DE10216305A1

DE10216305A1 - Filtervorrichtung, Filterwagen und Nachrüstsatz für Filtervorrichtungen

Info

Publication number: DE10216305A1
Application number: DE10216305A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Strohm; Georg Schnieder
Original assignee: Pall Corp
Current assignee: Pall Corp
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2003-11-06
Also published as: CA2480085A1; JP2005522309A; EP1492606A1; US20050061726A1; WO2003084636A1

Abstract

Es wird eine Filtervorrichtung beschrieben, bei der Tropfverluste verringert oder ganz vermieden werden und deren Bestückung bzw. der Austausch der Filterelemente vereinfacht ist. Die Filtervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Endplatte (4) und der Druckplatte (2) mindestens ein auf den Holmen (3) verfahrbarer Filterwagen (20) mit druckfester Außenwand (21) vorgesehen ist, der mindestens eine Kammer (25) zur Aufnahme mindestens eines aus Filterelementen zusammengesetzten Filtermoduls (40) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung mit einer durch eine Preßvorrichtung auf mindestens zwei Holmen bewegbar gelagerten Druckplatte, und mit einer über die Holme mit der Druckplatte verbundene, ortsfeste Endplatte, wobei die Druckplatte und/oder die Endplatte Anschlüsse für Unfiltrat und Filtrat aufweist und wobei zwischen der Druckplatte und der Endplatte Raum zur Aufnahme von Filterelementen vorgesehen ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Filterwagen sowie auf einen Nachrüstsatz für Filtervorrichtungen.
Derartige Filtervorrichtungen werden auch als Filterpressen bezeichnet, weil die Filterelemente vor der Filtration mittels der Preßvorrichtung gegeneinander gepreßt werden. Eine horizontale Filterpresse 1' gemäß des Standes der Technik ist in der Fig. 1 schematisch dargestellt.
Auf einem mit Ständer 8 versehenen Gestell ist eine verschiebbare Druckplatte 2 und eine Endplatte 4 angeordnet, zwischen denen in alternierender Anordnung Filterplatten 5 und Filterrahmen 6 vorgesehen sind. Zwischen den Filterplatten 5 und den Filterrahmen 6 sind die Filterelemente, insbesondere Filterschichten, eingespannt. Die Filterplatten 5 und Filterrahmen 6 sind auf zwei zwischen der Druckplatte 2 und der Endplatte 4 angeordneten Holmen 3 verschiebbar gelagert, so daß mittels der Preßvorrichtung, die in der hier gezeigten Ausführungsform eine Spindel 9 und ein Handrad umfaßt, zusammengepreßt werden können. Zwischen dem Paket aus Filterplatten und Filterrahmen und der jeweiligen Endplatte bzw. der Druckplatte ist eine Adapterplatte 7 vorgesehen, die die Verbindung zu den Filtrat- und Unfiltratanschlüssen in oder an der Endplatte 4 bzw. Druckplatte 2 herstellt.
Diese Filterpressen werden zur Klär-, Entkeimungs- oder Rückstandsfiltration von Flüssigkeiten verwendet und werden beispielsweise in der chemischen und pharmazeutischen Industrie sowie der Getränkeindustrie eingesetzt.
Die Vorteile dieser Schichtenfilterpressen bestehen darin, daß der Aufbau der Gestelle einfach ist, daß die Filtervorrichtungen durch eine Erhöhung der Anzahl der Filterplatten beliebig erweitert oder verkleinert werden können, so daß eine Anpassung an die Filtrationsaufgabe gewährleistet ist, daß die Filtervorrichtung gut entlüftet und entleert werden kann und daß die Filterplatten zum Austausch der Filterelemente leicht zugänglich sind.
Dem stehen jedoch eine Reihe von Nachteilen gegenüber. So dienen die Filterelemente auch als Dichtung zwischen den Filterplatten und Filterrahmen, so daß durch die Porosität der Filtermaterialien Bypässe unvermeidbar sind. Das unerwünschte Austreten von Unfiltrat oder Filtrat wird in der Praxis als Tropfverluste bezeichnet. Außerdem kann das Fluid durch ein- oder ausdiffundierende Stoffe beeinträchtigt werden. Im Falle der Filtration von Fluiden mit toxischen Inhaltsstoffen können diese durch die Bypässe in die Umwelt gelangen.

Um hier Abhilfe zu schaffen, wurden bisher verschiedene Ansätze verfolgt. Aus der DE 35 20 171 A1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt, bei der das durch horizontal hintereinander angeordnete Filterelemente gebildete Filterpaket einschließlich dessen Abstützung mit einem umgebenden Schutzmantel ausgestattet ist. Dieser Schutzmantel verhindert, daß bei der Filtration aus dem Filterpaket austretende Leckagen das Bedienungspersonal beeinträchtigen bzw. das Filterpaket verunreinigt wird. Der Schutzmantel ist für die Öffnungslage der Filterpresse wenigstens aus dem Bereich der Filterelemente des Filterpakets vollständig entfernbar, insbesondere für Arbeiten an den Filterelementen, für den ungehinderten Austausch der Filterelemente und für das Entfernen des verwertbaren oder unverwertbaren Filterkuchens. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß ein erheblicher Platzbedarf erforderlich ist und daß diese Vorrichtung nicht nachrüstbar ist.

Aus der WO 99/17861 ist eine Filterpresse bekannt, bei der zwischen den Filterschichten eine spezielle Wachsschicht zur Abdichtung und zur Vermeidung von Tropfverlusten vorgesehen ist.

Eine aufwendige Abdichtung ist auch aus der DE 39 06 816 C3 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Filtervorrichtung Tropfverluste zu verringern oder ganz zu vermeiden und die Bestückung der Filtervorrichtung bzw. den Austausch der Filterelemente zu vereinfachen. Insbesondere sollen die bestehenden Filtervorrichtungen durch die erfindungsgemäßen Verbesserungen nachgerüstet werden können, so daß die bestehenden Gestelle und Preßvorrichtungen sowie Druck- und Endplatten mit den dazugehörigen Anschlüssen in unveränderter Form weiterverwendet werden können.

Diese Aufgabe wird mit einer Filtervorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zwischen der Endplatte und der Druckplatte mindestens ein auf den Holmen verfahrbarer Filterwagen mit einer druckfesten Außenwand vorgesehen ist, der mindestens eine Kammer zur Aufnahme mindestens eines aus Filterelementen zusammengesetzten Filtermoduls aufweist.

Unter Filtermodulen werden alle Anordnungen von Filterelementen verstanden, die zu einem Paket zusammengefügt sind und somit eine handhabbare Einheit bilden, wobei das Filtermodul von der Außenseite her vom Unfiltrat anströmbar sein soll und im Innern mindestens einen Filtratsammelkanal aufweist. Beispielhafte Filtermodule, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung verwendet werden können, werden beispielsweise in DE 198 37 257 A1, DE 197 05 856 A1 und DE 197 05 855 A1 beschrieben. Bei diesen bekannten Filtermodulen reicht es aus, wenn die einzelnen Filterelemente lediglich zu Transportzwecken gegeneinander fixiert sind, ansonsten jedoch in Längsrichtung gegeneinander verschiebbar miteinander befestigt sind, so daß in der Filtervorrichtung ein Zusammenpressen des Filtermoduls möglich ist. Es können auch vorverpreßte Module verwendet werden, wie diese in der DE 100 29 960 A1 beschrieben werden.

Auch wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung vom Prinzip her lediglich einen Filterwagen mit einer Kammer und einem Filtermodul aufweisen kann, so wird die Filtervorrichtung bevorzugt mit mehreren Filterwagen bestückt, die jeweils mehrere Kammern aufweisen und somit mehrere Filtermodule aufnehmen. Welche Ausführungen des Filterwagens bevorzugt sind, wird nachfolgend noch beschrieben.

Die Filterwagen werden anstelle der herkömmlich vorgesehenen Filterplatten und Filterrahmen auf die Holme gesetzt, auf denen die Filterwagen verfahrbar angeordnet sind. Zum Bestücken der Filtervorrichtung wird die Preßvorrichtung gelöst und die Filterwagen auseinandergefahren, so daß die Kammer oder die Kammern zugänglich sind und mit den vorbereiteten Filtermodulen gefüllt werden können. Nach dem Bestücken der Filterwagen mit den Filtermodulen werden diese lediglich zusammengefahren und mittels der Preßvorrichtung wird der notwendige Druck aufgebracht, damit die Filtermodule mit ihren Filtratsammelkanälen gegen die entsprechenden Filtratöffnungen in den entsprechenden Zu- und Ableiteinrichtungen gedrückt werden. Gleichzeitig werden hierbei auch die Filterwagen gegeneinandergedrückt, wobei zwischen den Filterwagen vorzugsweise Dichtungen angeordnet sind, damit das Fluid nicht austreten kann. Innerhalb der Filterwagen bzw. der Kammern wird eine Druckfiltration durchgeführt und das entstehende Filtrat durch die Filtratsammelkanäle der Filtermodule über die in Adapter, End- oder Druckplatte vorhandenen Filtratabläufe abgeführt.

Bestehende Filtervorrichtungen können durch die erfindungsgemäßen Filterwagen nachgerüstet werden. Die Nachrüstung kann kostengünstig durchgeführt werden, weil keine Änderung der bestehenden Anschlüsse notwendig ist. Die Nachrüstung oder Umrüstung kann ohne Zeitverzögerung durchgeführt werden, weil lediglich die Filterplatten und Filterrahmen durch die Filterwagen ausgetauscht werden müssen. Auch ist eine Rückkehr zum alten System für den Anwender jederzeit möglich.

Dadurch, daß ein geschlossenes System zur Verfügung gestellt wird, entstehen keine Produktverluste, keine Kontamination der Umgebung und ein Eindringen von Gasen aus der Umgebung in die Filtervorrichtung wird verhindert.

Darüber hinaus sind weniger Dichtungen notwendig, weil allenfalls Dichtungen zwischen den Filterwagen und den Filterwagen und dem Adapter oder der End- und Druckplatte erforderlich sind. Die Kammern der Filterwagen sind besser reinigbar und sterilisierbar und der Austausch der Filtermodule geht schneller vonstatten als ein Austausch einzelner Filterplatten bzw. der in den Filterplatten angeordneten Filterelemente, insbesondere der Filterschichten. Nach der Filtration werden die kompletten Filtermodule als Einheit entsorgt, so daß mit wenigen Handgriffen die Filtervorrichtung mit neuen Filtermodulen bestückt werden kann. Filtration und Handhabung werden insgesamt deutlich verbessert.

Um den Wechsel der Filtermodule weiter zu beschleunigen, kann zusätzlich eine Hebevorrichtung vorgesehen sein, mit der die Filterwagen aus dem Zwischenraum zwischen Druck- und Endplatte angehoben werden, so daß die Stirnseiten des ersten und letzten Filterwagens freiliegen. Wenn eine Neubestückung vorgenommen wird, werden unverbrauchte Filtermodule in die Kammern eingeschoben und hierbei gleichzeitig die verbrauchten Filtermodule an der gegenüberliegenden Seite ausgestoßen. Mit wenigen Handgriffen ist somit eine Neubestückung möglich. Anschließend werden die Filterwagen mittels der Hebevorrichtung abgesenkt und auf den Holmen der Filtervorrichtung abgesetzt.

Vorzugsweise erstreckt sich die Längsachse der Kammer parallel zu den Holmen. Dies hat den Vorteil, daß bei der Hintereinanderanordnung mehrerer Filterwagen die in den Kammern befindlichen Filtermodule hintereinander angeordnet sind und somit die Anzahl der Filterwagen und Filtermodule innerhalb der Filtervorrichtung frei wählbar ist.

Die Filterwagen sind vorzugsweise ein- oder beidseitig geöffnet, so daß die Filtermodule in den Filterwagen eingebracht werden können. Wenn der Filterwagen lediglich einseitig geöffnet ist, besitzt er am gegenüberliegenden Ende eine Stirnwand mit an das Filtermodul angepaßten Filtrat- und Unfiltratöffnungen. Diese Stirnwände können lösbar mit dem Filterwagen (z. B. durch Schrauben oder gesteckt) verbunden sein oder sie sind verschweißt. Diese Ausführungsform ist dann von Vorteil, wenn eine große Anzahl von Filterwagen hintereinander angeordnet wird und die Gefahr besteht, daß die Aneinanderreihung einer Vielzahl von Filtermodulen nach dem Zusammenpressen zu einer Durchbiegung der Modulreihe führt, wodurch insbesondere im Bereich der aneinanderliegenden Filtratkanäle der Filtermodule Undichtigkeiten auftreten können. Insgesamt wird durch einseitig geschlossene Filterwagen eine größere Stabilität hinsichtlich der Anordnung der Filtermodule erzielt.

Vorzugsweise ist der Filterwagen im Querschnitt rechteckig. Die Filterkammer oder Filterkammern können dadurch ebenfalls rechteckig ausgebildet werden, so daß im Querschnitt rechteckige Filtermodule verwendet werden können.

Da während der Filtration das Unfiltrat mit Drücken bis zu 10 bar in die Filterkammer gedrückt wird, muß die Außenwand des Filterwagens diesem Druck standhalten. Je nach Größe des Filterwagens und der im Filterwagen angeordneten Kammern kann es erforderlich sein, mindestens eine horizontale und/oder vertikale auf Zug belastbare Strebe vorzusehen. Diese Strebe oder diese Streben werden vorzugsweise derart angeordnet, daß sie eine Begrenzung der Kammer oder der Kammern bilden. Diese Streben können als Stützkreuz oder als Zwischenwände mit Durchlaßöffnungen für das Unfiltrat ausgebildet sein. Die Streben können derart ausgebildet sein, daß sie die Kammern leckdicht oder nicht leckdicht abgrenzen.

Um eine problemlose Nachrüstung von bestehenden Filtervorrichtungen zu gewährleisten, die im allgemeinen in drei Standardgrößen verfügbar sind, ist es von Vorteil, wenn der Filterwagen ein, vier oder neun Kammern aufweist, deren Querschnitte einem vorgegebenen Rastermaß entsprechen. Die Kammern sind vorzugsweise neben- und übereinander im Filterwagen angeordnet. Hierbei sind die Wagen vorzugsweise im Querschnitt quadratisch ausgebildet mit Kantenlängen von 400 mm, 600 mm und 1000 mm. Diese Außenabmessungen erlauben eine Anordnung von Kammern mit Innenabmessungen von ca. 280 mm, so daß ein und derselbe Filtermodultyp in allen drei Baugrößen der Filterwagen ohne zusätzliche Anpassung eingesetzt werden kann.

Vorteilhafterweise weist der Wagen in Richtung seiner Längsachse mindestens zwei hintereinanderliegende Kammern auf, die durch eine vertikale Zwischenwand mit Filtrat- und Unfiltratöffnungen voneinander getrennt sind. Es wird dadurch möglich, relativ lange Wagen herzustellen, so daß eine Filtervorrichtung mit wenigen Wagen auskommt. Die Anzahl der Dichtstellen wird dadurch erheblich verringert.

Damit die Filtermodule beim Zusammenfahren der Preßvorrichtung komprimiert werden können, ist die Länge L₁ der Kammer kleiner L₂, wobei L₂ die Länge des in der Kammer einsetzbaren Filtermoduls bezeichnet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind zwischen zwei Filterwagen an den Querschnitt des Wagens angepaßte Zwischenplatten angeordnet, die Filtrat- und Unfiltratöffnungen aufweisen. Diese Zwischenplatten erfüllen dieselbe Funktion wie die stirnseitigen Wände der einseitig geöffneten Filterwagen. Die Zwischenschaltung von Zwischenplatten dient zur Erhöhung der Stabilität der Filtermodulanordnung.

Diese Zwischenplatten sind vorzugsweise auf den Holmen ebenfalls verfahrbar gelagert, so daß bei einem Auseinanderfahren der Filterwagen die Zwischenplatten nicht herunterfallen können.

Zwischen der Druckplatte und dem benachbarten Filterwagen und/oder der Endplatte und dem benachbarten Filterwagen ist vorzugsweise ein Adapter mit Mitteln zum Zuführen von Unfiltrat und Abführen von Filtrat angeordnet.

Vorzugsweise umfaßt der Adapter eine dem Filterwagen benachbarte Lochplatte und eine zwischen Lochplatte und Endplatte oder Druckplatte angeordneten Adapterrahmen. Die Lochplatte kann am Adapterrahmen lösbar z. B. durch Schrauben oder durch eine Steckverbindung befestigt oder auch verschweißt sein. Mittels des Adapters ist eine Anpassung an die bestehenden Anschlüsse der Druck- bzw. Endplatte und der verwendeten Filtermodule möglich.

Vorzugsweise weist die Lochplatte Filtrat- und Unfiltratöffnungen auf.

Der Adapterrahmen verbindet die in der Druckplatte und/oder Endplatte vorgesehenen Anschlüsse für Filtrat und Unfiltrat mit dem Filtermodul oder den Filtermodulen zu einem oder mehreren Filterkreisläufen.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Adapterrahmen eine Zwischenwand auf, die den vom Rahmen begrenzten Innenraum in einen Filtrat- und einen Unfiltratraum unterteilt, wobei die beiden Räume an die Filtrat- und Unfiltratanschlüsse der Druck- oder Endplatte angeschlossen sind. Die Filtratkammer ist über in der Unfiltratkammer angeordnete Filtratleitungen an die Filtratöffnungen der Lochplatte oder die Unfiltratkammer ist über in der Filtratkammer angeordnete Unfiltratleitungen an die Unfiltratöffnungen der Lochplatte angeschlossen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Adapterrahmen Anschlußmittel für die Zuführung von Unfiltrat und die Abführung von Filtrat auf, wobei die Filtratanschlußmittel über Filtratleitungen an die Filtratöffnungen der Lochplatte oder die Unfiltratanschlußmittel über Unfiltratleitungen an die Unfiltratöffnungen der Lochplatte angeschlossen sind.

Vorzugsweise werden in der Filtervorrichtung Filtermodule mit Filterelementen eingesetzt, die in Richtung der Längsachse des Filtermoduls gegeneinander beweglich miteinander verbunden sind, so daß beim Zusammenfahren der Preßvorrichtung ein Zusammendrücken der Filterelemente und der Filtermodule möglich ist, so daß die erforderliche Abdichtung sowohl zwischen den Filtermodulen als auch zwischen den Filterelementen und den Filtermodulen und den Zwischenplatten bzw. Adaptern ermöglicht wird.

Damit das Filtermodul mit allseits gleichmäßigem Abstand innerhalb der Filterkammer angeordnet werden kann, besitzt das Filtermodul an dem Außenumfang vorstehende Distanzelemente. Es ist auch möglich, diese Distanzelemente in der Filterkammer vorzusehen.

Die Erfindung umfaßt auch Filterwagen für Filterpressen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie eine druckfeste Außenwand aufweisen, die mindestens eine Kammer zur Aufnahme eines aus Filterelementen zusammengesetzten Filtermoduls umschließt, wobei die Filterwagen ein- oder beidseitig zum Einbringen der Filtermodule offen sind und an der Außenwand Roll- oder Gleiteinrichtungen angeordnet sind. Diese Roll- oder Gleiteinrichtungen sind vorzugsweise an die Ausgestaltung der Holme bestehender Filterpressen angepaßt, so daß eine Nachrüstung der vorhandenen Filtervorrichtungen problemlos möglich ist.

Die Länge der Filterwagen liegt vorzugsweise zwischen 10 cm und 1 m. Vorzugsweise besteht der Filterwagen aus einem Bündel von rechteckigen Druckrohren, die beispielsweise miteinander verschweißt oder über Verstrebungen miteinander verbunden sind. Besondere Ausgestaltungen der Filterwagen wurden bereits im Zusammenhang mit der Filtervorrichtung beschrieben.

Der erfindungsgemäße Nachrüstsatz für eine Filtervorrichtung, insbesondere Filterpresse, mit einer durch eine Preßvorrichtung auf mindestens zwei Holmen bewegbar gelagerten Druckplatte, und mit einer über die Holme mit der Druckplatte verbundene, ortsfeste Endplatte, wobei die Druckplatte und/oder die Endplatte Anschlüsse für Unfiltrat und Filtrat aufweist und wobei zwischen Druckplatte und Endplatte Raum zur Aufnahme von Filterelementen vorgesehen ist, weist mindestens einen der Filterwagen auf.

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Filtervorrichtung gemäß des Standes der Technik,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Filterwagen im Schnitt,
Fig. 3a die in Fig. 2 gezeigte Filtervorrichtung im geöffneten Zustand,
Fig. 3b einen Filterwagen in perspektivischer Darstellung,
Fig. 3c ein Filtermodul in perspektivischer Darstellung,
Fig. 4 eine Filtervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 5 eine Filtervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 6, 7, 8a, b, 9a, b, c stirnseitige Draufsichten auf Filterwagen gemäß verschiedener Ausführungsformen,
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Zwischenplatte,
Fig. 11 eine Draufsicht auf einen Adapterrahmen,
Fig. 12 einen Vertikalschnitt durch einen Adapter mit Filterwagen und Endplatte längs der Linie A-A in Fig. 13 und
Fig. 13 eine Draufsicht auf einen Adapterrahmen gemäß einer weiteren Ausführungsform.
In der Fig. 2 ist eine Filtervorrichtung 1 dargestellt, die, wie im Zusammenhang mit der Fig. 1 bereits erläutert wurde, ein Gestell mit Ständern 8, Druckplatte 2, Endplatte 4, Preßvorrichtung 10 mit Handrad und Spindel 9 aufweist. Zwischen der Druckplatte 2 und der Endplatte 4 sind drei Filterwagen 20 auf den Holmen 3 verschiebbar gelagert. Hierzu besitzen die Filterwagen 20 an ihrer Außenseite Rollen 11. Zwischen den Filterwagen 20 und der Druckplatte 2 bzw. der Endplatte 4 ist jeweils ein Adapter 60 angeordnet, der im Zusammenhang mit den Fig. 12 bis 15 näher erläutert wird.
Der mittlere Wagen ist im Schnitt dargestellt, so daß die im Innern des Filterwagens 20 übereinander angeordneten Filtermodule 40 zu sehen sind.
In der Fig. 3a ist die Filtervorrichtung 1 in geöffnetem Zustand dargestellt. Die Preßvorrichtung 10 wurde durch Drehen des Handrades 13 geöffnet, so daß die Druckplatte 2 zurückgefahren wird und der Innenraum der Filterwagen 20 zugänglich wird.
Wie in der Fig. 3b dargestellt ist, sind die Filterwagen im Querschnitt rechteckig und besitzen im Innenraum insgesamt vier neben- und übereinander angeordnete Kammern 25. Die Außenwand 21 ist druckfest ausgeführt. Zur Verstärkung sind im Innenraum horizontale Streben 23 und vertikale Streben 24 vorgesehen, die zusammen ein Stützkreuz bilden. Diese Streben 23 und 24 sind derart angeordnet, daß sie die Kammern 25 begrenzen. In jeder Kammer befindet sich ein Filtermodul 40, dessen axiale Länge L₂ größer ist als die Länge des Filterwagens 20, die mit L₁ gekennzeichnet ist. Aufgrund der unterschiedlichen Länge steht das Filtermodul 40 an den Stirnflächen gegenüber dem Filterwagen vor, so daß beim Zusammenfahren der Filtervorrichtung 1 mittels der Preßvorrichtung 10 die Filtermodule 40 gegeneinandergedrückt werden.
Wie in der Fig. 3c dargestellt ist, besitzt jedes Filtermodul im Innern zwei Filtratsammelkanäle 41a und 41b. Die Filtermodule werden in der Weise in die Filterkammern 25 eingesetzt, daß die beiden Filtratsammelkanäle 41a und 41b übereinander angeordnet sind. Diese Anordnung dient dazu, daß während des Befüllens eine problemlose Entlüftung des Filtermoduls über den Filtratsammelkanal 41a ermöglicht wird. Um eine restlose Entleerung nach der Filtration zu ermöglichen, ist der Filtratsammelkanal 41b vorgesehen. Mehr als zwei Filtratsammelkanäle sind ebenfalls möglich.
In der Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in der die Filterwagen 20 mit einer vertikalen Zwischenwand 26 versehen sind. Dadurch werden in jedem Filterwagen 20 insgesamt acht Kammern, d. h. vier + vier Kammern, gebildet, in die Filtermodule 40 einsetzbar sind. Die Zwischenwand 26 weist Unfiltrat- und Filtratöffnungen auf, so daß ein ungehinderter Austausch von Unfiltrat möglich ist und die Filtratsammelkanäle benachbarter Filtermodule miteinander kommunizieren können.
In der Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, wobei zwischen den Filterwagen 20 Zwischenplatten 50 angeordnet sind. Diese Zwischenplatten 50 dienen zur Stabilisierung der Filtermodulanordnung. Dadurch, daß die Filtermodule 40 nicht unmittelbar aneinanderliegen, sondern jeweils mit ihren Stirnflächen an die Zwischenplatten 50 anstoßen, wird ein Durchbiegen einer Filtermodulkette verhindert. Diese Zwischenplatten werden im Zusammenhang mit der Fig. 11 näher erläutert.
In der Fig. 6 ist die stirnseitige Draufsicht auf einen quadratischen Filterwagen mit vier eingesetzten Filtermodulen 40 dargestellt. An der Außenwand 21 des Filterwagens 20 ist an beiden Seiten jeweils ein Auflageelement 27 befestigt, mit dem der Filterwagen 20 auf den beiden Holmen 3 aufliegt. Die Filtermodule 40 sind in den quadratischen Filterkammern 25 beabstandet zu der Außenwand 21 und den horizontalen und vertikalen Streben 23, 24 angeordnet, so daß zwischen den Filtermodulen und den Kammerbegrenzungen der Unfiltratraum 28 gebildet wird.
In der Fig. 7 ist die stirnseitige Draufsicht auf einen ebenfalls quadratischen Filterwagen 20 dargestellt, der aus rechteckigen Rohren gebildet wird, die miteinander verschweißt sind.
In den Fig. 8a und 8b sind zwei weitere Ausführungsformen dargestellt, wobei in der Fig. 1 die kleinste Variante mit einer Kammer und einem Filtermodul 40 zu sehen ist. An dem in der Fig. 8a dargestellten Filtermodul 40 sind am Außenumfang Abstandselemente 42 vorgesehen, die gewährleisten, daß das Filtermodul 40 allseits beabstandet im Filterwagen 20 angeordnet werden kann. In der Fig. 8b ist eine weitere Ausführungsform mit insgesamt neun Filterkammern dargestellt, die durch die horizontalen Streben 23 und vertikalen Streben 24 gebildet werden. Die Filterwagen 20 gemäß den Fig. 8a und 8b sowie 6 gehorchen einem vorher festgelegten Rastermaß, so daß eine regelmäßige Aufteilung von Filtratkammern möglich ist, in die Filtermodule mit derselben Querschnittsgröße eingesetzt werden können.
In den Fig. 9a bis 9c sind entsprechende Anordnungen mit quadratischen Rohren und entsprechenden Kammern dargestellt. Die Rohre sind über Verstrebungen 80 miteinander verbunden. Das eingezeichnete Quadrat entspricht den Abmessungen der quadratischen Filterwagen 20 gemäß den Fig. 6 und 8a, 8b. Auch bei dieser Ausführungsform ist es möglich, aufgrund des Rastermaßes ein, vier oder neun Kammern 20 unterzubringen.
In der Fig. 10 ist die Draufsicht auf eine Zwischenplatte 50 dargestellt, die zwischen Filterwagen gemäß der Fig. 8b angeordnet werden kann. Die Zwischenplatte 50 ist im Prinzip als eine Lochplatte ausgebildet, die Reihen 52 von Filtratöffnungen 51 und Reihen 54 von Unfiltratöffnungen 53 aufweist. Die Filtratöffnungen 51 sind derart angeordnet, daß sie den Filtratkanälen 41a, b gegenüberliegen. Die Unfiltratöffnungen 53 sind derart zwischen den Reihen 52 angeordnet, daß alle Filtratkammern möglichst gleichmäßig mit Unfiltrat versorgt werden. Zusätzlich sind noch am Außenrand in der Nähe der Außenumfangswand 21 zwei Reihen von Unfiltratöffnungen 53 vorgesehen.
Die Lochplatte 61 als Bestandteil des Adapters 60 entspricht der Zwischenplatte 50 und kann an den vier Eckbereichen Unfiltrataugen und Filtrataugen aufweisen, die mit den entsprechenden Augen 76 und 77 des Adapterrahmens 70 in Verbindung stehen, wie dies in der Fig. 11 dargestellt ist. Der Adapterrahmen 70 besitzt eine vertikale Trennwand 71, so daß der Innenraum des Adapterrahmens in eine Unfiltratkammer 72 und eine Filtratkammer 73 unterteilt wird. Da aufgrund der Anordnung der Filtermodule die Filtratsammelkanäle im Bereich der Unfiltratkammer 72 münden, sind dort Filtratanschlüsse 74 und entsprechende Filtratrohre 75 vorgesehen, die sich in horizontaler Richtung erstrecken und an der Trennwand 71 in die Filtratkammer 73 münden.
In der Fig. 12 ist im Schnitt das Zusammenwirken von Lochplatte 61 und Adapterrahmen 70 dargestellt. Die beiden gezeigten Filtermodule 40 liegen an der Lochplatte 61 derart an, daß die Filtratsammelkanäle 41a, b abgedichtet an den Filtratöffnungen 62 anliegen. An der gegenüberliegenden Seite der Lochplatte 61 schließen sich die Filtratanschlüsse 74 mit den Filtratrohren 75 an. Von dem Adapterrahmen 70 sind darüber hinaus noch die Unfiltrataugen 76 zu sehen, die über die Unfiltratzuläufe 12 in der Endplatte 4 die Unfiltratkammer 72 versorgen.
In der Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsform des Adapterrahmens 70 dargestellt. In der hier gezeigten Ausführungsform gibt es lediglich eine Unfiltratkammer 72, in der ein Rohrleitungssystem mit Filtratrohren 75 angeordnet ist, das mit den Filtrataugen 77 in Verbindung steht und sämtliche Filtratanschlüsse 74 miteinander verbindet.
Die Angaben "vertikal" und "horizontal" beziehen sich auf die zuvor beispielhaft beschriebene horizontale Filtervorrichtung. Die Filtervorrichtung kann auch vertikal ausgerichtet sein, wobei dann die Roll- und Gleiteinrichtungen der Filterwagen entsprechend angepaßt werden müssen.
In den Figuren wurde der Raum 28 als Unfiltratraum bezeichnet. Es ist jedoch auch möglich, das Filtermodul invers, d. h. mit umgekehrter Strömungsrichtung zu betreiben, so daß der Raum 28 dann den Filtratraum bildet. Analoges gilt für die Öffnungen 41a, b. Bezugszeichen 1, 1' Filtervorrichtung
2 Druckplatte
3 Holm
4 Endplatte
5 Filterplatte
6 Filterrahmen
7 Adapterplatte
8 Ständer
9 Spindel
10 Preßvorrichtung
11 Rollen
12 Unfiltratzulauf
13 Handrad
20 Filterwagen
21 Außenwand
22 Rückwand
23 horizontale Strebe
24 vertikale Strebe
25 Kammer
26 Zwischenwand
27 Auflageelement
28 Unfiltratraum
40 Filtermodul
41a, b Filtratkanal
42 Abstandselement
50 Zwischenplatte
51 Filtratöffnung
52 Reihe
53 Unfiltratöffnung
54 Reihe
60 Adapter
61 Lochplatte
62 Filtratöffnung
70 Adapterrahmen.
71 Trennwand
72 Unfiltratkammer
73 Filtratkammer
74 Filtratanschluß
75 Filtratrohr
76 Unfiltratauge
77 Filtratauge
80 Verstrebung

Claims

1. Filtervorrichtung, insbesondere Filterpresse, mit einer durch eine Preßvorrichtung (10) auf mindestens zwei Holmen (3) bewegbar gelagerten Druckplatte (2), und mit einer über die Holme (3) mit der Druckplatte (2) verbundene, ortsfeste Endplatte (4), wobei die Druckplatte und/oder die Endplatte (4) Anschlüsse für Unfiltrat und Filtrat aufweist und wobei zwischen Druckplatte (2) und Endplatte (4) Raum zur Aufnahme von Filterelementen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Endplatte (4) und der Druckplatte (2) mindestens ein auf den Holmen (3) verfahrbarer Filterwagen (20) mit druckfester Außenwand (21) vorgesehen ist, der mindestens eine Kammer (25) zur Aufnahme mindestens eines aus Filterelementen zusammengesetzten Filtermoduls (40) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Längsachse der Kammer (25) parallel zu den Holmen (3) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterwagen (20) zum Einbringen des Filtermoduls (40) ein- oder beidseitig geöffnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterwagen (20) im Querschnitt rechteckig ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterwagen (20) im Innern mindestens eine horizontale und/oder eine vertikale, auf Zug belastbare Strebe (23, 24) aufweist, die derart angeordnet ist, daß sie eine Begrenzung der Kammer (25) bildet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterwagen (20) ein, vier oder neun Kammern (25) aufweist, deren Querschnitte einem vorgegebenen Rastermaß entsprechen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterwagen (20) in Richtung seiner Längsachse mindestens zwei hintereinanderliegende Kammern (25) aufweist, die durch eine vertikale Zwischenwand (26) mit Filtrat- und Unfiltratöffnungen voneinander getrennt sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge L₁ der Kammer (25) kleiner L₂ ist, wobei L₂ die Länge des in der Kammer (25) einsetzbaren Filtermoduls (40) ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Filterwagen (20) eine an den Querschnitt des Filterwagens angepaßte Zwischenplatte (50) angeordnet ist, die Filtrat- und Unfiltratöffnungen (51, 53) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (50) auf den Holmen (3) verfahrbar gelagert ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckplatte (2) und dem benachbarten Filterwagen (20) und/oder der Endplatte (4) und dem benachbarten Filterwagen (20) ein Adapter (60) mit Mitteln zum Zuführen von Unfiltrat und Abführen von Filtrat angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (60) eine dem Filterwagen (20) benachbarte Lochplatte (61) und eine zwischen Lochplatte (61) und Endplatte (4) oder Druckplatte (2) angeordneten Adapterrahmen (70) umfaßt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (61) Filtrat- und Unfiltratöffnungen (62, 64) aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterrahmen (70) die in der Druckplatte (2) und/oder in der Endplatte (4) vorgesehenen Anschlüsse für Filtrat und Unfiltrat mit dem Filtermodul (40) oder den Filtermodulen (40) zu einem oder mehreren Filterkreisläufen verbindet.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterrahmen (70) eine Trennwand (71) aufweist, die den vom Rahmen begrenzten Innenraum in eine Filtratkammer (73) und eine Unfiltratkammer (72) unterteilt, wobei die beiden Kammern (72, 73) an die Filtrat- und Unfiltratanschlüsse der Druck- oder Endplatte (2, 4) angeschlossen sind, und daß die Filtratkammer (73) über in der Unfiltratkammer (72) angeordnete Filtratleitungen (75) an die Filtratöffnungen (62) der Lochplatte (61) oder die Unfiltratkammern (72) über in der Filtratkammer (73) angeordnete Unfiltratleitungen (75) an die Unfiltratöffnungen (64) der Lochplatte (61) angeschlossen ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterrahmen (70) Anschlußmittel für die Zuführung von Unfiltrat und die Abführung von Filtrat aufweist, wobei die Filtratanschlußmittel über Filtratleitungen (75) an die Filtratöffnung der Lochplatte oder die Unfiltratanschlußmittel über Unfiltratleitungen an die Unfiltratöffnung der Lochplatte (61) angeschlossen sind.

17. Vorrichtung mit in die Kammer des Filterwagens eingesetztem Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente des Filtermoduls (40) in Richtung der Längsachse des Filtermoduls (40) gegeneinander beweglich miteinander verbunden sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermodul (40) an seinem Außenumfang vorstehende Distanzelemente (42) aufweist.

19. Filterwagen für Filterpressen, dadurch gekennzeichnet, daß er eine druckfeste Außenwand (21) aufweist, die mindestens eine Kammer (25) zur Aufnahme mindestens eines aus Filterelementen zusammengesetzten Filtermoduls (40) umschließt,
daß er ein- oder beidseitig zum Einbringen des Filtermoduls (40) offen ist, und
daß an der Außenwand (21) Roll- oder Gleiteinrichtungen (11) angeordnet sind.

20. Filterwagen nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß er im Querschnitt rechteckig ist.

21. Filterwagen nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß er im Innern mindestens eine horizontale und/oder eine vertikale auf Zug belastbare Strebe (23, 24) aufweist, die derart angeordnet ist, daß sie eine Begrenzung der Kammer (25) bildet.

22. Filterwagen nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß er in Richtung seiner Längsachse mindestens zwei hintereinanderliegende Kammern (25) aufweist, die durch eine vertikale Zwischenwand (26) mit Filtrat- und Unfiltratöffnungen voneinander getrennt sind.

23. Filterwagen nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Bündel von Druckrohren besteht.

24. Nachrüstsatz für eine Filtervorrichtung, insbesondere Filterpresse, mit einer durch eine Preßvorrichtung (10) auf mindestens zwei Holmen (3) bewegbar gelagerten Druckplatte (2), und mit einer über die Holme (3) mit der Druckplatte (2) verbundene, ortsfeste Endplatte (4), wobei die Druckplatte und/oder die Endplatte (4) Anschlüsse für Unfiltrat und Filtrat aufweist und wobei zwischen Druckplatte (2) und Endplatte (4) Raum zur Aufnahme von Filterelementen vorgesehen ist, gekennzeichnet durch mindestens einen auf den Holmen (3) verfahrbaren Filterwagen (20) mit druckfester Außenwand (21), der mindestens eine Kammer (25) zur Aufnahme mindestens eines aus Filterelementen zusammengesetzten Filtermoduls (40) aufweist.