AT396071B - Filterelement - Google Patents

Description

AT396071B

Die Erfindung betrifft ein Filterelement für Filterpakete von Filterpressen, wobei zwischen jeweils zwei Filterplatten, die im wesentlichen plattenförmig ausgebildet sind und wenigstens teilweise aus einem porösen Filtermaterial bestehen, eine Filterkammer vorgesehen ist, wobei die zu filtrierende Trübe über Öffnungen in die Filterkammem geführt wird und wobei Kanüle für den Filtratablauf vorgesehen sind. 5 Filteipressen werden in der Industrie für vielfältige Aufgaben der Fest-Flüssig-Trennung eingesetzt.

Sie sind mit Kammer- oder Rahmenplatten bestückt, auf denen sich in der Regel Tücher als Filtermittel befinden. Die Zuführung der Trübe erfolgt unter Druck über eine Öffnung, die in der Filterfläche oder am Rand der Filterplatte angeordnet sind.

Zur Abdichtung des Filtrationsraumes zum Filtratraum sind die Filtertücher als Durchstecktücher ausgebildet 10 oder die Abdichtung erfolgt durch Verschraubungen. Für den Filtratablauf sind in den Platten Kanäle vorhanden, über die das Filtrat nach außen abläuft oder in geschlossene Sammelkanäle gelangt, die sich beim Schließen des Filteiplattenpaketes bilden.

Bei bekannten Kammerfilterplatten, wie eine in Fig. 1 dargestellt ist, wird durch zwei benachbarte Filterplatten (1) jeweils ein Filtrationsraum gebildet, in dem sich während des Filtrationsprozesses der Filterkuchen 15 auf den Filtertüchem (2) abscheidet. Entsprechend der Anzahl der eingesetzten Platten ergibt sich eine Vielzahl dieser Filterkammem, die durch Öffnungen miteinander verbunden sind. Bei der bekannten Ausführung in Fig. 1 erfolgt die Abdichtung der Trübe zur Filtratseite durch Verschraubungen (3).

Das mögliche Gesamtvolumen des Filtrationsraumes einer Presse ist bei vorgegebener Maschinengröße abhängig vom Verhältnis der möglichen Kuchendichte zur Plattenstärke. Je geringer die Plattenstärke ist, desto 20 größer ist die mögliche spezifische Pressenleistung. Die Plattenstärke ist bei den z. Z. verwendeten Platten durch die Eigenschaften des verwendeten Materials und den möglichen Druckdifferenzen zwischen den Filterkammem begrenzt Differenzdrucke, die zur Zerstörung der Filtertücher und Platten führen können, treten bei ungleichmäßiger Füllung der Presse z. B. durch Verstopfung einer Zulauföffnung oder bei ungleichmäßig verunreinigten Filtertüchem auf. Zum zyklischen Reinigen des Filtermittels sind deshalb modernere Anlagen mit entsprechenden 25 Hochdmckreinigungseinrichtungen ausgerüstet

Bei großen Filterplatten und hohen Filtrationsdrücken bildet man die Filterfläche der Platten zusätzlich mit Abstütznocken aus, über die auftretende Kräfte zu den Schließplatten der Presse geleitet werden.

Bei bestimmten Produktionen ist es notwendig, den entstandenen Filterkuchen zu waschen. Dafür sind in den Filterplatten weitere Kanäle vorhanden, durch welche die Waschflüssigkeit zu- und abgeführt wird. Dadurch 30 werden die Filterplatten in der Herstellung teurer und die Steuerung der Filterpresse komplizierter.

Ein weiteres Problem beim praktischen Betrieb der Filterpresse ist das Ablösen des Filterkuchens vom Filtermittel nach Beendigung der Filtration. Hier kann es in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Kuchens und des Filtermittels zu Hafterscheinungen kommen, die einen automatischen Betrieb der Anlage ausschließen.

Die DE-OS 1 461 4S6 betrifft eine Filterplatte für Filterpressen, die aus einem nach dem Sinterverfahren 35 hergestellten Werkstoff als Filtermedium bestehen soll. Als Werkstoff, der nach dem Sinterverfahren zur Filterplatte verarbeitet werden kann, sind in der DE-OS 1461 486 Kunststoffe, keramische Stoffe oder Metalle als gleichwertig erwähnt. Darüber hinaus wird in der DE-OS 1461486 hervorgehoben, daß es bekannt sei, bei der Herstellung von Filteiplatten poröse Werkstoffe als Filtermedium zu verwenden, wobei dies jedoch nur in Verbindung mit metallischen Stützkörpem und Rahmen an oder in denen die porösen Stoffe befestigt sind, 40 möglich war. Gemäß der DE-OS 1461 486 soll die Filterplatte ausschließlich aus porösem Werkstoff der oben erwähnten Gattung bestehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filterelement für Filterpressen mit einfachem Aufbau, veringerter Dicke und besserer Ablösecharakteristik zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Filterplatten wenigstens in ihrem den Filter-45 kammem zugekehrten Bereich und wenigstens im Bereich von in ihnen vorgesehenen Filtratkanälen wenigstens teilweise aus einem starren, porösen Werkstoff wie beispielsweise einem ausgehärteten und/oder polymerisierten Kunststoff wie Epoxid-Harz oder Polymethylmethacrylat, als porösem Filtermaterial bestehen.

Anders als bei der DE-OS 1 461 486 ist der Werkstoff, aus dem die Filterplatten des erfindungsgemäßen Filterelementes bestehen, nicht im Sinterverfahren erzeugt worden. Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen 50 Werkstoffe ergeben auch den Vorteil, daß sie durch einfache Arbeitstechniken in die gewünschte Form gebracht werden können, was bei im Sinterverfahren hergestellten Werkstoffen, auch wenn es sich um im Sinterverfahren hergestellte, poröse Kunststoffe handelt, nicht ohne weiteres möglich ist.

Die erfindungsgemäße Werkstoffwahl erlaubt es, daß die Filterplatte des erfindungsgemäßen Filterelementes auch so ausgeführt sein kann, daß der erfindungsgemäß vorgeschlagene Werkstoff lediglich in dem den Filterkam-55 mem zugekehrten Bereich der Filterplatte und lediglich im Bereich der in der Filterplatte vorgesehenen Filtratkanäle vorgesehen ist. Dies ist eine Ausbildung, die durch die DE-OS 1461486 gerade abgelehnt wird.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Filterelements sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von in den 60 Fig. 2 bis 4 im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 2 zeigt die einfachste Variante eines Filteipaketes aus erfindungsgemäßen Filterelementen (Filterplatten). Das in Fig. 2 gezeigte Filterpaket besteht aus zwei mittleren Filterplatten (10) (es können auch nur eine oder -2-

AT 396 071B mehrere Filterplatten (10) vorgesehen sein) und zwei endständigen Filterplatten (11) und (12). Die Anordnung (Filterpaket) aus den Filterplatten (10) und den beiden Endplatten (11) und (12) wird durch die Platten einer Filterpresse aneinandergehalten.

In der in Fig. 2 linken Endplatte (12) ist eine Öffnung (13) für den Trübezulauf vorgesehen. Auch die Filterplatten (10) enthalten der Öffnung (13) entsprechende Öffnungen (14), durch welche die zu nitrierende Trübe in die Filterkammem (15) strömen kann.

Die Wände der Öffnungen (13) bzw. (14) und die Außenflächen der Filterplatten (10), (11) und (12) sind mit einem dichten Überzug (20) versehen.

In jeder Filterplatte (10), (11) und (12) sind Filtratkanäle (16), (17) bzw. (18) vorgesehen, die zu einem gemeinsamen Kanal (19) für den Abzug des Filtrates führen.

Die Filterplatten (10), (11) und (12) bestehen beispielsweise zur Gänze aus porösem, für die jeweils auszuführende Filtration geeignetem Werkstoff, sodaß Filtertücher, wie sie bei der bekannten Ausführungsform gemäß Fig. 1 vorgesehen sind, entfallen.

Es ist auch eine Ausführungsform denkbar, bei welcher die Filterplatten (10), (11) und (12) nur teilweise aus porösem, für die Filtration geeignetem Werkstoff bestehen. Bei dieser Ausführungsform sind wenigstens die den Filtratkanälen (16), (17) bzw. (18) benachbarten und den Filtratkammem (15) zugekehrten Bereiche der Filterplatten (10), (11) und (12) aus porösem Werkstoff gefertigt, wogegen die übrigen Teile aus kompaktem (dichtem) Werkstoff bestehen können.

Es ist zu erkennen, daß sich der Aufbau des Paketes entscheidend vereinfacht und der Verschleißteil der bekannten Anlagen, nämlich das Filtertuch, ganz entfällt, wenn poröse, für die Filtration geeignete Werkstoffe, wie Kunststoffe und Keramiken, verwendet werden.

Bevorzugt ist es bei der Erfindung, daß die Filterplatten (10), (11) und (12) oder bei nicht durchgehend aus porösem Werkstoff bestehenden Filterplatten, die für die Filtration wirksamen Teile derselben, aus einem härtbaren und/oder polymerisierbaren Kunststoff bestehen. Beispiele hiefür sind Epoxid-Harze oder Polymethyl-methacrylat. Die Porengröße hängt von der zu filtrierenden Trübe ab und kann beispielsweise zwischen 1 und 50 pm, vorzugsweise im Mittel 20 pm betragen. Das Porenvolumen kann 20 bis 40 %, vorzugsweise 30 % betragen. Der Vorteil ist es weiters, wenn die Poren kavenös ausgebildet sind, d. h. daß ihre Ein- bzw. Austritts-Öffnungen kleiner sind als der lichte Querschnitt der Poren im Inneren der Filterplatten selbst.

Beim Einsatz von erfindungsgemäß gestalteten Filterplatten (10), (11) und (12); die aus porösen, durch Vor- oder Umformen bzw. mechanische Bearbeitung formbaren Werkstoffen mit ausreichender mechanischer Festigkeit bestehen, ist eine Verunreinigung des Filtrats auch bei hochabrasiven Trüben mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen.

Des weiteren kann bei den erfindungsgemäßen Elementen das Ablösen des Filterkuchens auf einfachste Weise durch Druckbeaufschlagung auf der Filtratseite, d. h. durch die Filtratkanäle (19), (16), (17) und (18) unterstützt werden. Bei dieser Verfahrensweise erfolgt der Filtratablauf über Mehrwegbahnen an jeder einzelnen Filterplatte.

Neben der Nutzung der Filtratkanäle zum Druckbeaufschlagen beim Ablösen der Filterkuchen können sie auch noch zum Reinigen des Filters, d. h. der Filterplatten (10), (11) und (12), selbst benützt werden, indem durch sie Reinigungsmittel zur Filterfläche geleitet werden, diese von hinten durchspülen und durch die Filterkammem (15) sowie die Öffnungen (13) und (14) abströmen. Bei entsprechender Auslegung der Anlage und geschlossenem Filteipaket ist so auf einfache Weise ein geschlossener Reinigungsmittelkreislauf realisierbar. Zusätzliche, mechanisch angetriebene Reinigungsvorrichtungen können bei der Erfindung entfallen.

Auch für das Waschen des Filterkuchens bildet das erfindungsgemäße Filterelement eine vorteilhafte Lösung. Bei dieser werden der aufeinanderfolgende (nebeneinanderliegende) Filterplatten (10) abwechselnd als Waschmittelzu- bzw. abführorgan verwendet, indem die Waschflüssigkeit über die Filtratkanäle (17) einer Platte (10) zugeführt und über die nächste abgeführt wird. So ist ein intensiver Waschprozeß über die ganze Filterfläche gegeben. Für den vielfältigen Einsatz der erfindungsgemäßen Filterelemente sind die geringen Herstellungs- und die Materialkosten von entscheidendem Vorteil.

Bei der in Fig. 3 und 4 dargestellten Variante der Erfindung wird durch eine oder mehrere Verbindungsöffnungen (21) in den Filterflächen der Filterplatten (10) ein Druckausgleich zwischen den Filterkammem (15) erreicht, sodaß sich die Druckdifferenzen auf ein Minimum reduzieren (pl = p2 = p3). Damit ist die Plattenstärke nur noch von der notwendigen Filtermitteldicke und den erforderlichen Querschnitten für die Filtratkanäle (17) abhängig. Die Verbindungsöffnungen (21) sind vorzugsweise wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, im Bereich von Vorsprüngen (22) angeordnet. Dadurch ist sichergestellt, daß auch bei weit fortgeschrittener Filterkuchenbildung ein Druckausgleich direkt über die flüssige Phase möglich ist. Dies ist durch die in Fig. 3 eingezeichneten Pfeile angedeutet.

In einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß das die Filterplatten (10) auch schichtartig, d. h. aus zwei Teilplatten (10') und (10") aufgebaut sein können, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist. Die an die Zulauföffnung (13) für die Trübe anschließenden Filterplatten (10) sind alle aus identischen Teilplatten (10') zusammengesetzt. Nur die vom Trübezulauf (13) am weitesten entfernte Filterplatte (10) besteht aus einer Teilplatte (10*) mit Durchtrittsöffnung (14) und aus einer Teilplatte (10") ohne Durchtrittsöffnung (14). -3-

Claims (7)

1. AT 396 071 B Zwischen benachbarten Filterplatten (10) sind Distanzringe (27) aus flüssigkeitsundurchlässigein Werkstoff eingelegt, wodurch die Filtratkanäle (17) gebildet werden. Die Filtratkanäle (16) und (18) werden durch vorspringende Teile (30) der Endplatten (25) bzw. (26) gebildet. Auch um die Auskleidungen (20) im Bereich der Durchtrittsöffnungen (14) herum sind Distanzringe (28) vorgesehen, sodaß sich eine insgesamt stabile Anordnung ergibt. Außen wird die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform von zwei Endplatten (25), (26) aus flüssigkeitsundurchlässigem Werkstoff begrenzt, wobei in der Endplatte (26) die Zulauföffnung (13) vorgesehen ist. Es versteht sich, daß auch bei den in den Fig. 3 und 5 gezeigten Ausführungsformen Kanäle entsprechend den Kanälen (21) für den Druckausgleich vorgesehen sein können. Auch die Filterplatten (10) der in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigten Ausführungsform können so wie die Filterplatten (10) der Ausführungsform von Fig. 5 geteilt (Teilplatten (10') und (10")) sein. PATENTANSPRÜCHE 1. Filterelement für Filterpakete von Filterpressen, wobei zwischen jeweils zwei Filterplatten, die im wesentlichen plattenförmig ausgebildet sind und wenigstens teilweise aus einem porösen Filtermaterial bestehen, eine Filterkammer vorgesehen ist, wobei die zu filtrierende Trübe über Öffnungen in die Filterkammem geführt wird und wobei Kanäle für den Filtratablauf vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterplatten (10, 11,12) wenigstens in ihrem den Filterkammem (15) zugekehrten Bereich und wenigstens im Bereich von in ihnen vorgesehenen Filtratkanälen (16,17,18) wenigstens teilweise aus einem starren, porösen Werkstoff wie beispielsweise einem ausgehärteten und/oder polymerisierten Kunststoff wie Epoxid-Harz oder Poly-methylmethacrylat, aus porösem Filtermaterial bestehen.
2. 2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Endplatten (11,12) vorgesehen sind, die wenigstens auf ihrer an die endseitige Filterkammer (15) angrenzenden Seite aus dem porösen Filtermaterial bestehen.
3. 3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfangsflächen der Filterplatten (10,11,12), wie an sich bekannt, mit einem Überzug (20) aus flüssigkeitsdichtem Werkstoff versehen sind.
4. 4. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangs- bzw. Wandflächen der Öffnungen (13 und 14) für den Trübezulauf, wie an sich bekannt, mit einem Überzug (20) aus flüssigkeitsdichtem Werkstoff ausgekleidet sind.
5. 5. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterplatten (10) aus wenigstens zwei Teilplatten (10' und 10") bestehen.
6. 6. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Filterplatten sie durchsetzende Kanäle (21) vorgesehen sind.
7. 7. Filterelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (21) im Bereich von Erhebungen (22), die über die Filterseite der Filterplatten (10,11,12) vorstehen, vorgesehen sind. Hiezu 5 Blatt Zeichnungen -4-