filter oder
Wasserbehandlungstanks aufzunehmen, um die Filterkapazität zu steigern
und einen schnellen Ersatz der Filter zu gestatten. 1972 offenbarte
Warren (US-Patent
Nr. 3,685,539) ein Mehrstationssystem, das mehrere an einem Vakuumverteiler
angebrachte Filter umfasst. 1973 offenbarte Bjork (US-Patent Nr.
3,753,495) eine Wasseraufbereitungseinheit mit einem Filterungstank
und einem Wasserenthärtungstank,
an einen Verteiler angeschlossen. 1992-1994 offenbarten Posner et
al. ein Verteilersystem, das horizontal entfernbare Filter umfasst,
die ein "Mittel
für eine
effektive gleichmäßig verteilte
Filtration" enthält, das
einen ersten konische-Stufen-Filter in der Nähe des Filtereinlasses und
einen zweiten konische-Stufen-Filter
in der Nähe des
Filterauslasses enthält,
mit einem Holzkohleelement zwischen den konischen Filtern. Jeder
Posner-Filter kann in einer horizontalen Richtung entfernt werden,
das heißt
senkrecht zu der Ebene des Rohrverteilers, welche Ebene in der Regel
vertikal verläuft.
Die Posner-Fittings sind stationäre
zusammenschnappende und auseinanderschnappende Verbindungen, die
in festen horizontalen Ebenen parallel verlaufen.
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Aus
WO 01/83079 A (Khang et al. oder "Khang") ist ein Wasserreiniger mit Filtern
bekannt, die an einer Grundplatte durch obere Verbindungsstücke und
untere Verbindungsstücke
austauschbar angebracht sind, wobei jeder Filter einen oberen Fluidport
und einen unteren Fluidport auf weist, die parallel zur Längsachse
des Filters verlaufen. Die unteren Verbindungsstücke enthalten jeweils eine
sich vertikal hin und her bewegende Spule, die sich zwischen einer
ausgefahrenen Position, die eine Fluidströmung gestattet und einer eingezogenen
Position, die eine Fluidströmung
verhindert, bewegt, wobei Spulenbetätigungshebel für eine Betätigung durch
einen Benutzer vorgesehen sind. Beim Öffnen einer Tür und Entlösen der
Filter mit Hilfe der Spulenbetätigungshebel
können
die Filter an ihren jeweiligen oberen Verbindungsstücken schwenken,
so dass jedes untere Filterende für das Entfernen des Filters nach
außen
schwenkt.
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Aus
dem US-Patent 6,277,277 (Jacobi et al. oder Jacobi) ist eine Dialysiermaschine
mit einer Filterkartusche bekannt, umfassend zwei sich seitlich erstreckende
Stutzen und zwei sich axial erstreckende Stutzen für eine Fluidverbindung
mit einer Kartuschenhalterung. Die Kartuschenhalterung enthält ein Halteelement,
das die sich nach hinten erstreckenden Stutzen aufnimmt, und ein
Klemmelement, das an die sich axial erstreckenden Stutzen geklemmt wird.
Eine Lösung
des Klemmelements erfolgt durch Herausheben des oberen Fluidverbindungsglieds aus
dem oberen, sich axial erstreckenden Stutzen mit Hilfe eines Schwenkstabs,
der auch den Boden der Kartuschenhalterung nach unten weg von dem unteren, sich
axial erstreckenden Stutzen absenkt, was eine Trennung der beiden
sich seitlich erstreckenden Stutzen in eine Richtung senkrecht zur Längsachse
des Filters gestattet.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist in Anspruch 1 definiert und umfasst ein
Filtersystem, das ein Klammermodul und einen Filter umfasst, wobei
Teile des Klammermoduls und des Filters ein Verkeilungssystem auf
weisen, das strukturell so ausgelegt ist, dass nur entsprechende
Filterkartuschen und Klammern zusammenwirken können. Das Filtersystem kann
erweitert werden, indem mehrere Klammern auf modulare Weise verwendet
werden, um eine "Bank" aus mehreren Filtern
zu erzeugen. Das erfundene System weist deshalb einen hohen Grad
an Flexibilität auf
zum Ändern
der Anzahl der Filter und des Störungsverfahrens
der Filterbank, einschließlich
der Strömung
zwischen zwei oder mehr Filtern zu einem Lager- oder Behandlungsbehälter, der
von der Bank von Filtern getrennt ist.
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Das
Klammermodul umfaßt
Paare von Klammern. Jedes Paar enthält eine obere Klammer und eine
untere Klammer, die das obere Ende bzw. das untere Ende eines Filters
ergreifen. Mehrere Paare von Klammern können nahe beieinander positioniert sein,
um mehrere Filter im Allgemeinen Seite an Seite oder in anderen
Anordnungen zu halten. Fittings sind in den Klammern enthalten zum
Abdichten zu den Einlass- und Auslassports der Filter, um die Ports mit
einem flexiblen Schlauch oder einem anderen Kanal zu verbinden.
Der Kanal verläuft
von den Fittings aus, um viele verschiedene Strömungsverfahren in die Filter
hinein und aus diesen heraus und zwischen den Filtern und/oder den
separaten Lager- und Behandlungsgefäßen festzulegen Jede Klammer
kann so ausgeführt
sein, dass sie Fittingkonfigurationen unterschiedlicher Arten enthält, das
heißt:
- 1. Ein Fitting, dass heißt ein einzelnes Fitting zur Befestigung
an einem Einlassport oder. einem Auslassport;
- 2. Zwei Fittings, das heißt „Doppelfittings" zum Anschluß sowohl
an einen Einlassport als auch an einen Auslassport; oder
- 3. Keine Fittings, wobei die jeweilige Klammer, entweder obere
oder untere Klammer, dafür
gedacht ist, den Filter zu stützen,
aber nicht dafür, Fluid
zu leiten.
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Klammern
mit einem einzelnen Fitting werden an beiden Enden von Durchflussfiltern
platziert, um beispielsweise eine Strömung in das obere Filterende
und aus dem unteren Filterende heraus zu gestatten. Klammern mit
Doppelfittings werden an einem Ende eines Filters vom Zentralrückrohrstil
verwendet, bevorzugt dem oberen Ende, um ein Strömen in ein einzelnes Ende des
Filters und aus diesem heraus zu gestatten. Für solche Rückrohrfilter enthält die untere
Klammer in der Regel keine Fittings oder keinen Kanal, da die untere
Klammer nur zum Tragen und Halten des Filters dient. Für die verschiedenen
Fittingkonfigurationen gedachte Klammern können entweder gleich oder im
Wesentlichen gleich ausgeführt
werden, das heißt
mit der Grundstruktur für
mehr als eine Konfiguration, wobei aber für den Einsatz mit verschiedenen
Filtern eines oder mehrere Fittings abblockiert werden. Beispielsweise kann
eine untere Klammer mit einem Pfosten ausgebildet werden, der bei
einigen Strömungsverfahren mit
einem Port in dem Filter in Fluidverbindung steht oder dessen interner
Durchgang bei anderen Strömungsverfahren
möglicherweise
blockiert ist und keinen angebrachten Kanal auf weist, so dass keine
Fluidverbindung vorliegt. Der Filter kann aber auch nur eine Einkerbung
an seinem unteren Ende anstatt eines Ports aufweisen, so dass ein
Pfosten mit einem internen Durchgang immer noch nicht mit dem Inneren
des Filters kommuniziert.
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Die
Klammern dienen als Stütz-,
Sicherungs- und Schnellverbindungs- und Schnelllöse-Fluidkanalmittel. Zur Erfüllung dieser
Aufgaben weisen die bevorzugten oberen und unteren Klammern Schwenkmerkmale
auf, durch die sich der Filter beim Beseitigen von den Klammern "entfernt". Die oberen Klammern
sind bevorzugt ausgelegt, von den Filtern wegzuschwenken, so dass
die Filter aus den unteren Klammern herausgehoben werden können. Außerdem können die
unteren Klammern schwenkbar sein, so dass das Hochheben der Filter
von dem Klammersystem dadurch erleichtert wird, dass sich auch der Filter
von den oberen Modulen weg herausschwenkt. Somit umfasst die obere
Klammer bevorzugt einen Deckel mit einer im Wesentlichen vertikalen
Komponente an ihrer Bewegung, um über die obere Filterverbindung
herunterzuklemmen, um die Filteroberseite festzuhalten, und dann
zum Entfernen des Filters von der oberen Filterverbindung hoch und
weg zu bewegen. Die untere Klammer umfasst eine Grundplatte, die
die untere Oberfläche
des Filters vertikal aufnimmt, und wahlweise ein vertikales Fitting
zum Ausbilden einer Fluidverbindung mit dem Boden eines Durchflussfilters.
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Verkeilungssystem
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Ausführungsformen
gemäß der Erfindung enthalten
ein Verkeilungssystem, wobei ein Abschnitt einer Fluidkartuschenhalterungsverbindung
strukturell so ausgelegt ist, dass nur entsprechende Filterkartuschen
und Halterungen zusammenarbeiten können, um eine Installation
der Filterkartusche in der Halterung zu gestatten und/oder eine
Fluidabdichtung auszubilden. Mit anderen Worten ist jede Kombination
oder jeder "Satz" aus Filterkartusche und
Halterung "verzahnt", so dass nur ein
bestimmtes Filterkartuschendesign in diese Halterung passt. Entsprechend
der Erfindung werden verschiedene Kartuschen-Halterungs-Sätze hergestellt,
die jeweils die Adaptation aufweisen, wobei die Adaptation aber für jeden
Satz im Vergleich zu den anderen Sätzen geringfügig versetzt
ist. Auf diese Weise kann eine Filterkartusche aus einem Satz nicht
mit einer Kartusche aus einem anderen Satz gemischt werden, deshalb
kann eine Filterkartusche an keiner anderen, sondern nur ihrer eigenen
entsprechenden Halterung installiert werden.
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Die
Adaptation beinhaltet bevorzugt einen variierenden Ort einer Kombination
aus "Verkeilungs"-Vorsprung und einer "Verriegelungs"-Vertiefung wie etwa
einer Fahne-Schlitz-Kombination,
in der Regel mit einem oder mehreren passenden Vorsprüngen und
Vertiefungen, die sich unter einem bestimmten Winkel an einem Umfang
für einen
Kartuschenhalterungssatz befinden, und sich einer oder mehrere passende
Vorsprünge
und Vertiefungen von ähnlichem
oder identischem Design unter einem anderen Winkel auf dem Umfang
für einen
anderen Kartuschenhalterungssatz befinden, usw., für jeden
Satz aus Patrone und Halterung mit ähnlich-geformter-aber-verschieden-angeordneter-Adaptation.
Mit anderen Worten können
der Verkeilungsvorsprung und die Verriegelungsvertiefung aus wählbar um
zusammenarbeitende Umfänge
einer Filterkartusche und ihrer Halterung herum angeordnet werden.
Die Verkeilungs- und Verriegelungs-Strukturen (im Folgenden in der Regel
als "Verkeilungsvorsprung" oder "Vorsprung" bzw. "Verriegelungsvertiefung" oder "Vertiefung" bezeichnet) sind
bevorzugt starr ausgeformt oder auf andere Weise permanent an/in
der Filterkartusche und der Halterung platziert, und deshalb werden
sie als unbeweglich angesehen. Sie lassen sich jedoch in dem Ausform-
oder einem anderen Herstellungsprozess leicht ändern, das heißt, sie
lassen sich leicht auswählen,
indem sie um eine Umfangsoberfläche
herum an verschiedenen Winkeln/Orten angeordnet werden.
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Dieses
System kann mehrere Sätze
aus Filtern und Halterungen enthalten, wobei jeder Satz eine anders
angeordnete Verkeilung und Verriegelung aufweist, wobei die Verkeilung
und Verriegelung jedes Satzes miteinander zusammenwirken, um zu gestatten,
dass der Filter in dieser Halterung installiert wird, aber dass
dieser Filter nicht in einer anderen Halterung installiert wird,
weil die Verkeilung oder Verriegelung dieses Filters nicht mit der
Verkeilung oder Verriegelung der anderen Halterung zusammenarbeitet.
Der Ausdruck "Verkeilung
oder Verriegelung" wird
verwendet, weil die Verkeilungsvorsprünge entweder an dem Filter
oder an der Halterung platziert sein können, und die Verriegelungsvertiefung
kann deshalb an dem anderen Gegenstand platziert sein.
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Somit
kann beispielsweise eine Wasser- oder Getränkefiltrierungseinrichtung,
eine Versuchspilotanlage oder ein anderer Filterbenutzer die Filterkartuschenplatzierung
präzise
steuern. Eine Einrichtung mit mehreren verschiedenen Filterungsanwendungen
kann Filterkartuschen für
jede der Anwendungen vorrätig
haben, doch werden die Kartuschen nicht verwechselt. Beispielsweise
können
bei einer Einrichtung, bei der zwei verschiedene Anwendungen vorliegen,
viele der zwei verschiedenen Arten von Filterkartuschen auf Lager
gehalten werden und sogar möglicherweise
während
Lagerung oder Handhabung vertauscht werden, doch werden die Filterkartuschen
beim Installieren in den Filterhalterungen nicht verwechselt, weil
die Filterhalterung und die Filterkartuschen für die erste Anwendung anders "verkeilt" sind als die Filterhalterung
und die Filterkartuschen für
die zweite Anwendung. Die Ausdrücke "verkeilen" oder "verkeilt" beziehen sich allgemein darauf,
wo und wie das ganze Verkeilungssystem sich befindet oder bewerkstelligt
wird, das heißt,
die Positionierung oder den Stil einer der beiden oder der beiden
zusammenwirkenden Verkeilung- und
Verriegelungsstrukturen, anstatt spezifisch nur auf den Ort des "Verkeilungsvorsprungs". Alle die Filterkartuschen
für die
erste Anwendung sind gleich verkeilt, das heißt, entsprechend der ersten Anwendungshalterung,
und alle Filterkartuschen für
die zweite Anwendung sind gleich verkeilt, entsprechend der zweiten
Anwendungshalterung. Das Verkeilen für die erste Anwendung und das
Verkeilen für
die zweite Anwendung braucht nicht sehr verschieden zu sein, sondern
kann lediglich beispielsweise eine geringfügig andere Winkelposition für die beiden
Vorsprünge und
Vertiefungen sein.
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Außerdem kann
ein Filterhersteller seine Produktlinien sorgfältiger steuern, indem das erfundene
Verkeilungssystem verwendet wird. Ein Hersteller kann seine Halterungen
und Filterkartuschen für
verschiedene Länder,
verschiedene Kunden, verschiedene Distributoren oder für verschiedene
Zeitperioden unterschiedlich verkeilen. Diese Technik kann verwendet
werden, um zu verhindern, dass unautorisierte oder minderwertige
Kopien der Filterkartuschen des Herstellers leicht hergestellt werden. Wenn
sich so viele unterschiedliche verkeilte Patronen von dem ursprünglichen
Hersteller im Markt befinden, ist der Anreiz, billige minderwertige
Kopien bereitzustellen wegen des Aufwandes einer Maschinenumstellung
für jeden
Satz "Verkeilung
und Verriegelung" auf
ein Minimum reduziert.
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Das
Verkeilungssystem kann viele verschiedene Vorsprungs- und Vertiefungsstrukturen
enthalten, beispielsweise Fahnen und Nuten (in der Regel dünne oder
längliche
Stab- oder Kanalstrukturen oder längliche Schwalbenschwanzstrukturen),
Höcker
und Löcher
(in der Regel abgerundete oder hügelige
Strukturen mit zusammenwirkenden Tälern oder Löchern), Keile und keilförmige Vertiefungen
(in der Regel kreisförmige
Sektionsstrukturen) und viele andere Gestalten.
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Bevorzugt
enthält
das erfundene System auch ein optionales universelles Keilmerkmal,
das dem Kunden geliefert werden kann, wobei eine einzelne "Universalkartusche" hergestellt wird,
die an mehreren, mit unterschiedlichen Verkeilungen hergestellten
Filterhalterungen verwendet werden kann. Die "universelle" Kartusche kann beispielsweise eine Reinigungskartusche,
eine Desinfektionskartusche, eine Mediumregenerierungskartusche,
eine Spezialbehandlungskartusche oder eine Testkartusche sein, wobei
es für
den Benutzer zweckmäßiger und ökonomischer
ist, eine Universalkartusche zu haben, die an alle, mit verschiedenen
Verkeilungen versehene Halterungen des Benutzers oder Herstellers
passt. Dies kann beispielsweise der Fall sein, weil der Benutzer eine
einzelne Universalkartusche zum Reinigen aller seiner verschiedenen
Filtrations- oder Behandlungsprozesse möchte und nicht in mit verschiedenen
Verkeilungen versehene Reinigungskartuschen für jede mit einer anderen Verkeilung
versehene Halterung investieren möchte. Auf diese Weise kann
ein Hersteller, der unterschiedlichen Kunden große Mengen an mit verschiedenen
Verkeilungen versehenen Halterungen und Kartuschen liefert (für ihren
Hauptfiltrations- und Behandungsprozess) auch allen Kunden die gleiche
Kartusche mit Universalverkeilung für spezielle oder unregelmäßige Prozesse
wie etwa Reinigung oder Mediumregeneration liefern. Dadurch kann
der Hersteller selbst an den kleinen Mengen an Reinigungs- oder
anderen unregelmäßig verwendeten
Kartuschen, die erforderlich sind, Profitabilität aufrechterhalten, aber sich
die Kosten der Herstellung und Überwachung
des ordnungsgemäßen Versandes
vieler mit unterschiedlichen Verkeilungen versehener Reinigungskartuschen
ersparen.
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Die
Universalkartusche enthält
eine "Verriegelungsvertiefung" oder "Verkeilungsvorsprung" (je nach dem, ob
das System ein System mit der Vertiefung an der Kartusche oder mit
dem Vorsprung an der Kartusche ist) an jedem Ort, wo alle der involvierten
Halterungen eine entsprechende Vertiefung oder einen entsprechenden
Vorsprung aufweisen. Wenn beispielsweise ein Hersteller Halterungen
und Kartuschen produziert, die mit Vertiefungen und Vorsprüngen in
Inkrementen von 30 Grad mit Verkeilungen versehen sind, wird die
Universalkartusche für
die entsprechenden Halterungen Vertiefungen oder Vorsprünge bei
allen 30 Grad aufweisen. Wenn beispielsweise ein Hersteller Halterungen
und Kartuschen produziert, die Vertiefungen und Vorsprünge an Fluidsteckverbindungen
bei 12 Uhr und 5 Uhr für einen
Kunden und bei 3 Uhr und 11 Uhr für einen andere Kunden auf weisen,
kann dieser Hersteller eine Universalreinigungskartusche mit Vertiefungen
oder Vorsprüngen
an allen der Positionen von 12, 3, 5 und 11 Uhr produzieren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine seitliche Perspektivansicht einer Anordnung, die vier Paare
von Klammern umfasst, mit vier Filtern in verschiedenen Stadien
des Entfernens, wobei die Klammern ohne Rohrleitungen zwischen den
Klammern gezeigt sind.
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2 ist
eine Frontansicht der Filter und Klammern von 1.
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3 ist
eine Frontansicht eines Designs einer unteren Klammer, einer Filteroberseite
und einer oberen Klammer für
ein Abwärtsströmungsfiltersystem
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4A ist
eine schematische Frontansicht eines Designs einer unteren Klammer,
einschließlich eines
seitlich erweiternden Fittings und eines blockierten Fittings der
gegenüberliegenden
Seite.
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4B ist
eine schematische Seitenansicht eines weiteren Designs einer unteren
Klammer mit einem sich nach hinten erstreckenden Fitting und einer
flexiblen Rohrleitung, dargestellt als sich in zwei abwechselnden
Richtungen erstreckend.
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5A ist
ein schematisches Design eines Strömungsverfahrens, das zwei Paare
von Klammern mit einem Einlass an der Oberseite und einem Auslass
an der Unterseite und zwei Paare von Klammern mit sowohl einem Einlass
als auch einem Auslass in der oberen Klammer und Zwischenlagerung oder
Zwischenbehandlung enthält.
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5B ist
ein schematisches Flussdiagramm eines Designs, einschließlich 5
Filtern in Reihe mit Zwischenlagerung/Zwischenbehandlung nach dem
ersten Filter, und wobei jeder Filter und seine jeweiligen Halterungen
eine andere Strömungsrichtung
und/oder einen anderen Fittingort auf weisen.
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6 ist
eine Perspektivansicht einer Ausführungsform gemäß der Erfindung
einer Filterhalterung, einer Klammer mit verkeilter Struktur an
Verbindungsröhren,
die eine Filterkartusche verbinden und fluidisch abdichten.
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7 ist
eine Bodenquerschnittsansicht der Filterhalterung von 6 bei
Betrachtung entlang der Linien B-B in 8.
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8 ist
eine Stirnansicht der Filterhalterung der 6 und 7.
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9 ist
eine Draufsicht auf die Filterhalterung von 6–8.
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10 ist
eine Detailansicht von Sektion A von 9, der Filterhalterung
der 6-9.
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11 ist
eine Frontquerschnittsansicht der Filterhalterung von 6–10 bei
Betrachtung entlang der Linie A-A in 9.
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12 ist
eine Frontansicht der Filterhalterung der 6–11.
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13 ist
eine Detailansicht der Einlass- und Auslassröhren der Filterhalterung der 6–12 bei
Betrachtung als Detail B von 12.
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14 ist
eine Teilseitenansicht einer Ausführungsform einer Filterkartusche,
die dafür
ausgelegt ist, mit der Filterhalterung der 6–13 zusammenzuarbeiten.
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15 ist
eine Teilseitenansicht einer Filterkartusche des Typs, die mit der
Filterhalterung der 6–13 zusammenarbeitet,
aber mit einer alternativ abgewinkelten Verkeilungssystemstruktur.
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16 ist
eine Teilseitenansicht einer Filterkartusche des Typs, die mit der
Filterhalterung der 6–13 zusammenarbeitet,
aber mit einer alternativ abgewinkelten Verkeilungssystemstruktur.
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17 veranschaulicht
eine Teilseitenansicht einer Ausführungsform einer Universalkartusche,
die dafür
ausgelegt ist, in alle die Filterhalterungen zu passen, die die
in 14–16 gezeigten, mit
unterschiedlichen Verkeilungen versehenen Kartuschen auf nehmen.
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18a veranschaulicht eine Perspektivansicht einer
Ausführungsform
einer Halterung gemäß der Erfindung
mit Fahnen an rohrförmigen
Einlass- und Auslassverbindungsstücken bei 11 Uhr bzw. 12 Uhr.
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18b ist eine Draufsicht auf die Halterung in 18a.
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18c ist eine Frontseitenansicht der Halterung
in 18a und 18b.
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19a ist eine Perspektivansicht der Oberseite einer
zur Verwendung mit der Halterung von 18a–c mit Verkeilung
versehenen Filterkartusche.
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19b ist eine Draufsicht auf die Ausführungsform
von 19a.
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19c ist eine Frontseitenansicht der Ausführungsform
von 19a und 19b.
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20a veranschaulicht eine Perspektivansicht einer
weiteren Ausführungsform
einer Halterung gemäß der Erfindung
mit Fahnen an röhrenförmigen Einlass-
und Auslassverbindungsstücken
bei 11 Uhr bzw. 3 Uhr.
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20b ist eine Draufsicht auf die Halterung in 20a.
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20c ist eine Frontseitenansicht der Halterung
in 20a und 20b.
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21a ist eine Perspektivansicht der Oberseite einer
zur Verwendung mit der Halterung von 20a–c mit Verkeilung
versehenen Filterkartusche.
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21b ist eine Draufsicht auf die Ausführungsform
von 20a.
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21c ist eine Frontseitenansicht der Ausführungsform
von 20a und 20b.
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22 ist
eine Seitenansicht eines oberen Endes einer zur Verwendung mit beiden
Halterungen von 18a–c und 20a–c mit Verkeilung
versehenen Universalkartusche.
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23 ist
eine Seitenansicht eines oberen Endes einer zur Verwendung mit mehreren
Halterungen mit Verkeilung versehenen Universalkartusche mit Verkeilungen
an 45 Grad beabstandeten verschiedenen Positionen, beginnend mit "gerade hoch bei 12
Uhr" und von dieser
Position ab alle 45 Grad beabstandet.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren werden mehrere, aber nicht die einzigen
Designs des Klammer-und-Filter-Systems
gezeigt. 1 veranschaulicht ein Vier-Filter-System 10 mit
vier Paaren von Klammern, umfassend vier obere Klammern 12 und vier
untere Klammern 14, die in zwei parallelen horizontalen
Reihen Seite an Seite angeordnet ("ausgerichtet") sind. Alternative Anordnungen können nicht ausgerichtete
Orte für
die Klammern mit einer Vielfalt von Abständen und Mustern enthalten,
so lange die obere Klammer und die untere Klammer jedes Paars von
Klammern zum Auf nehmen des Filters 11 entsprechend vertikal
beabstandet sind. Jedes Paar von Klammern kann im Allgemeinen unabhängig von
den anderen angeordnet sein, solange der Kanal zwischen ihnen und
zu/von einer Zwischenspeicherung und Zwischenbehandlung lang genug
ist. Dies gestattet eine große
Vielzahl an Anordnungen und Abständen
sowie viele Strömungsverfahren
und Flüssigkeitsbehandlungsoptionen.
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Wie
aus den 1 und 2 zu sehen
sein kann, umfasst jede obere Klammer 12 an ihrer Rückseite
eine Befestigungsplatte 20 zur Befestigung an einer Wand
oder einer anderen bevorzugt vertikalen Oberfläche. Mit der Platte sind zwei
Seite-an-Seite-Fittings verbunden, eines für die Fluidströmung in den
Filter und eines für
die Fluidströmung
aus dem Filter. Jedes der Fittings weist ein erstes Ende 22 und ein
zweites Ende 24 auf, wobei die ersten Enden röhrenförmige Vorsprünge sind, die
sich aus der Klammer allgemein horizontal in Richtung der Vorderseite der
Klammer zur Verbindung mit dem Einlassport und dem Auslassport eines
Filters erstrecken. Die Fittings erstrecken sich nach hinten ab
ihren ersten Enden 22 und sind bevorzugt um etwa 90 Grad
gebogen, um sich in entgegengesetzte Richtungen zu wenden, damit
ihre zweiten Enden 24 an entgegengesetzten Seiten der Klammer
platziert werden. Die zweiten Enden 24 sind für eine Verbindung
mit Kanal 40 ausgelegt (in 1, 2 und 3 nicht
gezeigt, aber in 4B, 5A und 5B gezeigt),
der bevorzugt ein flexibler Schlauch ist, aber auch ein starres
Rohr, eine starre Röhre
oder ein anderes Verbindungsstück
sein kann. Flexibler Schlauch wird normalerweise für Strömungsverfahren
verwendet, bei denen der Kanal von der oberen Klammer zu einem gewissen
anderen Ort als einer weiteren oberen Klammer unmittelbar daneben
verläuft,
weil der Kanal normalerweise mehrere Biegungen und Kurven enthält. Beispielsweise
kann sich der flexible Schlauch von der ersten oberen Klammer zu
einem Lagertank erstrecken und dann zurück zu einer oberen Klammer oder
zu einer unteren Klammer. Für
Kanalwege, die wenige oder keine Biegungen/Kurven erfordern, ist ein
starrer oder teilweise starrer Kanal effektiv. Beispielsweise kann
ein starres Verbindungsstück
von einem zweiten Ende einer oberen Klammer gerade zu einem benachbarten
zweiten Ende einer benachbarten oberen Klammer verlaufen. Ein Beispiel
für ein starres
Rohrverbindungsstück
können
zwei Verbindungsstücke
vom Klemmhülsentyp
sein, die durch ein kurzes Stück
Rohr oder flexiblen Schlauch verbunden sind.
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Bei
Designs und Ausführungsformen,
bei denen die beiden ersten Enden Seite an Seite parallel zueinander
liegen, sind die beiden zweiten Enden auf der gleichen Achse bevorzugt
entgegengesetzt gewandt. Jedes der beiden Fittings der oberen Klammer
ist bevorzugt von der anderen isoliert, wobei Fluid durch eine Klammer
in den Filter und durch den Filter, um das andere Fitting zu erreichen,
und aus der anderen Klammer oder einer separaten Lagerung/Behandlung
heraus fließen
muss. Wenn alternativ eine Klammer vorübergehend nicht für einen Filter
verwendet wird, sieht der Erfinder vor, dass ein Überbrückungsrohr
oder ein Überbrückungsverbindungsstück zwischen
den beiden Fittings installiert sein kann, um eine Strömung von
einem Fitting zum anderen zu gestatten, ohne durch einen Filter
zu gehen.
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Außerdem sieht
der Erfinder vor, dass, anstelle einer Biegung bei 90°, Fittings
sich zurück
von den ersten Enden 22 gerade durch die Befestigungsplatte 20 erstrecken
können,
zum Anschluss an einem Kanal 40 dahinter oder durch die
Befestigungsplatte verlaufend. Dies wäre für Designs und Ausführungsformen
praktisch, die ausgelegt sind, an einem Gitter oder an einer anderen
nicht-massiven Oberfläche
zu hängen,
die gestatten würde,
dass der Kanal hin und her durch das Gitter verläuft.
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Die
obere Klammer 12 enthält
einen Deckel 30, der schwenkend mit der Befestigungsplatte 20 verbunden
ist, und zwar über
einen oder mehrere Arme, die drehbar um die Fittings in der Nähe der zweiten
Enden angeordnet sind. Der Deckel 30 ist im Allgemeinen
von umgekehrter Bechergestalt mit einer oberen Wand 32,
Seitenwänden 34,
einer vorderen Wand 36 und einem Innenraum 38.
Der Deckel schwenkt zwischen einer angehobenen Position, wie bei "U" (für
up im Englischen = hoch) angezeigt, zu einer abgesenkten Position,
bei "D" (für down im Englischen
= unten) angezeigt. Wenn sich der Deckel in der angehobenen Position
befindet, sind die ersten Enden der Fittings und das obere Ende 42 des
Filters (insbesondere der Einlassport 44 und Auslassport 46)
exponiert, und der Filter kann von den Fittings weggezogen werden.
In der abgesenkten Position ist der Deckel über den ersten Enden abgesenkt,
und die Filterports 44, 46 umschließen dabei
effektiv die Fittingportverbindung oben, vorne und an beiden Seiten.
In dieser abgesenkten Position halten der Deckel und insbesondere
die Vorderwand 36 das obere Filterende 42 in der
Klammer 12, weil es nicht aus den Fittings herausgezogen
oder aus diesen herausfallen kann. Bevorzugt ist ein nicht gezeigtes
elastisches Band oder ein anderes Vorspannungselement installiert,
um den Deckel in die abgesenkte Position vorzuspannen. Auf diese
Weise kann eine Person den Deckel vorübergehend anheben, um ein oberes
Filterende zu entfernen, sobald sie jedoch den Deckel loslässt, schnellt
er wieder nach unten, wobei er relativ zu der Befestigungsplatte
und den Fittings schwenkt, um in der abgesenkten Position zu ruhen.
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Die
untere Klammer 14, die für ein Zusammenwirken mit der
oben erörterten
oberen Klammer mit Doppel-Fitting ausgelegt ist, braucht kein Fitting für einen
Anschluss an einen Port zu enthalten. Weil sowohl Einlass- als auch
Auslassfittings bei solch einem Design oder bei solch einer Ausführungsform
an der oberen Klammer positioniert sind, braucht die untere Klammer
nur ein Trägersystem
für das
untere Ende 52 des Filters zu sein. Für solche Designs und Ausführungsformen
führen
die Basis 54 und ihre Säule 56 kein
Fluid oder befördern
kein Fluid zu Kanälen
oder anderen Filtern oder Gefäßen, sondern dienen
vielmehr zur Unterstützung,
Ausrichtung und Sicherung des Filters. Die in 1 und 2 dargestellte
Basis 54 enthält
eine Säule 56,
die in einer Einkerbung 156 im Boden des Filters zur Ausrichtung des
Filters in der Basis aufgenommen werden kann, aber bei einem Design
oder einer Ausführungsform, bei
dem oder der das obere Filterende 42 sowohl Einlass- als
auch Auslassports 44, 46 enthält, ist die Einkerbung 156 kein
Port, und deshalb sind die Einkerbung 156 und deshalb die
Säule nicht
in Fluidkommunikation mit dem Filter.
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Die
untere Klammer 14 weist eine hintere Befestigungs platte 60 zur
Befestigung an der vertikalen Wand und zwei beabstandete Arme 64, 64' auf, die sich
von der Platte 60 aus nach außen erstrecken. Mit den Armen 64, 64' schwenkbar
verbunden ist die Basis 54, wobei eine Bodenwand 66 und
eine Seitenwand 68 einen Innenraum 70 zum Auf nehmen des
unteren Endes 52 des Filters umgeben und definieren. Die
Basis 54 wird von einem nicht gezeigten elastischen Band
oder einem anderen Element vorgespannt, um in einer Position zu
bleiben, wobei die Basis sich im Allgemeinen in einer horizontalen
Ebene befindet und den Filter vertikal aufnimmt. Wenn zum Schwenken
der Basis Kraft ausgeübt
wird, schwenkt sie eine horizontale Achse, die parallel zu der Platte
der Klammer verläuft
in eine geneigte Position geringfügig nach außen weg von der Platte. Zu diesem
Schwenken kommt es in der Regel, wenn das obere Filterende geringfügig weg
von der oberen Klammer nach außen
geschwenkt wird, so dass sich der Filter von der oberen Klammer
entfernt, wenn er aus der unteren Klammer herausgehoben wird (siehe beide
Filter auf der linken Seite der 1 und 2). Bei
einigen Designs und Ausführungsformen
wird in Betracht gezogen, dass Platz sein kann für ein gewisses Schwenken des
unteren Filterendes relativ zu der Basis, doch wird bei den meisten
Designs und Ausführungsformen
bevorzugt, dass der Filter gut in die Basis passt und relativ zu
der Basis nicht schwenkt. Wenn der Filter nach außen geschwenkt wird,
schwenkt die Basis deshalb in der Regel um etwa 15–25° von einer
vertikalen Ebene nach außen. Der
Filter wird dann aus der Basis unter diesem Winkel relativ zu der
Vertikalen herausgehoben, die vernünftigerweise als allgemein
vertikal angesehen werden kann. Das Vorspannungselement führt die
Basis in ihre aufrechte Position zurück, nachdem der Filter entfernt
worden ist.
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Für alternative
Designs und Ausführungsformen,
bei denen die Filteroberseite und die obere Klammer nur ein Fitting
und einen Port 44 oder keine Fittings oder Port aufweisen,
ist die untere Klammer dafür
ausgelegt, Fluid zu tragen und in den Filter hinein zu lenken und/oder
aus diesem heraus. Bei Designs und Ausführungsformen, bei denen die
untere Klammer ein Fitting für
einen Filterport enthält,
enthält
die untere Klammer bevorzugt eine röhrenförmige Säule 56 in der Mitte
der Basis wie in 3 dargestellt. Die Säure steht
in den Innenraum hoch, um in einem Port im unteren Ende 52 des
Filters aufgenommen zu werden. Die Säule steht von der unteren Oberfläche der
Basis senkrecht nach oben, damit sie vertikal ist, wenn sich die
Basis in ihrer aufrechten Position befindet. Der Port, in dem die
Säule aufgenommen
wird, verläuft
axial in den Filter, bevorzugt auf der Mittelachse des Filters.
Der axiale Fluiddurchgang 70 der Säule wird dadurch in Fluidverbindung mit
dem Filter platziert und dient als ein Fitting für den Anschluss an einen Kanal
zum Leiten von Fluid zu/von dem Filter.
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Ein
effektives System unter Verwendung einer fluidleitenden unteren
Klammer besteht darin, dass Fluid in die Oberseite des Filters über ein
Fitting der oberen Klammer und einen oberen Einlassport 44 eintritt,
durch den Filter entweder in axialer und/oder radialer Strömung zu
einem unteren Auslassport herunter strömt. Von dem unteren Auslassport
strömt
Fluid in die hohle Säule 56 in
der Basis zu einem Kanal 40, der das Fluid zu einer weiteren
Halterung (entweder der oberen oder unteren) oder zu einer Zwischenlagerung
oder Zwischenbehandlung leitet. Alternativ kann die Säule als
ein Einlass zu dem Filter dienen, der dann ein Aufwärtsstömungsfilter
wäre.
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Alternativ
kann die untere Klammer sowohl ein Einlass- als auch ein Auslassfitting für Designs und
Ausführungsformen
enthalten, bei denen die obere Klammer keinerlei Fluidfitting oder
Fluidkanal enthält.
Dies könnte
bewerkstelligt werden durch Bereitstellen von zwei von der Basis
hoch stehenden und in der Fluid verbindung mit einem Einlass- und Auslassport
in dem unteren Ende des Filters stehenden vertikalen Säulen, beispielsweise
einem von der Mittelachse des Filters versetzten Einlass und dem Auslass
an der Mittelachse des Filters.
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Wie
schematisch in 4A und 4B dargestellt,
stellt die Säule
das erste Ende des Fittings der unteren Klammer dar, das weiterhin
ein zweites Ende 57 enthält, das für eine Verbindung mit dem Kanal 40 ausgelegt
ist. Verschiedene Fittingstyles können an den zweiten Enden der
unteren Klammerfittings vorgesehen sein. 4A veranschaulicht
schematisch eine untere Klammer 12 mit einem Fitting, das
sich von seinem ersten Ende (Säule 56)
aus erstreckt, um sich um 90° zu
biegen und an seinem zweiten Ende 57 auf der Seite zu öffnen. Bei
diesem Design schwenken das zweite Ende 57 des Fittings und
ein Vorsprung 59 gegenüber
dem zweiten Ende beide in den Armen, so dass die Schwenkachse durch
den zentralen Hohlraum 61 des zweiten Endes des Fittings
verläuft.
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4B zeigt
ein Design, bei den sich das zweite Ende 57' des Fittings in einer L-Gestalt
nach hinten und quer zu der Schwenkachse erstreckt. Bei solch einem
Design ist das zweite Ende 57' des Fittings zweckmäßigerweise
mit einem flexiblen Schlauch 40 verbunden, der sich durch
die Platte 60 oder durch eine Gitterwand zurückerstreckt.
Der Schlauch kann sich aber auch hoch erstrecken, um eine Schleife
bis zu einer oberen Klammer des benachbarten Filters oder bis zur
Zwischenspeicherung/Zwischenbehandlung zu bilden.
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Mehrere
der vielen Strömungsverfahren
sind mit dem in 4A und 4B schematisch
gezeigten System möglich.
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Filter
von vielen Designs und Inhalten können mit dem erfundenen Klammersystem
verwendet werden. Beispielsweise kann eine Abwärtsströmung (entweder radial und/oder
axial), eine Aufwärtsströmung (entweder
radial und/oder axial) oder Zentralrückrohrstile mit sowohl Einlass
als auch Auslass am einen Ende verwendet werden. Viele Filtrierungs- und
Behandlungsmedien können
verwendet werden, einschließlich
Kohlenstoffe, Bolide, Blöcke,
Granulate, Fasern oder andere Materialien und/oder sogar medienleere
Räume.
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Die
Basis 54 der in den 1, 2 und 4B dargestellten
unteren Klammer kann bevorzugt von der Platte mit Hilfe einer Einschnapp-
oder Einschubverbindung zwischen der Basis und den Armen 64, 64' entfernt werden.
Wie in 1 und 4B gezeigt, sind die in Löchern 69 aufgenommenen
Schwenkelemente 67 abgeflacht. Wenn die Basis um 90° geschwenkt
wird, richten die abgeflachten Schwenkelemente 67 ihre
Längen
auf die Nutöffnung 71 aus,
die von den Löchern
an den Armen nach außen
führt,
und können
dann aus den Armen herausgleiten. Dieses Merkmal oder eine andere
entfernbare Adaptation gestattet es, die Basis mit ihrem Fitting zwecks
Wartung oder Austausch zu entfernen.
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Ausführungsform einer oberen Klammer
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Die 6–12 veranschaulichen
eine Version eines Stücks
der oberen Klammer 12 mit einem rohrförmigen Verbindungsstück zum Verbinden mit
einer Filterkartuschenoberseite. Das Klammerelement 210 ist
das Stück,
das mit einer Filterkartusche an seinem oberen Ende abdichtet und
damit in Fluidverbindung steht. Es sind deshalb die beiden rohrförmigen Verbindungsstücke, die
eine physische Verbindung und Fluidverbindung zwischen der Klammer
und der Kartusche herstellen, und der Deckel 30 (in 6–12 nicht
gezeigt) hilft, den Filter an den rohrförmigen Verbindungsstücken zu
verriegeln. Das in 6–12 gezeigte
Klammerelement 210 enthält
sowohl rohrförmige
Einlass- als auch Auslassverbindungsstücke zum Leiten von Fluid sowohl
in die Filterkartusche hinein als auch aus dieser heraus. Somit
würde die
einer derartigen Ausführungsform entsprechende
untere Klammer keine Fluidverbindungsports/rohrförmigen Verbindungsstücke enthalten.
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Die
in 6–12 gezeigte
Klammer 210 enthält
ein verkeiltes System, um zu kontrollieren, welche Filter in die
jeweiligen Klammern eingesetzt werden. Das verkeilte System enthält Fahnen,
die von den rohrförmigen
Einlass- und Auslassverbindungsstücken vorstehen, die Teil eines
verkeilten Systems sein würden,
damit die Außenoberfläche der
rohrförmigen
Verbindungsstücke
nicht perfekt zylindrisch wird, wobei die vorstehenden Fahnen derart bemessen
würden,
dass sie in entsprechend positionierte und ordnungsgemäß bemessene
Nuten in der inneren Oberfläche
der Filterkartuschenports passen. Somit können die Fahnen der rohrförmigen Verbindungsstücke (gezeigt)
und der Nuten (nicht gezeigt) der Filterkartuschenports deshalb
ein "Verkeilungssystem" bilden, das dazu
verwendet werden kann, zu verhindern, dass unautorisierte oder falsche Filterkartuschen
auf eine bestimmte Klammer 210 gesetzt werden. Für verschiedene
Sätze von
Klammern und ihrer ordnungsgemäßen Filterkartuschen würde der
Ort/die Position von Fahne und Schlitz unterschiedlich angeordnet
sein, weshalb beispielsweise eine Filterkartusche "Typ A" nur in eine Klammer vom "Typ A" eingesetzt werden
könnte
und eine Filterkartusche vom "Typ
B" nur in eine Klammer
vom "Typ B" eingesetzt werden
könnte.
Typ A könnte
beispielsweise ein Vorfilter sein, und seine Fahne und seine Nut
könnten
beispielsweise bei 1 Uhr auf den rohrförmigen Verbindungsstücken und
Ports positioniert sein. Typ B könnte
beispielsweise eine mikrobielle Behandlungsfilterkartusche sein,
und ihre rohrförmigen
Verbindungsstücke
und Ports beispielsweise könnten
bei "4 Uhr" positioniert sein.
Durch Platzierung der Klammern vom Typ A und Typ B in einer bestimmten
Reihenfolge könnte
somit sichergestellt werden, dass sich die Kartuschen immer in der
korrekten Reihenfolge befinden.
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In 6 ist
die Klammer 210 gezeigt, die mehreren Funktionen dient:
Montagemittel zum Sichern der Klammer an einer Wand oder anderen Oberfläche, Fluidaufnahmemittel,
Einlassrohr zum Befördern
von Flüssigkeit
zu dem angeschlossenen Filter; Auslassrohr zum Befördern von
Flüssigkeit von
dem Filter und Fluiddispensiermittel zum Senden der gefilterten/behandelten
Flüssigkeit
stromabwärts zu
einem anderen Filter, einem anderen Prozess, einer anderen Speicherung
oder einer anderen Verwendung. Insbesondere kann die Platte 212 an
einer Wand oder einer anderen Oberfläche zum Stützen mehrerer Klammern in verschiedenen
Strömungskonfigurationen
angebracht sein. Einlass 214 und Auslass 216 befinden
sich an entgegengesetzten Enden einer Kanaleinrichtung 218 und
können
so verwendet werden, dass Einlass 214 Fluid von einem vorgelagerten
Rohr oder einem anderen Kanal empfängt und das Auslass 216 gefiltertes
Fluid (das aus der Filterkartusche ausgetreten ist) an sein nachgelagertes
Ziel liefert. Die Kanaleinrichtung 218 lenkt eine Strömung in
das Einlassrohr 220, so dass das Fluid in die Filterkartusche
strömen
kann, und fängt
dann Strömung
von der Kartusche in das Auslassrohr 222 auf, so dass es
durch den Auslass 216 hinausströmen kann.
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Als
Teil des Verkeilungssystems weisen Steckerrohre 220 und 222 an
ihren äußeren zylindrischen
Oberflächen "Vorsprünge" oder Fahnen 225, 225' für ein Verkeilungssystem
wie etwa oben erörtert
auf, die bevorzugt sind, aber nicht erforderlich sind. Wie am besten
in 6 und 7 zu sehen, weisen Rohr 220 und
Rohr 222 Fahnen 225, 225' auf, die voneinander um etwa 30
Grad versetzt vorstehen (Fahne 225 von Rohr 220 in 14 links
nach außen und
Fahne 225' von
Rohr 222 um etwa 30 Grad von der Fahne 225 von
Rohr 220 nach unten). Die schematisch in 1 gezeigte
zusammenwirkende Filterkartusche 228 weist Buchseneinlass-
und -auslass rohre 230 und 232 (die auch als ein
Einlassport und ein Auslassport bezeichnet werden können) auf,
und man kann sehen, dass Rohre 230 und 232 entsprechende
oder "zusammenpassende" interne Nuten 227, 227' zum Aufnehmen
der Fahnen 225, 225' aufweisen.
Alternativ könnten
die Filterkartuschen natürlich
mit Steckerrohren und Fahnen hergestellt werden, und zusammenwirkende
Halterungen könnten mit
Buchsenrohren und Nuten hergestellt werden.
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Die
Klammer 10 in den 6–13 wird
in der Regel in einem Prozess installiert, wobei die Platte 212 vertikal
an einer vertikalen Wand angebracht ist. Somit erstrecken sich die
Rohre 220 und 222 horizontal nach außen, und
die Filterkartusche wird so auf die Rohre 220, 222 gedrückt, dass
die Rohre 220 und 222 die Filterkartusche unterstützen und
damit eine Verbindung eingehen. Mit den Rohren 220, 222, 230, 232 sind
O-Ringe oder eine
andere abdichtende Struktur assoziiert, damit man zwischen der Klammer und
der Kartusche eine flüssigkeitsdichte
Verbindung erhält.
Wenngleich dies nicht gezeigt ist, kann man aus 6–13 erkennen,
dass flüssigkeitsdichte Dichtungen
zwischen Rohrleitungen oder einem anderen Kanal und dem Einlass 214 und
dem Auslass 216 hergestellt sind. Außerdem kann eine Befestigungseinrichtung
hinzugefügt
werden, um die Kartusche in einer abgedichteten Beziehung mit den
Rohren 220, 222 weiter zu sichern, wie etwa Deckel 30.
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Es
ist zu erkennen, dass durch Variieren des radialen Orts der Fahnen
und Nuten man viele "Verkeilungen" und "Verriegelungen" für die Patronen-Halterungs-Sätze erhalten
könnte.
Beispielsweise könnte
eine Halterung ein Einlassrohr mit einer Fahne bei 60 Grad ab einem
Referenzpunkt auf weisen, und das Auslassrohr könnte eine Fahne bei 120 Grad
relativ zu diesem Referenzpunkt aufweisen, solange die ordnungsgemäße Kartusche
für diese
Halterung mit dem gleichen Versatz und dem gleichen absoluten Ort
von Nuten hergestellt wird. 6–14 veranschaulichen
nur einen Satz der vielen möglichen
Kombinationen aus möglichen
radialen Fahnenorten, die extrem zahlreich sind, weil der radiale
Ort jedes der Rohre in jedem Satz variiert werden kann und unabhängig variiert
werden kann. Die 15 und 16 veranschaulichen
zwei der vielen anderen möglichen
Verkeilungssystemstrukturen. Beispielsweise ist im oberen Ende der
länglichen Filterkartusche 228' von 15 das
Buchseneinlassrohr (Port) 230' bei etwa 110 Grad verkeilt, und
das Buchsenauslassrohr (Port) 232' ist bei etwa 290 Grad verkeilt.
In dem oberen Ende der länglichen
Filterkartusche 228'' von 16 ist
das Einlassrohr 230'' bei etwa 195
Grad und das Auslassrohr 232'' bei etwa 170
Grad verkeilt.
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VERKEILUNGSSYSTEM MIT UNIVERSELLEM VERKEILUNGSMERKMRL
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Allgemeines
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Verkeilungssystemstrukturen
befinden sich im Allgemeinen auf Oberflächen von Filterkartuschen (oder "Filtern") und Halterungen,
die einander während
der Verbindung der Kartusche mit der Halterung kontaktieren. Dies
können
entweder Oberflächen sein,
die bei der hauptsächlichen
Bereitstellung einer physischen Verbindung zwischen der Kartusche
und der Halterung involviert sind, oder solche sein, die auch bei
der Bereitstellung einer Fluidverbindung zwischen der Kartusche
und der Halterung involviert sind.
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Das
hierin detaillierte bevorzugte verkeilte System involviert die Strukturen,
die eine Fluiddichtung zwischen der Filterkartusche und der Halterung herstellen,
beispielsweise dem Einlass- und Auslassport der Filterkartusche
und dem jeweiligen zusammenwirkenden Ports/Rohren in der Halterung, die
Flüssigkeit
zu und von der Kartusche befördern. Bei
dieser Art von Ausführungsform
liegen die vorstehenden und vertieften Strukturen um den Innen-
und Außenumfang
eines rohrförmigen
Verbindungsstücks
herum, umfassend ein Steckerrohr und einen Buchsenaufnehmer, die
eine Verbindung der Filterkartusche und der Halterung gestatten,
wobei Fluid durch den oder die rohrförmigen Leiter geleitet werden,
nachdem die Kartusche zu der Halterung abgedichtet ist. Ein Beispiel
für ein
derartiges rohrförmiges Verbindungsstückverkeilungssystem
enthält
eines, bei dem sowohl der Einlass als auch der Auslass der Filterhalterung
und sowohl der Einlass als auch der Auslass der Filterkartusche
alle rohrförmig
und alle verkeilt sind. Beispielsweise weisen ein Einlassrohr und
ein Auslassrohr der Filterhalterung (die eine Strömung zu
einer Kartusche bzw. weg von der Kartusche lenken) jeweils eine
längliche
axiale Fahne auf, die von der äußeren zylindrischen
Oberfläche des
Einlassrohrs und Auslassrohrs an einer oder mehreren gewählten Umfangsstellen
(auch als "radial" oder "gewinkelt" bezeichnet, um nicht-axial
zu implizieren) nach außen
vorspringt (das heißt,
an verschiedenen Plätzen
am Umfang der Rohroberflächen).
Gleichermaßen
weisen die inneren zylindrischen Oberflächen der zusammenwirkenden
Buchsenrohre (in die das Halterungseinlassrohr und -auslassrohr
gleiten und abdichten) der Kartusche in die Oberflächen an
entsprechenden Umfangspositionen vertiefte Kanäle oder "Nuten" auf. Auf diese Weise gleiten das Halterungseinlass-
und -auslassrohr in die Kartuschenports, wobei die Halterungsfahnen ohne
signifikanten Widerstand in die Kartuschennuten gleiten. Eine weitere
Kartusche mit Nuten an einer anderen Umfangsstelle an einem seiner
Ports würde
nicht die Halterungsrohre aufnehmen und könnte deshalb nicht versehentlich
oder inkorrekt in dieser jeweiligen Halterung installiert werden.
In einem derartigen Fall, wo die Filterkartusche zwei Rohre (Einlass-
und Auslassports) aufweist, könnte
jeder der Ports eine andere Nutenumfangsstelle aufweisen, solange
die Halterung entsprechend hergestellt ist. Beispielsweise könnte die
Einlassrohrfahne (und die entsprechende Nut am Kartuscheneinlassport) der
Halterung bei "gerade hoch" bei 0 Grad sein, während die
Fahne an dem Auslassrohr (und entsprechende Nut an dem Kartuschenauslassport)
der Halterung bei 30 Grad versetzt relativ zu den Einlassfahnen-
und -nuten sein. Mit dieser Art von System können beispielsweise durch Variieren
zusätzlicher verschiedener
Sätze aus
Kartusche und Halterung jeweils um zusätzliche 30 Grad viele verschiedene Sätze aus
verkeilten Kartuschen und zusammenwirkenden Halterungen hergestellt
werden. Viele andere Größen könnten neben
30 Grad gewählt
werden, doch ergibt diese Größe des Versatzes
viele verschiedene Kombinationen und stellt dabei einen Versatz
bereit, der von einer Person leicht gesehen und beurteilt werden
kann. Die Einlassfahnen- und -nuten und die Auslassfahnen und -nuten
können
unabhängig
variiert werden, beispielsweise können bei vielen Sätzen die
Einlassfahnen und -nuten bei null (0) Grad sein, während die
Sätze verschieden
positionierte Auslassfahnen und -nuten aufweisen können. Die Sätze können aber
auch Einlassfahnen und -nuten aufweisen, die von Satz zu Satz um
10 Grad variieren, während
die Auslassfahnen und -nuten jener Sätze um beispielsweise 15 Grad
variieren können. Die
Mathematik eines derartigen Systems legt nahe, dass praktisch eine "endlose" Anzahl von Sätzen mit verschiedenen
Verkeilungssystemstrukturen entworfen werden kann.
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Andere
verkeilte Systemstile werden neben dem rohrförmigen Verbindungsstücktyp in
Betracht gezogen. Bei verkeilten Systemen im Allgemeinen würden allgemein
flache oder glatte Oberflächen
der Filterkartusche und der Halterung, die einander herkömmlicherweise
kontaktieren würden,
um stattdessen eine Verkeilungssystemstruktur zu enthalten, die sicherstellt,
dass nur ein bestimmter Typ von Filterkartusche in einer bestimmten
Halterung installiert werden kann. Die Verkeilungssystemstruktur
der verschiedenen Sätze
von Filterkartusche und zusammenwirkenden Halterungen/Ventilköpfen ist
in der Regel unsichtbar, nachdem die Filterkartusche installiert
worden ist. Während
dies zu unterschiedlich verkeilten Filterkartuschen mit im Wesentlichen ähnlich gestalteten
Außengehäusen führen kann,
kann ein Hersteller Angaben auf der äußeren Oberfläche der Filterkartusche
aufnehmen, um die verschiedenen Medien oder andere Filterunterschiede
anzuzeigen. Außerdem
kann ein Benutzer sich die Verkeilungssystemstruktur ansehen, so
lange die Filterkartusche nicht installiert ist. Jedenfalls können, wenn
der Benutzer eine Kartusche zu installieren versucht, nur ordnungsgemäß verkeilte
Kartuschen in die Halterung/in den Ventilkopf/in den Verteiler installiert
werden.
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Als
eine Alternative zu dem rohrförmigen Verbindungsstücktypsystem
findet sich ein anderes Beispiel einer Verkeilungssystemstruktur
auf Strukturen, die an der Bereitstellung einer physischen Verbindung
anstatt einer Fluidverbindung involviert sind. Eine derartige Verkeilungssystemstruktur
kann sich auf einer Schulter einer Filterkartusche befinden, die hoch
in eine Ventilkopfhalterung passt. Diese Bereiche sind Oberflächen, die
nicht normalerweise eine Flüssigkeitsdichtung
miteinander eingehen, sondern voneinander entfernt sein müssen, wenn
das Ende der Filterkartusche hoch in den Innenhohlraum des Ventilkopfs
passen soll. Die obere Umfangsschulter der Filterkartusche und die
innere Oberfläche
eines Ventilkopfs weisen in der Regel Bereiche auf, die in sehr
engen Kontakt kommen, die aber nicht direkt bei der Ausbildung einer
Flüssigkeitsdichtung
zwischen der Kartusche und dem Ventilkopf involviert sind. Diese
nicht-flüssigkeitsabdichtenden
Bereiche können so
verkeilt werden, dass nur eine Kartusche mit einer gewissen verkeilten
Oberflächengestalt
sich weit genug hoch in den Ventilkopf erstrecken kann, der installiert
und verriegelt werden soll. Beispielsweise können Fahnen oder andere Vorsprünge an der
oberen Oberfläche
eines von einem Einlass-Auslass-Hals nach außen beabstandeten Filters, aber außerhalb
der flüssigkeitsaufnehmenden
Durchgänge
bereitgestellt werden. Diese Filterkartuschenvorsprünge können in
identisch angeordnete Vertiefungen auf der inneren Oberfläche des
die Kartusche aufnehmenden Ventilkopfs gesteckt oder "verschachtelt" werden, wobei die
Ventilkopfvertiefungen sich ebenfalls außerhalb der flüssigkeitsaufnehmenden
Durchgänge
der Kartusche/des Ventilkopfs befinden.
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Es
kann gesagt werden, dass sich die verkeilte Struktur an der Filterschulter
und der inneren Oberfläche
der Ventilkopfhalterung um den Außenumfang einer Schulter des
oberen Endes der Filterkartusche und den zusammenwirkenden oder
entsprechenden Innenumfang des Ventilkopfhohlraums herum befinden.
Die vorstehende "Verkeilung"-Struktur umfasst
bevorzugt eine Vielzahl von Vorsprüngen, die sich innerhalb eines
Bogens von etwa 90 Grad oder weniger um den Umfang herum befinden,
auf dem sie liegt, oder besonders bevorzugt innerhalb von etwa 70
Grad oder weniger. Die zusammenwirkende Vertiefungsstruktur befindet
sich bevorzugt in der Hohlraumoberfläche, der Filterkartuschenschulter
zugewandt, und gleichermaßen
befindet sich die gleiche Anzahl an Vertiefungen innerhalb des gleichen
Ausmaßes
an Umfang, bevorzugt etwa 90 Grad oder weniger, und besonders bevorzugt
etwa 70 Grad oder weniger. Bei dieser Art von Ausführungsform
bilden die vorspringenden und vertieften Strukturen keine Flüssigkeitsabdichtung(en)
zwischen der Filterkartusche und dem Ventilkopf, weil andere Strukturen,
in der Regel näher
an der Mittelachse der Filterkartusche und des Kopfs, diesem Zweck
dienen. Wenngleich dieses bevorzugte Verkeilungssystem die Vorsprünge an der
Filterkartuschenschulter und die Vertiefungen an dem Kopf lokalisiert,
wird das Gegenteil in Betracht gezogen, wobei die Vorsprünge sich
innerhalb des Filterkopfs und die Vertiefungen sich an der Filterkartusche
befinden können.
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Wenngleich
das bevorzugte verkeilte System eine Verkeilung der Halterung und
der Filterkartusche beinhaltet, kann es auch das Verkeilen eines Adapters
beinhalten, der so verkeilt ist, dass er ordnungsgemäß zu der
verkeilten Struktur der Halterung passt und mit dieser zusammenwirkt
und der einen unverkeilten Teil aufweist, der mit einer herkömmlichen
unverkeilten Filterkartusche verbunden ist.
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Bevorzugte Universalverkeilungsoption
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Für das verkeilte
System vom rohrförmigen Verbindungsstücktyp und
für viele
der verschiedenen möglichen
verkeilten Systeme für
Filterkartuschen und Filterhalterungen ist eine Universalverkeilung
als eine Option unter einigen Umständen wünschenswert. Diese Universalverkeilung
nimmt bevorzugt die Form einer Filterkartusche an, die dafür ausgelegt
ist, zu jeder und allen der verschiedenen, unterschiedlich verkeilten
Halterungen zu passen, die ein Hersteller an einen einzelnen Kunden
liefert, oder alternativ eine Filterkartusche, die dafür ausgelegt
ist, in jede und alle der verschiedenen, unterschiedlich verkeilten
Halterungen zu passen, die ein Hersteller allen seinen Kunden liefert.
Wie oben in der kurzen Zusammenfassung erörtert, gestattet dies eine
wirtschaftliche Antwort auf das Problem des Bereitstellens unterschiedlich
verkeilter Hauptprozessfiltrierungs- oder -behandlungskartuschen
an einen oder mehrere Kunden bei gleichzeitiger Bereitstellung einer
einzelnen Reinigungskartusche oder einer anderen unregelmäßig verwendeten
Kartusche an einen Kunden für
alle Spezialanwendungen des Kunden oder an alle Kunden für alle ihre
Spezialanwendungen. Mit anderen Worten gibt es zwar gute Gründe, verschiedenen
Kunden oder einem einzelnen Kunden für seine verschiedenen Verwendungen
unterschiedlich verkeilte Kartuschen zu liefern, so kann es wichtig
sein, eine einzelne Kartusche zu haben, die in allen Filtrierungs-/Behandlungssystemen
des Kunden oder zumindest in mehreren unterschiedlich verkeilten
Halterungen verwendet werden kann.
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Ein
Universalverkeilungssystem umfasst bevorzugt eine Filterkartusche,
die dafür
ausgelegt ist, zu mehreren oder allen der unterschiedlich verkeilten Halterungen
zu passen, die ein Hersteller anfertigt oder die einem Kunden/Benutzer
geliefert werden. Beispielsweise zeigt 17 ein
oberes Ende 528 einer (oder kann ausgebildet sein als ein
Adapter für
eine) Filterkartusche, die dafür
ausgelegt ist, auf alle drei der Halterungen zu passen für die die
drei Kartuschen 228, 228', 228'' in 14–16 hergestellt sind.
Das heißt,
die Kartusche 528 von 17 weist Ports 530 und 532 auf,
die mehrere Nuten 561, 562, 563, 564, 565, 566 auf
weisen, die sich radial von der Mitte der Ports aus erstrecken und
die so positioniert sind, dass die Kartusche 528 auf die
drei Halterungen gleitet und mit ihnen ordnungsgemäß eine Flüssigkeitsabdichtung
bildet. Auf diese Weise ist die Kartusche 528 mit insgesamt
sechs Nuten "universal
verkeilt", um zu
mehreren Halterungen zu passen, wobei die Halterungen jeweils nur
eine Nut pro Port aufweisen.
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Als
weitere Beispiele des bevorzugten rohrförmigen Verbindungsstückstilsystems
veranschaulichen 18a–c Ansichten einer bevorzugten
Steckerverbindungsstückklammer,
mit einer Fahne jeweils an dem Einlass- und Auslassrohr. In 19a–c sind
verschiedene Ansichten einer Kartusche gezeigt, die so verkeilt
ist, dass sie mit der Halterung der 18a–c zusammenarbeitet.
Gleichermaßen zeigen 20a–c
und 21a–c
Ansichten einer alternativ verkeilten Halterung und einer zusammenwirkenden
Kartusche. Wenngleich diese rohrförmigen Verbindungsstücksysteme
verkeilte Systeme enthalten, bei denen jedes Buchsenverbindungsstück oder
Steckerverbindungsstück
nur eine einzelne Nut oder Fahne auf weist, können alternative Versionen
mehrere Fahnen und Nuten an jedem Buchsenverbindungsstück und Steckerverbindungsstück aufweisen.
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22 veranschaulicht
ein universal verkeiltes oberes Kartuschenende (oder Adapter), das
verkeilt ist, um zu den Halterungen beider 18a–c und 20a–c
zu passen. Man beachte, dass das obere Kartuschenende von 22 zwei
Nuten an einem der Buchsenverbindungsstücke und eine Nut an dem anderen
der Buchsenverbindungsstücke
auf weist, weil die beiden Halterungen von 18 und 20 beide eine Fahnenposition mit einem
der Steckerverbindungsstücke
gemeinsam aufweisen.
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23 veranschaulicht
ein universal verkeiltes oberes Kartuschenende (oder Adapter), das
so verkeilt ist, dass es mit jeder und allen Halterungen passt,
die Fahnen an Steckerverbindungsstücken aufweisen, die gerade
hoch positioniert sind (bei "12 Uhr") und an verschiedenen
Positionen 45 Grad von dort aus. Beispielsweise weist jedes der
beiden Buchsenverbindungsstücke
des oberen Kartuschenendes acht Nuten auf, die sich radial nach
außen
bei gerade hoch erstrecken (0 Grad), 45 Grad, 90 Grad, 135 Grad,
180 Grad, 225 Grad, 270 Grad und 315 Grad. Auf diese Weise gibt
es viele Kombinationen aus einer oder mehreren Fahnen an jedem der
Steckerverbindungsstücke,
die einem oder mehreren Kunden geliefert werden können, und
die einzelne Kartusche in 23 passt
auf eine beliebige dieser 45-Grad-Versions-Steckerhalterungen. Auf
diese Weise kann der Hersteller die gleiche universal verkeilte
Reinigungskartusche für
viele verschiedene Kunden liefern, die unterschiedlich verkeilte
Kartuschen für
ihre Hauptfiltrierungs-/-behandlungsprozesse angefordert haben.
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Nach
der Lektüre
dieser Beschreibung kann man verstehen, dass eine Universalverkeilungskartusche
für verschiedene
verkeilte Systeme geliefert werden kann. Beispielsweise kann eine
Universalverkeilungskartusche für
ein verkeiltes System hergestellt werden, wobei eine Filterkartuschenschulter, die
mit einem Ventilkopf keine Flüssigkeitsabdichtung
eingeht, die entsprechende Universalverkeilung enthalten kann, um
in mehrere Ventilköpfe
mit verschiedenen Verkeilungsstrukturen zu passen. Ein rohrförmiges Verbindungsstücktypsystem
kann auch anders gestaltete Fahnen und Nuten enthalten, beispielsweise
wie etwa gerundete höckerförmige Fahnen
und Nuten.
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Unter "Halterung" wird eine beliebige
einer Vielfalt von Vorrichtungen verstanden, die einen austauschbaren
Filter oder eine austauschbare Filterkartusche aufnehmen und damit
abdichten. Dies kann ein Ventilkopf (einschließlich Ventilregelung zum Abstellen
eines Rohrsystems, wenn die Kartusche entfernt wird), eine Filterklammer,
die die Kartusche stützt
und Fluidströmungskanäle in die
und aus der Kartusche heraus liefert, und andere Vorrichtungen enthalten,
die die Kartusche kontaktieren und in Fluidverbindung mit dieser
stehen.
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Unter "Filter" oder "Filterkartusche" wird jeder Behälter von
Filtrierungs- oder Behandlungsmedien verstanden, der mit einer Halterung
zur Fluidverbindung mit der Halterung verbunden ist, um das über die
Halterung hineingebrachte Fluid zu filtern und/oder zu behandeln.
Die Erfindung des verkeilten Systems kann auf jede beliebige Struktur
einer Filterungseinheit angewendet werden, die in den Kopf oder
eine andere Halterung eingesetzt wird, die ein unitärer Filter
oder eine unitäre
Filterkartusche sein könnte,
die teilweise in einem Außengehäuse unter der
Höhe eingeschlossen
ist, wo die Filterkartusche in den Kopf eingreift.