-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filterplatte mit einer zentralen Arbeitsfläche und mit einem die Arbeitsfläche umfangenden Plattenrahmen. Die Arbeitsfläche kann dabei starr oder als elastische Membran ausgestaltet sein. Die Arbeitsfläche trägt auf Ihren Oberflächen in der Regel Noppen, die zur Abfuhr von Flüssigkeiten in den zwischen den Noppen entstehenden Zwischenräumen dienen. Die Arbeitsfläche der Filterplatte wird deshalb auch als Drainagefeld bezeichnet.
-
Der Plattenrahmen umrahmt die Arbeitsfläche nach Art eines Kranzes. Der Plattenrahmen ragt mindestens über eine Seite der Arbeitsfläche senkrecht hinaus. Werden die senkrecht über die Arbeitsfläche hinausragenden Plattenrahmen zweier benachbarter Platten aneinandergelegt, entsteht ein Hohlraum, welcher als Arbeitsraum wirksam ist, nämlich als Filterkammer. Üblicherweise werden mehrere solcher Filterplatten nebeneinander angeordnet zur Bildung einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Filterkammern. Diese Art von Filterplatte wird auch als Kammerfilterplatte bezeichnet. Die nebeneinander angeordneten Filterplatten werden auch als Plattenpaket bezeichnet.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass der Plattenrahmen aus der Arbeitsfläche beidseitig abragt. Jede Filterplatte bildet dann auf beiden Seiten mit ihrer jeweils benachbarten Filterplatte eine Filterkammer.
-
Bei in die Arbeitsfläche oder in den Plattenrahmen eingebaute Baugruppen oder Anbauteile kann es sich um unterschiedlichste Teile handeln, insbesondere Griffe, Griffstücke, Filtrat- oder Suspensionseinläufe bzw. -zuläufe, Filtratausläufe und dergleichen mehr handeln. Diese Teile können entweder an der Filterplatte angebaut oder in die Filterplatte eingebaut, also integriert sein.
-
Die aus dem Stand der Technik bekannten Filterplatten weisen ein hohes Eigengewicht auf. Sie sind deshalb schwer zu heben und zu transportieren. Außerdem sind sehr massive Gestelle mit hoher Tragfähigkeit erforderlich, um ein aus so schweren Platten bestehendes Plattenpacket zu halten.
-
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Filterplatte mit möglichst geringem Eigengewicht anzuheben.
-
Diese Aufgabe ist durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 in erfinderischer Weise gelöst. Die rückbezogenen Ansprüche beinhalten teilweise vorteilhafte und teilweise für sich selbst erfinderische Weiterbildungen dieser Erfindung.
-
Die Arbeitsfläche und / oder der Plattenrahmen und / oder in die Arbeitsfläche oder in den Plattenrahmen eingebaute Baugruppen oder Anbauteile weisen zur Gewichtsreduzierung mindestens zwei Bereiche mit unterschiedlicher Materialfülldichte auf. Eine hohe Materialfülldichte wird dort verwendet, wo eine hohe Festigkeit oder eine hohe Stabilität der Filterplatte erforderlich ist. Infolge der unterschiedlichen Materialfülldichte verschiedener Bereiche der Arbeitsfläche bzw. des Plattenrahmens bzw. in die Arbeitsfläche oder in den Plattenrahmen eingebauter Baugruppen oder Anbauteile entsteht ein geometrisch strukturiertes Formbauteil. Die Arbeitsfläche, der Plattenrahmen und / oder in die Arbeitsfläche oder in den Plattenrahmen eingebaute Baugruppen oder Anbauteile weisen so einen dreidimensional geometrisch strukturierten Volumenaufbau auf. Bereiche mit hoher Festigkeit sind dicht mit Material gefüllt, weisen also eine hohe Materialfülldichte auf, während andere Bereiche nur eine geringere Materialfülldichte aufweisen.
-
Die Filterplatte kann dabei durchgängig aus einem Material bzw. Werkstoff bestehen und Bereiche mit unterschiedlicher Materialfülldichte aufweisen. Es können auch verschiedene Materialien miteinander kombiniert sein. Mit den verschiedenen Materialien können die unterschiedlichlichen Bereiche der Filterplatte mit unterschiedlichen Materialeigenschaften realisiert sein. Es ist aber auch möglich innerhalb der verschiedenen Materialien wiederum jeweils Bereiche mit unterschiedlicher Materialfülldichte zu realisieren.
-
Der erste ins Auge fallende Vorteil ist die durch die Verwendung derartiger Bereiche mit unterschiedlicher Materialfülldichte einhergehende Gewichtsersparnis. Außerdem wird in den Bereichen geringerer Dichte weniger Material verbraucht. Schließlich ist die Filterplatte an ihren jeweiligen Einsatzzweck anwendungsspezifisch anpassbar. Durch Bereiche mit unterschiedlicher Materialfülldichte kann der Temperaturverlauf in der Arbeitsfläche und / oder im Plattenrahmen und / oder in in die Arbeitsfläche oder in den Plattenrahmen eingebauten Baugruppen oder Anbauteilen gleichsam gesteuert werden. Das gleiche gilt für den Verlauf von Biege- und Torsionslinien in der Arbeitsfläche und / oder im Plattenrahmen und / oder in in die Arbeitsfläche oder in den Plattenrahmen eingebauten Baugruppen oder Anbauteilen.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung sind die Arbeitsfläche und / oder der Plattenrahmen und / oder in die Arbeitsfläche oder in den Plattenrahmen eingebaute Baugruppen oder Anbauteile schichtweise aufgebaut. Jede in der Arbeitsfläche und / oder im Plattenrahmen und / oder in Baugruppen oder Anbauteile verbaute Schicht weist dabei eine unterschiedliche Materialfülldichte auf.
-
In weiterer Ausgestaltung ist der Plattenrahmen von einer oder mehreren Bohrungen durchsetzt. Die Bohrungen erstrecken sich dabei nach Art von Kanälen im Inneren des Plattenrahmens und bilden so den Ablauf oder Zulauf der Filterplatte.
-
Da die Außenwände der Filterplatte besonders stark strapaziert sind und in der Regel hohen Belastungen ausgesetzt sind, weisen die Außenwände des Plattenrahmens in der Regel eine sehr hohe Materialfülldichte auf. In vorteilhafter Ausgestaltung weist der Bohrungsmantel der vorerwähnten Bohrungen eine ähnlich hohe, im Extremfall sogar dieselbe Materialfülldichte auf, wie die Außenwände des Plattenrahmens. Zwischen den Außenwänden des Plattenrahmens und dem Bohrungsmänteln sind eine oder mehrere Zwischenschichten mit geringerer Materiafüllldichte angeordnet.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weisen die Außenwände des Plattenrahmens eine deutlich höhere Materialfülldichte auf, als die Bohrungsmäntel. In der Regel sind die Bohrungsmäntel von weit weniger starken Belastungen beaufschlagt, als die Außenwände des Plattenrahmens. Schließlich kann es auch vorteilhaft sein, Bohrungsmäntel mit geringerer Materialfülldichte zu verwenden, um die hohen Temperaturen der durch die Bohrungen geleiteten Flüssigkeiten abzufördern.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung werden zur Reduzierung der Materialfülldichte geometrische Füllmuster verwendet, beispielsweise Wabenstrukturen oder meanderförmig nebeneinanderliegende Materialschichten. Mit den unterschiedlichen Materialfülldichten in verscheidenen Bereichen der Filterplatte können die mechanischen und / oder physikalischen Eigenschaften dieser Bereiche gezielt eingestellt werden.
-
Anhand des in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiels ist die Erfindung mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf die Filterkammer einer Filterplatte,
- 2 den Schnitt II - II aus 1,
- 3 einen Schnitt durch einen Plattenrahmen mit übereinanderliegenden Schichten unterschiedlicher Materialfülldichte,
- 4 eine Seitenansicht eines Plattenrahmens mit fünf nebeneinander liegenden Bohrungen,
- 5 den Schnitt V - V aus 4,
- 6 eine Seitenansicht eines Plattenrahmens mit einer Bohrung,
- 7 den Schnitt VII - VII aus 6,
- 8 eine geschnittene Darstellung eines Plattenrahmens,
- 9 einen Plattenrahmen mit einer zentralen Bohrung und mit der Bohrung zugeordneten Zulaufkanälen,
- 10 einen Plattenrand mit einer zentralen Bohrung,
- 11 einen in eine Filterplatte integrierbaren Filtratablaufeinsatz
- 12 eine gegenüber 11 alternative Ausführung eines Filtratablaufeinsatzes und
- 13 einen in eine Filterplatte integrierbaren Suspensionszulaufeinsatz.
-
Die in 1 dargestellte Filterplatte besteht aus einer zentralen Arbeitsfläche 1 und einem die Arbeitsfläche 1 allseitig umsäumenden Plattenrahmen 2. Der Plattenrahmen 2 weist verstärkte Eckbereiche 3 auf. Dies bedeutet, dass die Eckbereiche 3 sehr viel weiter in die Arbeitsfläche 1 hineinragen als die übrigen Bereiche des Plattenrahmens 2. Schließlich sind am Plattenrahmen 2 außen noch Griffe 4 angebracht, mit der die Filterplatte angehoben und getragen werden kann. Die Unterseiten 5 der Griffe 4 können auch als Auflageflächen dienen, um die Filterplatte auf ein Gestell aufzustellen.
-
In der Schnittdarstellung der 2 ist erkennbar, dass der Rahmen aus einer Schicht hoher Materialfülldichte 6, aus einer Schicht mit waffelmusterartig angeordnetem Material 7 und einer Schicht mit geringer Materialfülldichte 8 gebildet ist.
-
3 zeigt mehrere nebeneinander angeordnete Bauteilschichten 9, 9a, 9b, 9c, 9d, 9e und 9f. Während die oberste Bauteilschicht 9 eine Bauteilschicht hoher Materialfülldichte ähnlich der Schicht 6 in 2 ist, handelt es sich bei der unten in 3 gezeigten Bauteilschicht 9f um eine Schicht geringer Materialfülldichte ähnlich der Schicht 8 in 2. Von der unteren Schicht 9f her gesehen weist die darüber liegende Schicht 9e eine höhere Materialfülldichte auf. Sie hat also ein dichteres Volumen. Die Bauteilschicht 9d weist wiederum eine höhere Materialfülldichte als die Bauteilschichten 9e und 9f auf. Die Bauteilschicht 9c weist eine geringere Materialfülldichte als die beiden darüber angeordneten Bauteilschichten 9b und 9a auf. Mit anderen Worten steigt die Materialfülldichte der Bauteilschichten von der unteren Bauteilschicht 9f bis zur obersten Bauteilschicht 9 kontinuierlich an.
-
Aus der Darstellung der 4 ist ersichtlich, dass die Außenwand 10 des Plattenrahmens 2 eine höhere Materialfülldichte aufweist, als die Zwischenschicht 11. Die Zwischenschicht 11 ist dabei zwischen den Bohrungsmänteln 12 der fünf nebeneinander angeordneten Bohrungen 13 und der Außenwand 10 des Plattenrahmens angeordnet.
-
In der Schnittdarstellung der 5 wird deutlich, dass die Außenwand 10 und der Bohrungsmantel 12 aus Material mit identischer Materialfülldichte bestehen, wobei für den Bohrungsmantel 12 einerseits und die Außenwand 10 verschiedene Wandstärken gewählt sein können. Zwischen der Außenwand 10 und dem Bohrungsmantel 12 ist die Zwischenschicht 11 mit geringerer Materialfülldichte eingebettet. Die Bohrungsenden 14 weisen dabei dieselbe Materialfülldichte auf, wie die Außenwände 10 und die Bohrungsmäntel 12.
-
6 zeigt wiederum ein Beispiel einer Bohrung 13. Hier weisen die Außenwände 10 des Plattenrahmens 2 eine extrem hohe Materialfülldichte auf, während der Bohrungsmantel 12 eine sehr viel geringere Materialfülldichte als die Außenwände 10 des Plattenrahmens 10 aufweisen. Allerdings ist auch die Materialfülldichte des Bohrungsmantels 12 wiederum sehr viel höher als die Materialfülldichte der Zwischenschicht 11. In 8 ist ein Plattenrahmen 2 gezeigt, dessen untere Außenwand 10 eine höhere Wandstärke und damit auch höhrere Materialfülldichte aufweist als die obere Außenwand 10. Zwischen den Außenwänden 10 in 8 sind unterschiedliche Zwischenschichten 11 mit unterschiedlicher Materialfülldichte angeordnet.
-
9 zeigt schließlich einen Ausschnitt eines Plattenrahmens 2 und einer im Plattenrahmen angeordneten Arbeitsfläche 1. Die zwischen den Noppen 15 entstehenden Zwischenräume dienen bei dieser Anordnung als Drainagekanäle. Die Arbeitsfläche 1 wird deshalb auch als Drainagefeld bezeichnet. Weiterhin weist der Plattenrahmen 2 in 9 wiederum eine Außenwand 10 mit hoher Materialfülldichte auf. Die Außenwand 10 flankiert zwei Zulaufkanäle 17 zur Bohrung 13. Die Zulaufkanäle 17 können auch als Ablaufe genutzt werden. Der Bohrungsmantel 12 der Bohrung 13 und die Außenwand 10 sowie die Mäntel der Zulaufkanäle 17 weisen in 9 eine identische Materialfülldichte auf.
-
10 zeigt wiederum einen Ausschnitt einer Filterplatte mit einem Plattenrahmen 2 und einer vom Plattenrahmen 2 umfangenen Arbeitsfläche 1. Die Arbeitsfläche 1 weist auch hier Noppen 15 auf und zwischen den Noppen 15 angeordnete Zwischenräume 16 auf. Es handelt sich beim Ausführungsbeispiel in 10 um eine weitere Filterplatte mit Drainagefeld. Hier weisen die Außenwände 10 des Plattenrahmens 2 eine höhere Materialfülldichte als der Bohrungsmantel 12 der zentralen Bohrung 13 auf. Zwischen dem Bohrungsmantel 12 und der Außenwand 10 des Plattenrahmens 2 ist wiederum eine Zwischenschicht 11 mit geringerer Materialfülldichte angeordnet.
-
11 zeigt einen typischen Filtratablaufeinsatz 18, der in die Arbeitsfläche 1 einer Filterplatte integrierbar ist. Der Filtratablaufeinsatz 18 weist ebenso wie die Arbeitsfläche 1 Noppen 15 und zwischen den Noppen 15 angeordnete Zwischenräume 16 auf. Weiterhin weist der Filtratablaufeinsatz 18 einen von einer Auslauföffnung 19 durchbrochenen Ablaufrand 20 auf. Der Ablaufrand 20 weist im Ausführungsbeispiel eine sehr viel höhere Materialfülldichte auf als die übrigen Bereiche des Filtratablaufeinsatzes 18, beispielsweise die Noppen 15.
-
12 zeigt eine gegenüber 11 alternative Ausführung eines Filtratablaufeinsatzes 18, der in den Palttenrand 2 einer Filterplatte integrierbar ist. Der Filtratablaufeinsatz 18 Ablaufrand 20 auf. Aus dem Ablaufrand 20 springt in einem rechten Winkel eine Abdeckplatte 21 vor. Aus der Abdeckplatte 21 stehen wiederum zur Bildung eines Ablaufgitters Zähne 22 hervor. Zwei benachbarte Zähne 22 lassen dabei zwischen sich jeweils eine Auslauföffnung 19 frei. Der Ablaufrand 20 weist im Ausführungsbeispiel eine sehr viel höhere Materialfülldichte auf als die übrigen Bereiche des Filtratablaufeinsatzes 18, beispielsweise die Zähne 22.
-
13 zeigt schließlich einen Suspensionszulaufeinsatz 23 mit einer zentralen Zulauföffnung 24 und einem in eine in 13 nicht dargestellte Öffnung einsetzbaren Montagekragen 25. Der Montagekragen 25 hat im Ausfürhungsbeispiel eine deutlich höhere Materialfülldichte als die von der Zulauföffnung 24 durchbrochene Deckschicht des Suspensionszulaufeinsatzes 23.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Arbeitsfläche
- 2
- Plattenrahmen
- 3
- Eckbereich
- 4
- Griff
- 5
- Unterseite
- 6
- Schicht mit hoher Materialfülldichte
- 7
- waffelmusterartig angeordnetes Material
- 8
- Schicht mit geringer Materialfülldichte
- 9 (9a bis f)
- Bauteilschichten
- 10
- Außenwand
- 11
- Zwischenschicht
- 12
- Bohrungsmantel
- 13
- Bohrung
- 14
- Bohrungsende
- 15
- Noppe
- 16
- Zwischenraum
- 17
- Zulaufkanal
- 18
- Filtratablaufeinsatz
- 19
- Auslauföffnung
- 20
- Ablaufrand
- 21
- Abdeckplatte
- 22
- Zahn
- 23
- Suspensionszulaufeinsatz
- 24
- Zulauföffnung
- 25
- Montagekragen
