DE102005014818A1

DE102005014818A1 - Filtermodul

Info

Publication number: DE102005014818A1
Application number: DE102005014818A
Authority: DE
Inventors: Richard Balzer; Peter Bopp
Original assignee: SPOERL KG; Sporl KG
Current assignee: SPOERL KG; Sporl KG
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-05

Abstract

Es wird ein Filtermodul (1) mit durchlässigen Filterelementabschnitten (3, 4) und einem beim Filtriervorgang durchströmbaren Filterraum zwischen zwei gegenüberliegenden Filterelementabschnitten (3, 4) vorgeschlagen. Um die Lebensdauer eines derartigen Filtermoduls (1) zu erhöhen, sind die gegenüberliegenden Filterelementabschnitte (3, 4) durch eine im Wesentlichen durchgehend geschlossene Verbindung (7) zu Rahmenmitteln (2) an den Rahmenmitteln (2) fest angebracht. Des Weiteren wird eine Anordnung vorgeschlagen, bei der im Filterraumbereich zwischen den gegenüberliegenden Filterelementabschnitten (3, 4) eine Abstandsvergrößerung ausgebildet ist. Außerdem kann im Filterraum wenigstens ein durchströmbares Hohlprofil vorgesehen sein, das sich in Bereichen zwischen den Filterelementabschnitten (3, 4) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filtermodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Filtervorrichtungen mit Filtermodulen bzw. Filterplatten zum Filtrieren von Feststoffen aus Flüssigkeit oder Gasen sind für unterschiedliche Anwendungszwecke bekannt. Beispielsweise werden bei der Herstellung von Lebensmitteln wie z.B. bei der Gewinnung von Öl aus Früchten bzw. bei der Herstellung von Fruchtsäften solche Filtervorrichtungen eingesetzt. Außerdem finden Sie in der chemischen und pharmazeutischen Industrie Verwendung. Beispielsweise werden Filterplatten je nach Hersteller standardisiert und können in der Regel nur in dazu passenden bzw. darauf speziell abgestimmten Filtergehäusen untergebracht werden. Häufig werden in einem Filtergehäuse mehrere Filterplatten nebeneinander angeordnet, um die Filterfläche entsprechend zu erhöhen. Die Filterplatten sind beispielsweise derart ausgebildet, dass eine äußere Filterlage auf einer Stützlage und diese wiederum auf einer Drainagelage aufliegt.

Bekannte Filterplatten weisen beispielsweise ein umlaufendes Blechprofil auf, durch welches die Filterlagen gefasst werden und daran vernietet, verschraubt oder verstiftet sind.

Nachteilig an solchen Filtervorrichtungen ist der hohe Fertigungsaufwand und die nur schwer herzustellende und auf Dauer aufrecht zu erhaltende Anbringung der Filterlagen am Blechprofil. Außerdem treten regelmäßig Beschädigungen der Filterplatte auf, die im Wesentlichen durch mechanische Belastungen verursacht werden, insbesondere durch das Entfernen des Filterkuchens von der Filterplatte, beispielsweise wenn der Filterkuchen durch mechanisches Rütteln von der Filterplatte abgeworfen wird. Außerdem weisen solche Filtervorrichtungen eine Vielzahl von Hinterschneidungen und Überdeckungen auf, in denen sich Ablagerungen, Filterreste bzw. sonstige Verschmutzungen ansammeln können.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung:

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Filtermodul bereitzustellen, welches wirtschaftlich und technisch vorteilhaft für eine Vielzahl von Anwendungsfällen einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale des Anspruchs 1, 4, 10 und 13 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung aufgezeigt.

Die Erfindung geht von einem Filtermodul mit durchlässigen Filterelementabschnitten und einem beim Filtriervorgang durchströmbaren Filterraum zwischen zwei gegenüberliegenden Filterelementabschnitten aus. Ein erster wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, dass die gegenüberliegenden Filterelementabschnitte durch eine im Wesentlichen durchgehend geschlossene Verbindung zu Rahmenmittel an den Rahmenmitteln fest angebracht sind. Damit kann ein besonders gleichmäßig dicht anliegender Anschluss der Filterelementabschnitte an den Rahmenmitteln realisiert werden. Die Filterelementabschnitte können insbesondere vollständig umrahmt werden, z.B. mit einem geschlossenen Rahmen, oder teilweise von den Rahmenmitteln eingebunden werden, z.B. an zwei gegenüberliegenden Seiten eines rechteckförmigen Filterelementabschnitts. Vorteilhafterweise wird vermieden, dass Bereiche der Filterelementabschnitte nicht bzw. lückenbehaftet bzw. unzureichend mit den Rahmenmitteln verbunden bzw. daran fest fixiert sind. Dies ist insbesondere im Hinblick auf auftretende Biegebelastungen durch erhöhte Filterdrücke bzw. Belastungen beim Abreinigen des Filtermoduls vorteilhaft.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist die Verbindung spaltfrei zwischen den Filterelementabschnitten und den Rahmenmitteln ausgebildet. Damit kann sichergestellt werden, dass beim Filtriervorgang das zu filternde Medium nicht ungefiltert zwischen den Filterelementabschnitten und den Rahmenmitteln in den Filterraum gelangen kann. Außerdem können sich keine Ablagerungen bzw. Verschmutzungen in spaltbehafteten Bereichen zwischen den Filterelementabschnitten und den Rahmenmitteln anlagern, was insbesondere bei Anwendungen in der Lebensmittelbranche unter hygienischen Gesichtspunkten vorteilhaft ist. Des Weiteren kann dadurch vermieden werden, dass Relativbewegungen der Filterelementabschnitte in spaltbehafteten Abschnitten der Verbindung zwischen den Filterelementabschnitten und den Rahmenmitteln auftreten, die sich andernfalls bei Belastungen auf die Filterelementabschnitte dahingehend auswirken, dass die Spaltbereiche sich weiter aufdehnen bzw. von den Rahmenmitteln abreißen können.

Eine weitere zweckmäßig Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Filtermoduls zeichnet sich dadurch aus, dass die Verbindung umlaufend jeweils entlang Randbereichen der gegenüberliegenden Filterelementabschnitte ausgestaltet ist. Damit kann vorteilhafterweise die gesamte bzw. nahezu gesamte zur Verfügung stehende Fläche der durchlässigen Filterelementabschnitte als effektive Filterfläche tatsächlich genutzt werden. Lediglich vergleichsweise schmale Randbereiche der Filterelementabschnitte stehen nicht dem eigentlichen Filtriervorgang zur Verfügung.

Gemäß eines weiteren wesentlichen Aspekts der Erfindung, ist im Filterraumbereich zwischen den gegenüberliegenden Filterelementabschnitten eine Abstandsvergrößerung ausgebildet, um nach dem Gewölbeprinzip einen Aussteifungseffekt zumindest in einem Teil des wenigstens einen Filterelementabschnitts zu erzielen. Damit können die Filterelementabschnitte durch eine vergleichsweise einfach zu realisierende Geometrie ausgesteift werden und damit eine vergleichsweise höhere Stabilität der Filterelementabschnitte realisiert werden, was insbesondere vorteilhaft bei auftretende Belastungen beim Filtrier-, Rückspül- bzw. Ablösevorgang des Filterkuchens ist. Gleichzeitig kann mit der Abstandsvergrößerung in einem gewissen Umfang die Filterfläche der durchlässigen Filterelementabschnitte bzw. das zwischen diesen sich ergebende Filterraumvolumen je nach Abstandsvergrößerung variiert werden. Vorteilhafterweise kann der Abstand der außen liegenden Bereiche der Filterelementabschnitte davon unberührt bleiben, denn in der Regel sind für eine passgenaue Anordnung der Filterelementabschnitte in einer standardisierten Filtermodulaufnahme festgelegte Außenabmaße des Filtermoduls erforderlich. Die Abstandsvergrößerung kann z.B. durch eine gewinkelte bzw. gebogene Hauptform oder durch mehrere gleichartige Formen nebeneinander ausgebildet sein, z.B. jeweils in Trichterstruktur, z.B. in der Art eines Bodenteils eines "Eierkartons".

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Filtermoduls ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Filterelementabschnitt von außen betrachtet eine konvexe Form aufweist. Durch die bauchige bzw. nach außen gewölbte Ausgestaltung des zumindest einen Filterelementabschnitts, der insbesondere gleichmäßig gewölbt ist, kann die mechanische Stabilität der Filterelementabschnitte relativ hoch sein, auch noch bei vergleichsweise hohem Filterraumvolumen bzw. großer Filterfläche. Mit einer von außen betrachtet konvexen Form der Filterelementabschnitte, wird selbst bei vergleichsweise großen Filterdrücken eine hohe Formstabilität der Filterelementabschnitte gewährleistet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn beide gegenüberliegenden Filterelementabschnitte von außen betrachtet eine konvexe Form aufweisen und insbesondere gleichförmig konvex gewölbt sind, womit beide Filterelementabschnitte den gleichen bzw. nahezu den gleichen hohen Belastungen, z.B. relativ höheren Filterdrücken, standhalten können. Denn in der Regel werden beim Filtrier- bzw. Rückspülvorgang beide gegenüberliegenden Filterelementabschnitte eines Filtermoduls von vergleichbaren Filter- bzw. Rückspüldrücken beaufschlagt.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn im Filterraum Verstrebungsmittel zur Unterstützung der insbesondere konvexen Ausformung der Filterelementabschnitte vorgesehen sind. Um die Formstabilität der z.B. konvex ausgeformten Filterelementabschnitte weiter zu erhöhen bzw. zu unterstützen, können formstabilisierende bzw. die Filterelementabschnitte stützende Verstrebungsmittel vorgesehen werden. Die Abstützung durch die Verstrebungsmittel erfolgt vorteilhafterweise an besonders hoch belasteten Bereichen der Filterelementabschnitte, insbesondere über eine Mehrzahl punktförmig und/oder flächig an den Filterelementabschnitten angeordneten Stützbereichen. Die Verstrebungsmittel sind insbesondere zur Aufrechterhaltung bzw. Unterstützung der konvexen Ausformung der Filterelementabschnitte entsprechend ausgebildet, z.B. ebenfalls mit entsprechend konvex gekrümmter Stützkontur.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Verstrebungsmittel an beiden gegenüberliegenden Filterelementabschnitten anliegend ausgebildet sind. Damit kann eine besonders kompakte und effektive Abstützung beider gegenüberliegender Filterelementabschnitte eines Filtermoduls gegebenenfalls durch ein einstückiges Verstrebungsmittel realisiert werden. Beispielsweise können die Verstrebungsmittel in schlanker Ausgestaltung bzw. besonders platzsparend stab-, rippen- bzw. rahmenförmig im Filterraum zwischen den gegenüberliegenden Filterelementabschnitten angebracht sein. Beispielsweise können eine Vielzahl voneinander beabstandete Stützrippen Verwendung finden.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermoduls sind die Verstrebungsmittel quer und/oder parallel einer Bezugsrichtung, insbesondere einer Außenseite des Filtermoduls, ausgerichtet. Damit kann die Abstützwirkung durch die Verstrebungsmittel besonders gleichmäßig über die gesamte Fläche der Filterelementabschnitte eingerichtet werden.

Außerdem ist es vorteilhaft, dass die Verstrebungsmittel als Hohlprofil ausgebildet sind. Damit können die Verstrebungsmittel mit einem vergleichsweise geringen Materialaufwand besonders stabil ausgeformt sein. Zum Beispiel können die hohlen Verstrebungsmittel auch anderweitig z.B. zur Durchleitung von filtrierten Stoffen bzw. von Spülmedium genutzt werden.

Die Erfindung zeichnet sich außerdem dadurch aus, dass im Filterraum wenigstens ein durchströmbares Hohlprofil vorgesehen ist, das sich in Bereichen zwischen den Filterelementabschnitten erstreckt. Damit kann im Bereich des Filterraums, der in der Regel nicht bzw. nicht ohne Weiteres von außen zugänglich ist, zur Unterstützung des Filtriervorgangs bzw. zu Reinigungs- und Wartungsarbeiten über die angeordneten Hohlprofile gezielt zugänglich gemacht werden. Hierfür ist lediglich ein Anschluss des wenigstens einen Hohlprofils nach außen vorzusehen, beispielsweise durchgreifend durch Rahmenmittel und/oder Filterelementabschnitte.

Beispielsweise kann das wenigstens eine Hohlprofil im Filterraum zur Ab- und/oder Zuleitung von Flüssigkeiten bzw. Gasen ausgebildet sein. Damit kann insbesondere eine Absaugung von Gas bzw. Drainage von Flüssigkeit erfolgen, welche(s) jeweils beim Filtriervorgang von außen durch die Filterelementabschnitte durchgetreten ist. Es ist auch denkbar, dass mehrere Hohlprofile mit unterschiedlicher Funktion vorgesehen sind, z.B. einzelne Hohlprofile zur Ableitung von Medien aus dem bzw. andere Hohlprofile zur Zuleitung von Medien in den Filterraum ausgebildet sind.

Vorteilhafterweise ist das wenigstens eine Hohlprofil zur Rückspülung der Filterelementabschnitte ausgebildet. Dieser Anordnung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Hohlprofile nicht nur zur Drainage von beispielsweise Filtrat dienen können, sondern auch geeignet sind, einen auf den Filterelementabschnitten aufgewachsenen Filterkuchen durch Rückspülen bzw. durch Rückströmen durch die Hohlprofile abzuspülen. Diese Ausgestaltung ist besonders dann vorteilhaft, wenn im Wesentlichen die gesamte Fläche des betrachteten Filterelementabschnitts über ein oder mehrere Hohlprofil(e) aus dem Filterraum rückspülbar ist.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass in dem wenigstens einen Hohlprofil zumindest eine Öffnung insbesondere zum Rückspülen der Profilelementabschnitte vorgesehen ist. Durch eine Öffnung, in der Regel aber eine Vielzahl von Öffnungen kann über das Hohlprofil in den Filterraum zugeführtes Reinigungsmedium, beispielsweise Reinigungsflüssigkeiten bzw. Druckluft gerichtet gegen die belegten bzw. verschmutzten Profilelementabschnitte geführt werden. Insbesondere kann durch entsprechend angeordnete Öffnungen in dem wenigstens einen Hohlprofil die ganze oder nahezu die komplette Fläche der Profilelementabschnitte rückgespült werden. Vorteilhafterweise sind die Öffnungen als Reinigungs- bzw. Sprühdüsen oder dergleichen ausgebildet, durch welche ein besonders effizienter Rückspühlstrahl bereitstellbar ist.

Gemäß eines weiteren wesentlichen Grundgedankens der Erfindung, sind die beiden gegenüberliegenden Filterelementabschnitte zumindest abschnittsweise direkt miteinander fest verbunden. Hierdurch lässt sich eine besonders einfache Filtermodulanordnung realisieren. Bei einer ausschließlich direkten Verbindung der gegenüberliegenden Filterelementabschnitte sind insbesondere keine Rahmenmittel notwendig. Die direkte Verbindung der gegenüberliegenden Filterelementabschnitte kann gegebenenfalls auch eine vergleichsweise dünne Zwischenlage im Verbindungsbereich umfassen, z.B. in Form eines Dichtungs- bzw. Verbindungsbandes oder dergleichen.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass die beiden gegenüberliegenden Filterelementabschnitte spaltfrei miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht eine hohe Filter- bzw. Trennleistung des vorgeschlagenen Filtermoduls, denn die insbesondere durchgehende bzw. umlaufend geschlossene Verbindung gewährleistet, dass sämtliches zu filternde Medium ausschließlich durch die übereinander liegenden Filterlagen gefiltert wird und keinerlei ungefiltertes Medium zur Filtratseite in den Filterraum zwischen den Filterelementabschnitten gelangen kann.

Vorteilhafterweise sind die beiden gegenüberliegenden Filterelementabschnitte an deren Ränder miteinander fest verbunden. Damit kann eine Verwendung der Filterelementabschnitte mit hohem Flächennutzungsgrad gewährleistet werden, indem nahezu die gesamte Fläche der Filterelementabschnitte für die eigentliche Filtrieraufgabe verfügbar ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Filtermoduls ist zumindest ein Filterelementabschnitt aus mehreren Filterlagen aufgebaut. Damit kann die Durchlässigkeit bzw. das Trennvermögen der Filterelementabschnitte gezielt auf gewünschte Werte eingestellt werden bzw. z.B. auf einfache Weise aus einer Reihe unterschiedlicher ggf. standardisierter Filterlagen zusammengestellt werden.

In einer vorteilhaften Modifikation des Erfindungsgegenstandes ist zumindest ein Filterelementabschnitt als fester Verbund aus übereinander liegenden Filterlagen ausgebildet, wobei benachbarte Filterlagen jeweils über eine Vielzahl von Verbindungsstellen miteinander fest verbunden sind, insbesondere durch Sintern, Schweißen, Löten und/oder Kleben. Der feste Verbund aus aufeinanderliegenden Filterlagen, z.B. ein Präzisionsdrahtgewebe, für wenigstens einen Filterelementabschnitt, bevorzugt aber für beide Filterelementabschnitte bildet ein in sich sehr kompaktes und vergleichsweise biegestabiles Bauteil. Dies wird durch die Vielzahl der Verbindungsstellen, die insbesondere nahezu punktförmig oder über relativ kleine Flächenabschnitte ausgebildet sind, realisierbar. Die Verbindungsstellen können so über die Fläche der aneinander angrenzenden Filterlagen verteilt sein, dass eine gewünschte Stabilität der so untereinander verbundene Filterlagen gezielt einstellbar ist, wobei auch eine gewisse verbleibende relativ geringe Flexibilität des Verbunds aus übereinander liegenden Filterlagen erhalten bleiben kann. Insgesamt wird durch die miteinander fest verbundenen Filterlagen ein mehrlagiges Gewebelaminat bereitgestellt, das sich durch eine vergleichsweise hohe Formstabilität auszeichnet. Insbesondere können die Filterelementabschnitte bzw. einzelne Filterlagen vergleichsweise fein bzw. mit relativ geringen Öffnungsdurchmessern gewählt werden, ohne dass durch die einzeln recht biegefreudigen Filterlagen die Stabilität des Filterlagen-Verbunds darunter leidet, wie es nicht erfindungsgemäß verbundene Anordnungen von aufeinanderliegenden Filterlagen zeigen. Hierdurch können vorteilhafterweise insbesondere höhere Filter- und/oder Durchflussleistungen der Filterelementabschnitte gegenüber nicht erfindungsgemäß verbundenen Filterlagen erreicht werden, da insbesondere höhere Filterdrücke kein Stabilitätsproblem für die Filterelementabschnitte darstellen. Das gebildete Gewebelaminat bzw. der feste Verbund weist eine hohe Eigenstabilität insbesondere gegen Verbiegen auf, auch wenn vergleichsweise sehr feine Filterlagendurchlässigkeiten Anwendung finden. Vorteilhafterweise können höchste bzw. kurzfristig auftretende Druckspitzen beim Filtriervorgang durch die ggf. verbleibende geringe Restflexibilität in den Filterelementabschnitten aufgefangen werden, ohne dass bleibende Verformungen der Filterelementabschnitte auftreten.

Des Weiteren ist es zweckmäßig, dass das Filtermodul vollständig aus lediglich einem Material gefertigt ist. Damit kann das Filtermodul besonders wirtschaftlich hergestellt werden. Insbesondere kann ein im Hinblick auf mechanisch bzw. physikalisch-chemische Eigenschaften besonders geeignetes Material für das gesamte Filtermodul verwendet werden, z.B. Edelstahl, Kunststoff bzw. Keramikwerkstoff.

Schließlich wird weiter vorgeschlagen, dass die Filterlagen untereinander unterschiedliche Durchlässigkeiten aufweisen, insbesondere dass die Filterlagen eine Durchlässigkeit in Form eines ab- oder zunehmenden Gradienten zeigen. Damit können unterschiedlichste Filtermedien effektiv gefiltert werden. Je nach zu filtrierendem Medium können gewünschte Durchlässigkeiten der unterschiedlichen Filterlagen bzw. des damit gebildeten Verbundes ausgewählt werden bzw. kann die Stofftrennung bzw. Trennschärfe des Trennprozesses beeinflusst werden. Durch eine gezielte Ab- bzw. Zunahme des Gradienten der Filterlagendurchlässigkeit, kann außerdem die Struktur der Filterelementabschnitte bzw. des davon beeinflussten aufwachsenden Filterkuchens dahingehend verbessert werden, dass möglichst hohe Volumenströme des zu filtrierenden Mediums bzw. hohe Filtermengen effektiv gefiltert werden können.

Prinzipiell können die gegenüberliegenden Filterelementabschnitte zwei getrennte Abschnitte darstellen oder aus einem umgebogenen und aufeinender gelegten einstückigen Filterelement bestehen, das dann an seinen gegenüber zur Anlage kommenden freien Rändern miteinander bzw. an Rahmenmitteln fest verbunden wird.

Zeichnungen:
In den stark schematisch dargestellten Figuren der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Angabe weiterer Merkmale und Vorteile gezeigt.
Dabei zeigt:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filtermoduls in perspektivischer Ansicht,
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filtermoduls ebenfalls in perspektivischer Ansicht,
3 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Filtermodul gemäß 1, wobei zwei unterschiedliche Betriebszustände des Filtermoduls gezeigt sind, und
4 einen Schnitt durch das Filtermodul gemäß 1 in Teilansicht, entlang der Linie T und senkrecht zur in 3 gezeigten Schnittdarstellung.
Die in 1 in schematischer Perspektivansicht gezeigte Filterplatte 1 mit in etwa rechteckförmiger Grundfläche weist eine rahmenförmige Umrandung auf, die durch einen Filterrahmen 2 gebildet wird. In einer oberen und einer unteren Öffnung des Filterrahmens 2 ist jeweils ein oberer Filterelementabschnitt 3 und ein unterer Filterelementabschnitt 4 (siehe 3, 4) eingespannt. Der obere bzw. untere Filterelementabschnitt 3 bzw. 4 besteht hier z.B. jeweils aus zwei aufeinandergelegten und flächig miteinander versinterten präzisionsgenau hergestellten Metallgewebelagen 5 und 6. Die Porosität bzw. die mittleren Öffnungsdurchmesser der Metallgewebe 5 und 6 unterscheiden sich voneinander, z.B. ist das außen liegende Metallgewebe 5 feinmaschiger als das innen benachbart liegenden Metallgewebe 6, womit eine relativ starke Drainagewirkung durch die untere Metallgewebelage 5 erreicht wird.
Die Metallgewebe 5, 6 sind an ihren Rändern jeweils durchgehend umlaufend am Filterrahmen 2 fest angeschweißt, wobei eine Schweißnahtverbindung 7 zwischen den Filterelementabschnitten 3, 4 und dem Filterrahmen 2 ausgebildet ist.
Der Filterrahmen 2 wird als im Wesentlichen rechteckförmiges Hohlprofil realisiert, das ein Hohlrahmenvolumen 8 umschließt. Das Hohlrahmenvolumen 8 verläuft durchgängig im Filterrahmen 2 und öffnet sich über einen hohlzylindrischen Rohrstutzen 9 nach außen. Der Rohrstutzen 9 ist dazu beispielsweise an einer stirnseitigen Außenfläche 10 des Filterrahmens 2 dicht im Bereich um eine Öffnung angeschweißt. Der Filterrahmen 2 und die Filterelementabschnitte 3 und 4 umschließen einen Filterraum 11, in den beim Filtereinsatz das gefilterte Medium gelangt. Hierzu wird die Filterplatte 1 in einer Filtervorrichtung (nicht dargestellt) eingebracht und von außen mit zu filterndem Medium beaufschlagt, insbesondere bei einem abnehmenden Druckgradienten von außerhalb der Filterplatte 1 zum Filterraum 11. Gemäß der Durchlässigkeit der Filterelementabschnitte 3 und 4 kann dabei bei Vorhandensein von abscheidbaren Filterstoffen ein Filterkuchen 12 auf der Außenseite der Filterelementabschnitte 3 und 4 aufwachsen.
Dieser Zustand während des Filtriervorgangs mit bereits aufgewachsenem Filterkuchen 12 ist im rechten Teilbild von 3 dargestellt, wohingegen das linke Teilbild aus 3 den Zustand der Filterplatte 1 nach erfolgter Filtrierung beim anschließenden Rückspülvorgang zur Entfernung des aufgewachsenen Filterkuchens 12 zeigt. Die Strömung von Filtermedium beim Filtrieren ist stark schematisch anhand der Pfeile F aufgezeigt. Zur Sammlung und Ableitung z.B. des Filtrats im Filterraum 11 sind darin quer zu gegenüberliegenden Außenabschnitten des Filterrahmens 2 verlaufende Drainagerohre 13 in etwa mittig zwischen den Filterelementabschnitten 3 und 4 eingerichtet. In 3 ist das Drainagerohr 13 teilweise geschnitten gezeigt. Im Drainagerohr 13 ist eine Vielzahl von Öffnungen beispielsweise als Rundbohrungen 14 eingebracht. Anstelle bzw. zusätzlich zu den Rundbohrungen 14 sind auch andersartige Öffnungen, z.B. Düsenöffnungen oder auch schlitzartige längliche Öffnungen im Drainagerohr 13 für den Durchtritt von gefiltertem Medium aus dem Filterraum 11 in das Drainagerohr 13 denkbar.
Das in das Drainagerohr 13 eingeströmte Medium fließt seitlich zum Filterrahmen 2 und weiter in das Hohlrahmenvolumen 8 über eine Öffnung 15 eines zum Filterraum angrenzenden Abschnitts des Filterrahmens 2. Von dort fließt es im Filterrahmen 2 bis zum stirnseitigen Rohrstutzen 9 durch diesen nach außen, wie dies in 1 durch Pfeil F angedeutet ist.
4 zeigt einen Schnitt durch die Filterplatte 1 entlang der Trennlinie T aus 3, wie er sich beim Rückspülen darstellt. Daraus wird ersichtlich, dass mehrere parallel zueinander verlaufende Drainagerohre 13 im Filterraum 11 angeordnet sind. Die Rundbohrungen 14 bzw. Düsen sind insbesondere so angeordnet, dass durch die Filterelementabschnitte 3, 4 durchtretendes filtriertes Medium effektiv in das Innere der Drainagerohre 13 abgeführt werden kann. Zum Rückspülen bzw. Abreinigen des Filterkuchens 12 wird die Strömungsrichtung im Filterrahmen 2 und den Drainagerohren 13 umgekehrt zur Strömungsrichtung beim Filtriervorgang. Dazu kann über den Rohrstutzen 9 von außen beispielsweise eine gewisse Filtratmenge in den Filterrahmen 2 zurückgefördert werden und von dort weiter in die Drainagerohre 13 und über die Rundbohrungen 14 in den Filterraum 11. Dabei wird das Filtrat bzw. jede andere geeignete Rückspülflüssigkeit oder auch Rückspülgas, z.B. Druckluft, mit einem entsprechend hohen Druck beaufschlagt, so dass das Spülmedium unter einem gewissen Druck von innen durch die Filterelementabschnitte 3 und 4 hindurchtreten kann und dabei den außen aufgewachsenen Filterkuchen 12 aufbricht und nach außen wegtransportiert.
Die Strömung des Spülmediums ist stark schematisch anhand der Pfeile R dargestellt.
Um die Filterelementabschnitte 3, 4 sowohl beim Filtriervorgang als auch beim Rückspülvorgang formstabil zu halten, sind die Metallgewebe 5 und 6 miteinander über eine Vielzahl von Kontaktpunkten verbunden, die beispielsweise durch Sintern erzeugt sind, und bilden so ein Gewebelaminat. Außerdem sind die Filterelementabschnitte 3 und 4 von außen gesehen konvex bzw. gleichmäßig bauchig ausgeformt, so dass die Filterplatte 1 in der Mitte eine größere Dicke als außen nahe am Filterrahmen 2 aufweist. Damit ist die Filterplattenanordnung vergleichbar einer Konstruktion nach dem "Torbogenprinzip" besonders formstabil. Zur Unterstützung und Aufrechterhaltung der von außen gesehen konvexen bzw. gewölbten Form der Filterelementabschnitte 3 und 4, ist eine Stützrippe 15 im Filterraum 11 in etwa senkrecht zu den Ebenen der Filterelementabschnitte 3, 4 an diesen innen anliegend eingebracht. Weitere parallel zur Stützrippe 15 verlaufende zusätzlich Stützrippen bzw. quer dazu verlaufende Stützrippen, beispielsweise parallel zu den rechtwinklig zueinander verlaufenden Außenseiten des Filterrahmens 2 sind ebenfalls denkbar, in der gezeigten Ausführungsform gemäß 3 und 4 aber nicht ausgeführt.
In 4 ist der Zustand beim Rückspülen der Filterplatte 1 dargestellt, wie dies in 3 auf dem linken Teilbild gezeigt ist. Dabei wird deutlich, dass die Rundbohrungen 14 in den Drainagerohren 13 so ausgebildet sind, dass die Filterelementabschnitte 3 und 4 vollständig von innen nach außen rückspülbar sind und damit der Filterkuchen 12 in der Regel aufgebrochen wird und vollständig von den Filterelementabschnitten 3, 4 weggespült werden kann, so dass die Filterelementabschnitte 3,4 wieder für den Filtriervorgang vorbereitet sind.
2 zeigt eine alternative besonders kompakte Filterplattenanordnung 16, bei der gegenüberliegende Filterelementabschnitte 17 und 18 entlang deren Ränder miteinander direkt fest verbunden sind. Dies kann beispielsweise durch Schweißen, Sintern, Kleben, Löten erfolgen. Dies ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine rationelle Herstellung, wobei vorteilhafterweise kein zusätzliches Bauteil für eine Filterrahmen vorzusehen ist. Die feste Verbindung der Filterelementabschnitte 17 und 18 miteinander erfolgt beispielsweise entlang eines umlaufenden umgebogenen Randabschnittes 19, der an beiden Filterelementabschnitten 17 und 18 aufeinander abgestimmt, ausgebildet ist. Alternativ zur direkten Verbindung der Randabschnitte 19 der beiden Filterelementabschnitte 17, 18, kann auch ein relativ dünnes Zwischenelement, beispielsweise zur besseren Abdichtung bzw. Verbindung der beiden Filterelementabschnitte 17 und 18 eingebracht sein. Dies kann beispielsweise ein flächiges Metalldichtband oder dergleichen sein.
Zur Ableitung von durch die Filterelementabschnitte 17, 18 hindurchtretendes Medium nach außen oder zur Einbringung von Spülmedium von außen in das Innere der Filterplatte 16, ist ein Ablaufstutzen 20, vergleichbar zum Rohrstutzen 9 aus
1, außen an der Filterplatte 16 dicht angebracht. Dabei kann durch eine entsprechende Öffnung in den Filterelementabschnitten 17, 18 insbesondere Filtrat von innen nach außen ablaufen. Der Ablaufstutzen 20 kann sich insbesondere bis in das Innere der Filterplatte 16 zwischen den Filterelementabschnitten 17, 18 verlängern oder ein Hohlprofil sich an den Ablaufstutzen 20 anschließen und in das Innenvolumen der Filterplatte 16 reichen, gegebenenfalls bis zum gegenüberliegenden Ende der Filterplatte 16. Bei einer Anordnung mit innenliegendem Hohlprofil sind entsprechende Öffnungen in diesem eingebracht, um insbesondere vergleichbar mit den Drainagerohren 13 der Filterplatte 1 deren oben beschriebene Funktionen in der Filterplatte 16 erfüllen zu können.

1: Filterplatte
2: Filterrahmen
3: Filterelementabschnitt
4: Filterelementabschnitt
5: Metallgewebe
6: Metallgewebe
7: Schweißnahtverbindung
8: Hohlrahmenvolumen
9: Rohrstutzen
10: Außenfläche
11: Filterraum
12: Filterkuchen
13: Drainagerohr
14: Rundbohrung
15: Stützrippe
16: Filterplatte
17: Filterelementabschnitt
18: Filterelementabschnitt
19: Randabschnitt
20: Ablaufstutzen

Claims

Filtermodul (1) mit durchlässigen Filterelementabschnitten (3, 4,) und einem beim Filtriervorgang durchströmbaren Filterraum (11) zwischen zwei gegenüberliegenden Filterelementabschnitten (3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüberliegenden Filterelementabschnitte (3, 4) durch eine im Wesentlichen durchgehend geschlossene Verbindung (7) zu Rahmenmittel (2) an den Rahmenmitteln (2) fest angebracht sind.
Filtermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (7) spaltfrei zwischen den Filterelementabschnitten (3, 4) und den Rahmenmitteln (2) ausgebildet ist.
Filtermodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (7) umlaufend jeweils entlang Randbereichen der gegenüberliegenden Filterelementabschnitte (3, 4) ausgestaltet ist.
Filtermodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Filterraumbereich zwischen den gegenüberliegenden Filterelementabschnitten (3, 4, 17, 18) eine Abstandsvergrößerung ausgebildet ist, um nach dem Gewölbeprinzip einen Aussteifungseffekt zumindest in einem Teil des wenigstens einen Filterelementabschnitts (3, 4, 17, 18) zu erzielen.
Filtermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Filterelementabschnitt (3, 4, 17, 18) von außen betrachtet eine konvexe Form aufweist.
Filtermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Filterraum (11) Verstrebungsmittel (15) zur Unterstützung der insbesondere konvexen Ausformung der Filterelementabschnitte (3, 4) vorgesehen sind.
Filtermodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstrebungsmittel (15) an beiden gegenüberliegenden Filterelementabschnitten (3, 4) anliegend ausgebildet sind.
Filtermodul nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstrebungsmittel (15) quer und/oder parallel einer Bezugsrichtung, insbesondere einer Außenseite des Filtermoduls (1), ausgerichtet sind.
Filtermodul nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstrebungsmittel (15) als Hohlprofil ausgebildet sind.
Filtermodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Filterraum (11) wenigstens ein durchströmbares Hohlprofil (13) vorgesehen ist, das sich in Bereichen zwischen den Filterelementabschnitten (3, 4) erstreckt.
Filtermodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Hohlprofil (13) zur Rückspülung der Filterelementabschnitte (3, 4) ausgebildet ist.
Filtermodul nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einen Hohlprofil (13) zumindest eine Öffnung (14) insbesondere zum Rückspülen der Profilelementabschnitte (3, 4) vorgesehen ist.
Filtermodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden gegenüberliegenden Filterelementabschnitte (17, 18) zumindest abschnittsweise direkt miteinander fest verbunden sind.
Filtermodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden gegenüberliegenden Filterelementabschnitte (17, 18) spaltfrei miteinander verbunden sind.
Filtermodul nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden gegenüberliegenden Filterelementabschnitte (17, 18) an deren Ränder (19) miteinander fest verbunden sind.
Filtermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Filterelementabschnitt (3, 4, 17, 18) aus mehreren Filterlagen (5, 6) aufgebaut ist.
Filtermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Filterelementabschnitt (3, 4, 17, 18) als fester Verbund aus übereinander liegenden Filterlagen (5, 6) ausgebildet ist, wobei benachbarte Filterlagen (5, 6) jeweils über eine Vielzahl von Verbindungsstellen miteinander fest verbunden sind, insbesondere durch Sintern, Schweißen, Löten und/oder Kleben.
Filtermodul einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermodul (1, 16) vollständig aus lediglich einem Material gefertigt ist.
Filtermodul einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterlagen (5, 6) untereinander unterschiedliche Durchlässigkeiten aufweisen, insbesondere dass die Filterlagen (5, 6) eine Durchlässigkeit in Form eines ab- oder zunehmenden Gradienten zeigen.