DE1461424A1 - Filtrationsvorrichtung - Google Patents

Description

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Dipl.-!no. H. Ti sch sr
1 Berlin 32> (Grunewald)
Herberts. 22 Tel. d 87 72 37 1461424

THE ItSTAFIITBATION COMPANY LBiITJSD, B«lgrave forke Belgrave Road, Hounslow, Middlesex, England

Filtrationsvorrichtung

Die Erfindung betrifft FiIterVorrichtungen der Art, bei der ein Filterbett aus einem geeigneten pulverförmigen Material auf einem flüssigkeitsdurchlässigen Träger so ausgebildet wird, daß die zu. filtrierende Flüssigkeit durch das Filterbett und durch den frager hindurch zu einem Auslaß gedrückt werden kann·

Filtervorrichtungen dieser Art sind allgemein bekannt and «erden für eine große Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsswecke herangezogen. Im. Zusammenhang mit dem Filtrieren von mehr oder weniger schleimartigen Produkten sind insbesondere fort, wo ein außerordentlich feines Filtrieren, wie in der Brauindustrie, erforderlich ist, Schwierigkeiten aufgetreten·

In einigen Fällen besteht der durchlässige Träger,in dea das Filterbett oder die sogenannte "Vorform" aufgebaut ist, aus einen fein gewobenen Drahtnetz oder fein durchlöchertem Metallblech, das eine fand einer relativ flachen Platte bildet, die mit einem Auslaß versehen ist. Bin ernsthafter lachteil einer derartigen Bauart besieht darin, daß es außerordentlich schwierig ist, das relativ große Blech oder Fetz oder durchlöcherte Platte so »u tragen, daß dieselbe sich nicht unter dem von der zu filtrierenden Flüssigkeit aasgeübten Druck bewegt. Die feinfiltration relativ schleimigen Material« 809811/0598 BAD ORIGINAL ₂_

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neigt zu der Ausbildung eines relativ großen Gegendrucks auf das Filterbett, und dieser Gegendruck nimmt progressiv au bis das Bett erneuert worden ist. Schwankungen in diesen beaufschlagten Druck führen in der Praxis zu einer geringfügigen Bewegung des Siebes, wodurch sioh eine Störung der Form oder des angewandten Bettes des Filtermaterials ergibt, wodurch gelegentlich eine Rißbildung in demselben auftritt. In jedem Fall jedoch erfolgt ein Lösen eines Teils des pulverförmigen Materials, das das Bett darstellt. Dieses gelöste Material findet seinen Weg durch das Sieb, ^ so daß ein zusätzlicher sogenannter Fallenfilter erforderlich ist· Hach einer bevorzugten Bauart des Filters wird das Sieb durch einen Kantenfilter ersetzt, der in Form eines Stapels Filterscheiben vorliegt, die an einer Oberfläche mit Vorsprängen versehen sind, welche dazu dienen, die Scheiben so im Abstand zueinander au halten, daß die Flüssigkeit leicht zwischen denselben fließen kann· Die Scheiben sind mit einer mittleren Oeffnung für einen koaohsialen Stützschaft versehen, der kanalförmig auegebildet ist oder in anderer Weise so geformt ist, daß die nach innen zwischen den Scheiben fließende Flüssigkeit gesammelt und zu einem Auslaß geführt wird. Der Scheibenstapel ist auf dem Stützschaft z.B. dadurch befestigt, daß der letztere in Richtung auf ein Ende hin. mit Schalter versehen und an dem anderen Ende zwecks Aufnahme eines Dichtungsringes und einer Mutter mit einem Gewinde versehen ist. Dieser Aufbau führt naturgemäß zu einer außerordentlich starren Abstützung für die Vorform des Filterbettes, das aufgrund der Schwankungen in dem beaufschlagten Druck nicht merklich nachgeben kann· Diese Vorform wird auf den Scheibenstapel dadurch aufgebracht daß eine Suspension, des Filtermaterials unter Druck auf die Außenseite des Stapels beaufschlagt wird· _B^D ORiGiNAl.

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XiB allgemeinen sind dort, wo z.B. ein Stapel Filterscheiben z.B. für das Filtrieren von OeI oder Wasser angewandt wird, die Ergebnisse in einen hohen Maß reproduzierbar und konstant« Es ergeben sich keine Schwierigkeiten bei dem Aufbringen einer einheitlichen Schicht des Filtermaterials auf die Außenseite der Scheiben, da ein auereichender Druck für das Zuführen der Suspension zu den Scheibenstapel mit hoher Geschwindigkeit zur Verfügung steht, und weiterhin kein Wegtarechen der Innerei Fläche des Filterbettes unter schwankendem Druck festgestellt wird. Es halten sich jedoch einige Schwierigkeiten dort ergeben, wo es erforderlich ist, sehr große Flüssigkeit sYolumina su filtrier« , die suspendiert sehr feines Material enthalten, und zwar insbesondere dort, wo dasselbe etwas schleimig ist. Für eine außerordentlich feine Filtration, wie sie z.B. in der Brauindustrie erforderlich ist, ist eine verhältnismäßig große Filterfläche im Verhältnis zu dem Durchsatz erforderlich und dies bedeutet, daß, wenn die PumpenOrdnungen nicht unverhältnismäßig groß im Verhältnis zu der Filtrationsgeschwindigkeit gemacht werden, das Filterbett verhältnismäßig langsam aufgebracht wird. Man stellt hierbei fest, daß bei einem langsamen Aufbringen des Filterbettes auf einen Stapel der FiIterscheiben, wie sie bisher gebaut worden sind, in dem Bett in einem derartigen Ausmaß Unregelmäßigkeiten auftreten, daß das Bett an gewiesen Stellen zu dünn ist, um mit der erforderlichen Leistungsfähigkeit zu arbeiten. Selbst wenn eine Schicht aus einem verhältnismäßig groben Filtermaterial zunächst und im Anschluß hieran eine Schicht eines feineren Materials aufgebracht wird, la t die erste Schicht an gewissen Stellen so dünn, daß die Teilchen des feineren Materials und die Teilchen des relativ schleimigen suspendierten Materials in der zu filtrierenden Flüssigkeit unter den Bedingungen eines relativ hohen Gegendrucks in der Lage sind, ihren Weg in das Filtrat zu finden. Es wurde festgestellt, daß in einigen Fällen, wo das Filterbett

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langsam aufgebracht worden ist, kleine Flächen verbleiben» wo die Scheiben selbst immer noch zu sehen sind, obgleich der gleiche 'Scheibenstapel durch ein einheitliches gutes Filterbett bedeckt wird» wenn dasselbe schnell aufgebracht wird.

Erfindungsgemäß wird ein verbesserter Aufbau einer Filterscheibe dergestalt in Torschlag gebracht, daß ein Scheibenstapel so hergestellt werden kann, daß man einen. Träger für das Filterbett erhält, der in zufriedenstellender Jfei.se selbst bei niedrigen Fließgeschwindigkeiten überzogen werden kann. Erfindungsgemäß ergibt sich weiterhin ein Filter der angegebenen Art, der erfolgreich in der Brauindustrie ohne die Notwendigkeit für ein Fallenfilter angewandt werden kann.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Scheibe für ein Kantenfilter, das dadurch gekennzeichnet ist, daß dieselbe in Form eines Ringee vorliegt, dessen eine Seite praktisch flach ist, die gegenüberliegende Seite mit flachen Vorsprüngen ausgebildet ist, die bei einem Andrücken gegen die flache Seite einer gleichen Scheibe radiale Durchtritte für die Flüssigkeit begrenzen, sowie derselbe eine praktisch zylinderförmige Kante aufweist, die an einer Seite mit einen Rand oder (Jeberhäng ausgebildet 1st, der wesentlich flacher als die Vorsprünge ist.

Es wurde gefunden, daß bei der Anwendung eines Scheibenstapels der angegebenen Art der auf einer mit Kanal versehenen Stütze angeordnet ist, als ein Unterteil eines Filterbettes aus einem Material wie Diatomeenerde, das Bett wesentlich langsamer als dies bisher möglich war, aufgebracht werden kann, ohne daß es su der Ausbildung von übermäßig dünnen oder nicht bedeckten Flecken kommt. Vorzugsweise wird, wie dies bei dem Zusammenbau des Stapels üblich ist, die Scheibenanordnung seitlich auf einem Trog oder andere

Führung gelegt, um so die einzelnen Scheiben ausaurioirten, bevor

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der Stapel abschließend fest zusammengebaut wird. Bei der Herstellung der Scheiben wird aufgrund eines Aue β tan ssen β die Ausbildung der am den Umfang herum im Abstand zueinander ausgebildeten Vorspränge bedingt, die allgemein abgerundet oder V-förmig so Torliegen, daß das Unterteil in Sichtung auf den inneren Urnfang ausgerichtet iet. Hierdurch werden Durchtritte zwischen benachbarten Scheiben begrenzt, die nach außen in einer radialen Richtung divergieren· Die Höhe der Vorsprünge ist natürlich dergestalt, daß das filterbett getragen werden kann, und bei einem typischen A_usführungsbeispiel kann die obere fläche der Vorsprünge von etwa 0,1 mm an über dem restlichen Scheiben flächen teil vorspringen. Bei dem Ausstanzen wird die Soheibenkante häufig in einem gewiesen Ausmaß deformiert, da dort wo der größte Druck beaufcchlagt worden ist, d.h. zwischen den Torsprüngen, das Scheibenmaterial daau neigt in einer radialen Richtung nach außen gedrückt zu werden. Somit ist bei der ursprünglichen Abbildung die Scheibenkante nicht wirlich zylinderlörmig sondern recht gewellt» Die Scheibe wird allgemein aus einem Blech ausgestanzt, und dieses Stanzverfahren führt zur Ausbildung eines Grates an der Scheibenkante. Zum Entfernen dieses Grates kann ein Abgraten in einer Rolltrommel durchgeführt werden. Die« kann dazu führen, daß wenigstens ein iinde der Scheibenkante merklich abgerundet wird. Auch in dieser Hinsicht ist die Schnittkante nicht wirklich zylinderföraig. Bei der Herstellung der verbesserten ψptindungagemäßen Scheibe wird häufig eine gewisse Nachbehandlung erforderlich sein, um so diese Abweichungen von der im wesentlichen lylinderform der Scheibenkante zu entfernen oder zu vertingera.

Der Rand oder Vorsprung ist vorzugsweise an der gleichen Scheibenseite wie die Vorsprünge angeordnet, tie dazu dienen die Scheiben im Abstand zueinander zu halten. Der Rand oder Vorsprung wird' tatsächlich eine geringfügige Verengung an den radialen äußeren Ende 8 0 9 8-1.1/0698 ^ - 6 -

der Durchtritte in dem Kantenfilter zwischen diesen Vorqrüngen dar stellen» und zwar obgleich die tatsächlich bedingte Verengung kaum meßbar ist. Die genaue Höhe des nach oben stehenden Randes ist η icht kritisch, jedoch liegt ein bevorzugter Längenbereich bezüglich der Höhe der Yorsprünge bei 3»18 bis 6»36 mm.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert:

Pig. 1 ist ein Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Filters vor dem Aufbringen einer Vorform.

Pig. 2 ist ein Schnitt längs der linie II-II der Fig. 1. Fig. 3 let ein Teilschnitt längs der linie III-III der Fig. 2 im vergrößerten Maßstab.

Fig. 4 ist ein der Fig. 3 ähnlicher Teilschnitt, der eine fehlerhafte Form der Scheibe erläutert.

Fig. 5 ist ein Teilschnitt in einer achsialen Richtung, der ««ei übereinander angeordnete fehlerhafte Scheiben zeigt. Fig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie TI-YI der Fig. 5.

Das vollständige erfindungsgemäße Filter, wie in der Fig. 1 gezeigt, weist ein äußeres Gehäuse 1 mit einem Einlaß 2 und einem Ausmaß 3 auf. Der Auslaß 3 ist an einer Endplatte 4 befestigt, in die ein Schaft 5 geschraubt ist, der, siehe Fig. 2, unter Ausbilden von Sammelkanälen 6 ausgekehlt ist. Diese Kanäle stehen mit dem Auslaß 3 in Verbindung, und der Schaft endet in einem Kopf 7· Allgemein ist der Einlaß 1 einem Einwögeventil 8 zugeordnet. Es wird ein Scheibenstapel 9 auf dem Schaft zwischen dem Kopf 7 und einem mit Gewinde versehenen Abdichtungsring 10 angeordnet·

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 weist jede Scheibe 9 «in· Fläch· auf, die einem Stanzvorgang unterworfen worden ist, uzt so Vorqrünge 11 mit flacher Oberfläche auszubilden. In dem Scheiben-

atapel ist die flache Oberfläche eines Satzes der Vorsprung« 11 gegtr - 809811/0598 bad original -T-

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die flache Fläche 12 einer benachbarten Scheibe gedrückt, wodurch eich Durchtritte 13 ergeben. Wie anhand der Fig. 2 und 3 ersichtlich, divergieren diese Durchtritte in Eichtang nach außen hin und «teilen eine Anordnung dar, aufgrund derer die Flüssigkeit vom Inneren des Gehäuses aae durch den Scheibenstapel und in die Sammelkanäle 6 gedrückt «erden kann. Die äußere Kante 14 jeder Scheibe ist praktisch zylinderförmig und an einem Ende 15 geringfügig abgerundet, wobei dieselbe alt einem Rand oder Ueberhäng 16 an dem anderen Ende versehen ist. Wie insbaondere anhand der Fig. 3 ersichtlich, ist der Rand 16 flacher als der Torsprung 11 und behindert nicht ernsthaft die Durohtritte 13* Die Fließriohtung des zu filtrierenden Mediums in denselben wird durch den Pfeil angezeigt.

Bei der praktischen Durchführung wird gefunden, daß ein Filter mit dem in den Fig. 1-3 gezeigten Aufbau mit einer angestrebten, einheitlichen Schicht des Filtermediums alt verhältnismäßig langsamer Geschwindigkeit überzogen werden kann. Die Schicht des FiItermediums kann sich z.B. auf eine Dicke von 3»18 mm belaufen. Im Vergleich hiereu ist bei einem Stapel Filterscheiben, wie sie bisher bekannt geworden sind, allgemein ein Ueberziehen mit einer Geschwindigkeit erfordern oh, die um ein Hehrfaches größer ist, um so eine vergleichbare Einheitlichkeit des Ueberzuges zu erzielen. Die Fig. 4-6 erläutern bestimmte Fehler, die bei vorbekannten Filterscheiben auftreten, die man iedoch vorsugsweise überwindet, so daß der die erfindungsgemäße Scheibe kennzeichnende hand oder Ueberhäng eine zweckmäßige Wirkung ausüben kann.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 let hler der Fall erläutert, wo die Scheibenkante an der Fläche gegenüberliegend zu dem Rand oder Ueberhäng übermäßig abgerundet ist und nicht praktisch quadratisch gelassen wurde· Diese abgerundete Kante 17 führt zu einer relativ breiten Oeffnung an dem Einlaß das Durchtritta 13. Diese Oeffnung

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let βο breit, daß im Vergleich hierzu der Ueberhang 16 stark verkleinert erscheint und somit eine wesentlich geringere Wirkung aueübt, aIe diee ansonsten der Fall sein würde.

unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 ist hier die Wirkung gezeigt, die sich durch ein Verzerren des Scheibenmaterials ergibt, das durch den Stanzvorgang resultiert· Zwischen den Vorsprüngen 11 neigt das Seheibenmaterial dazu radial nach außen, wie bei 18 gezeigt, gedrückt zu werden· Sine darunterliegende Scheibe kann in gleicher Weise eine derartige Fehlstelle 19 aufweisen. Die Scheiben

^v werden stapelweise übereinander in wahlloser Reihenfolge angeordnet (ües stellt in jedem Fall ein zweckmäßiges Merkmal dar, so daß nan eine wahllose Verteilung der Oeffnungen der Uurchtritte 13 erreicht), wobei es im allgemeinen eintreten wird, daß die Kanten aufeinanderfolgender Scheiben somit nicht zueinander ausgerichtet sind. Diese fehlende Ausrichtung ist in der Fig. 6 gezeigt, wo der Hand 16 nach außen gegenüber der Kante 15 verschoben ist, wodurch sich wiederum eine relativ breite Oeffnung für den Durchtritt IJ ergibt und die durch den Hand 16 ausgeübte Wirkung verkleinert wird,

P Die Fig. 4-6 sind natürlich nicht Maßstab gerecht gezeichnet,

jedoch dienen dieselben dazu, die Art der Wirkung zu erläutern, die sich Bit zunehmender Abweichung von einer wahren Zylinderform der Kante 14 ergibt. Ob diese Kante eine ausreichende Zylinderform aufweist, wie dies erfindungsgemäß bevorzugt ist, kann in einem speziellen Fall nur durch Vergleich bestimmt werden. Wenn man vermutet, daß die Kante nicht die richtige Form aufweist, bedeutet dies, daß man lediglich einen Scheiben stapel aufbaut, in dem die maschinelle oder andere Verarbeitung der Scheiben genau durchgeführt worden ist und sodann dieser Stapel in seiner Leistungsfähigkeit mit den anderen verglichen wird. Wenn eine Verbesserung eintritt, ergibt sich hieraus, daß der erste Stapel bzw. Scheibe ^BAD 80981WfIKQO - ^^o^

nicht auereichend genau bezüglich der sylfc derf örnigen Fom der Kante auegeführt ist, um die besten erfindungegeeäß erzübaren Ergebnisse zu erreichen.

Ee versteht sich, daß das erfindungsgetoäps Filter und insbesondere die Scheiben desselben aas jedem, geeigneten Material gefertigt sein können. Diese Scheiben »erden praktisch inner aus Metall oder Kunst· stoff bestehen» und das spezielle ausgewählte Material wird von der Art des zu filtrierenden Materials abhängen. Zwecke Filtration you Bier, wo der Irficdungs&egenetattci wahrscheinlich seine größte Bedeutung besitzt, werden die Scheiben normalerweise aus rostfreien Stahl bestehen.

Es stehen natürlich verschiedene Verfahren sau Herstellen von Filtereoheiben mit der hier beschriebenen For» in Abhängigkeit von den anzuwendenden speziellen Metall oder ^feststoff und insbesondere der Härte des angewandten Metalls oder Kunststoffs zur Verfügung. Bei relativ «eichen Metallen oder Kunststoffen können die Scheiben direkt vermittels eines Yerpresaens oder Aueetanzens hergestellt werden, und in dem Fall von ungewöhnlich harten Metallen können die Scheiben spangebend, z.B. auf einer Drehbank oder vermittels eines entsprechenden Schleifens bearbeitet «erden, wodurch ein Grat auf jeder Scheibenoberfläche ausgebildet wird. Ia Anschluß hieran wird der Grat auf einer Oberfläche entfernt und auf der anderen Oberfläche auf die erforderliche Größe verringert.

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Claims (1)

10~ 15.

1. Scheibe für Kantenfilter, dadurch gekenn zeiohnet_f daß dieselbe in Form eine« Binge« vorliegt,dessen eine Seite praktisch fTacjh iet, die gegenüberliegende Seite alt flachen Torsprüngen ausgebildet ist, die bei einen Andrücken gegen die flache Seite einer gleichen Scheibe radiale Durchtrittθ für die Flüssigkeit begrenzen, sowie derselbe eine praktisch zylinderförmige Kante aufweist, die an einer Seite mit einem Band oder ffeberhang ausgebildet ist, der wesentlich flacher als die Vorspränge ist·

φ 2· Scheibe n&oh Anspruch 1_# dadurch gekenn zeichnet, daß eier Hand auf der gleichen Seite der Scheibe wie die flachen Yorsprünge -vorliegt.

3· Scheibe nach Anspruch 1 oder 2» dadurch gekennzeich- ; net « daß die Höhe des nach oben stehenden Bandes sich auf 1/4

( bis 1/8 der Höhe der flachen Yorsprünge beläuft·

4· Saaeibe nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterscheiben auf einem mit Ausnehmungen versehenen Schaft angeordnet eind, die Ausnehmungen ψ zusammen mit den filter scheiben Sammelkanäle für die Flüssigkeit darstellen.

5· Verfahren zum Herstellen einer Filterseheibe nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß aus einem Metallblech zunächst eine Scheibe in Form eines Hinge« herausgestanzt wird, deren eine Seite praktisch flach ist, während die gegenüberliegende Seite mit flachen Vor«prüngen ausgebildet let, diese Soheibe spangebend «ο behandelt wird, daß dieselbe praktisch kreisförmig wird, wobei an jeder Seite des kreisförmigen Scheibenkante ein Grat ausgebildet wird, dieser Akrmt/uoäaan von der einen Seite entftrnt und an dir anderen Seit^/rer/ängert wird·