DE102007027035B4

DE102007027035B4 - Filtervorrichtung

Info

Publication number: DE102007027035B4
Application number: DE102007027035A
Authority: DE
Inventors: Heinz Bonn
Original assignee: Larox Oyj
Current assignee: Metso Finland Oy
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2027-06-09
Also published as: DE102007027035A1; BRPI0812406B1; WO2008148720A1; US20100163476A1; US8313645B2; AU2008258605A1; AU2008258605B2; CN101678248B; BRPI0812406A2; CN101678248A; BRPI0812406A8

Abstract

Filtervorrichtung mit mindestens einer Filterkammer (7), die zwischen einer Kammerseite (5) und einer Membranseite (6) zweier parallel zueinander ausgerichteter Filterplatten (1) ausgebildet und mittels zweier Filtertücher (4) unterteilt ist, wobei die Filterplatten (1) auf der Membranseite (6) jeweils eine Membran (3) und einen Auslauf (8) sowie ein die Membran (3) durchdringendes, an dem Auslauf (8) angebrachtes Umlenkelement (12) aufweisen, wobei in einem geschlossenen Zustand der Filtervorrichtung eine Suspension mit einer Fracht derart zwischen die Filtertücher (4) einleitbar ist, dass ein Filtrat die Filtertücher (4) zu der Kammerseite (5) und der Membranseite (6) durchdringt, während sich die Fracht in einem Filterkuchen auf den Filtertüchern (4) ablagert, das Filtrat zunächst im Wesentlichen parallel zum Filtertuch (4) zu dem Auslauf (8) strömt, mittels des Umlenkelements (12) in eine zu dem Filtertuch (4) senkrechte Ausströmrichtung (9) umgelenkt wird und durch den Auslauf (8) ausströmt, und wobei in einem geöffneten Zustand der Filtervorrichtung die Filterplatten...

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung mit mindestens einer Filterkammer, die zwischen einer Kammerseite und einer Membranseite zweier parallel zueinander ausgerichteter Filterplatten ausgebildet und mittels zweier Filtertücher unterteilt ist, wobei die Filterplatten auf der Membranseite jeweils eine Membran und einen Auslauf sowie ein die Membran durchdringendes, an dem Auslauf angebrachtes Umlenkelement aufweisen, wobei in einem geschlossenen Zustand der Filtervorrichtung eine Suspension mit einer Fracht derart zwischen die Filtertücher einleitbar ist, dass ein Filtrat die Filtertücher zu der Kammerseite und der Membranseite durchdringt, während sich die Fracht in einem Filterkuchen auf den Filtertüchern ablagert, das Filtrat zunächst im Wesentlichen parallel zum Filtertuch zu dem Auslauf strömt, mittels des Umlenkelements in eine zu dem Filtertuch senkrechte Ausströmrichtung umgelenkt wird und durch den Auslauf ausströmt, und wobei in einem geöffneten Zustand der Filtervorrichtung die Filterplatten einen Abstand aufweisen, so dass die Filtertücher mit dem Filterkuchen aus der Filterkammer entnehmbar sind, wobei das Umlenkelement mit einem Dichtrand der Membran bündig abschließt, wobei das Umlenkelement in dem Auslauf selbsthemmend angebracht und ein Stutzen des Umlenkelements in den Auslauf eingepasst ist.
Filtervorrichtungen mit der vorgenannten Anordnung einer Mehrzahl von Filterplatten als Plattenstapel und zwischen je zwei auf einander liegenden oder neben einander stehenden Filterplatten ausgebildeten Filterkammern sind beispielsweise aus DE 32 22 987 A1 , DE 32 22 988 A1 und DE 199 05 674 C1 sowie aus DE 103 31 383 A1 , DE 103 03 817 A1 und DE 36 00 526 A1 allgemein bekannt. In den Filterkammern – im Wesentlichen in der jeweiligen Trennebene zwischen den aneinander angrenzenden Filterplatten – liegt das Filtertuch und eine gummielastische Membran.
Aus JP 06091111 A ist eine Filtervorrichtung mit einem rotationssymmetrischen Umlenkelement bekannt, in das das Filtrat von allen Seiten gleichmäßig einläuft, das auch bei hohen Arbeitsdrücken ein Eindrücken des Filtertuchs in den Filtratauslass (und in der Folge ein Reißen des Filtertuchs) vermeidet.
Im Betrieb solcher Filtervorrichtungen wird den Filterkammern eine zu filtrierende Suspension unter Druck zugeführt und durch das Filtertuch gepresst. Auf dem Filtertuch lagert sich hierbei die Feststofffracht der Suspension als „Filterkuchen" ab. Das gefilterte, von der Fracht gereinigte Filtrat fließt unterhalb des Filtertuchs durch den Auslass (annähernd drucklos) aus den Filterkammern ab.
Durch Beaufschlagung des Auslasses mit einem Waschmedium – beispielsweise Wasser – kann der Filterkuchen anschließend gespült werden. Nach Abschluss des Filtrationsprozesses wird der „Pressmittelraum" auf der Membranseite der Filterkammer mit einem Pressmittel – Luft oder wiederum beispielsweise Wasser – beaufschlagt. Das Filtertuch presst dann die im Filterkuchen verbleibende Flüssigkeit ab. Durch Beaufschlagung des Auslasses mit Luft kann der Filterkuchen anschließend getrocknet werden.
Die Membran weist einen umlaufenden Randwulst auf, der im Betrieb der Filtervorrichtung in einer die Filterkammer umschließenden Nut auf der Membranseite in der Filterplatte einliegt. Die Filterkammer und der auf der Membranseite in der Filterplatte ausgebildete Boden der Filterkammer überdecken im Wesentlichen dieselbe Fläche, so dass der Randwulst bei geschlossener Filterkammer auf der Filterplatte abgestützt ist.
Im Filtrationsbetrieb der bekannten Filtervorrichtungen wird das ausströmende Filtrat durch das Filtertuch in den Ablauf umgelenkt. Darüber hinaus dringt das beim Filtrationsprozess auf der Membranseite auf die Membran gepresste Filtertuch in die dort ausgebildeten offenen Ablaufschlitze. Vor dem Ablauf lagern sich Teile der Feststofffracht der Suspension ab, die – um eine Blockade von Einlauföffnungen und damit eine reduzierte Leistungsfähigkeit der zugeordneten Filterkammer zu vermeiden – durch regelmäßiges Spülen und gegebenenfalls manuelle Reinigung der betreffenden Bauteile entfernt werden müssen.
Weiterhin wird durch den Ablauf nach Abschluss der Filtration auch das Waschmedium und Trockenluft unter Druck in die Filterkammer geführt und trifft hier mit hoher Geschwindigkeit senkrecht (oder nahezu senkrecht) auf das Filtertuch, wodurch dieses insbesondere von in der Trockenluft mitgeführten Feststoffpartikeln (aus Ablagerungen im Filtratkanal) regelrecht zerschossen und insgesamt stark verschlissen wird. Auch hier erfolgt die Umlenkung der Strömung des Fluids in eine Richtung parallel zum Filtertuch durch das Filtertuch, was wiederum zu einer erheblichen Belastung des Filtertuchs führt.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ablauf zuverlässig offen zu halten und das Filtertuch vor Abrasion zu schützen.
Lösung
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Filtervorrichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen. Das Umlenkelement besteht vorzugsweise aus einem festen Kunststoff, wie beispielsweise PP, hält den Ablaufquerschnitt offen und lenkt gleichermaßen im Filtrationsbetrieb, wie beim Spülen und Trocknen des Filterkuchens die Strömungsrichtung des jeweils strömenden Fluids um, ohne das Filtertuch zu belasten.
Der die Strömungsumlenkung im Wesentlichen bewirkende, den Auslauf im Innern der Filterkammer mindestens teilweise überragende Bereich der Wandung des Umlenkelements verhindert außerdem während der Filtration das aus dem Stand der Technik bekannte Verlegen des Auslaufs durch das Filtertuch.
An einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung schließt das Umlenkelement mit einem Dichtrand der Membran bündig ab. Die Kanten des Umlenkelements sind in die Membran eingebettet und setzen insbesondere dem Entnehmen des Filtertuchs nach der Filtration keinen Widerstand entgegen.
Bevorzugt deckt eine Deckplatte des Umlenkelements einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung eine Mehrzahl von auf der Membranseite zu dem Auslauf führenden Ablaufschlitzen ab. Diese Deckplatte vermeidet auch ein Verlegen der zu dem Auslauf führenden Ablaufschlitze durch das Filtertuch und die dort aus dem Stand der Technik bekannte Bildung von so genannten „Kuchenfingern".
Das Umlenkelement ist an einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung in dem Auslauf selbsthemmend angebracht. Die Montage und Demontage des Umlenkelements ist so besonders einfach.
Weiterhin ist an einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung ein Stutzen des Umlenkelements in den Auslauf eingepasst. Ein solches Umlenkelement kann im Filtrationsbetrieb quer zur Auslaufrichtung seine Lage nicht verändern.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen
1 ein Detailschnitt einer Filterplatte einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung,
2 ein Detailschnitt des Plattenpakets dieser Filtervorrichtung,
3 ein Umlenkelement dieser Filtervorrichtung und
4 ein Detail einer Membran dieser Filtervorrichtung.
In einem stählernen Rahmen einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung ist eine Mehrzahl von Filterplatten 1 aus PP, wie sie in 1 in einem Detail dargestellt ist, halterbar. In Betriebsstellung der Filtervorrichtung sind die Filterplatten 1 vertikal ausgerichtet in einem Pressengestell zu einem Plattenpaket 2 zusammen gepresst. Zwischen benachbarten Filterplatten 1 befindet sich jeweils im Wesentlichen in der Trennebene eine Membran 3 aus Gummi und zwei Filtertücher 4. Die Filtervorrichtung, der Rahmen und das Pressengestell sind nicht dargestellt. 2 zeigt einen Detailschnitt des Plattenpakets 2 der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung.
Jede Filterplatte 1 weist eine Kammerseite 5 und eine Membranseite 6 auf. Durch Kombination der Filterplatte 1 mit gleichartigen Filterplatten 1 entsteht ein Plattenpaket 2 mit Filterkammern 7 zwischen den Filterplatten 1. Auf der Membranseite 6 außerhalb der Filterkammer 7 weist die Filterplatte 1 einen Auslauf 8 mit neun in einer zu der Trennebene senkrechten Ausströmrichtung 9 zueinander parallel verlaufenden rohrförmigen Auslaufkanälen 10 auf, die noch in der Filterplatte 1 in einen parallel zu der Trennebene verlaufenden, gleichfalls rohrförmigen Sammler 11 münden.
Die Filterplatte 1 ist mit einem in 3 einzeln dargestellten Umlenkelement 12 aus PP versehen, das mit einem Stutzen 13 in den Auslauf 8 eingepasst ist. In dem Stutzen 13 sind die Auslaufkanäle 10 zunächst entgegen der Ausströmrichtung 9 fortgesetzt und münden jeweils in parallel zueinander und zu der Trennebene ausgerichtete Einströmöffnungen 14, die von einer Deckplatte 15 überkragt sind.
Das Umlenkelement 12 schließt in Betriebsstellung der Filtervorrichtung mit einem Dichtrand 16 der in 4 im Detail dargestellten Membran 3 bündig ab. Der Stutzen 13 ist in einen an der Membran 3 ausgebildeten Kragen 19 und in den Auslauf 8 der Filterplatte 1 eingepasst und in beiden selbsthemmend gehaltert.
Im Filtrationsbetrieb der Filtervorrichtung wird eine mit einer Feststofffracht belastete Suspension über einen nicht dargestellten Einlauf jeweils zwischen die Filtertücher 4 in die Filterkammern eingeleitet. Bei der Filtration durchdringt das Filtrat zunächst das Filtertuch 4 zu der Filtratseite 17 der Filtertücher 4 und fließt im Wesentlichen drucklos aus der Filterkammer 7 auf der Membranseite 6 durch in der Membran 3 ausgebildete, offene Ablaufschlitze 20 in jeweils eine zugeordnete Einströmöffnung 14 in die Umlenkelemente 12 und in den Auslauf 8 ab. Die Feststofffracht der Suspension lagert sich hierbei als (nicht dargestellter) „Filterkuchen" auf der Kuchenseite 18 der Filtertücher 4 ab.
Das Umlenkelement 12 wird zur Montage der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung in den Kragen 19 der Membran 3 eingedrückt. Die Demontage erfolgt beispielsweise mittels zweier breiter Schraubendreher oder einfacher Montagehebel.
Das Umlenkelement 12 schützt die Ablaufschlitze 20 gegen das Eindringen des Filtertuchs 4 infolge des Kammerüberdrucks, so dass der Ablaufquerschnitt der Ablaufschlitze 20 für das ablaufende Filtrat – oder in umgekehrter Richtung für einströmendes Waschmedium oder einströmende Luft – offengehalten wird. Die Strömungsrichtung des Waschmediums und der Trockenluft wird im Umlenkelement 12 umgelenkt und das Filtertuch 4 geschont. Außerdem stellt sich beim Waschen und Trocknen eine gleichmäßigere Verteilung der Strömung in der gesamten Filterkammer 7 ein, wodurch diese Arbeitsabläufe erheblich verkürzt und die Menge des benötigten Fluids signifikant verringert werden kann.
In den Figuren sind

1: Filterplatte
2: Plattenpaket
3: Membran
4: Filtertuch
5: Kammerseite
6: Membranseite
7: Filterkammer
8: Auslauf
9: Ausströmrichtung
10: Auslaufkanal
11: Sammler
12: Umlenkelement
13: Stutzen
14: Einströmöffnung
15: Deckplatte
16: Dichtrand
17: Filtratseite
18: Kuchenseite
19: Kragen
20: Ablaufschlitz

Claims

Filtervorrichtung mit mindestens einer Filterkammer (7), die zwischen einer Kammerseite (5) und einer Membranseite (6) zweier parallel zueinander ausgerichteter Filterplatten (1) ausgebildet und mittels zweier Filtertücher (4) unterteilt ist, wobei die Filterplatten (1) auf der Membranseite (6) jeweils eine Membran (3) und einen Auslauf (8) sowie ein die Membran (3) durchdringendes, an dem Auslauf (8) angebrachtes Umlenkelement (12) aufweisen, wobei in einem geschlossenen Zustand der Filtervorrichtung eine Suspension mit einer Fracht derart zwischen die Filtertücher (4) einleitbar ist, dass ein Filtrat die Filtertücher (4) zu der Kammerseite (5) und der Membranseite (6) durchdringt, während sich die Fracht in einem Filterkuchen auf den Filtertüchern (4) ablagert, das Filtrat zunächst im Wesentlichen parallel zum Filtertuch (4) zu dem Auslauf (8) strömt, mittels des Umlenkelements (12) in eine zu dem Filtertuch (4) senkrechte Ausströmrichtung (9) umgelenkt wird und durch den Auslauf (8) ausströmt, und wobei in einem geöffneten Zustand der Filtervorrichtung die Filterplatten (1) einen Abstand aufweisen, so dass die Filtertücher (4) mit dem Filterkuchen aus der Filterkammer (7) entnehmbar sind, wobei das Umlenkelement (12) mit einem Dichtrand (16) der Membran (3) bündig abschließt, wobei das Umlenkelement (12) in dem Auslauf (8) selbsthemmend angebracht und ein Stutzen (13) des Umlenkelements (12) in den Auslauf (8) eingepasst ist.
Filtervorrichtung nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Deckplatte (15) des Umlenkelements (12) eine Mehrzahl von auf der Membranseite (6) zu dem Auslauf (8) führenden Ablaufschlitzen (20) abdeckt.