DE102005022643B4 - Querstromfilter - Google Patents

Abstract

Querstromfilter zur Trennung von inhomogenen Flüssigkeitsgemischen sowie viskosen und feststoffbeladenen Suspensionen, der in einem Gehäuse (2) eine zum Gehäuseinneren (6) hin fluiddichte Hohlwelle (3, 3a) als Träger von Filterscheiben (4) aufweist, wobei die mit der Hohlwelle (3, 3a) Fluid überführend gekoppelten Filterscheiben (4) in Längsrichtung der Hohlwelle (3, 3a) durch Distanzringe (9) auf Abstand zueinander gehalten sind, welche mit inneren Mitnehmernasen (15) in äußere Längsnuten (16) der Hohlwellen (3, 3a) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei identisch ausgebildete Distanzringe (9) in spiegelbildlicher Zuordnung eine Filterscheibe (4) zwischen einander zugewandten Stirnseiten (10) aufnehmen und mit der Filterscheibe (4) durch einen Kleber (19) dicht verbunden sind, wobei die der Filterscheibe (4) abgewandten Rückseiten (22) der Distanzringe (9) an die Rückseiten (22) weiterer einander spiegelbildlich zugeordneter Distanzringe (9) angedrückt sind, und dass die Filterscheibe (4) mit ihrer inneren Oberfläche (18) von den Distanzringen (9) radial nach innen sowie axial vorstehende und sich frontal...

Description

• Die Erfindung betrifft einen Querstromfilter zur Trennung von inhomogenen Flüssigkeitsgemischen sowie viskosen und feststoffbeladenen Suspensionen gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Ein derartiger Querstromfilter umfasst in der Regel ein Gehäuse, in welchem sich mindestens zwei Hohlwellen befinden, die im axialen Abstand zueinander angeordnete Filterscheiben tragen. Die Filterscheiben können aus keramischen Werkstoffen, metallischen Sinterwerkstoffen, Metallgeweben oder Polymeren bestehen. Die Filterscheiben auf den beiden Hohlwellen sind so einander relativ zugeordnet, dass jeweils zwei Filterscheiben auf der einen Hohlwelle eine Filterscheibe der anderen Hohlwelle zwischen sich erfassen.
• Das zu trennende Gemisch oder die Suspension (Fluid) wird in das Gehäuse eingeleitet, wobei das gefilterte Fluid, das Permeat, durch die Filterscheiben in die Hohlwellen gelangt und aus diesen abgeführt wird. Der ungefilterte Rückstand, das Retentat, verbleibt im Gehäuseinneren und wird aus diesem entfernt.
• In diesem Zusammenhang zählt es zum Stand der Technik, die einer Hohlwelle zugeordneten Filterscheiben in Längsrichtung der Hohlwelle durch Distanzringe auf Abstand zueinander zu halten, die üblicherweise durch mechanische Bearbeitung aus Metall oder Kunststoff hergestellt werden. Die Distanzringe werden mit Mitnehmernasen versehen, die in eine Längsnut der Hohlwelle eingreifen. Außerdem können die Distanzringe mittels Feststellschrauben auf der Hohlwelle lagefixiert werden. Die Mitnahme der Filterscheiben erfolgt reibschlüssig durch zwischen den Distanzringen und den Filterscheiben angeordnete Dichtringe, z.B. in Form von O-Ringen. Hierbei muss ein Kontakt zwischen den Stirnflächen der Distanzringe und den Membranscheiben vermieden werden. Insbesondere sind Filterscheiben aus keramischen Werkstoffen äußerst empfindlich gegen eine mechanische Verletzung, wie sie z.B. durch eine harte punktförmige Belastung hervorgerufen werden kann. Auch führen Biegebeanspruchungen bei keramischen Filterscheiben sehr schnell zum Bruch.
• In der Praxis geht man bei der Montage derart vor, dass das gesamte aus Distanzringen und Filterscheiben bestehende Paket axial auf der Hohlwelle so weit verpresst wird, bis einerseits eine für die Dichtheit ausreichende Verformung der Dichtringe erreicht ist, andererseits aber noch ein ausreichender Sicherheitsabstand zwischen den Distanzringen und den Filterscheiben vorhanden ist. Dieser durch die Dichtringe gebildete Sicherheitsabstand bildet indessen einen unvermeidbaren Spalt, der in vielen Anwendungsfällen wegen möglicher Produktablagerungen unerwünscht ist. Erschwerend kommt hinzu, dass bei der Verwendung von O-Ring-Dichtungen durch die geringe Nuttiefe in den Distanzringen die Dichtringe nur mit erheblichem Aufwand in Position gehalten werden können. Es muss blind zusammengebaut werden. Eine visuelle Kontrolle der korrekten Lage der Dichtringe ist nicht möglich.
• Um den erwähnten Eigenarten positiv zu begegnen, hat die Praxis auch schon vorgeschlagen, zwischen den Distanzringen und den Filterscheiben jeweils zwei Dichtringe in konzentrischer Anordnung vorzusehen, Dichtlippen auf die Distanzringe aufzuvulkanisieren oder die Distanzringe selbst aus einem Elastomer herzustellen. Durch das Ineinandergreifen der Filterscheiben auf zwei parallel angeordneten Hohlwellen ist es erforderlich, die Abstände der Filterscheiben in sehr engen Toleranzen konstant zu halten. Die axialen Abstände der Scheiben auf den beiden Wellen betragen im Bereich der Überdeckung zueinander nur wenige Millimeter.
• Diese Forderung können die bekannten Lösungen der Abstandshaltung und der Abdichtung der Filterscheiben nur unzureichend erfüllen. Bei der Montage sind deshalb aufwändiges Vermessen und die Verwendung von angepassten Ausgleichselementen üblich.
• Viele Filtrationsprozesse werden indessen bei erhöhten Temperaturen durchgeführt. Hier tritt bei den bekannten Systemen ein weiteres Problem auf. Da die thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen z.B. dem keramischen Werkstoff der Filterscheiben und dem Werkstoff der Hohlwellen, meist Edelstahl, sehr groß ist – Faktor 4 bis 6 von Edelstahl gegenüber Keramik-, sind die Verhältnisse zwischen den Dichtringen und den Filterscheiben im Betriebszustand noch ungünstiger als im Einbauzustand.
• Aus der WO 02/05935 A2 ist ein Querstromfilter zur Trennung von inhomogenen Flüssigkeitsgemischen sowie viskosen und stoffbeladenen Suspensionen bekannt, der in einem Gehäuse eine zum Gehäuseinneren hin fluiddichte Hohlwelle als Träger von Filterscheiben aufweist, wobei die mit der Hohlwelle Fluid überführend gekoppelten Filterscheiben in Längsrichtung der Hohlwelle durch Distanzringe auf Abstand zueinander gehalten sind, wobei die Distanzringe mit inneren Mitnehmernasen in äußere Längsnuten der Hohlwellen eingreifen.
• Aus der DE 26 47 022 A1 ist ein Filterreinigungsgerät bekannt, bei welchem einander spiegelbildlich zugeordnete Distanzringe vorgesehen sind, welche aber nicht unmittelbar aneinander anliegen. Jeweils zwei Distanzringe nehmen eine Filterscheibe so zwischen sich auf. Des Weiteren nehmen jeweils zwei Distanzringe eine Reinigungseinrichtung zwischen sich auf, die zwischen zwei Filterscheiben angeordnet ist. Die Distanzringe dienen zur Positionierung von Reinigungsarmen.
• Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Querstromfilter zu schaffen, bei welchem selbst empfindliche Filterscheiben einwandfrei montiert werden können, die Abstände der Filterscheiben zueinander unabhängig von der Montage konstant gehalten werden und eine definierte sowie kontrollierte Abdichtung des Gehäuseinneren zur Permeatseite hin auch auf Dauer gewährleistet werden kann.
• Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
• Hierbei ist es zunächst von Bedeutung, dass jede Filterscheibe zwischen zwei identisch ausgebildeten Distanzringen angeordnet wird, die einander spiegelbildlich zugeordnet werden. Der durch die einander zugewandten Stirnseiten der beiden Distanzringe gebildete Ringspalt zur Aufnahme der Filterscheibe wird hierbei so gewählt, dass alle Unebenheiten und Dickenunterschiede einer Filterscheibe abgedeckt werden. Interne Versuche haben ergeben, dass die Breite des Ringspaltes ausreichend ist, wenn sie zwischen 0,5 mm und 3 mm größer als die Nenndicke einer Filterscheibe ist. Der Raum zwischen den Seitenflächen der Filterscheibe und den Stirnseiten der Distanzringe wird durch einen vorzugsweise auf die Stirnseiten der Distanzringe aufgebrachten Kleber ausgefüllt. Bevorzugt wird hierbei mit einem Klebstoffüberschuss gearbeitet.
• Die einer Filterscheibe abgewandten Rückseiten der Distanzringe werden so mit den Rückseiten von benachbarten Distanzringen gefügt, dass die Flächen aufeinander liegen. Durch die gezielte Verpressung der in die Nuten eingelegten O-Ringe kann auch hier, wie bei den Spalten zwischen den Distanzringen und den Filterscheiben, kein Fluid übertreten.
• Ein weiterer wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung bildet der Sachverhalt, dass die Distanzringe mit radial nach innen sowie axial vorstehenden Nocken versehen sind. Die Nocken zweier im Bereich einer Filterscheibe einander spiegelbildlich zugeordneter Distanzringe kontaktieren sich frontal in der Querschnittsebene der Filterscheibe. Die Nocken stützen sich außerdem an der äußeren Oberfläche der Hohlwelle ab und werden von der inneren Oberfläche der Filterscheibe umgriffen. Darüberhinaus wird zwischen zwei in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Nocken eines Distanzrings eine Mitnehmernase vorgesehen. Diese greift in eine mit dem Inneren der Hohlwelle fluidüberleitend verbundene Längsnute ein. Auch diese Mitnehmernase wird von der inneren Oberfläche der Filterscheibe umgriffen.
• Aufgrund des Sachverhalts, dass die Mitnehmernase in eine Längsnut der Hohlwelle eingreift, die Filterscheiben, die Nocken und die Mitnehmernase umgreifen und über einen Kleber mit den Distanzringen verbunden sind, erfolgt eine form- und kraftschlüssige Verbindung der Filterscheiben mit der Hohlwelle. Da auch die Rückseiten der Distanzringe durch die O-Ringe abgedichtet aneinander gedrückt sind, ist eine definierte und kontrollierte Abdichtung des Gehäuseinneren zur Permeatseite hin sichergestellt. Durch die großzügige Bemessung der Spalte zwischen den Filterscheiben und den Distanzringen haben auch Oberflächenunebenheiten und die herstellungsbedingten Dickenabweichungen der Filterscheiben keinen Einfluss auf die angestrebte Spaltfreiheit. Insgesamt wird gewissermaßen eine Einheit von Distanzringen und Filterscheiben erzielt, mit einer konstanten Breite. Die Breite der Einheit, gemessen über die Rückseiten der Distanzringe, ist innerhalb sehr enger Toleranzen konstant.
• Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 ist es im Rahmen der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn die Distanzringe aus Kunststoff, die Filterscheiben aus einem keramischen Werkstoff und die Hohlwelle aus einem rostfreien Stahl, wie z.B. Edel- oder Duplexstahl, gebildet sind.
• Eine einwandfreie Zentrierung der Distanzringe auf der Hohlwelle wird mit den Merkmalen des Anspruchs 3 dann erzielt, wenn an jedem Distanzring mindestens vier Nocken in Umfangsrichtung zueinander versetzt vorgesehen sind. Hierdurch ist nicht nur eine einwandfreie Zuordnung der Distanzringe zu der Hohlwelle, sondern auch eine stets konzentrische Montage der Filterscheiben zur Achse der Hohlwelle sichergestellt. Die Verwendung von mehr als vier Nocken, die spiegelbildlich zur Achse durch die Mitnehmernase angeordnet sind, ist ebenfalls möglich.
• Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 ist die Hohlwelle mit vier um 90° zueinander versetzten äußeren Längsnuten versehen, die über Radialbohrungen mit dem Inneren der Hohlwelle verbunden sind. Bei der Montage werden die Distanzringe so aufgefädelt, dass die Mitnehmernase eines einem Distanzring jeweils folgenden Distanzrings sich in der nächsten um 90° versetzten Längsnut befindet. Dadurch wird erreicht, dass der Permeatfluss innerhalb einer Längsnut nicht behindert und keine einseitige Massenkonzentration erzeugt wird, die zu Unwuchten führen kann. Das Permeat tritt dann über die inneren Oberflächen der Filterscheiben in den durch die Nocken gebildeten Ringraum umfangsseitig der Hohlwelle ein, gelangt über die Radialbohrungen in das Innere der Hohlwelle und wird von hier stirnseitig nach außen abgeführt.
• Entsprechend Anspruch 5 sind in den Rückseiten der Distanzringe ringförmige Kehlen im Bereich des Außenumfangs vorgesehen, die in die äußeren Oberflächen der Distanzringe münden. Durch zwei derartige einander gegenüberliegende Kehlen wird ein Aufnahmeraum beispielsweise für eine O-Ring-Dichtung (Anspruch 6) gebildet. Dieser Dichtring dichtet folglich den Spalt zwischen den Rückseiten zweier aneinander gedrückter Distanzringe ab. Eine solche Dichtung kann jederzeit während und nach der Montage auf korrekten Einbau hin von außen überprüft werden. Der Dichtring unterliegt dem Druck, welcher im Gehäuseinneren herrscht. Dieser ist höher als der Druck im Raum auf der Permeatseite, also im Inneren der Hohlwelle. Eine solche Dichtung ist auch bei einer durchzuführenden Rückspülung, also bei einer Druckumkehr, sicher. Sie ist sicher gegen Ausblasen.
• Denkbar ist aber auch gemäß Anspruch 7, dass in zwei einander gegenüber liegende Kehlen der Rückseiten benachbarter Distanzringe eine Siegelmasse aus Kunststoff eingebracht wird. Eine solche Siegelmasse kann beispielsweise eingespritzter Kunststoff sein. Hierdurch wird eine komplette dichte äußere Oberfläche auf den Distanzringen erzielt. Auf diese Weise können bei Bedarf mehrere Distanzringe und Filterscheiben zu Montagepaketen zusammengefasst werden.
• Eine weitere vorteilhafte Maßnahme bilden die Merkmale des Anspruchs 8. Danach sind in die einer Filterscheibe zugewandten Stirnseiten der Distanzringe Ringnuten im inneren Umfangsbereich eingearbeitet. Solche Ringnuten dienen der Aufnahme von überschüssigem Kleber beim Fügen der Distanzringe mit den Filterscheiben. Damit wird verhindert, dass Kleber in den Bereich des Permeataustritts an den inneren Oberflächen der Filterscheiben gelangen kann. Nach außen herausgedrückter Kleber kann beispielsweise mit einem Spachtel einfach entfernt werden.
• Nach Anspruch 9 sind die Distanzringe als Spritzgussteile aus einem gefüllten oder ungefüllten Kunststoff gebildet. Ein solcher Kunststoff ist auf die spezifischen prozesstechnischen Anforderungen abstellbar.
• Ein Kunststoff, der eine ausreichende Temperaturbeständigkeit bei 130°C (Sterilisierung), ein geringes Quellverhalten, eine gute Formstabilität auch bei erhöhten Temperaturen und eine gute chemische Beständigkeit gegen saure und basische Reinigungsflüssigkeiten aufweist (Reinigungszyklen) ist gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 beispielsweise Polyethersulfon.
• Als Kleber kommen entsprechend Anspruch 11 vernetzende oder unter Temperatureinfluss aushärtende Einkomponenten- wie auch Zweikomponentensysteme in Frage. Vorteilhaft wird zum Fügen ein vernetzender Kleber auf Silikonbasis verwendet. Dieser Kleber hat auf Polyethersulfon wie auch auf keramischen Werkstoffen gute Hafteigenschaften, erreicht eine hohe Scherfestigkeit, ist alterungsbeständig und verhält sich gegenüber den meisten Medien neutral.
• Die Erfindung sieht gemäß Anspruch 12 vor, dass mindestens mehrere Distanzringe der Hohlwelle zwischen einem Festlager und einem Loslager axial verspannt sind. Hierbei ist das Endmaß der Fügeverpressung erreicht, wenn die axial ausgerichteten Stirnflächen der Nocken und der Mitnehmernasen sowie die Rückseiten der Distanzringe aneinander liegen. Da die Gesamtbreite aller aus einer Kunststoffcharge hergestellten Distanzringe innerhalb sehr enger Toleranzen liegt, kann auf diese Weise ein definiertes Endmaß (Gesamtlänge des Filterscheibenpakets) im Einbauzustand sichergestellt werden. Dies ist im Hinblick auf die relative Zuordnung der Filterscheiben auf zwei Hohlwellen wichtig.
• In diesem Zusammenhang ist es gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13 von Bedeutung, dass das Loslager aus einem gegenüber einem benachbarten Distanzring sowie der Hohlwelle abgedichteten, axial verlagerbaren Druckstück und einer sich einerseits am Druckstück und andererseits an einer an der Hohlwelle fixierbaren Spannscheibe abstützenden Druckfeder gebildet ist.
• Das Festlager kann beispielsweise ein an der Hohlwelle vorgesehener Ringkragen sein. Zwischen dem Druckstück und dem benachbarten Distanzring wird, wie zwischen den Rückseiten zweier Distanzringe, bevorzugt ein O-Ring angeordnet. Ein weiterer O-Ring dichtet zwischen dem Druckstück und der äußeren Oberfläche der Hohlwelle. Er ist vorteilhaft in eine innere Nut des Druckstücks eingebettet. Das Loslager umfasst eine Spannscheibe sowie die Druckfeder, bevorzugt eine Schraubendruckfeder. Mit einer axial auf die Spannscheibe gerichteten Kraft wird das gesamte Distanzringpaket einschließlich der zwischen zwei Distanzringen vorgesehenen Filterscheiben axial derart vorgespannt, dass die erforderliche Dichthaltekraft für die Dichtungen zwischen den Distanzringen gewährleistet ist. Ist das Maß der erforderlichen Vorspannung erreicht, wird die Spannscheibe auf der Hohlwelle fixiert, so dass ein festes Gegenlager für die Druckfeder gebildet wird. Für die Fixierung der Spannscheibe auf der Hohlwelle können Feststellschrauben verwendet werden. Es kann aber auch eine der Spannscheibe zugeordnete Spannvorrichtung mit Keilringen verwendet werden. Ferner ist ein der Spannscheibe zugeordneter positionierbarer loser Klemmring einsetzbar.
• Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung unter erhöhten Temperaturen betrieben, das heißt die axiale Längenausdehnung der Hohlwelle ist größer als die des gesamten Filterscheibenpakets, gebildet durch die Filterscheiben und die Distanzringe, kann anhand der bekannten Federkonstanten die Vorspannkraft im Einbauzustand so gewählt werden, dass im Betriebszustand noch eine ausreichende Dichthaltekraft vorhanden ist.
• Von besonderem Vorteil ist hierbei, dass durch die Vorspannung keinerlei äußere Kräfte auf die Filterscheiben übertragen werden, weil sich die Distanzringe über die Nocken und Mitnehmernasen sowie die Rückseiten unmittelbar aneinander abstützen.
• Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
• 1 in schematischer Perspektive einen Querstromfilter;
• 2 in vergrößertem Maßstab im vertikalen Längsschnitt einen Längenabschnitt einer Hohlwelle mit Distanzringen und Filterscheibe des Querstromfilters entlang der Linie II-II der 3 in Richtung der Pfeile IIa gesehen;
• 3 einen vertikalen Querschnitt durch die Darstellung der 2 entlang der Linie III-III in Richtung der Pfeile IIIa gesehen;
• 4 das Detail IV der 2 in vergrößertem Maßstab;
• 5 einen vertikalen Querschnitt durch die Darstellung der 3 entlang der Linie V-V in Richtung der Pfeile Va gesehen;
• 6 im vertikalen Längsschnitt eine Hohlwelle des Querstromfilters der 1 mit Distanzringen, Filterscheiben und einer Spannvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform und
• 7 die Darstellung der 6 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
• In der 1 ist mit 1 im Schema ein Querstromfilter zur Trennung von inhomogenen Flüssigkeitsgemischen (nachfolgend Fluide genannt) bezeichnet. Der Querstromfilter 1 umfasst in einem gekapselten Gehäuse 2 zwei sich im Abstand nebeneinander erstreckende Hohlwellen 3, 3a aus einem nicht rostenden Stahl. Die Hohlwellen 3, 3a fungieren als Träger von kreisringförmigen Filterscheiben 4 aus einem vorzugsweise keramischen Werkstoff. Es ist zu erkennen, dass die Filterscheiben 4 der einen Hohlwelle 3 zwischen die Filterscheiben 4 der anderen Hohlwelle 3a greifen, so dass sich die Filterscheiben 4 der beiden Hohlwellen 3, 3a teilweise überlappen.
• Das zu trennende Fluid wird gemäß dem Pfeil PF über einen Anschluss 5 in das Innere 6 des Gehäuses 2 geleitet. Von hier aus gelangt das Fluid zu den rotierenden Filterscheiben 4. Das gefilterte Fluid, das Permeat, tritt in das Innere der Filterscheiben 4 ein und wird von hier in das Innere 7 der mit den Filterscheiben 4 Fluid überführend gekoppelten Hohlwellen 3, 3a geleitet. Das Permeat strömt dann in Längsrichtung der Hohlwellen 3, 3a und tritt stirnseitig gemäß dem Pfeil PF1 aus. Der ungefilterte Rückstand, das Retentat, verbleibt im Gehäuseinneren 6 und wird über einen Anschluss 8 gemäß dem Pfeil PF2 abgeführt.
• Wie anhand der 2 bis 5 zu erkennen ist, nehmen jeweils zwei identisch ausgebildete Distanzringe 9 in spiegelbildlicher Zuordnung eine Filterscheibe 4 zwischen einander zugewandten Stirnseiten 10 auf. Die Distanzringe 9 sind als Spritzgussteile aus Polyethersulfon gebildet. Sie besitzen vier gleichmäßig um 90° in Umfangsrichtung zueinander versetzte Nocken 11, die radial nach innen sowie axial vorstehen. Mit ihren Stirnflächen 12 kontaktieren sich die frontal gegenüber liegenden Nocken 11 in der radialen Querebene der Filterscheibe 4.
• Sie stützen sich auf der äußeren Oberfläche 13 einer Hohlwelle z.B. 3 ab. Hierdurch wird zwischen den Distanzringen 9 und der äußeren Oberfläche 13 der Hohlwelle 3 ein Ringspalt 14 gebildet.
• Die 2 und 3 lassen erkennen, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Nocken 11 eines Distanzrings 9 an jedem Distanzring 9 eine Mitnehmernase 15 vorgesehen ist, welche in eine von vier Längsnuten 16 eingreift, die um 90° zueinander versetzt am Umfang der Hohlwelle 3 vorgesehen sind. Diese Längsnuten 16 sind über Radialbohrungen 17 mit dem Inneren 7 der Hohlwelle 3 verbunden.
• Die Filterscheiben 4 umgreifen mit ihren inneren Oberflächen 18 die Nocken 11 und die Mitnehmernasen 15. Mit den einander zugewandten Stirnseiten 10 der Distanzringe 9 sind die Filterscheiben 4 durch einen Kleber 19 in Form eines vernetzenden Klebstoffs auf Silikonbasis verbunden. Damit beim Fügen oder Verpressen des Klebers 19 dieser nicht über den Ringspalt 14 auf die Permeatseite gelangen kann, sind in die Stirnseiten 10 der Distanzringe 9 benachbart der Nocken 11 und Mitnehmernasen 15 Ringnuten 20 eingearbeitet. Diese Ringnuten 20 nehmen überschüssigen Kleber 19 auf. Über die äußeren Oberflächen 21 der Distanzringe 9 vorstehender Kleber 19 kann z.B. abgeschabt werden.
• In den Rückseiten 22 der Distanzringe 9 sind im Bereich des Außenumfangs ringförmige Kehlen 23 vorgesehen, die in die äußeren Oberflächen 21 der Distanzringe 9 münden. In diese Kehlen 23 werden, wie insbesondere die 2 erkennen lässt, O-Ringe 24 eingebettet. Die Position der O-Ringe 24 ist mithin sowohl während der Montage als auch während einer Wartung einwandfrei zu überwachen.
• Um alle oder zumindest eine bestimmte Anzahl von Distanzringen 9 unter Eingliederung der Filterscheiben 4 einwandfrei in Axialrichtung der Hohlwellen 3, 3a verspannen zu können, sind gemäß 6 ein Festlager 25 und ein Loslager 26 vorgesehen.
• Das Festlager 25 besteht beim Ausführungsbeispiel aus einem mit der Hohlwelle 3 einstückig verbundenen Ringkragen 27. Dieser Ringkragen 27 weist ebenfalls eine ringförmige Kehle 28 im Bereich des Außenumfangs auf, welche einer Kehle 23 des benachbarten Distanzrings 9 gegenüberliegt, so dass auch hier ein O-Ring 24 zur einwandfreien Abdichtung eingebettet werden kann.
• Das Loslager 26 umfasst ein auf der äußeren Oberfläche 13 der Hohlwelle 3 axial verlagerbares buchsenartiges Druckstück 29 aus Edelstahl, eine Schraubendruckfeder 30, eine Spannscheibe 31 und einen Klemmring 32, alle ebenfalls aus Edelstahl.
• Das Druckstück 29 besitzt in der dem benachbarten Distanzring 9 zugewandten Stirnseite 33 eine Kehle 34 im Bereich des Außenumfangs, die in die äußere Oberfläche 44 des Druckstücks 29 mündet. Folglich kann auch hier wiederum ein O-Ring 24 in die Kehlen 34 des Druckstücks 29 und 23 des benachbarten Distanzrings 9 eingebettet werden. Gegenüber der Hohlwelle 3 ist das Druckstück 29 durch einen O-Ring 35 abgedichtet, der in eine innere Nut 36 des Druckstücks 29 eingebettet ist.
• Die Schraubendruckfeder 30 umfasst axial vorspringende Zentrieransätze 37, 38 des Druckstücks 29 und der Spannscheibe 31. Der Klemmring 32 ist axial geschlitzt und kann mit Hilfe einer Schraube 39 auf der äußeren Oberfläche 13 der Hohlwelle 3 fixiert werden.
• Bei der Montage der Distanzringe 9 und der Filterscheiben 4 (Filterpaket) wird zunächst mit Hilfe einer auf dieses Filterpaket in Längsrichtung gerichteten Kraft P das Filterpaket axial derart vorgespannt, dass die erforderliche Dichthaltekraft für die O-Ringe 24 zwischen den Distanzringen 9 einerseits und zwischen den Distanzringen 9 und dem Festlager 25 bzw. dem Druckstück 29 andererseits gewährleistet ist. Ist das Maß der erforderlichen Vorspannung erreicht, wird die Spannscheibe 31 mit Hilfe des Klemmrings 32 und der Schraube 39 örtlich fixiert.
• Die Ausführungsform der 7 unterscheidet sich von derjenigen der 6 dadurch, dass die Spannscheibe 31a des Loslagers 26 durch einen Klemmkeilspannsatz 40 auf der äußeren Oberfläche 13 der Hohlwelle 3 fixierbar ist. Dazu besitzt die Spannscheibe 31a eine Hülse 41, die von den Klemmkeilen 42, 43 umgriffen wird. Nach Einstellen der Vorspannkraft wird mit Hilfe des Spannsatzes 40 die Spannscheibe 31a auf der äußeren Oberfläche 13 der Hohlwelle 3 fixiert.

1

Querstromfilter

2

Gehäuse v. 1

3

Hohlwelle

3a

Hohlwelle

4

Filterscheiben

5

Anschluss

6

Inneres v. 2

7

Inneres v. 3, 3a

8

Anschluss

9

Distanzringe

10

Stirnseiten v. 9

11

Nocken an 9

12

Stirnflächen v. 11

13

Oberflächen v. 3, 3a

14

Ringspalt

15

Mitnehmernasen

16

Längsnuten

17

Radialbohrungen

18

innere Oberflächen v. 4

19

Kleber

20

Ringnuten

21

äußere Oberflächen v. 9

22

Rückseiten v. 9

23

Kehlen in 22

24

O-Ringe

25

Festlager

26

Loslager

27

Ringkragen v. 25

28

Kehle in 27

29

Druckstück v. 26

30

Schraubendruckfeder

31

Spannscheibe

31a

Spannscheibe

32

Klemmring

33

Stirnseite v. 29

34

Kehle in 33

35

O-Ring

36

Nut f. 35

37

Zentrieransatz an 29

38

Zentrieransatz an 31

39

Schraube

40

Klemmkeilspannsatz

41

Hülse an 31a

42

Klemmkeil

43

Klemmkeil

44

äußere Oberfläche von 29

P

Axialkraft

PF

Pfeil

PF1

Pfeil

PF2

Pfeil

Claims (13)

1. Querstromfilter zur Trennung von inhomogenen Flüssigkeitsgemischen sowie viskosen und feststoffbeladenen Suspensionen, der in einem Gehäuse (2) eine zum Gehäuseinneren (6) hin fluiddichte Hohlwelle (3, 3a) als Träger von Filterscheiben (4) aufweist, wobei die mit der Hohlwelle (3, 3a) Fluid überführend gekoppelten Filterscheiben (4) in Längsrichtung der Hohlwelle (3, 3a) durch Distanzringe (9) auf Abstand zueinander gehalten sind, welche mit inneren Mitnehmernasen (15) in äußere Längsnuten (16) der Hohlwellen (3, 3a) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei identisch ausgebildete Distanzringe (9) in spiegelbildlicher Zuordnung eine Filterscheibe (4) zwischen einander zugewandten Stirnseiten (10) aufnehmen und mit der Filterscheibe (4) durch einen Kleber (19) dicht verbunden sind, wobei die der Filterscheibe (4) abgewandten Rückseiten (22) der Distanzringe (9) an die Rückseiten (22) weiterer einander spiegelbildlich zugeordneter Distanzringe (9) angedrückt sind, und dass die Filterscheibe (4) mit ihrer inneren Oberfläche (18) von den Distanzringen (9) radial nach innen sowie axial vorstehende und sich frontal kontaktierende Nocken (11) umgreift, die sich an der äußeren Oberfläche (13) der Hohlwelle (3, 3a) abstützen, und wobei zwischen zwei in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Nocken (11) eines Distanzrings (9) eine Mitnehmernase (15) vorgesehen ist, welche in eine mit dem Inneren (7) der Hohlwelle (3, 3a) Fluid überleitend verbundene Längsnut (16) eingreift.
2. Querstromfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzringe (9) aus Kunststoff, die Filterscheiben (4) aus einem keramischen Werkstoff und die Hohlwelle (3, 3a) aus einem rostfreien Stahl gebildet sind.
3. Querstromfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Distanzring (9) wenigstens vier Nocken (11) in Umfangsrichtung zueinander versetzt vorgesehen sind.
4. Querstromfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (3, 3a) vier um 90° zueinander versetzte äußere Längsnuten (16) aufweist, die über Radialbohrungen (17) mit dem Inneren (7) der Hohlwelle (3, 3a) verbunden sind, und dass die Mitnehmernasen (15) der Distanzringe (9) von zwei axial aufeinander folgenden Filterscheiben (4) um 90° zueinander versetzt in Längsnuten (16) eingreifen.
5. Querstromfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rückseiten (22) der Distanzringe (9) ringförmige Kehlen (23) im Bereich des Außenumfangs vorgesehen sind, die in die äußeren Oberflächen (21) der Distanzringe (9) münden.
6. Querstromfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in zwei einander gegenüber liegende Kehlen (23) benachbarter Distanzringe (9) ein O-förmiger Dichtring (24) eingegliedert ist.
7. Querstromfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in zwei einander gegenüber liegende Kehlen (23) der Rückseiten (22) benachbarter Distanzringe (9) eine Siegelmasse aus Kunststoff eingebracht ist.
8. Querstromfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die einer Filterscheibe (4) zugewandten Stirnseiten (10) der Distanzringe (9) Ringnuten (20) im inneren Umfangsbereich eingearbeitet sind.
9. Querstromfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzringe (9) als Spritzgussteile aus einem gefüllten oder ungefüllten Kunststoff gebildet sind.
10. Querstromfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzringe (9) als Spritzgussteile aus Polyethersulfon gebildet sind.
11. Querstromfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Filterscheibe (4) zwischen zwei Distanzringen (9) fixierende Kleber (19) ein Einkomponenten- oder Zweikomponentenkleber ist.
12. Querstromfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens mehrere Distanzringe (9) der Hohlwelle (3, 3a) zwischen einem Festlager (25) und einem Loslager (26) axial verspannt sind.
13. Querstromfilter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Loslager (26) aus einem gegenüber einem benachbarten Distanzring (9) sowie der Hohlwelle (3, 3a) abgedichteten, axial verlagerbaren Druckstück (29) und einer sich einerseits am Druckstück (29) und andererseits an einer an der Hohlwelle (3, 3a) fixierbaren Spannscheibe (31, 31a) abstützenden Druckfeder (30) gebildet ist.