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Spaltfilter Die Erfindung bezieht sich auf ein Spaltfilter, insbesondere
rückspülbares Spaltfilter zum Filtrieren von Flüssigkeiten, wie z. B. Milch, Bier
und 01, das aus in einem Gehäuse übereinandergestapelten und mit Abstandsstollen
versehenen metallischen Scheiben besteht.
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Es sind bereits Filter bekannt, deren Filterlagen von im wesentlichen
kreisringförmiger Gestalt sind und auf dem Umfang Zonen verschiedener Dicke besitzen,
wobei auch die dickeren Zonen in Form von Abstandsstollen ausgebildet sein können,
wodurch sich, aufeinandergelegt, die Filterspalte ergeben. Bei einer anderen bekannten
Ausführungsart werden zwischen die Filterelemente, die vollständig ebene radförmige
Stanzstücke aus dünnem Blech sind, Abstandsstücke dazwischengelegt, wodurch in Querrichtung
Filterschlitze mit parallelen Wänden entstehen.
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Weiterhin sind Spaltfilter bekannt, bei denen die Filterlagen von
kreisförmiger Gestalt sind, und zwar abwechselnd mit größeren und kleineren Durchmessern,
wobei der innere Durchmesser der größeren Scheiben gleich dem äußeren Durchmesser
der kleineren Scheiben ist, so daß, wenn die einzelnen Lagen durch spinnenförmige
Zwischenstücke getrennt werden, beim Aufeinanderlegen die Filterspalte am Umfang
auftreten.
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Ähnliche bekannte Spaltfilter besitzen Filterlagen mit zwei verschiedenen
Formen, die abwechselnd axial aufeinandergereiht werden. Die eine Form von Filterscheiben
zeigt zwei konzentrische Kreisringe, die durch mehrere Spalte verbunden sind. Die
ganze Scheibe hat die gleiche Dicke. Die anderen Filterlagen sind volle Scheiben
mit einer konzentrischen Bohrung, von der aus axiale Schlitze ausgehen.
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Alle diese bekannten Spaltfilter haben den Nachteil, daß die Filterspalte
nur auf dem Umfang der kreisförmigen Filterscheibe angeordnet sind. Dadurch ist
bei einer bestimmten Spaltbreite nur eine entsprechende Filterspaltgröße möglich,
weshalb alle diese Spaltfilter recht groß bauen, wenn man sie für größere Durchsatzmengen
verwenden will.
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Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch vermieten, daß jede
Scheibe eine Mehrzahl von Stegen gleicher Dicke besitzt, wobei diese Stege zwischen
Abstandsstollen liegen und zur Bildung der Filterspalte eine geringere Dicke als
diese Abstandsstollen aufweisen, wobei die Ausnehmungen zwischen den Stegen der
einzelnen Scheiben im übereinandergestapelten Zustand in einer Richtung liegen und
neheneinanderliegende Zulauf- und Abflußkammern bilden, die sich axial durch den
Scheibenstapiel erstrecken.
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Dadurch wird die in jede Kammer eingeleitete Flüssigkeit gezwungen,
aus der Kammer quer zwischen die verschiedenen Filterspalte zu strömen. Die wirksame
Länge des Spaltfilters entspricht folglich der Gesamtlänge der Spalte, die durch
die Finger, welche die Kammern bilden, entstehen. Auf diese Weise läßt sich auf
kleinem Raum eine gegenüber den bekannten Ausführungen beträchtlich vergrößerte
Filterlänge erreichen.
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Die Scheiben können jede gewünschte Umriß form besitzen. Sie können
beispielsweise rechteckig sein, sind aber vorzugsweise kreisförmig ausgebildet und
besitzen hierbei innere und äußere ringförmig angeordnete Stollen, zwischen denen
radial die Stege an geordnet sind.
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Vorzugsweise wird jede Scheibe als flacher plattenförmiger Teil ausgebildet;
in manchen Fällen können die Scheiben jedoch auch ansteigende Oberflächen besitzen,
so daß sie ineinandergreifen. Beispielsweise kann eine Scheibe mit einem kreisrunden
Umriß einen hohlen Kegelstumpf bilden, Im allgemeinen liegen die Stege bei der flachen
Ringform radial zwischen dem inneren und dem äußeren Ring und in der konischen Form
auf dem Kegelmantel, obwohl nach Belieben auch andere Anordnungen der Stege verwendet
werden können.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen zwischen den
Stegen dadurch gebildet, daß die Stege an ihren inneren und äußeren Enden abwechselnd
in einen zwei benachbarte Stege verbindende Abstandsstollen übergehen.
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Durch Umkehrung der Strömungsrichtung der durch die Filterspalte
dringenden Flüssigkeit kann das Spaltfilter in an sich bekannter Weise gereinigt
werden, indem die normalerweise für die Flüssigkeitszuleitung dienenden Kammern
unter einen Druck gesetzt werden, welcher niedriger ist als der Druck in den normalerweise
als Ablaufseite des Filters verwendeten Kammern. Dadurch wird filtrierte Flüssigkeit
aus der Abflußleitung zurückgesaugt und durch
die rückströmende
Flüssigkeit eine kräftige Reinigungswirkung erzielt.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht,
und zwar in der Anwendung auf ein Spaltfilter, bei dem eine Anzahl getrennter Filterelemente
verwendet ist.
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Die Fig. 1, 1 A und 2 sind Ansichten zweier verwendbarer Elementformen.
Die in Fig. 1 dargestellte Form dient zur Verwendung in Filtern, welche als Radialfilter
bezeichnet werden können. Ein solches Spaltfilter ist in den Fig. 3 und 4 veranschaulicht.
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Diese stellen einen Querschnitt bzw. einen Längsschnitt nach der
Linie IV-IV in Fig. 3 dar.
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Das in Fig. 2 gezeigte Element ist für ein Axialfilter bestimmt.
Ein solches Spaltfilter ist in den tFig. 5r6 und7 veranschaulicht. Diese stellen
einen Längsschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 6, eine Ansicht im Schnitt nach
der LinieVI-VI in Fig. 5
Das in den Fig. 1, 1 A und 2 gezeigte Filterelement hat die Form einer flachen dünnen
Metallplatte oder Scheibe 1, welche mit Ausnehmungen 2 versehen ist, wodurch Stege
3 entstehen. Diese Stege liegen radial zwischen inneren und äußeren ringförmigen
Teilen 4,5 der Scheibe, und die Dicke der Stege ist entsprechend der Breite der
Filterspalte geringer als die Dicke der Ringteile (Fig. 1A).
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Wenn nun eine Anzahl solcher Scheiben Fläche auf Fläche zusammengespannt
wird, stoßen die Ringteile4, 5 gegeneinander, und die gegenüberliegenden Stege bilden
zwischen den Flächen zweier gegeneinanderstoßender Scheiben eine Reihe von Zonen
geringerer Dicke, so daß eine Anzahl von Filterspalten entsteht. Die in einer Linie
liegenden Ausnehmungen2 der verschiedenen Scheiben bilden eine Anzahl von Kammern,
welche untereinander durch die einzelnen Filterspalte zwischen den verschiedenen
Stegen 3 verbunden sind. Durch Anschluß der Kammern abwechselnd an eine Zuleitung
und einen Abfluß für die zu filtrierende Flüssigkeit wi!rd diese gezwungen, durch
die Filterspalte zwischen den Stegen der Scheiben von einer Kammer zur nächsten
zu strömen, welche die Länge der Kammern ausmachen. So entspricht die wirksame Filterlänge
der Gesamtlänge der beiden Kanten aller Stege. Man kann dieser Länge innerhalb eines
kleinen Raumes einen sehr beträchtlichen Wert geben.
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Die in Fig. 1 dargestellte Scheibe, welche für ein Radialfilter hestimmt
ist. besitzt Ausnehmungen 2, welche abwechselnd durch den inneren Ring 4 und durch
den äußeren Ring 5 gehen, um die Zuleitung und den Abfluß der Flüssigkeit zu und
aus den Kammern zu ermöglichen. Fig. 2 zeigt eine Anordnung für axialen Durchfluß.
Dabei sind die Ringe 4 und 5 durchgehend ausgestaltet, so daß ringförmige Berührungsflächen
entstehen. Hierdurch ist es möglich, schmalere Stege 3 zu verwenden und somit eine
größere Zahl von Spalten auf einer gegebenen Scheibengröße zu erhalten.
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In Fig. 2 wie in Fig. 1 ergeben die einzelnen Ausnehmungen 2 zusammen
Durchflußkammern, die durch die einzelnen Spalte zwischen den Stegen 3 verbunden
sind. Die Durchflußkammern sind an ihrenfegenüberliegenden Enden (bei Fig. 1 an
ihren inneren und äußeren Durchmessern) mit Zuleitungs- bzw. Abflußräumen verbunden.
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In den Fig. 3 und 4 ist ein Spaltfilter dargestellt, bei dem die
in Fig. 1 gezeigten Elemente verwendet sind. Dieses Spaltfilter besteht aus einem
festen Ge häuse mit einem zentralen zylindrischen Ansatz 6 welcher von einer Abschlußplatte
7 mit Flanschen 8, 9 ausgeht. Diese Flansche 8, 9 liegen koaxial mit dem Ansatz
6 und begrenzen eine ringförmige Abflußkammer D', während der hohle Ansatz eine
zentrale ZuleitungsröhreS' bildet. Die äußere Oberfläche des Ansatzes 6 und die
innere Oberfläche des Flansches 8 begrenzen eine ringförmige Kammer zur Aufnahme
der Filterscheiben 1, welche über den Ansatz 6 in die Bohrung des Flansches gesteckt
werden. Diese Platten werden durch eine Spannplatte 10 Fläche auf Fläche festgeklemmt,
welche durch einen eingeschraubten Ring 11 betätigt wird, der die Ringteile 4, 5
der Platten untereinander und gegen die Abschlußplatte 7 preßt. Die übereinauderliegenden
Ausnehmungen 2 der so zusammengepreßten Elemente bilden eine Anzahl von Kammern
C, welche parallel zur Achse der Vorrichtung laufen. Diese Kammern münden abwechselnd
in einen Zuleitungskanal S und einen Abflußkanal D.
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Der Ansatz 6 ist mit den Zuleitungskanälen S und der Flansch 8 mit
den Abflußkanälen D versehen. Die Flüssigkeit, welche durch den Ansatz 6 eingeleitet
wird, gelangt durch die Kanäle S in die Kammern C, dann durch die Filterspalte zwischen
den Stegen 3 zu den benachbarten Kammern C und schließlich durch die Öffnungen D
zum Ablaufring D'.
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Um den Anschluß von Einleitungs- und Abflußrohren mit der Filtervorrichtung
zu ermöglichen, ist der zentrale Ansatz 6 mit einem Einleitungsrohr 14 und der äußere
Flansch9 mit einem Ableitungsrohr 15 versehen. Damit die Filterelemente durch Umkehrung
der Strömungsrichtung der Flüssigkeit in an sich bekannter Weise gespült werden
können, ist in der Bohrung des Ansatzes 6 ein Rückflußverteiler 16 angebracht, welcher
in dieser Bohrung gedreht werden kann. Der Verteiler besitzt einen zentralen Kanal
17.
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Dieser Kanal kann unter einen Druck gesetzt werden, welcher niedriger
ist als derjenige, mit dem die Flüssigkeitsableitung durch das Rohr 15 bewirkt wird.
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Der Verteiler steht mit einem Zuleitungskanal 18 in Verbindung, welcher
durch Drehung des Verteilers nacheinander mit den Kanälen S in dem Ansatz 6 zusammenfällt.
Hierdurch wird die Strömungsrichtung der Flüssigkeit umgekehrt. d. h.. sie strömt
nun von dem Ringkanal D' durch die Kanäle D zu der einen Reihe von Kammern C, von
dort durch die Filterspalte zu der anderen Kammerreihe C und schließlich durch die
Öffnungen 12 zum Kanal 17 im Verteiler.
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Der Verteiler kann erforderlichenfalls durch einen Motor angetrieben
werden.
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In der Konstruktion nach Fig. 5 und 6 sind Filterelemente 1, die
nach Fig. 2 ausgebildet sind, zwischen der Abschlußplatte 7 und der Spannscheibe
10 durch eine Gegendruckplatte 12 zusammengepreßt, welche durch den mit einem Gewinde
versehenen Spannring 11 vorgedrückt wird. Ahschlußplatte 7 ist ebenso wie die Scheibe
10 mit Spalte 19, 20 versehen, welche abwechselnd mit benachbarten Kammern C zusammenfallen.
Die Abschlußplatte7 bildet eine Wand in einer Zuleitungskammer21, welche eine Verhindungsleitung
22 besitzt, während die Druckplatte 20 eine Wand in einer mit der Scheibe 1 koaxialen
Abflußkammer 23 bildet. Bei dieser Konstruktion strömt die Flüssigkeit in axialer
Richtung von der Zuleitungskammer 21 durch die Ausnehmung 19 in der Abschlußplatte
7 zu einer Reihe der Kammern C, dann durch die Filterspalte zwischen den Stegen
zu der anderen Reihe der Kammern C und von diesen durch die Öffnungen 20 in der
Spannscheibe 10 zur Abflußkammer 23.
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Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform eines Spaltfilters
kann ebenfalls eine an sich bekannte Rückspüleinrichtung verwendet werden.
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Die Einrichtung besteht hier aus einer hohlen Welle 24, welche quer
durch die Zuleitungskammer 21 läuft und in einem Verteilerkopf endet, welcher einen
muldenförmigen Arm oder zwei solcher Arme 25 besitzt, die durch eine Feder 26 gegen
die äußere Fläche der Abschlußplatte gepreßt werden. Die offene Seite der Mulde
oder jeder Mulde ist so schmal, daß gerade einer der in der Abschlußplatte vorgesehenen
Schlitze 19 bedeckt wird.
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Die hohle Bohrung der Welle 24 ist jenseits der äußeren Wandung 30
der Kammer 21 mit Öffnungen 27 versehen, welche in eine Rückspülkammer 28 mit einer
Rohrverbindung 29 führen. Auf Grund dieser Anordnung tritt der gleiche Rückspülvorgang
wie bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Konstruktion ein.
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Durch Drehung der hohlen Welle 24 fällt der muldenförmige Kopf 25
nacheinander mit den Öffnungen 19 (oder bei einem Doppelkopf mit Paaren solcher
Öffnungen) zusammen und somit mit den Kammern C welche mit diesen Öffnungen in einer
Linie liegen.
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PATENTANSPRE?CHE 1. Spaltfilter, insbesondere rückspülbares Spaltfilter,
aus in einem Gehäuse übereinandergestapel-
ten und mit Abstandsstollen versehenen
metallischen Scheiben, dadurch gekennzeichnet, daß jede Scheibe (1) eine Mehrzahl
von Stegen (3) gleicher Dicke besitzt, diese Stege zwischen Abstandsstollen (4/5)
liegen und zur Bildung der Filterspalte eine geringere Dicke als diese Abstandsstollen
aufweisen, wobei die Ausnehmungen (2) zwischen den Stegen der einzelnen Scheiben
im übereinandergestapelten Zustand in einer Richtung liegen und nebeneinanderliegende
Zulaufkammern (C) und Ablaufkammern (D) bilden, die sich axial durch den Scheibenstapel
erstrecken.