CZ247599A3 - Filtrační zařízení - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká filtračního zařízení se skříní, s alespoň jedním ve skříni uloženým filtračním modulem obsahujícím alespoň dvě koncové desky a větší počet mezi nimi uspořádaných filtračních prvků, přičemž je skříň opatřena otvory pro zavádění nefiltrovaného prostředí a pro odvádění filtrátu.

Dosavadní stav techniky

Ve filtrační technice jsou známy filtrační lisy, do nichž se vkládají filtrační rámy s křemelinou nebo filtrační rámy, mezi kterými jsou uloženy filtrační vrstvy. Filtrační lisy s filtračními vrstvami však zpravidla nejsou opatřeny žádným pláštěm, který by filtrační vrstvy odděloval od vnějšího prostředí. Oddělení prostoru pro dosud nefiltrované prostředí a prostoru pro filtrát navzájem a vzhledem k okolnímu prostředí se převážně provádí jen stlačením filtračních vrstev a mezi nimi ležících filtračních rámů. Tyto filtrační rámy však představují až 50% výrobních nákladů na odpovídající zařízení. Kromě toho, v důsledku chybějícího oddělení od okolního prostředí a s tím spojené stále potřebné kontroly, je možná jen omezená automatizace takového filtračního procesu.

Přehled stavu techniky je obsažen v příručce Handbuch der industriellen FestFlůssig-Filtration (Příručka průmyslové smíšené filtrace), nakladatelství Huthig-Verlag 1990, str. 166 a následující.

U těchto filtračních zařízení není možno automatizovat výměnu filtračních prvků, takže filtrační prvky musí být před filtrací jednotlivě ručně zakládány do filtru a po dokončení filtrace z filtru opět ručně vyjímány. To však má za následek vysoké náklady vzhledem k náročnosti na obsluhu a v důsledku zastavení provozu filtrační linky.

• · ·· · · ·· ·· ···· · · · · · · · · ···· · · ·· ···· • · ····· · · ·· ··· · · · • · · · · · · · ·

Ve speciálních případech použití je také z ekonomických důvodů třeba po dokončení filtrace propláchnout filtr obrácením proudění. To však u mnoha na trhu dostupných filtračních zařízení není možné, neboje pro tento způsob nutná speciální konstrukce filtrů, kterou vznikají další náklady.

Ve spise DE 3520171 AI je popsán filtrační lis horizontální konstrukce, který je opatřen ochranným pláštěm, obklopujícím svazek filtrů. Tento filtrační lis vyžaduje použití rámů filtrů a vložených filtračních desek pro utěsnění filtračních prvků, neboť tyto tvoří prostory pro dosud nefiltrované prostředí a filtrát. Skutečnost, že k utěsnění nemůže docházet přímo mezi jednotlivými filtračními prvky, je důsledkem výrazného zvýšení investičních nákladů na filtrační lis, neboť rámy a filtrační desky mají velmi nákladnou konstrukci. Segmentace a s ní spojené nutné ruční osazování filtračního lisu jednotlivými filtračními prvky má dále za následek vysoké náklady spojené s výměnou filtračních prvků. U tohoto známého filtračního zařízení probíhá filtrace ve směru svislém vzhledem k povrchu prvků deskového tvaru. Stejně, jako u dále popsaných filtračních zařízení, tvoří koncové desky pouze stěnu pro nefiltrované prostředí nebo stěnu prostoru, v němž se nachází filtrát.

Podobný druh filtračního zařízení vertikální konstrukce je znám pod označením Radiumfilter. Tento typ filtračního zařízení obsahuje kruhové rámy, které se externě sestavují do tvaru filtračního modulu s mezilehle umístěným kotoučem. Tyto svazky se pak zvedají a ukládají do odpovídající skříně. Filtrační rámy při filtračním procesu vyplňují prostory pro prostředí které se má filtrovat a prostory pro filtrát tím, že rozdělují proudění. Zejména ruční oddělování rámů filtru a filtračních vrstev po dokončení filtračního procesu způsobuje vysoké náklady a například v případě filtrace toxických tekutin nebo tekutin, jejichž páry mají vysoký tlak, jak je tomu u mnohých organických ředidel, je spojeno s vysokým zatížením obsluhujícího personálu. Nutnost přesného provedení tvaru

-3• ·· 4 4 4 4 · • 4 4 4 4 4 4 4 • 4 4 4 4 4 4 4 4 4

4 4 4

4 4 4

444 444 rámů představuje také značnou část investičních nákladů na filtrační zařízení tohoto typu.

Ve spisech DE 3906815 Al a DE 3906816 C3 je popsána filtrační deska a filtr s prostorem pro uspořádání vrstev filtrů, které v případě úniku filtrovaného prostředí mají zabránit kontaminaci životního prostředí. Pro provoz takového filtruje třeba použít velkého počtu filtračních desek, popsaných v DE 3906815 Al. To zvyšuje investiční náklady na pořízení filtračního zařízení. V důsledku nutného velkého počtu těsnicích prvků mezi filtračními deskami je bezpečnost filtračního procesu jen podmíněně o něco větší než u jiných známých filtračních zařízení. Výměna filtračních vrstev je nákladná, stejně jako u běžně známých filtračních zařízení.

Naproti tomu je ve spise DE 3234560 popsáno filtrační zařízení s uzavřeným vnějším pláštěm. Nicméně, pro provoz tohoto zařízení, stejně jako pro provoz výše popsaných filtračních zařízení, jsou nezbytné rámy filtrů, které se zde nazývají nosiče filtrů. I u tohoto zařízení je náročné zejména ruční oddělování filtračních nosičů od těsnění filtrů. Jak je popsáno v DE 3403738 C2, je kromě toho také velmi náročná výroba těsnění filtrů, neboť každý filtr má individuální tvar.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit filtrační zařízení pro hloubkovou filtraci, které je do té míry snadněji ovladatelné, že bude umožňovat jednoduchou výměnu filtračního modulu nebo filtračních modulů, a také tyto moduly bezproblémově likvidovat a současně umožňovat zpětné proplachování.

Tento úkol je vyřešen filtračním zařízením, jehož podstatou je, že filtrační modul je vytvořen jako svazek na sobě srovnaných filtračních prvků vyrobených z hloubkově filtračního materiálu, které mají vnitřní strukturu s alespoň jedním prolomením, přičemž omezovači plocha prolomení z hloubkově filtračního

-4·· ·· ·· ·· ·· ·· • · · · · ·· 9 9 · · · • · · · 9 9 99 9 9 9 9

9 999 99 99 99 999 999

9 9 9 9 9 9 9 9 materiálu tvoří průtokovou plochu pro filtrát nebo dosud nefiltrované prostředí, a alespoň jedna z koncových desek je opatřena alespoň jedním zaváděcím a/nebo odváděcím otvorem.

Vrstvené filtry nebo filtrační vrstvy sestávají z hloubkově filtračního materiálu, čímž se rozumí takové materiály, které jsou porézní a propustné, to znamená, že umožňují konvektivní průchod látek. Hloubkově filtrační materiál může obsahovat látky organické a/nebo anorganické, vláknité a/nebo zrnité. Pro výrobu hloubkově filtračních materiálů se jako suroviny používají například celulóza, vlákna z plastů, křemelina, perlity nebo oxidy kovů. Křemelina a perlity, jako přídavek do filtračních vrstev, přispívají ke zvětšení vnitřního povrchu a tím ke zvětšení kalového objemu. V dutinách mohou také být zadržovány složky filtrované tekutiny jednak v důsledku blokovacího účinku a/nebo absorpce/adsorpce. Jako příklad materiálu, který může rovněž být použit pro účely hloubkové filtrace, lze uvést papíry, lepenky, filtrační vrstvy, membrány, porézní keramické materiály, kovové nebo polymerové tkaniny, netkané a slinuté materiály například z kovů, z oxidů kovů, ze skla nebo z polymerů.

Vzhledem ke své vnitřní struktuře může filtrované prostředí filtračním prvkem, který má s výhodou tvar filtračního kotouče, proudit ve směru rovnoběžném s rovinou kotouče, přičemž je možné i proudění ze strany vnější obvodové plochy, která je rovněž propustná, takže se filtrát může shromažďovat v odpovídajících prolomeních vnitřní struktury a procházet i přes průtokové plochy tvořené vnitřní strukturou. V důsledku toho mohou být filtrační kotouče naskládány na sebe do stohu nebo svazku bez přidržovacích rámů nebo podobného zařízení a tak lze ze stejného materiálu sestavit celý filtrační modul. Tento filtrační modul lze sestavit mimo prostor filtračního zařízení a jako celek jej teprve do něj vsadit. Když je třeba vyměnit filtrační materiál, je možno vyjmout celý filtrační modul bez další práce - jak je například uvedeno ve stavu techniky při známém

- 5 • · · · · Β Β · · Β * Β • · · · · · · · * rozebírání modulu za účelem odstranění přídržného rámu - a celý modul lze odstranit jako ucelenou jednotku. Tím se dosahuje úspory času a personálu.

Je výhodné, je-li součet všech průtokových ploch filtračního prvku, čímž se rozumí jak vnější průtokové plochy, tak i průtokové plochy nacházející se uvnitř filtračního prvku, větší než je součet vnější obvodové plochy nej menšího konvexního tělesa obepínajícího filtrační prvek a vnější obvodové plochy největšího konvexního tělesa, uspořádaného v libovolném prolomení filtračního prvku. Konvexní tělesa jsou například koule, elipsoidy, válce, kužely, úhelníky, tetraedry nebo kvádry, a tato tělesa jsou popsána v encyklopedii Kleine Enzyklopádie-Mathematik, vydané ve VEB Bibliographisches Institut Leipzig 1979, str. 625.

Je výhodné, rozlišují-li se u filtračních prvků prolomení prvního a druhého druhu, která nejsou spolu spojena. Filtrační prvky tak mohou být na sebe naskládány do stohu nebo svazku tak, že jsou ve vzájemném styku jen prolomení stejného druhu a vytvářejí ve filtračním modulu kanálky pro vedení filtrátu nebo dosud nefiltrovaného prostředí.

Je také výhodné, je-li alespoň jeden z filtračních prvků filtračního modulu opatřen prolomením procházejícím až do obvodové plochy filtračního prvku a tvořícím spojení s vnitřní strukturou filtračních prvků. Pokud například má být proud tekutiny veden z vnější strany, nepůsobí proudění jen na vnější stranu filtračního materiálu přes jeho obvodovou plochu, ale dosud nefiltrované prostředí může spojovacími prolomeními, které procházejí až k okraji filtračního prvku, přecházet také do vnitřního prostoru filtračního modulu. Tím mohou být využity vnitřní strukturou vytvořené průtokové plochy, aniž by bylo třeba vytvořit odpovídající přívod ve speciálně provedených koncových deskách. S výhodou mají filtrační kotouče alespoň jedno sběrné prolomení pro vytvoření sběrného kanálu pro filtrát ve filtračním modulu, přičemž je v tomto případě proveden odpovídající odváděči otvor v jedné z koncových desek. Při obráce-6·· ·· · · ·· ·· ·· • ·· · · · · · · ·· · • · · · ···· · * · · • · ··· · · · · · · ··· ··· • · ····· · · ném provozním postupu může být dosud nefiltrované prostředí přiváděno tímto sběrným prolomením.

Dále mohou být prolomení a/nebo spojovací prolomení opatřena výztužnými můstky pro zvýšení stability filtračního prvku. Do tvaru filtračního modulu mohou být stohovány stejné nebo rozdílné typy filtračních prvků, popřípadě filtračních kotoučů.

Výhodně má být vnitřní struktura filtračních prvků vytvořena tak, aby pro vytvoření účinného filtračního modulu bylo třeba použít jen jeden typ filtračního prvku. Všechny filtrační prvky mohou být na sebe naskládány stejným způsobem. Pokud je to však vzhledem k jejich vnitřní struktuře třeba, je vhodné jednotlivé filtrační prvky vůči sobě navzájem přetočit.

Vzhledem ke kanálkům pro filtrát a dosud nefiltrované prostředí ve filtračním modulu, musí alespoň jedna z koncových desek být opatřena odpovídajícím zaváděcím a/nebo odváděcím otvorem. V nejjednodušším případě může být horní koncová deska zcela uzavřená a dolní koncová deska opatřena odváděcím otvorem pro filtrát. To platí v případě, kdy proudí filtrované prostředí do filtračního modulu z vnější strany.

Zavádí-li se prostředí, které se má filtrovat, do vnitřní strany modulu, zavádí se tímto odváděcím otvorem. Alespoň jedna z koncových desek může také být konstruována pro rozdělování dosud nevyfiltrovaného prostředí do odpovídajících kanálků filtračního modulu a/nebo pro sběr filtrátu. Za tímto účelem je s výhodou jedna z koncových desek opatřena odpovídajícími rozdělovacími kanálky, které jsou spojeny s odpovídajícími prolomeními prvního druhu a/nebo druhého druhu. Rozdělovači kanálky tvoří komunikující soustavu kanálků, která je vždy spojena jen s prolomeními jednoho druhu, aby nemohlo docházet ke směšování filtrátu a dosud nefiltrovaného prostředí. Prolomení druhého druhu jsou vždy překryta buď koncovou deskou nebojsou spojena s vlastní

-Ί ·· ·· 99 99 ·· ·· • · · · · 9 9 · 9 · · 9

9999 99 99 9999 • 9 999 99 99 99 999 999 • · 99999 9 9 rozdělovači soustavou v koncové desce. Jaké provedení koncové desky se zvolí, závisí na provedení filtračního prvku a požadovaném způsobu provozu.

Filtrační prvky mohou být v modulu uloženy bezprostředně na sobě, přičemž je také možné jednotlivé filtrační prvky navzájem slepit nebo je spojit svařením.

Filtrační modul podle vynálezu v podstatě nevyžaduje použití vložek mezi filtračními prvky. Z různých důvodů však může být použití vložek účelné, přičemž mohou být vložky provedeny jako kovové desky, zejména desky z ušlechtilých ocelí. Zejména při použití kovových desek je vhodné uspořádat takové desky ve filtračním modulu s větším rozestupem, aby nebyla nepříznivě ovlivněna funkce filtru. Vložky mohou sloužit k tomu, aby se zvýšila pevnost filtračního modulu, zejména v tom případě, kdy v důsledku komplexní vnitřní struktury trpí stabilita filtračních prvků, které mají sklon k radiální deformaci. Tak může při zpětném proplachování filtračního modulu docházet k vydouvání filtračních prvků, pokud tomu nebrání odpovídající vložky.

Dále umožňují vložky segmentaci filtračního modulu, což usnadňuje zakládání, neboť je možno modul sestavit z několika dílů, které usnadňují manipulaci. Místo o segmentaci jednoho filtračního modulu lze také hovořit o soustavě nad sebou uspořádaných filtračních modulů a v tomto případě by pak bylo nutno vložené desky nazývat koncovými deskami.

Pokud jsou vložky vyrobeny z materiálu tuhého v ohybu, například z ušlechtilé oceli a mají odpovídající tloušťku, například 3 mm, přispívají takové vložky také ke zrovnoměmění přítlaku.

S výhodou je filtrační modul ve skříni uspořádán svisle, čímž je usnadněno jeho vyjímání a zakládání. Kromě toho je svislé uspořádání výhodné pro dobré odvzdušňování.

Je rovněž výhodné, je-li alespoň jedna z obou koncových desek, zejména horní koncová deska, uložena pohyblivě, čímž je zohledněna bobtnavost a tím i

-8·· ** ·♦ ·· ·· ·· • · · · · · ♦ ♦ ···· • · · · 99·· 9999 • · 999 99 99 9 9 999 999 • · 99999 9 9 rozpínání svazku filtračních prvků. Ve skříni může být uspořádáno přítlačné zařízení, které je s výhodou v záběru s pohyblivě uloženou koncovou deskou. Takové přítlačné zařízení může působit na filtrační modul shora a/nebo zdola.

Pokud je ve filtračním zařízení uspořádáno nad sebou a/nebo vedle sebe několik filtračních modulů, může být zařízení opatřeno přítlačným zařízením společným pro všechny moduly nebo individuálním přítlačným zařízením pro jednotlivé moduly.

Podle dalšího příkladného provedení je zařízení opatřeno alespoň jedním zajišťovacím prvkem, který filtrační prvky fixuje v jejich relativní poloze alespoň v průběhu zakládání. Podle druhu provedení vnitřní struktury filtračních prvků musí tyto prvky být na sebe ukládány podle určitého schématu, aby nedošlo ke krátkému spojení kanálků pro filtrát a kanálků pro dosud nefiltrované prostředí. Takové zajišťovací prvky mohou také spolupůsobit s vybráními na okraji kotoučů nebo také uvnitř filtračního modulu tak, aby byla vzájemná poloha jednotlivých filtračních kotoučů jednoznačná.

Zajišťovací prvek je s výhodou součástí přidržovacího zařízení, které je spojeno alespoň s jednou koncovou deskou. Je výhodné, sestává-li přidržovací zařízení ze dvou tyčí, jimiž mohou být spojeny obě koncové desky, přičemž jsou tyče prostřednictvím vybrání na obvodu filtračních prvků v záběru s filtračním modulem. Pomocí tohoto přidržovacího zařízení lze celý modul vyjmout z filtračního zařízení.

Ve vnitřní části filtračního modulu může být uspořádáno alespoň jedno zadržovací zařízení. Jím lze provádět další filtraci za tím účelem, aby se ještě dále zvýšila čistota filtrované tekutiny nebo pro její spolehlivou přídavnou sterilizaci membránovou filtrací. Přitom je důležité, aby délka zadržovacího zařízení, jímž může s výhodou být zvlněný nebo nezvlněný svíčkový filtr nebo sítový filtr, byla menší než je minimální délka filtračního modulu při jeho nej vyšším stlačení, aby nedocházelo ke spěchování svíčkového filtru. Proto je

-9·· 44 44 ·4

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

4 4 4 4 44 4 4 4 4 • 444 44 44 4 · 444 444 také vhodné omezit pohyblivost koncových desek a tím zabránit poškození svíčkového filtru.

Zadržovací zařízení může být oddělitelně upevněno na jedné z obou koncových desek.

Přehled obrázků na výkresech

Příkladné provedení vynálezu je znázorněno na výkresech a dále popsáno s odvoláním na tyto výkresy, kde obr. 1 představuje perspektivní zobrazení filtračního prvku, obr. 2 filtrační prvek podle dalšího provedení v pohledu shora, obr. 3 filtrační modul v rozloženém stavu, obr. 4 perspektivní znázornění filtračního modulu a obr. 5 svislý řez filtračním modulem. Na obr. 6-9 jsou znázorněna různá provedení filtračních zařízení podle vynálezu a na obr. 10 a 11 je znázorněn způsob vyjímání filtračního modulu z filtračního zařízení a jeho zakládání podle dvou konstrukčních provedení.

Příklady provedení vynálezu

Na obr 1 je znázorněn plochý filtrační prvek 10, který má meandrovitou strukturu. Po výrobě běžného filtračního prvku, například čtvercového tvaru, se do filtračního prvku 10 provede prolomení 20, jímž se provede jeho vnitřní struktura 17. Plocha, omezená hloubkově filtračním materiálem 12 prolomení 20, vytváří průtokovou plochu 11 pro filtrát, popřípadě pro dosud nefiltrované prostředí. Ve zde znázorněném příkladu provedení se jedná o prolomení 20 tvaru prstu, kterému je přizpůsoben vnější obrys 18. Zbývající hloubkově filtrační materiál 12 tak získal meandrovitou strukturu, přičemž šířka filtračně účinných oblastí je všude stejná.

Pokud se proud filtrovaného prostředí přivádí například z vnější strany (šipka

13) přes obvodovou plochu 19. která také tvoří průtokovou plochu, pak tvoří i smyčky na vnější straně prostor 25 pro dosud nefiltrované prostředí. Ve vnitřní • 9 *

- 1099 99

9 9 ·

9 9 9

999 999

9 části filtračního prvku 10 se shromažďuje filtrát, který se odvádí odváděcím otvorem ve zde neznázoměné koncové desce.

Tento filtrační prvek 10 může také být vystaven proudění prostředí z opačné strany, tedy zevnitř vnějším směrem, jak je znázorněno šipkami 13'. V obou případech proudí filtrované prostředí do filtračního prvku rovnoběžně s jeho rovinou, tedy v podstatě radiálně.

Filtrační prvek 10 je obepnut nej menším možným konvexním tělesem 60 (vnějším tělesem), kterým je u znázorněného příkladného provedení mnohostěn s osmihrannou základní plochou, jehož hrany jsou zaobleny. Příslušnou vnější obvodovou plochu 61 je možno si představit jako pásek obepínající filtrační prvek 10. Podobným způsobem je do prolomení 20 vloženo co největší konvexní těleso 62 (vnitřní těleso), které má obvodovou plochu 63. Také toto konvexní vnitřní těleso má čtvercovou základní plochu. V důsledku hvězdicového tvaru filtračního prvku 10 ie součet průtokových ploch 11,19 větší než je součet obvodových ploch 61 a 63.

Na obr. 2 je znázorněno další provedení filtračního prvku 10 tvaru kotouče 10'. v němž jsou provedena dvě soustředně uspořádaná prolomení 20 a 30. Obě prolomení 20, 30 nejsou navzájem spojena a tvoří prolomení prvního druhu a prolomení druhého druhu. Vnější obvodová plocha 61 konvexního vnějšího tělesa 60 je v tomto případě stejná jako vnější obvodová plocha 19 kotouče 10' filtru.

Prolomení 20 a 30 nejsou uzavřena tak, aby tvořila úplný kruh, neboť v kotouči 10' jsou ještě přídavně provedena spojovací prolomení 21 a 31, která protínají příslušné kruhy prolomení 20 a 30. Spojovací prolomení 21 představuje spojení od prolomení 20 k obvodové ploše 19. Spojovací prolomení 31 je rovněž provedeno v radiálním směru a spojuje vnější kruhové prolomení 30 s kruhovým otvorem ve střední části, který představuje tak zvané sběrné prolomení 33. Všechna prolomení 20, 21, 30, 31 tvoří dohromady vnitřní strukturu 17.

- 11 ·· ·* «« 9« • · · · · 9 · • · · 9 9 · ·· • · »99*9 · 9

9 9 9 9 9 9

99

9 · • · ·

99« «99 • «

Sběrné prolomení 33 představuje u zde znázorněného provedení největší prolomení ve filtračním kotouči 10\ do kterého může být vloženo největší možné konvexní vnitřní těleso 62 (znázorněné šrafovaně), které je identické se sběrným prolomením 33. Porovná-li se součet všech průtokových ploch se součtem vnější obvodové plochy 61 a obvodové plochy 63, je součet všech průtokových ploch větší.

Šířka filtračně účinných oblastí mezi obvodovou plochou 19 a vnějším prolomením 30, popřípadě mezi vnějším prolomením 30 a vnitřním prolomením 20, jakož i mezi tímto prolomením 20 a sběrným prolomením 33, je všude stejná, takže v hloubkově filtračním kotouči 10' se všude dosahuje stejného filtračního účinku. Do filtračního kotouče může být k filtrování určené prostředí zaváděno vstupem 24 spojovacího prolomení 21 a přechází do vnitřního prolomení 20. Na filtrační prvek 10' tak nabíhá proud filtrovaného prostředí nejen prostřednictvím obvodové plochy 19, ale také zevnitř, přes vnitřní prolomení 20. Možný je také obrácený postup.

Pro zvýšení stability jsou v prolomení 20 uspořádány dva zpevňovací můstky 41, které rozdělují prolomení 20 do tří přibližně stejně velkých úseků tvaru kruhového oblouku. Také ve vnějším prolomení 30 jsou provedeny dva zpevňovací můstky 42. Pokud se filtrační kotouče 10’ sestaví do tvaru filtračního modulu 1 tak, že se na sebe naskládají jak je znázorněno na obr. 3 a 4, je třeba dbát na to, aby byly kotouče 10' na sebe navzájem uloženy a vyrovnány přesně a aby nedošlo k tomu, že by spojovací prolomení 21, 31 nedopatřením křížilo jedno z prolomení 20,30, což by vedlo ke směšování filtrátu a dosud nefiltrovaného prostředí. Proto je při sestavování filtračního modulu 1 třeba dbát na to, aby se prolomení prvého druhu, v tomto případě prolomení 20, 21, nedostala do styku s prolomeními druhého druhu (prolomení 30, 31 a 33). Pro usnadnění správného vyrovnání filtračního kotouče 10' jsou na obvodové ploše • 4

-12• » * 9

9 9 9

9 999 9 • 9 9

99

99

9 9 9

9 9 9

999 999

9

93 vytvořeny fixační části 44 tvaru půlkruhových vybrání, do kterých zasahují tyče 71 znázorněné na obr. 4.

Na obr. 3 je pohled na rozložený svazek filtračních kotoučů, u něhož jsou na sebe střídavě nasazena dvě provedení filtračních kotoučů 10a¹ a 10b'. Filtrační kotouč 10a' má radiální spojovací prolomení 21 se vstupem 24 na okraji, zatím co filtrační kotouče 10b' mají výlučně soustředná prolomení 20 a 30. Odpovídajícím uspořádáním výztužných můstků v prolomeních 20, 30 je zajištěno, že nedochází k překřížení prolomení prvního druhu s prolomeními druhého druhu. Spojovací prolomení 21, 31 se totiž nacházejí v oblasti výztužných můstků sousedících filtračních kotoučů. Nad sebou ležící sběrná prolomení 33 tvoří čárkovaně znázorněný sběrný kanál 35 pro filtrát, zatím co prostor obklopující filtrační kotouče 10a\ 10b' tvoří sběrný kanál 36 pro dosud nevyfiltrované prostředí.

Na obr. 4 je znázorněn filtrační modul 1, sestávající například z devíti filtračních kotoučů, z nichž filtrační kotouče 10' odpovídají provedení znázorněnému na obr. 2. Filtrační prvky jsou uloženy na koncové desce 53, na které jsou upevněny dvě tyče 71 zasahující do odpovídající fixační části 44 na okraji kotoučů, čímž zajišťují vyrovnané uspořádání filtračních kotoučů 10'. Pomocí těchto tyčí 71 může být celý modul uchycen a vyjmut z filtračního zařízení. Odpadá tedy komplikované zařízení pro vyjímání a zakládání filtračních kotoučů. Dále může být celý modul, s výjimkou tyčí 71 a koncové desky 53, čištěn jako celek, aniž by bylo třeba od sebe oddělovat jednotlivé filtrační kotouče. Na horním konci tyčí 71 jsou uspořádány čepy 72 pro uchycení vyjímacího zařízení, jímž lze vyzvednout z filtračního zařízení celý modul 1.

Na obr. 5 je znázorněn řez hloubkově filtračním modulem 1. Filtrační kotouče 10' jsou všechny stejné a jsou na sebe uloženy stejným způsobem, to znamená bez vzájemného pootočení tak, že prolomení 20 a 30 leží na sobě a kryjí se. Ve střední části je provedeno sběrné prolomení 33, v němž se buď shromažďuje • · • 4

- 13 • «

filtrát nebo do něhož se zavádí dosud nefiltrované prostředí. Dolní koncová deska 53 je v oblasti sběrného prolomení 33 opatřena zaváděcím, popřípadě odváděcím otvorem 56, do kterého jsou zaústěny horizontálně uspořádané rozdělovači kanálky 57a a 57b. Tyto rozdělovači kanálky 57a a 57b jsou prostřednictvím spojovacích kanálků 58a-f spojeny s prolomeními 30 dolního filtračního kotouče 10\ takže tam nahromaděný filtrát může protékat do odváděcího otvoru 56, popřípadě, pokud je zvolen obrácený postup, může dosud nefiltrované prostředí, přiváděné otvorem 56, pronikat do prolomení 30. Dolní koncová deska 53 je vytvořena tak, že jsou prolomení 20 sousedícího filtračního kotouče 10' překryta a tím uzavřena.

Filtrační modul 1 podle provedení znázorněného na obr. 6 je uložen ve skříni 51 filtru, přičemž například dosud nefiltrované prostředí vstupuje do skříně 51 hrdlem 54 a po průchodu filtračním modulem 1 ji jako filtrát opouští hrdlem 55. Při obráceném provozním způsobu se dosud nefiltrované prostředí zavádí do filtru hrdlem 55 a filtrát se odvádí hrdlem 54.

Modul 1 je uložen na koncové desce 53, spočívající na pevně vestavěné nosné desce 70. Jak koncová deska 53, tak i nosná deska 70, jsou opatřeny zaváděcím, popřípadě odváděcím otvorem 56, který je souosý se sběrným prolomením 33. Na horní stranu modulu 1 dosedá pohyblivá horní koncová deska 52, na kterou působí přítlačné zařízení 90 instalované na víku 73 filtračního zařízení 50 například tlakem pístu 74, čímž jsou k sobě navzájem dotlačovány a fixovány filtrační kotouče 10'. Dále je tímto způsobem zabezpečeno dokonalejší utěsnění koncové desky 52 a koncové desky 53 vůči filtračnímu modulu 1. Použití tohoto přítlačného zařízení dále umožňuje změnit prostor pro ne vy filtrované prostředí za prostor pro filtrát, neboť koncová deska 52 je přítlačným zařízením 90 dotlačována na filtrační modul 1 a filtrační prvky jsou tak přidržovány při každém z obou provozních způsobů. I když je na tomto nebo jiných vyobrazeních znázorněno, že přítlačné zařízení 90 působí na filtrační modul 1

-14• «

shora, je také možné vyvozovat tlak na filtrační modul 1 zdola. Použitím hydraulického agregátu může být tlak udržován na konstantní hodnotě, což znamená, že je stále udržováno stejnoměrné stlačení filtračního modulu 1. Tímto způsobem je možno zajistit stálou a bezpečnou funkci filtračního modulu 1.

Na obr. 7 je znázorněno další provedení filtru, které se od provedení znázorněného na obr. 6 liší jedině tím, že ve sběrném prolomení 33 je uspořádán svíčkový filtr 2. Svíčkový filtr 2 tak umožňuje další filtraci za účelem zvýšení čistoty filtrované tekutiny nebo může být ve sběrném prolomení 33 uspořádán membránový filtr pro její spolehlivou sterilizaci. Je důležité, aby svíčkový filtr 2 byl kratší než je maximální délka filtračního modulu 1 při jeho největším stlačení, aby nedocházelo ke stlačování svíčkového filtru 2. Proto je výhodné uspořádat ve skříni filtru zařízení pro omezení zdvihu přítlačného zařízení 90.

Na obr. 8 je znázorněno další provedení, u něhož jsou nad sebou uspořádány tři filtrační moduly 1. Na nosnou desku 70 dosedá dolní koncová deska 53 dolního filtračního modulu 1. Horní koncová deska dolního filtračního modulu tvoří současně dolní koncovou desku prostředního filtračního modulu a totéž platí pro uspořádání horního filtračního modulu. U tohoto provedení mohou být prostřední koncové desky také označeny jako meziskladovací. Horní koncová deska 52 je uložena pohyblivě tak, jak již bylo vysvětleno v souvislosti s popisem jiných příkladných provedení, a je spojena s přítlačným zařízením 90. Pomocí přítlačného zařízení 90 zde dochází ke společnému stlačení všech tří filtračních modulů 1. Výhodou tohoto uspořádání je, že tak lze dosáhnout vysoké konstrukční výšky filtračního zařízení 50. Manipulaci usnadňuje rozdělení do tří jednotlivých modulů, které lze vyjímat ze skříně 51 filtru spolu s příslušnou dolní koncovou deskou 53.

Na obr. 9 je znázorněno další příkladné provedení. U tohoto provedení jsou ve skříni 51 souběžně uspořádány dva filtrační moduly 1 tak, že mohou být stlačeny společným přítlačným zařízením 90 a společnou koncovou deskou 52, • · • *

popřípadě koncovou deskou 53. Je zde také možno uspořádat pro každý filtrační modul vlastní přítlačné zařízení.

Na obr. 10 je znázorněn způsob zakládám filtračního modulu 1. Nejdříve se otevře skříň 51 filtru tak, že se sejme víko 73 s přítlačným za řízením 90 a s horní koncovou deskou 52. Nato se filtrační modul vyjme ze skříně 51 například pomocí vidlicového zdvižného vozíku a neznázoměného zvedacího zařízení. Přitom filtrační modul 1 visí na nosném zařízení 81, které má například tvar lana zavěšeného na čepech 72 tyčí 71. Po usazení modulu 1 ve skříni 51 filtru se odstraní tyče 71, načež se na skříň 51 opět nasadí víko 73 s přítlačným zařízením 90. Nato může být filtrační modul l_pomocí přítlačného zařízení 90 a koncové desky 52 stlačen.

Na obr. lije znázorněno další příkladné provedení, u něhož skříň 51 filtru spolu s víkem 73 tvoří ucelenou jednotku, takže se filtr otevírá tak, že se zvedne celá skříň 51 i s víkem 73. U znázorněného provedení stojí filtrační modul 1 na pohyblivé dolní koncové desce 53 a stlačuje se pomocí přítlačného zařízení 90 proti horní nosné desce 75. Tekutina se do skříně 51 přivádí postranním hrdlem 54 a po filtraci odchází filtrát z filtračního modulu 1 horním hrdlem 55. V tomto případě jsou na dolní straně skříně 51 uspořádány neznázoměné vypouštěcí ventily, které umožňují úplné vypuštění obsahu. Výhodou této konstrukce je, že přítlačné zařízení 90, které má relativně vysokou hmotnost, je spojeno s pevně uloženou částí skříně 51 filtru, takže je celá konstrukce filtru stabilnější a přípojná vedení je možno instalovat napevno.

Claims (22)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Filtrační zařízení se skříní, s alespoň jedním ve skříni uloženým filtračním modulem obsahujícím alespoň dvě koncové desky a větší počet mezi nimi uspořádaných filtračních prvků, přičemž je skříň opatřena otvory pro zavádění nefiltro váného prostředí a pro odvádění filtrátu, vyznačující se tím, že filtrační modul (1) je vytvořen jako svazek na sobě srovnaných filtračních prvků (10, 10', 10a', 10b') vyrobených z hloubkově filtračního materiálu, které mají vnitřní strukturu (17) s alespoň jedním prolomením (20), přičemž omezovači plocha prolomení (20) z hloubkově filtračního materiálu (12) tvoří průtokovou plochu (11) pro filtrát nebo dosud nefiltro vaně prostředí, a alespoň jedna z koncových desek (52, 53) je opatřena alespoň jedním zaváděcím a/nebo odváděcím otvorem (56).
2. 2. Filtrační zařízení podle nároku 1, vyznačují cí se tím,že součet všech průtokových ploch (11) filtračního prvku (10) je větší než je součet vnější obvodové plochy (61) nejmenšího konvexního tělesa (60) obepínajícího filtrační prvek (10) a vnější ob vodové plochy (63) největšího konvexního tělesa (62), vepsaného do libovolného prolomení (20, 33) filtračního prvku (10).
3. 3. Filtrační zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyzná čující se tím, že filtrační prvky (10) mají prolomení (20) prvního druhu a prolomení (30) druhého druhu, která spolu nejsou spojena, a filtrační prvky jsou na sebe složeny do svazku tak, že jsou ve vzájemném styku jen prolomení stejného druhu, čímž vytvářejí ve filtračním modulu (1) kanálky pro vedení filtrátu nebo dosud nefiltrovaného prostředí.

   • 9

   - 1799 99 ··

   9 9 9 9 « • 99 9 9 999

   9 9 999 99 99

   9 9 9 9 9 9 9

   99 99

   9 9 9

   9 9 9

   999 9*9
4. 4. Filtrační zařízení podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že alespoň jeden z filtračních prvků (10, 10', 10a', 10b') filtračního modulu (1) je opatřen prolomením (21) procházejícím až do obvodové plochy (19) filtračního prvku a tvoří spojení s vnitřní strukturou (17) filtračního prvku (10, 10', 10a', 10b’).
5. 5. Filtrační zařízení podle některého z nároků laž4,vyznačující se tím, že filtrační prvky (10, 10', 10a', 10b') mají alespoň jedno sběrné prolomení (33) pro vytvoření sběrného kanálu (35) ve filtračním modulu (1).
6. 6. Filtrační zařízení podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že filtrační prvky (10,10', 10a', 10b') leží přímo na sobě.
7. 7. Filtrační zařízení podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že filtrační prvky (10, 10', 10a', 10b') jsou navzájem slepeny nebo svařeny.
8. 8. Filtrační zařízení podle některého z nároků laž5, vyznačující se t í m , že vždy mezi dvěma filtračními prvky (10, 10', 10a', 10b') je uspořádána vložka.
9. 9. Filtrační zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že vložka je fólie, filtrační prvek bez prolomení nebo kovová deska.

   - 18·· ·· ♦ » 9 * 9

   9 9 9 9 9

   9 9 ··· · · • · 9 9
10. 10. Filtrační zařízení podle některého z nároků laž9, vyznačující se tím, že filtrační modul (1) je ve skříni (51) filtru uložen svisle.
11. 11. Filtrační zařízení podle některého z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že jedna z obou koncových desek (52, 53) je uložena pohyblivě.
12. 12. Filtrační zařízení podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že filtrační prvky (10, 10', 10a', 10b') jsou opatřeny alespoň jed ním zajišťovacím prvkem, který je fixuje v jejich relativní poloze alespoň v průběhu zakládání.
13. 13. Filtrační zařízení podle některého z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že zajišťovací prvek je součástí přidržovacího zařízení, které je spojeno alespoň s jednou koncovou deskou (52, 53).
14. 14. Filtrační zařízení podle některého z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že přidržovací zařízení sestává ze dvou tyčí (71), které jsou prostřednictvím vybrání na obvodu filtračních prvků v záběru s filtračním modulem (1).
15. 15. Filtrační zařízení podle některého z nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že ve sběrném kanálu, vytvořeném ve filtračním modulu (1) sběrnými prolomeními (33) filtračních prvků (10, 10', 10a', 10b') je uspořádáno zadržovací zařízení.

    - 19·· ·♦ ·· • 9 · · · 0 0 • 0 0 0 0 · • 0 000 0 · 00

    0 0 0 »00

    00 09

    9 0 0 0 9

    0 0 4 0

    99 900 999
16. 16. Filtrační zařízení podle nároku 15, vyznačující se tí m , že zadržovací zařízení je zvlněný nebo nezvlněný svíčkový filtr (2) nebo sítový filtr.
17. 17. Filtrační zařízení podle některého z nároků 15 nebo 16, vyznačující se tím, že zadržovací zařízení je oddělitelně upevněno na jedné z obou koncových desek (52, 53).
18. 18. Filtrační zařízení podle některého z nároků lažl7, vyznačující se tím, že na skříni (51) filtruje uspořádáno přítlačné zařízení (90), které je v záběru s pohyblivou koncovou deskou (52, 53).
19. 19. Filtrační zařízení podle některého z nároků 1 až 18, vyznačující se tím, že pro rozdělování dosud nefiltrovaného prostředí do příslušných kanálků filtračního modulu (1) a pro sběr filtrátu je vytvořena alespoň jedna koncová deska (52, 53).
20. 20. Filtrační zařízení podle některého z nároků 1 až 19, vyznačující se tím, že alespoň jedna z koncových desek (52, 53) je opatřena rozdělovacími kanálky (57a, 57b), které jsou spojeny s odpovídajícími prolomeními prvního a/nebo druhého druhu (20, 30).
21. 21. Filtrační zařízení podle některého z nároků laž20, vyznačující se t í m , že větší počet filtračních modulů (1) je uspořádán vedle sebe a/nebo nad sebou, přičemž jsou od sebe odděleny vloženými deskami.

    -20• · a • ··· • · • * · · a· ·* ·· ·· • · · · · · · · • · ·· · · · · • a a · · ··· a a a • a a · · ·
22. 22. Filtrační zařízení podle nároku 21, vyznačující se tím,že větší počet filtračních modulů (1) je opatřen společným nebo vlastním přítlačným zařízením (90).