DE1205493B - Filterelement fuer Vorrichtungen zum Filtrieren von Fluessigkeiten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

BOId

Deutsche Kl.: 12d-27

Nummer: 1205 493

Aktenzeichen: F 36267 VII b/12 d

Anmeldetag: 14. März 1962

Auslegetag: 25. November 1965

Zum Filtrieren von Flüssigkeiten, insbesondere in der Getränkeindustrie, sind Filtriervorrichtungen bekannt mit einem Gehäuse für die zu filtrierende Flüssigkeit, mit einer im Gehäuse angeordneten Hohlwelle, auf der mindestens ein als kreisscheibenförmiger Hohlkörper ausgebildetes Filterelement koaxial angeordnet ist und deren Innenraum mit jenem des Filterelementes zum Ableiten des Filtrates in Verbindung steht, und mit einer Antriebsvorrichtung zum Drehen des Filterelementes zwecks Abschleuderns der darauf angeschwemmten Filterrückstände (deutsche Auslegeschrift 1090 639). Die scheibenförmigen Filterelemente sind je auf wenigstens einer der beiden Seiten mit Sieböffnungen versehen.

Die Reinigung einer solchen Filtervorrichtung kann auf zwei Arten erfolgen, ohne daß die Vorrichtung zerlegt werden muß. Entweder wird eine Reinigungsflüssigkeit in umgekehrter Richtung durch die Vorrichtung gepreßt, wodurch man eine Rückspülung ao zum Entfernen der Filtrierrückstände erzielt, oder es wird die Hohlwelle mit den darauf angeordneten Filterelementen in Rotation versetzt, so daß die Filtrierrückstände durch Zentrifugalwirkung abgeschleudert werden. Auch können beide Reinigungsarten zugleich Anwendung finden.

Es hat sich nun gezeigt, daß namentlich bei Beginn jeder Filtration, wenn der Filterkuchen erst in Bildung begriffen ist, einige Feststoffe durch die Sieböffnungen der Filterelemente in den Innenraum der Elemente eindringen können und in demselben verbleiben. Weder durch die obenerwähnte Rückspülung noch durch die Rotation der Filterelemente ließen sich bisher solche in den Innenraum eingedrungenen Feststoffe restlos entfernen. Bei der Rotation der Filterelemente werden die eingeschlossenen Teilchen durch die Zentrifugalwirkung an den Umfangsrand des Innenraumes der Filterelemente gedrückt, wo sie dann schließlich einen kompakten Ring bilden.

Es sind rückspülbare Spaltfilter bekannt (deutsche Patentschrift 958 555 und deutsche Auslegeschrift 1 025 834), bei denen zur Verbesserung der Reinigungswirkung die Spalte während der Rückspülung vergrößert werden können. Bei einem anderen bekannten rückspülbaren Filter (deutsche Patentschrift 597198) sind mehrere hintereinander angeordnete Filterscheiben, zwischen denen Hohlräume vorhanden sind, mittels Federn gegen Ringschultern eines Gehäuses gepreßt, wobei die Spannkraft der Federn derart bemessen ist, daß der Rückspüldruck der Reinigungsflüssigkeit die Filterscheiben von den Ringschultern abhebt. Die dabei entstehenden Spalte Filterelement für Vorrichtungen zum Filtrieren
von Flüssigkeiten

Anmelder:

Filtrox-Werk A. G., Sittertobel, St. Gallen
(Schweiz)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Höger

und Dipl.-Ing.W. Stellrecht M.Sc, Patentanwälte, Stuttgart S, Uhlandstr. 16

Als Erfinder benannt:

Josef Schaedler, St. Gallen (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 17. März 1961 (3274)

sind weiter als die Sieböffnungen der Filterscheiben und gestatten das Herausspülen von Feststoffen, die sich in den Hohlräumen zwischen den Filterscheiben angesammelt haben. Hierzu ist aber die erwähnte Rückspülung unerläßlich.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Schaffung eines als kreisscheibenförmiger Hohlkörper ausgebildeten Filterelementes zur Verwendung in Filtriervorrichtungen der eingangs erwähnten Art, bei welchem Filterelement die in seinen Hohlraum,eingedrungenen Feststoffe mit oder ohne Rückspülung durch Zentrifugalkraftwirkung entfernt werden können.

Dieses Ziel wird beim Filterelement gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, daß am Umfang des Filterelementes Öffnungen mit einem beweglichen, von außen her an Sitzflächen anliegenden Abschließorgan vorhanden sind, das sich beim Filtriervorgang infolge des außerhalb des Filterelementes herrschenden höheren Druckes automatisch schließen und bei der Reinigung des Filterelementes durch Zentrifugalkraft, gegebenenfalls unterstützt von einem Rückspülmittel, unmittelbar öffnen läßt.

Das Abschließorgan kann dabei verschieden ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelementes ist es ein gummielastischer Ring, der wenigstens annähernd radial von außen an zwei V-förmig zueinander angeordneten Sitzflächen anliegt, zwischen denen die

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Öffnungen am Umfang des Filterelementes vorhan- Alle drei Nabenteile 17,18 und 19 sind in bezug aufden sind. Das Abschließorgan kann aber auch eine einander gleichachsig ausgerichtet und durch mehgummielastische, ringförmige Lippe aufweisen, die rere Schrauben 20 miteinander verbunden, von denen von außerhalb des Filterelementes an eine Sitzfläche in F i g. 2 nur die eine mit gestrichelten Linien ananliegt, welche längs des Umfanges des Filterelemen- 5 gedeutet ist. Während die beiden äußeren Nabenteile tes entlang der z. B. schlitzförmig ausgebildeten 17 und 19 dicht an die Außenseite der Hohlwelle 14 öffnungen verläuft. anliegen, weist der mittlere Nabenteil 18 einen grö-

Durch die Erfindung wird ermöglicht, die als ßeren Innendurchmesser auf, so daß an der Nabe scheibenförmige Hohlkörper ausgebildeten Filter- eine nach innen, d. h. gegen die Hohlwelle 14 offene elemente ohne Ausbau aus der Filtriervorrichtung, io Umfangsnut21 gebildet ist, in welche mindestens in welcher die Filterelemente auf einer drehbaren eine Radialöffnung 22 der Hohlwelle 14 einmündet. Hohlwelle koaxial angeordnet sind, einwandfrei von Der untere Nabenteil 19 ist mit einem tellerför-

den allenfalls eingedrungenen Feststoffen zu be- migen Flansch 23 versehen, auf dem eine kreisfreien, indem die Filterelemente in rasche Drehung förmige Platte 24 abgestützt ist. Diese weist eine zenversetzt werden. Durch Zentrifugalkraftwirkung wer- 15 trale Durchbrechung auf, deren Umfangsrand zwiden dann sowohl die öffnungen am Umfang der sehen dem unteren Nabenteil 19 und dem mittleren Filterelemente durch Abheben des Abschließorgans Nabenteil 18 festgeklemmt ist. Eine zweite Platte 25, von den zugeordneten Sitzflächen selbsttätig geöffnet die im Abstand über der Platte 24 verläuft, weist als auch die im Inneren der Filterelemente vorhan- ebenfalls eine zentrale Durchbrechung auf, deren denen Feststoffe durch die erwähnten Öffnungen hin- ao Umfangsrand zwischen dem mittleren Nabenteil 18 durch nach außen geschleudert. Eine Rückspülung und dem oberen Nabenteil 17 festgeklemmt ist. Beide ist hierfür nicht erforderlich, kann jedoch gewünsch- Platten 24 und 25 sind mit der Nabe 17, 18, 19 tenfalls zusätzliche zwecks Unterstützung der Zentri- flüssigkeitsdicht verbunden. Der äußere Umfangsfugalwirkung angewendet werden. Nach dem Reini- rand der oberen Platte25 ist z.B. durch Nieten, gungsvorgang legen sich die Abschließorgane der 25 Schweißen oder Löten mit einer ringförmigen VerÖffnungen am Umfang der Filterelemente teils durch steifungsleiste 26 verbunden. Mit Hilfe mehrerer ihre eigene Elastizität und teils unter dem Einfluß Schrauben 27, von denen in F i g. 2 nur die eine des beim Filtriervorgang infolge des außerhalb der sichtbar ist, und zugehöriger Hutmuttern 28 ist die Filterelemente herrschenden höheren Druckes selbst- Leiste 26 mit der unteren Platte 24 verbunden, wotätig wieder an die zugeordneten Sitzflächen an, wo- 30 bei jede der Schrauben 27 durch eine ringförmige durch die öffnungen dicht verschlossen werden. Unterlegscheibe 29 hindurchgesteckt ist, die sich

Die Erfindung ist an Hand der nachfolgenden Be- zwischen der Versteifungsleiste 26 und der unteren Schreibung und der Zeichnung erläutert. Es zeigt Platte 24 befindet. Aus diesem Grunde weist das

F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Filtrier- Filterelement an seinem Umfang schlitzförmige, in vorrichtung der hier betrachteten Art, teils im senk- 35 Umfangsrichtung verlaufende öffnungen auf. Außerrechten Schnitt und teils in Seitenansicht, dem ist die obere Platte 25 mit einer großen Anzahl

F i g. 2 in größerem Maßstab und im senkrechten feiner Sieböffnungen 30 versehen.
Axialschnitt einen Teil der Hohlwelle und eines ein- Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich,

zelnen Filterelementes gemäß einer ersten Ausfüh- daß das Filterelement 16 ein scheibenförmiger Hohlrungsform, 40 körper ist. Der Innenraum des Filterelementes ist

F i g. 3 in noch größerem Maßstab eine Einzelheit durch mindestens eine radiale Nut 31 im mittleren einer zweiten Ausbildungsform eines einzelnen Filter- Nabenteil 18 mit der Umfangsnut 21 verbunden und elementes und enthält einen flüssigkeitsdurchlässigen Stützkörper

F i g. 4 eine zu F i g. 3 analoge Darstellung eines 32, der im vorliegenden Beispiel aus einem grobdritten Ausführungsbeispieles. 45 maschigen Drahtgeflecht besteht.

Die in Fig. 1 zum besseren Verständnis der Er- Den längs des Umfanges des Filterelementes 16

findung gezeigte Filtriervorrichtung weist ein mit verlaufenden schlitzförmigen Öffnungen zwischen der einem abnehmbaren Deckel 11 versehenes Gehäuse Versteifungsleiste 26 und der unteren Platte 24 ist 12 auf, in das die zu filtrierende Flüssigkeit mittels ein Abschließorgan 35 zugeordnet, das eine elastisch einer Rohrleitung 13 unter Druck eingepreßt werden 50 dehnbare, endlose Schnur mit runder Querschnittskann. Die Mittel zum lösbaren und flüssigkeitsdichten form ist. Unter dem Einfluß seiner eigenen Elastizität Befestigen des Deckels 11 auf dem Gehäuse 12 wer- liegt das Abschließorgan 35 mit leichter Pressung im den als bekannt vorausgesetzt und sind daher nicht wesentlichen radial von außen gegen einen konischen dargestellt. Im Boden des Gehäuses 12 ist eine lot- Rand 36 an der unteren Platte 24 und gegen die recht verlaufende Hohlwelle 14 drehbar gelagert, die 55 Unterseite der Versteifungsleiste 26 an, d. h. gegen bis auf die Höhe des Deckels 11 hinaufragt und zum zwei V-förmig zueinander angeordnete Sitzflächen, Ableiten des Filtrates dient. Auf der Hohlwelle 14 zwischen denen die schlitzförmigen Öffnungen vorsind mehrere runde scheibenförmige Filterelemente handen sind. Das Abschließorgan 35 kann vorzugs-16 gleichaxial übereinander angeordnet, von denen weise aus einem hohlen Gummirohr und einer in in Fig. 1 nicht alle dargestellt sind. Sämtliche 60 dasselbe eingelegten Schraubenfeder bestehen, die Filterelemente 16 sind einander gleich ausgebildet beide endlos sind.

und weisen zwei einander gleichachsig gegenüber- Auf einem Gewindeteil 38 am oberen Ende der

liegende Durchbrechungen auf, durch welche die Hohlwelle 14 ist eine Hutmutter 39 lösbar aufge-Hohlwelle 14 koaxial hindurchgeht. schraubt, mit deren Hilfe sämtliche Filterlemente 16

In F i g. 2 ist die Ausbildung eines einzelnen 65 auf der Hohlwelle 14 festgeklemmt sind. Die Hut-Filterelementes 16 deutlicher veranschaulicht. Die mutter 39 weist mehrere radial nach außen abste-Hohlwelle 14 ist von einer aus drei ringförmigen hende Arme 40 auf, an deren äußerem Ende je eine Teilen 17, 18 und 19 bestehenden Nabe umgeben. Turbinenradschaufel 41 befestigt ist. Innerhalb des

Gehäuses 12 ist eine vertikal verlaufende Rohrleitung 42 angeordnet, die über einen Hahn mit einer Druckwasserquelle in Verbindung steht. Die Rohrleitung

42 ist oben verschlossen und weist eine Reihe von Düsenöffnungen 44 auf. Die oberste Düsenöffnung ist tangential zum Kranz der Schaufeln 41 angeordnet, wogegen die übrigen Düsenöffnungen schräg gegen die Oberseite der Filterelemente 16 gerichtet sind. Am Boden des Gehäuses 12 ist eine Schlammablaßöffnung 45 vorhanden, die durch einen Deckel 46 lösbar verschlossen ist.

Beim Filtriervorgang wird die zu filtrierende Flüssigkeit, der auch ein Filterhilfsmittel in Form von z. B. Kieselgurkörnern beigemischt ist, durch die Rohrleitung 13 in das Gehäuse 12 hineingedrückt, während die Deckel 11 und 46 und der Hahn

43 geschlossen sind. Durch den außerhalb der Filterelemente 16 herrschenden höheren Druck wird das Abschließorgan 35 jedes Filterelementes fest an die zugeordneten Sitzflächen angepreßt, so daß ein flüssigkeitsdichter Abschluß gewährleistet ist. Mangels eines anderen Abflußweges dringt die Flüssigkeit durch die feinen Sieböffnungen 30 in der oberen Platte 25 der Filterelemente 16 hindurch in den Innenraum der Filterelemente, um dann durch die Nuten 31 und 21 sowie durch die öffnungen 22 in die Hohlwelle 14 abzufließen. Gröbere Feststoffteilchen der Flüssigkeit und die Körner des Filterhilfsmittels können nicht durch die Sieböffnungen 30 hindurchtreten und werden somit an der Oberseite der Platte 25 eines jeden Filterelementes 16 zurückgehalten, so daß sich dort ein Filterkuchen ablagert, der dann den eigentlichen Filter bildet und auch verhältnismäßig kleine Fremdkörper in der zu filtrierenden Flüssigkeit zurückzuhalten vermag. Nur bei Beginn des Filtriervorganges gelangen einige kleine Feststoffe durch die Sieböffnungen 30 in den Innenraum der Filterlemente 16, wo diese Feststoffe zum Teil hängenbleiben.

Wenn nach längerer Betriebszeit die Filterelemente 16 gereinigt werden sollen, wird der Zufluß von Flüssigkeit durch die Leitung 13 abgestellt, der Deckel 46 der Schlammablaßöffnung 45 geöffnet und dann durch Öffnen der Hähne 43 Druckwasser in die Rohrleitung 42 eingelassen. Aus den Düsenöffnungen

44 der Rohrleitung 42 treten nun Wasserstrahlen aus, welche mittels der Schaufeln 41 die Hohlwelle 14 mitsamt den Filterelementen 16 in rasche Rotation versetzen und zugleich die auf den Filterelementen 16 abgelagerten Filterkuchen bespritzen. Dadurch werden die Filterkuchen verhältnismäßig rasch von den Filterelementen 16 gelöst und durch die Zentrifugalkraft abgeschleudert, wonach die Feststoffe mittels des Reinigungswassers durch die öffnung 45 hinausgespült werden. Zugleich hebt sich unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft das Abschließorgan 35 eines jeden Filterelementes 16 ein wenig von seinen Sitzflächen ab und werden die in den Innenraum der Filterelemente eingedrungenen Feststoffe durch die schlitzförmigen öffnungen zwischen der Leiste 26 und der unteren Platte 24 herausgeschleudert.

Gewünschtenfalls, aber nicht notwendigerweise, kann der beschriebene Reinigungsvorgang durch eine Rückspülflüssigkeit unterstützt werden, die mit Druck in die Hohlwelle 14 von unten eingelassen wird.

Die in F i g. 3 dargestellte Ausführungsform der Filterelemente 16 unterscheidet sich von der beschriebenen einmal dadurch, daß im Innenraum des Filterelementes an Stelle eines Drahtgeflechtes 32 eine Einlageplatte 132 vorhanden ist, die sowohl an ihrer oberen Seite als auch an ihrer unteren Seite mit Erhebungen versehen ist, die als Stützmittel für die Platten 24 und 25 dienen. Die Einlegeplatte 132 kann z. B. aus Gummi od. dgl. bestehen. Ein anderer Unterschied liegt in der Anordnung des endlosen Abschließorgans 35, das sich gemäß F i g. 3 unter dem Einfluß seiner eigenen Elastizität und des beim Filtriervorgang außerhalb der Filterelemente herrschenden höheren Druckes gegen eine konische Sitzfläche 126 a des Versteifungsringes 126 und gegen die Oberseite der unteren Platte 24 anlegt. Damit beim Reinigen der Filtriervorrichtung das Abschlußorgan 35 sich unter keinen Umständen völlig von dem Filterelement abheben kann, sind mit Hilfe der Schrauben 27 am Umfang des Filterelementes mehrere Winkelstücke 48 befestigt, welche das Organ 35 mit einigem Abstand außen übergreifen. Derartige Winkelstücke könnten selbstverständlich auch beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 vorhanden sein.

In F i g. 4 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem an Stelle einer endlosen Schnur 35 ein anderes Abschließorgan 135 vorhanden ist, das eine bewegliche Lippe aufweist, welche von außen her lose an den konischen Rand 36 der unteren Platte 24 anliegt. Das Abschließorgan 135, das aus Gummi od. dgl. besteht, ist mit Hilfe der Schrauben 127 an der Versteifungsleiste 226 festgehalten. Während des Filtriervorganges preßt der außerhalb der Filterelemente vorhandene höhere Flüssigkeitsdruck die Lippe des Organs 135 flüssigkeitsdicht an den Rand 36, wogegen beim Reinigen der Filtriereinrichtung die gummielastische Lippe des Organs 135 infolge der Zentrifugalkraft vom Rand 36 abgehoben wird, so daß die in das Filterelement eingedrungenen Feststoffe herausgeschleudert werden können.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Als kreisscheibenförmiger Hohlkörper ausgebildetes Filterelement mit Sieböffnungen auf wenigstens einer der beiden Seiten zur Verwendung in Filtriervorrichtungen mit einem Gehäuse für die zu filtrierende Flüssigkeit, mit einer im Gehäuse angeordneten Hohlwelle, auf der mindestens ein solches Filterelement koaxial angeordnet ist und deren Innenraum mit jenem des Filterelementes zum Ableiten des Filtrates in Verbindung steht, und mit einer Antriebsvorrichtung zum Drehen des Filterelementes zwecks Abschleuderns der darauf angeschwemmten Filterrückstände, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Filterelementes (16) Öffnungen mit einem beweglichen, von außen her an Sitzflächen anliegenden Abschließorgan (35, 135) vorhanden sind, das sich beim Filtriervorgang infolge des außerhalb des Filterelementes herrschenden höheren Druckes automatisch schließen und bei der Reinigung des Filterelementes durch Zentrifugalkraft, gegebenenfalls unterstützt von einem Rückspülmittel, unmittelbar öffnen läßt.

2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschließorgan ein elastisch dehnbarer Ring (35) ist, der wenigstens annähernd radial von außen an zwei V-förmig zueinander angeordneten Sitzflächen anliegt, zwischen denen die Öffnungen am Umfang des Filterelementes (16) vorhanden ist.

3. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschließorgan (135) eine gummielastische, ringförmige Lippe aufweist, die von außerhalb des Filterelementes (16) an eine Sitzfläche (36) anliegt, entlang welcher die Öffnungen am Umfang des Filterelementes (16) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 597198, 947 841, 555;

Deutsche Auslegeschriften Nr. 1025 834, 639;

USA.-Patentschriften Nr. 2 877 902, 2 995 249.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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