DE10039272C1 - Plattenförmiger Filtrationskörper - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines plattenförmigen Filtrationskörpers (Filtrationsplatte), umfassend: DOLLAR A zwei Stützkörper, die aus porösem Material bestehen und Permeat-Ableitkanäle zwischen sich einschließen; DOLLAR A wenigstens eine Membranfilterschicht, die auf der Außenseite der Stützkörperhälften aufgebracht ist. DOLLAR A Die Erfindung ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet: DOLLAR A - die beiden Stützkörperhälften werden durch Gießen nach Art des Schlickergusses hergestellt; DOLLAR A - die Gußform besteht aus porösem, gegebenenfalls hydrophilen Material; DOLLAR A - das Formnest ist derart bemessen, daß es der Außenkontur der beiden Stützkörperhälften entspricht; DOLLAR A - zum Herstellen der ersten der beiden Stützkörperhälften wird eine entsprechende Menge suspendierten Stützkörpermaterials in die Form gegossen; DOLLAR A - es wird ein Zwischenkörper hergestellt, der als Gießkern fungiert, der aus einem unter Wärmeeinfluß sich verflüchtigenden Material besteht und Aussparungen aufweist, auf die erste Stützkörperhälfte aufgelegt; DOLLAR A - zum Herstellen der zweiten der beiden Stützkörperhälkften wird eine entsprechende Menge suspendierten Stützkörpermateriales in die Form gegossen; DOLLAR A - die Oberfläche diese zweiten Gusses wird gegebenenfalls mit einem Deckel der Form in Kontakt gebracht; DOLLAR A - das gesamte Formteil - umfassend die beiden Stützkörperhälften sowie den Zwischenkörper wird aus der Form herausgenommen, gesintert und gegebenenfalls bearbeitet;...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines plattenförmigen
Filtrationskörpers - im folgenden "Filtrationsplatte" genannt -, ferner eine
solche Filtrationsplatte selbst.
Auf DE 100 19 672 wird verwiesen. Dort sind solche Filtrationsplatten
beschrieben und dargestellt.
Solche Filtrationsplatten können beispielsweise die Gestalt einer
Kreisscheibe haben. Sie bestehen beispielsweise aus einem
Filtermembranmaterial, beispielsweise aus porösem Siliciumdioxid. Eine
Vorrichtung zur Filtration von fließfähigen Medien kann eine Mehrzahl
solcher Filtrationsplatten umfaßen. Die Filtrationsplatten sind dabei koaxial
zueinander angeordnet und weisen einen gegenseitigen Abstand auf. Eine
Hohlwelle ist durch sämtliche Filtrationsplatten hindurchgeführt. Die
einzelne Filtrationsplatte weist in ihrem Inneren Permeat-Ableitkanäle auf,
die mit dem Innenraum der Hohlwelle in leitender Verbindung stehen.
An Filtrationsplatten der genannten Art werden besondere Anforderungen
gestellt. Diese betreffen insbesondere die Festigkeit der einzelnen Platte.
So soll die Filtrationsplatte während des Betriebes den erheblichen
Beanspruchungen zufolge von Strömungen in einer Filtrationsanlage
standhalten. Die einzelne Platte soll aber auch in sich genügend fest sein,
so daß beispielsweise bei Aufbau aus mehreren Lagen der Verbund
zwischen solchen Lagen dauerhaft ist. Die Platten sollen sich leicht
zusammenfügen lassen zu Plattenpaketen der genannten Bauart. Sie sollen
leicht herstellbar und kostengünstig sein. Sie sollen sich leicht handhaben
lassen, was die Montage und Demontage anbetrifft.
Die bisher bekannten Filtrationsplatten haben diesen Anforderungen nicht
voll und ganz genügt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Filtrationsplatten derart zu
gestalten, daß sie den genannten Anforderungen in höherem Maße
genügen, als die bisher bekannten Filtrationsplatten.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.
Die Erfinder haben zur Lösung dieser Aufgabe neue Wege beschritten.
Gemäß einem ersten Lösungsweg schlagen sie vor, die Filtrationsplatten
durch Gießen herzustellen, und zwar auf der Basis des sogenannten
Schlickergußverfahrens.
Gemäß einem zweiten Lösungsweg werden die Filtrationsplatten aus
sinterfähigem Material hergestellt, das verpreßt und gesintert wird.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im
einzelnen folgendes dargestellt:
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung mit Filterplatten gemäß der Erfindung in
einer schematischen Aufrißansicht.
Fig. 2 zeigt den Gegenstand von Fig. 1 in einer Draufsicht.
Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes
von Fig. 1, wiederum in Draufsicht.
Fig. 4 zeigt ein Segment als Bestandteil einer Filtrationsplatte in
Draufsicht.
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie V-V von
Fig. 4 in einer Abwicklung.
Die Fig. 6 und 7 zeigen zwei weitere Ausführungsformen von
Segmenten in Draufsicht.
Fig. 8 veranschaulicht in einem Axialschnitt eine Filtrationsplatte mit
einer bestimmten Kanalkonfiguration.
Fig. 9 zeigt eine Filtrationsplatte in Seitenansicht.
Fig. 10 zeigt in einem zur Plattenebene senkrechten Schnitt - das
heißt parallel zur Drehachse der Hohlwellen 1, 2, den Aufbau
einer erfindungsgemäßen Filtrationsplatte.
Fig. 11 veranschaulicht in stark vergrößertem Maßstab die Struktur
eines Stützkörpers sowie die Struktur einer
Membranfilterschicht.
Fig. 12, 13, 14 veranschaulichen den Verlauf des Verfahrens zum Herstellen
einer erfindungsgemäßen Filtrationsplatte gemäß dem ersten
Lösungsweg.
Fig. 15 zeigt schematisch einen Teil einer Vorrichtung zum
Durchführen des zweiten Lösungsweges und veranschaulicht
dessen einzelne Phasen.
Wie man aus Fig. 1 erkennt, weist die Vorrichtung zwei Hohlwellen 1, 2
auf. Den beiden Hohlwellen ist jeweils ein Plattenpaket 3 beziehungsweise
4 zugeordnet. Die Filtrationsplatten sind parallel zueinander angeordnet.
Die Filtrationsplatten 3 sind mit der Hohlwelle 1 drehfest verbunden, und
die Filtrationsplatten 4 mit der Hohlwelle 2.
Die Filtrationsplatten 3, 4 bestehen aus porösem keramischen Material mit
einer Keramikmembran, die die äußere Filtrationsplattenfläche bildet. Wie
aus den Fig. 4 und 5 erkennbar, sind sie mit Kanälen versehen. Da sich
die Fig. 4 und 5 auf ein Segment der Filtrationsplatten 3 beziehen,
erkennt man dort die Kanäle 3.1. Die Kanäle sind radial angeordnet. Sie
verlaufen somit vom Umfangsbereich des Segmentes zur Hohlwelle 3 und
stehen mit deren Innenraum in leitender Verbindung. Gewisse
Abweichungen von der radialen Richtung sind möglich.
Statt der dargestellten Ausführungsform ist auch die folgende Variante
denkbar:
Es sind zwei oder mehrere Pakete vorgesehen. Mindestens eines hiervon weist eine Hohlwelle auf und trägt aktive Filtrationsplatten. Es kann auch eine Anzahl von Paketen mit Dummyplatten bestückt sein, mit oder ohne Hohlwelle.
Es sind zwei oder mehrere Pakete vorgesehen. Mindestens eines hiervon weist eine Hohlwelle auf und trägt aktive Filtrationsplatten. Es kann auch eine Anzahl von Paketen mit Dummyplatten bestückt sein, mit oder ohne Hohlwelle.
Die betreffende Hohlwelle sowie die zugeordneten Filtrationsplatten werden
hier als "Paket" bezeichnet. Dabei ist das aus Hohlwelle 1 und
Filtrationsplatten 3 gebildete Paket genau gleich gestaltet und gleichartig
aufgebaut, wie das aus Hohlwelle 2 und den Filtrationsplatten 4 aufgebaute
Paket. Es wären jedoch auch Abweichungen hiervon möglich. So könnten
beispielsweise die Filtrationsplatten des einen Paketes einen größeren
Durchmesser als die Filtrationsplatten des anderen Paketes haben. Im
vorliegenden Falle sind die Filtrationsplatten kreisförmig. Auch hier wären
Abweichungen möglich. Beispielsweise käme eine ovale Form in Betracht.
Die beiden Pakete sind in einem Behälter 5 angeordnet. Der Behälter 5
weist einen Einlaß 5.1 sowie einen Auslaß 5.2 auf. Die beiden Hohlwellen 1,
2 weisen an ihren oberen Enden Auslässe 1.1 beziehungsweise 1.2 auf.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Dem Behälter wird durch Einlaß 5.1 das zu behandelnde Medium zugeführt. Das Filtrat/Permeat gelangt durch die Poren des keramischen Materiales der Keramikscheiben in die Kanäle 3.1 beziehungsweise 4.1 - die letztgenannten hier nicht dargestellt. Das Permeat gelangt von den Kanälen in den Innenraum der beiden Hohlwellen 1, 2 und wird an den Auslässen 1.1, 1.2 abgeführt.
Dem Behälter wird durch Einlaß 5.1 das zu behandelnde Medium zugeführt. Das Filtrat/Permeat gelangt durch die Poren des keramischen Materiales der Keramikscheiben in die Kanäle 3.1 beziehungsweise 4.1 - die letztgenannten hier nicht dargestellt. Das Permeat gelangt von den Kanälen in den Innenraum der beiden Hohlwellen 1, 2 und wird an den Auslässen 1.1, 1.2 abgeführt.
Was nicht durch die Poren des Keramikmaterials hindurchzudringen
vermag, gelangt als Retentat zum Auslaß 5.2 des Behälters 5.
Aus der Darstellung gemäß Fig. 2 erkennt man, daß die Filtrationsplatten
3 des einen Paketes mit den Filtrationsplatten 4 des anderen Paketes
überlappen. Im Überlappungsbereich 6 entsteht eine Turbulenz im Medium.
Diese hat eine Reinigungswirkung an der Oberfläche der Filtrationsplatten
zur Folge. Die spezifische Permeationsleistung wird groß, und der
spezifische Energiebedarf wird klein.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind drei Pakete vorgesehen.
Diese sind wiederum in einem Behälter angeordnet - hier nicht dargestellt -.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine noch größere Anzahl von
Paketen innerhalb ein- und derselben Vorrichtung vorzusehen. So kann
beispielsweise ein Paket zentral angeordnet werden, während die übrigen
Pakete konzentrisch um das zentrale Paket herumgruppiert werden.
Aus den Fig. 4 und 5 erkennt man, daß die einzelne Filtrationsplatte 3,
4 aus einer Mehrzahl von Segmenten aufgebaut sein kann. Das hier
dargestellte Kreissegment ist somit Bestandteil einer Filtrationsplatte 3. Die
Filtrationsplatten können jedoch auch ganz und gar aus einem einzigen Teil
aufgebaut sein.
Die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Filtrationsplatten 3 weisen
Permeat-Kanäle 3.1 bestimmter Konfigurationen auf. Wie man sieht,
verjüngen sich die Kanäle in dieser Draufsicht gesehen von außen nach
innen. Sie sind somit keilförmig.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 sind die Kanäle 3.1 wiederum
keilförmig, haben jedoch im radial äußeren Bereich jeweils eine
Einbuchtung. Der Kanal hat somit in dieser Draufsicht eine Art
Astgabelform.
Der Sinn dieser Kanalgestaltung besteht darin, daß das Permeat hierdurch
kurze Wege zum Permeat-Ableitkanal zurückzulegen hat.
Ein anderer Effekt wird erzielt durch die in Fig. 8 gezeigte Kanalgestaltung
- diesmal in einem Axialschnitt durch das Plattenpaket gesehen. Wie man
sieht, verjüngt sich der Kanal hier wiederum von außen nach innen. Der
Sinn besteht in folgendem: Bei einer rotierenden Filtrationsplatte steht das
Permeat im Außenbereich der Filtrationsplatte unter leicht erhöhtem Druck.
Die geschilderte Gestaltung des Kanales kompensiert diesen erhöhten
Druck durch die Wandstärkenabnahme. Die Kanäle können schließlich
derart gestaltet sein, daß die Fließgeschwindigkeit des Filtrats/Permeats auf
dessen Weg zur Hohlwelle hin konstant ist.
Aus Fig. 9 erkennt man, daß die Filtrationsplatte 3 in ihrem
Umfangsbereich stromlinienförmig gestaltet ist, etwa nach Art der
angeströmten Kante eines Tragflügels. Es hat sich gezeigt, daß der
Verschleiß der Membran hierdurch erheblich minimiert wird.
Die in Fig. 10 dargestellte Filtrationsplatte 3 ist wie folgt aufgebaut: sie
umfaßt zwei Stützkörperhälften 3.2, 3.3. Diese sind entlang einer Trennfuge
3.4 zusammengefügt. Sie bilden praktisch ein einziges Teil, so daß die
Trennfuge 3.4 bezüglich der Festigkeit keine Bedeutung hat. Auf die
Bedeutung der Trennfuge 3.4 soll weiter unten noch eingegangen werden.
Zwischen den beiden Stützkörperhälften 3.2, 3.3 befinden sich die bereits
genannten Permeat-Kanäle 3.1, die das Permeat zu dem Innenraum der
betreffenden Hohlwelle 1 leiten.
Die beiden Stützkörperhälften 3.2, 3.3 sind auf ihren Außenseiten
wenigstens teilweise mit einer Membranfilterschicht 3.5 beschichtet.
An bestimmten Stellen kann ein Verschleißschutz aufgebracht werden.
Dieser kann aus einem besonderen Material bestehen. Es kann aber auch
die Membranschichtstärke an bestimmten Stellen besonders groß sein.
Ferner ist ein selektives Sintern denkbar, zum Beispiel mittels Laserstrahl.
Fig. 11 läßt nochmals genauer die Mikrostrukturen einer Stützkörperhälfte
3.2 sowie einer Membranfilterschicht 3.5 erkennen. Dabei ist die
Stützkörperschicht aus Teilchen mit einer Teilchengröße von 3 bis 30 µ
aufgebaut. Die dazwischen befindlichen Poren liegen in der
Größenordnung von 1 bis 10 µ. Die Stützkörperhälfte 3.2 weist im
vorliegenden Falle eine Dicke von einigen Millimetern auf, beispielsweise 2 mm.
Die Membranfilterschicht hingegen ist vergleichsweise dünn. Ihre
Dicke liegt bei ca. 5 bis 30 µ, zum Beispiel bei 20 µ.
Die Fig. 12 und 13 veranschaulichen ein Verfahren gemäß dem ersten
Lösungsweg unter Anwendung des Schlickerguß-Prinzips.
Fig. 12 zeigt eine Form 10 zum Herstellen eines Formteiles, umfassend
die beiden Stützkörperhäften 3.2, 3.3 sowie eine dazwischenbefindliche
Schicht, auf deren Bedeutung weiter unten noch eingegangen werden soll.
Die Form 10 weist ein Bodenteil 10.1 sowie einen Deckel 10.2 auf.
Die Form 10 besteht aus porösem, hydrophilen Material, beispielsweise aus
Gips. Es hat eine erhebliche Wandstärke, die ein mehrfaches der Dicke des
gesamten Formteiles betragen kann.
Das Formnest ist derart bemessen, daß es der endgültigen Außenkontur
der beiden zusammengefügten Stützkörperhälften entspricht, so daß die
gebrannte Scheibe zur Erlangung der exakten Endgeometrie (Toleranz) nur
minimal an den Außenkonturen nachgearbeitet werden muß, beispielsweise
durch Schleifen.
Das Verfahren zum Herstellen des Formteiles verläuft wie folgt:
Bei abgenommenem Deckel 10.2 wird zunächst einer der beiden Stützkörperhälften in das Form-Unterteil 10.1 in Suspensionsform eingegossen. Aufgrund des hydrophilen Charakters des Materiales von Formteil 10.1 wird Wasser - oder sonstige Suspensionsflüssigkeit - aus der Suspension der zu bildenden Stützkörperhälfte 3.2 herausgezogen.
Bei abgenommenem Deckel 10.2 wird zunächst einer der beiden Stützkörperhälften in das Form-Unterteil 10.1 in Suspensionsform eingegossen. Aufgrund des hydrophilen Charakters des Materiales von Formteil 10.1 wird Wasser - oder sonstige Suspensionsflüssigkeit - aus der Suspension der zu bildenden Stützkörperhälfte 3.2 herausgezogen.
Auf die Gußoberfläche der entstehenden Stützkörperhälfte 3.2 wird sodann
ein Körper 3.7 aufgelegt. Dieser besteht aus einem Material, das sich in der
Wärme verflüchtigt. In Betracht kommen Materialien wie Wachs, Kampfer,
Faservlies, Moosgummi und so weiter.
Dieser Zwischenkörper 3.7 ist im allgemeinen relativ dünn, zum Beispiel 2 mm.
Er ist mit Ausstanzungen versehen, auf die noch eingegangen werden
soll.
Nach dem Auflegen des Zwischenkörpers 3.7 wird ein zweiter Guß
vorgenommen. Es wird nunmehr das zur Bildung der zweiten
Stützkörperhälfte 3.3 erforderliche Stützkörpermaterial - wiederum in
Suspensionsform - in das Formunterteil 10.1 eingegossen, so daß es sich
auf die Zwischenschicht 3.7 legt. Es entsteht nunmehr eine innige
Verbindung zwischen den beiden Stützkörpermaterialien, und zwar in
jedem Falle im Umfangsbereich der beiden Stützkörperhälften 3.2, 3.3,
aber auch dort, wo die genannten Aussparungen im Stützkörper 3.7 liegen.
Die Aussparungen führen zu einer Bildung von Stegen und damit wiederum
zu einer innigen Verbindung zwischen den beiden Stützkörperhälften 3.2,
3.3, so daß aus diesen beiden Körpern ein einheitlicher, in sich fester
Körper gebildet wird.
Aufgrund der Eigenschaft des Materiales der Zwischenschicht 3.7, sich
unter Wärme zu verflüchtigen, kommt es zu einer Auflösung des Materiales,
so daß Hohlräume entstehen, die die Permeat-Ableitkanäle 3.1 bilden -
siehe die Fig. 4 bis 8 und 10.
Nach dem Eingießen des Materiales für die zweite Stützkörperhälfte 3.1
muß dafür gesorgt werden, daß entsprechend den Regeln des
Schlickergußverfahrens wiederum Wasser der aufgegossenen Suspension
entzogen wird. Dies kann entweder über die untere Stützkörperhälfte in
Richtung des Formunterteiles 10.1 oder über den Deckel 10.2 der Form 10
erfolgen.
Der Deckel 10.2 kann nach Vollenden des zweiten Gusses aufgebracht
werden. Es ist aber auch denkbar, bereits von Anfang an den Deckel 10.2
mit dem Formunterteil 10.1 zu vereinigen und dabei einen entsprechenden
Zwischenraum zum Einführen der betreffenden Gußmengen zu belassen;
die Gußmengen wären in einem solchen Fall durch geeignete Öffnungen
dem Formnest zuzuführen. Jedenfalls muß ein Kontakt hergestellt werden
zwischen der Innenfläche des Deckels 10.2 und der Oberfläche des
zweiten Gusses.
Das Formnest kann auch derart gestaltet werden, daß wenigstens einer der
beiden Stützkörperhälften 3.2, 3.3 jeweils eine Nabe angegossen wird.
Siehe die Kontur einer entsprechenden Aussparung 3.8 des Formnestes.
Fig. 13 zeigt das entformte Formteil. In seinem Zentrum kann eine
Bohrung vorgesehen werden. Diese kann derart bemessen sein, daß die
betreffende Hohlwelle 1 hindurchgeführt werden kann. Es genügt aber
auch, eine kleinere Bohrung vorzusehen, die zu einem späteren Zeitpunkt
auf das Sollmaß gebracht wird.
Fig. 14 veranschaulicht beispielsweise den Vorgang des Aufbringens einer
Keramik-Membranfilterschicht nach dem Dip-Coating Verfahren auf die
Keramikscheibe. Zu diesem Zwecke sind mehrere Formteile parallel und
koaxial zueinander angeordnet und in einem Tauchbad mit dem
entsprechenden Membranfiltermaterial eingebracht. Die
Membranfilterschicht wird anschließend getrocknet und gesintert. Es sind
jedoch auch andere Verfahren zum Aufbringen der Membran möglich.
Fig. 15 zeigt einen wesentlichen Teil einer Vorrichtung zum Durchführen
des zweiten Lösungsweges. Man erkennt einen Kolben 21 mit einer
Stirnfläche 21.1. Man erkennt ferner eine Zylinderbüchse 20, in der der
Kolben 21 geführt ist.
Zum Durchführen des Verfahrens wird in einer ersten Phase I sinterfähiges
Material auf die Stirnfläche 21.1 des Kolbens 21 aufgebracht, so daß sich
eine Schüttung 3.2 ergibt, die später eine der beiden Stützkörperhäiften
darstellt.
In Phase II ist der Kolben 21 um eine bestimmte Wegstrecke nach unten
gefahren. Genau wie bei der Darstellung gemäß der Fig. 12-14 wird
auch hier nach Aufbringen der ersten Schüttung 3.2 ein Zwischenkörper
aufgebracht, bestehend aus einem Material, das sich unter bestimmten
Bedingungen verflüchtigen kann, ferner eine zweite Schüttung, die die
zweite Stützkörperhälfte darstellt. Dieser Zustand ist in Phase III gezeigt.
Man erkennt dort den immer noch abgefahrenen Kolben 21, der aber nun
die erste Schüttung, den Zwischenkörper sowie die zweite Schüttung trägt.
Die beiden Schüttungen gehen dabei ineinander über, so daß keinerlei
Trennfuge besteht. Aus den beiden Schüttungen ist nunmehr ein einziges
Formteil geworden, das den Zwischenkörper 3.7 umschließt.
Phase IV zeigt den Kolben 21, der sich nach wie vor in der Position von
Phase III befindet, ferner das genannte Formteil mit Zwischenkörper. Man
erkennt weiterhin einen zweiten Kolben 22, der von oben her auf das
Formteil herabgesenkt ist. Das Formteil wird nunmehr zwischen den beiden
Kolben 21, 22 verpreßt, wobei einer der Kolben relativ zum anderen
verfahren wird. Wird Kolben 22 verfahren, so läuft er in derselben
Zylinderhülse 20, wie Kolben 21.
Gleichzeitig mit dem Aufbringen von Druck kann auch Wärme auf das
Formteil aufgebracht werden.
In Phase V sind die beiden Kolben 21, 22 nach oben hochgefahren. Kolben
22 ist dabei derart abgehoben, daß er das Formteil nicht mehr berührt. Das
Formteil befindet sich jetzt mit seiner Unterkante auf der Höhe der
Oberkante der Zylinderhülse 20. Es kann in Richtung des Pfeiles
verschoben und damit von Kolben 21 abgenommen werden.
Auf die Phase V folgt ein Sinterprozeß. Dabei wird das Formteil hohen
Temperaturen unterworfen. Dabei entsteht der nunmehr feste Stützkörper.
Der Zwischenkörper 3.7 besteht aus einem Material, das bei Einwirkung
entsprechender Temperaturen und/oder Chemikalien entweder sich
verflüchtigt oder aufgelöst wird, so daß entsprechende Freiräume im
Stützkörper verbleiben, um bei dem fertigen plattenförmigen
Filtrationskörper als Kanäle zu dienen.
Das Zwischenkörpermaterial ist außerdem zweckmäßigerweise nicht
kompressibel.
Claims (12)
1. Verfahren zum Herstellen eines plattenförmigen Filtrationskörpers
(Filtrationsplatte), umfassend:
zwei Stützkörperhälften, die aus porösem Material bestehen und Permeat-Ableitkanäle zwischen sich einschließen;
wenigstens eine Membranfilterschicht, die auf den Außenseiten der Stützkörperhälften aufgebracht ist, mit den folgenden Verfahrensschritten:
zwei Stützkörperhälften, die aus porösem Material bestehen und Permeat-Ableitkanäle zwischen sich einschließen;
wenigstens eine Membranfilterschicht, die auf den Außenseiten der Stützkörperhälften aufgebracht ist, mit den folgenden Verfahrensschritten:
- 1. 1.1 die beiden Stützkörperhälften (3.2, 3.3) werden durch Gießen nach Art des Schlickergusses hergestellt;
- 2. 1.2 die Gußform (10) besteht aus porösem, gegebenenfalls hydrophilen Material;
- 3. 1.3 das Formnest ist derart bemessen, daß es der Außenkontur der beiden Stützkörperhälften (3.2, 3.3) entspricht;
- 4. 1.4 zum Herstellen der ersten der beiden Stützkörperhälften (3.2) wird eine entsprechende Menge suspendierten Stützkörpermaterials in die Form (10.1) gegossen;
- 5. 1.5 es wird ein Zwischenkörper (3.7) hergestellt, der als Gießkern fungiert, der aus einem unter Wärmeeinfluß sich verflüchtigenden Material besteht und Aussparungen aufweist, auf die erste Stützkörperhälfte aufgelegt;
- 6. 1.6 zum Herstellen der zweiten (3.3) der beiden Stützkörperhälften wird eine entsprechende Menge suspendierten Stützkörpermateriales in die Form (10.1) gegossen;
- 7. 1.7 die Oberfläche dieses zweiten Gusses wird gegebenenfalls mit einem Deckel (10.2) der Form (10) in Kontakt gebracht;
- 8. 1.8 das gesamte Formteil - umfassend die beiden Stützkörperhälften (3.2, 3.3) sowie den Zwischenkörper (3.7) wird aus der Form (10) herausgenommen, gesintert und gegebenenfalls bearbeitet;
- 9. 1.9 auf den Außenseiten des Formteiles wird wenigstens eine Membranfilterschicht (3.5) aufgebracht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den
Außenseiten des Formteiles zwei oder mehrere
Membranfilterschichten aufgebracht werden.
3. Verfahren zum Herstellen eines plattenförmigen Filtrationskörpers
(Filtrationsplatte), umfassend:
zwei Stützkörperhälften, die aus porösem Material bestehen und Permeat-Ableitkanäle zwischen sich einschließen;
wenigstens eine Membranfilterschicht, die auf den Außenseiten der Stützkörperhälften aufgebracht ist, mit den folgenden Verfahrensschritten:
zwei Stützkörperhälften, die aus porösem Material bestehen und Permeat-Ableitkanäle zwischen sich einschließen;
wenigstens eine Membranfilterschicht, die auf den Außenseiten der Stützkörperhälften aufgebracht ist, mit den folgenden Verfahrensschritten:
- 1. 3.1 es wird ein erstes, sinterfähiges Pulver in ein Formnest geschüttet;
- 2. 3.2 es wird auf die Schüttung ein Zwischenkörper aufgebracht, der aus einem unter Druck und/oder Wärme sich verflüchtigenden Material besteht;
- 3. 3.3 es wird ein zweites sinterfähiges Pulver auf den Zwischenkörper aufgeschüttet;
- 4. 3.4 die beiden Schüttungen mit dem dazwischen befindlichen Zwischenkörper werden durch Verdichten zu einem Zwischenprodukt geformt;
- 5. 3.5 das Zwischenprodukt wird gesintert und gegebenenfalls durch mechanische Bearbeitung in die endgültige Form gebracht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eines der beiden sinterfähigen Pulver ein Keramikpulver
ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Schüttungen mit dem dazwischen befindlichen
Zwischenkörper zunächst einer Verdichtung und sodann einem
Sintern unterworfen werden.
6. Verfahren nach einem der Anspruche 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Zwischenprodukt nach dem
Herausnehmen und/oder nach dem Sintern aus dem Formnest
mechanisch bearbeitet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Begrenzungsfläche des Formnestes die
Stirnfläche 21.1 eines Kolben 21 ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stirnfläche 21.1 des Kolbens 21 konvex oder konkav ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Formnest tellerförmig ist.
10. Plattenförmiger Filtrationskörper (Filtrationsplatte), dadurch
gekennzeichnet, daß diese gemäß einem Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis 9 hergestellt und aufgebaut ist.
11. Plattenförmiger Filtrationskörper (Filtrationsplatte);
- 1. 11.1 mit einer Platte aus einem grobporigen, keramischen Stützkörpermaterial mit einer Zentralbohrung;
- 2. 11.2 mit einer Membranbeschichtung, die wenigstens einen Teil der Außenfläche der Platte bedeckt;
- 3. 11.3 mit Kanälen, die im Inneren der Platte angeordnet sind und eine leitende Verbindung zwischen einem Umfangsbereich der Platte und der Zentralbohrung herstellen;
- 4. 11.4 die Platte ist von homogener monolithischer Struktur mit gleichmäßiger Festigkeit und frei von Nahtstellen.
12. Plattenförmiger Filtrationskörper nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Außenfläche an besonders beanspruchten
Stellen verstärkt ist, beispielsweise durch Auflegen von
Zusatzbeschichtungen, Verdicken der Membran oder
Sonderbehandlung mit Laserstrahlen.
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- 2000-08-11 DE DE10039272A patent/DE10039272C1/de not_active Expired - Fee Related
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