DE202018103123U1

DE202018103123U1 - Filterpressenplatte

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Publication number: DE202018103123U1
Application number: DE202018103123.6U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Diemme Soil Washing Srl It
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2018-06-12
Anticipated expiration: 2028-06-05
Also published as: WO2019030299A1; IT201700092724A1; EP3664909B1; CN109381900A; EP3664909A1

Abstract

Filterpressenplatte (1; 1'; 1""), die dafür ausgebildet ist, im Gebrauch zwischen benachbarte Platten eines Plattenpakets, das zusammen mit den Platten eine stromaufwärtige Filterkammer und eine stromabwärtige Filterkammer definiert, eingefügt zu werden; wobei die Platte (1; 1'; 1"") umfasst:• eine feste Trennwand (3; 3"'; 3""), die im Gebrauch die stromaufwärtige Filterkammer von der stromabwärtigen Filterkammer trennt, wobei die Trennwand (3; 3"'; 3"") eine erste Seite (3a), die im Gebrauch der stromaufwärtigen Filterkammer zugewandt ist, und eine zweite Seite (3b) aufweist, die der ersten gegenüberliegt und im Gebrauch der stromabwärtigen Filterkammer zugewandt ist;• einen Rahmen (4; 4'), der peripher zu der Trennwand (3; 3"'; 3"") angeordnet ist und bezüglich mindestens einer der ersten (3a) und zweiten (3b) Seiten der Trennwand (3; 3"'; 3"') vorsteht, wobei der Rahmen (4; 4") ausgebildet ist, um im Gebrauch mit den benachbarten Platten des Plattenpakets in Kontakt zu treten;dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (3; 3"'; 3"') aus einem anderen Material als das des Rahmens (4; 4') besteht, insbesondere aus einem Verbundmaterial, das eine elastomere Matrix und mindestens ein Verstärkungsmaterial umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filterpressenplatte.
Die obige Platte wird in verschiedenen Industriebereichen verwendet, in denen Filterpressen eingesetzt werden, z.B. in der Wasseraufbereitung, im chemischpharmazeutischen Bereich und im Bergbau.
Die Filterpresse ist ein industrielles Anlagenteil für die weit verbreitete diskontinuierliche Filterung, insbesondere für die Extraktion der flüssigen Phase aus homogenen Gemischen mit vorherrschender fester Phase (slurry).
Die aus dem Stand der Technik bekannten Filterpressen, die sich sowohl in den Abmessungen, technischen Details als auch im Verwendungszweck erheblich voneinander unterscheiden können, haben alle den gleichen Aufbau und das gleiche Funktionsprinzip.
Der Aufbau umfasst eine Folge von Platten (Plattenpaket), die von Gleitschienen geführt werden und durch einen Hydraulikzylinder in einer gepackten Position gehalten werden. Jede Platte hat zwei konkave Seiten, nämlich zwei symmetrisch gegenüberliegende, mit einem Filtertuch bedeckte Flächen, die eine Filterkammer bilden, welche von Filtertüchern zwischen einer Platte und einer anderen Platte begrenzt wird.
Während des Betriebs der Filterpresse wird ein zweiphasiges Flüssig-Feststoffmaterial, wie z.B. eine Suspension, von einer Pumpstation angesaugt und durch entsprechende Einlassöffnungen in jede Kammer gedrückt und diese damit aufgefüllt.
Während das Material unter Druck in die verschiedenen Kammern gedrückt wird, die von Filtertüchern begrenzt werden, wird die flüssige Phase nach und nach über die Grenzfläche des Tuches hinausgedrückt, welches die festen Partikel zurückhält. In den verschiedenen Kammern bilden sich daher feste Kuchen, die beim Öffnen der Filterpresse entnommen werden können, während die gefilterte flüssige Phase durch eine entsprechende Hydraulikleitung aufgefangen werden kann.
Eine besondere Art von Platten, Membranplatten genannt, bildet eine flexible Membran, die die konkaven Flächen, die die Filterkammern begrenzen, bedeckt. Solche Platten ermöglichen eine zusätzliche Entwässerung der Kuchen. Insbesondere nach der zuvor beschriebenen Filterphase wird der Raum zwischen der konkaven Oberfläche der Platte und der Membran mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit gefüllt, die eine seitliche Quellung der Membran selbst bewirkt. Auf diese Weise übt die Membran eine seitliche Quetschwirkung auf den Kuchen aus, wodurch die Feststoffe weiter verdichtet werden und ein noch vorhandener Flüssigkeitsüberschuss austritt.
Wie bereits teilweise erwähnt, sind die aus dem Stand der Technik bekannten Filterpressenplatten im Allgemeinen durch eine Platte definiert, die sich durch zwei gegenüberliegende Flächen auszeichnet, die spiegelnd und im Wesentlichen konkav sein können und von einem Rahmen umgeben sind, der in Bezug auf beide Flächen vorsteht.
Solche Platten bestehen in der Regel aus einem einzigen steifen Material, wie Gusseisen oder Stahl; aus herstellungs- und logistischen Gründen werden die heute am häufigsten verwendeten Platten aus Polypropylen hergestellt.
Obwohl sie in vielerlei Hinsicht vorteilhaft sind und den heutigen Anforderungen in diesem Bereich im Wesentlichen gerecht werden, haben die aus dem Stand der Technik bekannten Filterpressenplatten einige Nachteile, die noch nicht gelöst sind. Wie den Fachleuten bekannt ist, ist eine der primären Anwendungsbeschränkungen einer Filterpressenplatte mit der Notwendigkeit eines angemessenen strukturellen Widerstandes, insbesondere der Trennwand zwischen nachfolgenden Kammern, verbunden. Tatsächlich bilden sich insbesondere während der Beschickungsphase der Suspension zur Filterpresse Druckgradienten zwischen einer Kammer und der nachfolgenden, die bei niedrigviskosen Materialien erheblich sein können. Daher muss die Dicke der Trennwand großzügig bemessen sein.
Die relativ hohe Wandstärke beeinflusst die axialen Abmessungen der gesamten Platte erheblich: Es ist zu beachten, dass bei einer herkömmlichen Polypropylenplatte die Trennwand in der Regel mehr als 50% der Gesamtdicke des Elements ausmacht. Wie eine nicht sachkundige Person leicht verstehen wird, werden die axialen Abmessungen der einzelnen Wände mit der Anzahl der Platten im Paket multipliziert, so dass die Gesamtauswirkung auf die Länge der gesamten Filterpressenvorrichtung beträchtlich ist.
In Industriemaschinen, die sogar mehrere zehn Meter lang sein können, bezieht sich der größte Teil dieser Abmessungen nicht auf die Dicke der Filterkammern und trägt nicht zur Effektivität der Anlage bei.
Auch wenn das Polypropylen ein geringeres spezifisches Gewicht als die früher verwendeten metallischen Werkstoffe aufweist, trägt das gesamte Plattenpaket heute noch wesentlich zum Gewicht und zu den Gesamtkosten der Maschine bei.
Ein weiterer Nachteil ist die mechanische Festigkeit der Platte im Falle eines außergewöhnlichen Druckanstiegs, der innerhalb der Filterkammern auftreten kann. Obwohl die Polypropylenplatten eine einwandfreie mechanische Dichtheit während des normalen Betriebs der Maschine gewährleisten, sind sie bei einem schnellen Anstieg des Differenzdrucks zwischen den Filterkammern aufgrund der Verstopfung des Zuführkanals sehr bruchgefährdet.
Ein weiterer Nachteil liegt in den Schwierigkeiten, die während der Ablösungsphase der Kuchen auftreten, die, wenn die Platten voneinander getrennt sind, an dem Tuch haften bleiben.
Aufgrund der Nachteile, die die Filterpressenplatten heute noch haben, ergibt sich die Notwendigkeit, Platten zu konstruieren, die eine Reduzierung der Gesamtkosten, des Gewichts und der Abmessungen der heutigen Maschinen ermöglichen.
Die technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Filterpressenplatte zu schaffen, die zumindest einige der vorgenannten Probleme löst und insbesondere eine Reduzierung der Abmessungen und Kosten der Filterpressenvorrichtung für ein bestimmtes Volumen an behandeltem Material gewährleistet, eine ordnungsgemäße mechanische Dichtheit während des Betriebs gewährleistet sowie die Bruchgefahr bei Verstopfung verringert und das Ablösen der Kuchen erleichtert.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Lösung ist die Schaffung einer Filterpressenplatte, wobei die Trennwand aus einem elastischen Material mit hohen mechanischen Festigkeitseigenschaften besteht.
Basierend auf dieser Lösung wird das zuvor identifizierte technische Problem durch eine Filterpressenmaschine gelöst, die so ausgelegt ist, dass sie im Betrieb mit benachbarten Platten eines Plattenpakets, das zusammen mit den Platten eine vorgeschaltete Filterkammer und eine nachgeschaltete Filterkammer definiert, eingesetzt werden kann, wobei die Platte umfasst:

• eine feste Trennwand, die im Gebrauch die stromaufwärtige Filterkammer von der stromabwärtigen Filterkammer trennt, wobei die Trennwand eine erste Fläche aufweist, die im Gebrauch der stromaufwärtigen Filterkammer zugewandt ist, und eine zweite Fläche gegenüber der ersten, die im Gebrauch der stromabwärtigen Filterkammer zugewandt ist;
• einen Rahmen, der peripher zu der Trennwand angeordnet ist und in Bezug auf mindestens eine der ersten und zweiten Seiten der Trennwand vorsteht, wobei der Rahmen angepasst ist, um im Gebrauch mit den benachbarten Platten des Plattenpakets in Kontakt zu treten;

Das Verbundmaterial besteht vorzugsweise aus einem gummierten Gewebe, das eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit mit einem im Wesentlichen elastischen Verhalten kombiniert.
Das gummierte Gewebe weist in bekannter Weise eine Elastomermischung auf, in die eine oder mehrere Verstärkungsschichten eingebettet sind. Das elastomere Material der Mischung kann aus einem natürlichen oder synthetischen Kautschuk hergestellt werden, der je nach den spezifischen Anforderungen der Anwendung ausgewählt wird, wie z.B. ein SBR. Die Mischung kann Zusätze liefern, die bestimmte Eigenschaften der Trennwand, wie z.B. mechanische Festigkeit oder Korrosionsbeständigkeit, gewährleisten, falls dies erforderlich oder sinnvoll ist. Die Verstärkungsschicht kann z.B. ein Polyester-, Nylon- oder anderes Fasergewebe oder sogar eine Metalldrahtverstärkung sein.
Insbesondere ist die Trennwand zumindest quer zur Platte verformbar und biegt sich in Bezug auf den starren Rahmen elastisch, obwohl die Wand nicht so angeordnet ist, dass sie sich während ihres normalen Gebrauchs, nämlich während der verschiedenen Filtervorgänge einer Filterpressenvorrichtung, auf der die Platte montiert ist, wesentlich verformt.
Umgekehrt ist der Rahmen vorzugsweise steif und kann aus einem traditionellen Baumaterial für Filterpressenplatten wie Polypropylen oder einem analogen Hartkunststoff hergestellt werden.
Als Fachmann wird man leicht verstehen, dass das Herstellen der Wand aus einem innovativen Material, das sich vom Rahmen unterscheidet, und insbesondere aus einem Verbundwerkstoff mit einer verstärkten Elastomermatrix, es ermöglicht, eine Wand mit wesentlich geringerer Dicke im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Platten zu erhalten. Selbst wenn man eine im Wesentlichen steife Wand definiert, erlaubt die Elastizität des Materials bei hohen Druckgradienten zwischen benachbarten Kammern leichte Biegungen, wodurch die Gefahr eines Sprödbruchs vermieden wird, die bei herkömmlichen starren Wänden besteht. Die Verstärkung durch das Bewehrungsmaterial erlaubt es umgekehrt, eine übermäßige Flexibilität der Wand zu vermeiden, die ihre Festigkeit mit der Zeit untergraben würde.
Bei gleichem Volumen der Filterkammern ermöglicht eine Reduzierung der Wandstärke auch eine Reduzierung der Dicke des steifen Rahmens und damit des Materials, aus dem der Rahmen selbst hergestellt wird.
So wie sie konzipiert ist, hat die Filterpressenplatte gemäß der Erfindung eine Dicke, nämlich Seitenabmessungen, die im Vergleich zu den bekannten Platten deutlich geringer sind. Darüber hinaus hat die Filterpressenplatte aufgrund des reduzierten Materialeinsatzes und des reduzierten spezifischen Gewichts des Verbundwerkstoffes auch ein geringeres Gewicht im Vergleich zu den bekannten Platten.
Bei gleichem Volumen des zu behandelnden Materials in einer Filterpresse ermöglicht der Einsatz von Filterpressenplatten der vorliegenden Erfindung mit reduzierter Dicke die Reduzierung der Abmessungen und des Gewichts des Plattenpakets und damit generell die Herstellung preiswerterer und platzsparenderer Filterpressenvorrichtungen.
Ebenso kann der Anwender bei bereits im Einsatz befindlichen Filterpressen die bekannten Platten vorteilhaft durch eine höhere Anzahl von Filterpressenplatten der vorliegenden Erfindung ersetzen und so das Materialvolumen erhöhen.
In einem konkreten Anwendungsbeispiel, das als Beispiel angeführt ist, kann eine quadratische Filterpressenplatte mit einer Kante von 1500 mm, hergestellt nach der vorliegenden Erfindung, eine Trennwand mit nur 12 mm Dicke haben, wobei für ähnliche Abmessungen und Anwendungen eine Propylentrennwand mit 44 mm dimensioniert wäre. Es ist leicht nachvollziehbar, wie stark die Einsparung swe axialen Abmessungen die Gesamtlänge der Vorrichtung beeinflusst: Geht man beispielsweise von einer 25 mm dicken Kammer aus, so verringert sich die Gesamtlänge sogar um fast 50 %.
Es wird beobachtet, dass die obige erste Seite und die zweite Seite der Trennwandfläche im Gebrauch zu den nachgeschalteten bzw. vorgeschalteten Filterkammern hin gerichtet ist mit einer möglichen Zwischenschaltung einer flexiblen Membran im Falle einer Platte des Membrantyps. Ersichtlich umfasst die Filterkammer ohnehin das Filtertuch, so dass die Trennwand - direkt oder unter Zwischenschaltung einer flexiblen Membran - dem Tuch zugewandt ist.
Vorzugsweise muss die Trennwand ausreichend dick sein, um eine bestimmte Funktionssteifigkeit und eine gute mechanische Festigkeit zu erhalten. In diesem Zusammenhang ist eine Dicke von mehr als 2 mm vorzuziehen; eine Dicke von mehr als 3,5 mm ist noch mehr vorzuziehen.
Der Rahmen besteht vorzugsweise aus thermoplastischem Material und die Trennwand ist umlaufend in den Rahmen eingebettet.
Vorteilhaft ist, dass mindestens eine der ersten und zweiten Flächen der Trennwand oberflächliche Unregelmäßigkeiten beliebiger Form oder Abmessung aufweisen kann - zum Beispiel Rillen oder Einschnitte des gummierten Gewebes -, die den Fluss einer gefilterten Flüssigkeit zum Umfang der Platte erleichtern.
Insbesondere kann dieser Rahmen mindestens eine Austrittsöffnung umfassen, die z.B. in einen Sammelkanal quer zur Platte fließt, um das Filtrat aufzufangen.
Diese Trennwand kann von einem Zuführungskanal zur Verteilung einer zu filternden Substanz in Richtung der stromaufwärtigen Kammer durchquert werden, wobei der Zuführungskanal so ausgebildet ist, dass er im Gebrauch in Fluidverbindung mit analogen Durchgängen der benachbarten Platten steht. Dieser Zuführungskanal ist vorzugsweise mittig zur Trennwand angeordnet.
Alternativ kann die Platte natürlich auch mit einer äußeren oder seitlichen Zuführung versehen sein.
Im Falle einer zentralen Zuführung kann die Platte eine Widerlagerstruktur aufweisen, die reliefartig von mindestens einer der ersten Fläche und der zweiten Fläche und peripher zu dem Zuführkanal vorsteht, und im Gebrauch so angeordnet ist, dass sie an einer analogen Widerlagerstruktur einer benachbarten Platte anliegt und so ausgebildet ist, dass sie die radiale Verteilung des zu filternden Materials innerhalb der jeweiligen Filterkammer ermöglicht.
In einer ersten Variante ist die Widerlagerstruktur eine Verteilungshülse, die mindestens an einer der ersten und zweiten Flächen der Trennwand angeordnet ist, wobei die Verteilungshülse mindestens eine radiale Aussparung aufweist, um die Verteilung der Substanz innerhalb der Filterkammer, auf die sie gerichtet ist, zu ermöglichen. Die Verteilungshülsen der einzelnen Platten können so miteinander verbunden werden, um einen durchgehenden Kanal für die Zuführung des zu filternden Materials zu definieren, der zudem durch ihren gegenseitigen Kontakt ein zentrales Versteifungselement bildet, das eine Überbeanspruchung der elastischen Wand verhindert und somit mögliche Brüche verhindert.
In einer zweiten Variante kann die Widerlagerstruktur eine Vielzahl von erhabenen Warzen sein, die peripher zu dem Zuführkanal angeordnet sind. Die erhabenen Warzen, die mit gegenüberliegenden Warzen einer anderen Platte in Kontakt stehen, definieren eine strukturelle Versteifung analog zu der, die durch die Hülse gewährleistet wird; außerdem gewährleistet der umlaufende Raum zwischen einer Warze und der nachfolgenden Warze die korrekte Zuführung des zu filternden Materials. Eine solche zweite Variante hat gegenüber der ersten Variante günstigere Herstellungskosten.
Um die mechanische Gesamtfestigkeit der Trennwand zu erhöhen, kann sie eine oder mehrere Verstärkungsbuckel umfassen, die in Bezug auf mindestens eine der ersten und zweiten Seiten vorstehen. Insbesondere können die Buckel im Abstand zur Verteilungshülse oder zu den erhabenen Warzen angeordnet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten beispielhaften Abbildungen verdeutlicht, sind aber nicht auf diese beschränkt.

zeigt eine Frontansicht einer ersten Ausführung der Filterpressenplatte nach der vorliegenden Erfindung.
zeigt eine perspektivische Ansicht der Filterpressenplatte von der gegenüberliegenden Seite der in dargestellten Seite.
zeigt eine Vorderansicht in Teiltransparenz der Filterpressenplatte aus .
zeigt einen Schnitt durch die Ebene K - K der Filterpressenplatte von .
zeigt ein Detail L des Querschnitts von .
zeigt eine Seitenansicht der Filterpressenplatte von .
zeigt einen Schnitt entlang der Ebene H - H der Seitenansicht von .
zeigt eine Frontansicht einer ersten Ausführung der Trennwand der Filterpressenplatte.
zeigt eine Seitenansicht der Wand in .
zeigt eine Frontansicht einer zweiten Ausführung der Wand der Filterpressenplatte.
zeigt eine teilweise geteilte Vorderansicht einer zweiten Ausführung der Filterpressenplatte nach der vorliegenden Erfindung.
zeigt eine Seitenansicht der Filterpressenplatte aus .
zeigt ein Detail J der Filterpressenplatte aus .
zeigt einen Schnitt durch die Ebene C - C der Filterpressenplatte von .
zeigt einen Schnitt durch die Ebene H - H der Filterpressenplatte von .
zeigt ein Detail D der Schnittdarstellung von .
zeigt eine perspektivische Ansicht der Filterpressenplatte aus .
zeigt eine perspektivische Ansicht eines Verteilungsrings der Filterpressenplatte aus .
zeigt eine Vorderansicht des Verteilungsrings von .
zeigt einen Schnitt durch die Ebene A - A des Verteilungsrings von .
zeigt eine Seitenansicht des Verteilungsrings von .
zeigt eine Rückansicht des Verteilerrings von .
zeigt eine Frontansicht einer dritten Ausführung der Filterpressenplatte nach der vorliegenden Erfindung.
zeigt eine Seitenansicht der Filterpressenplatte entsprechend der dritten Ausführungsform, die entlang der Ebene A - A von geschnitten ist.
zeigt ein Detail C der Filterpressenplatte aus .
zeigt eine perspektivische Ansicht der Filterpressenplatte aus .

In Bezug auf die beigefügten Abbildungen wird im Allgemeinen mit 1 eine erste Ausführung der Filterpressenplatte nach der vorliegenden Erfindung, die für den Einsatz in industriellen Filterpressen zur Fest-Flüssig-Trennung geeignet ist, bezeichnet. Die folgende Beschreibung bezieht sich nicht nur auf die Verwendung im Rahmen einer solchen Anwendung.
Die Platte 1 besteht im Wesentlichen aus einer Trennwand 3 oder einer Mittelplatte mit einer ersten Seite 3a, die parallel zu und gegenüber einer zweiten Seite 3b angeordnet ist. Die Wand 3 ist umlaufend in einen Außenrahmen 4 eingebettet, der seitlich sowohl zur ersten 3a-Seite als auch zur zweiten 3b-Seite der Wand 3 vorsteht. Wie den - entnommen werden kann, besteht der Rahmen 4 aus einer ersten Seitenfläche 4a, die parallel zur ersten Seite 3a der Wand 3 ist, über die er durch einen ersten geneigten Abschnitt 10a verbunden ist, und einer zweiten Seitenfläche 4b, die parallel zur zweiten Fläche 3b der Wand 3 ist, mit der er durch einen zweiten geneigten Abschnitt 10b verbunden ist. Die geneigten Abschnitte 10a, 10b mit den jeweiligen Seiten 3a, 3b definieren somit eine Konkavität oder Vertiefung gegenüber den jeweiligen Seitenflächen 4a, 4b des Rahmens 4.
Die Filterpressenplatte 1 ist als Teil eines Plattenpakets konzipiert, das in einer Filterpresse verwendet wird, wobei mindestens eine Platte des Pakets, vorzugsweise die Gesamtmenge davon, nach der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
Die oben beschriebenen Konkavitäten oder Vertiefungen tragen dazu bei, eine erste Filterkammer bzw. eine zweite Filterkammer, nämlich eine stromabwärtige Filterkammer und eine stromaufwärtige Filterkammer, auszubilden, wenn die Filterpressenplatte zwischen zwei weiteren Filterpressenplatten 1 im Plattenpaket angeordnet ist.
Anhand der und werden nun die Merkmale der Trennwand 3 näher beschrieben.
Wie aus ersichtlich ist, die eine Vorderansicht der ersten Seite 3a zeigt, ist die Wand 3 im Wesentlichen quadratisch mit abgeschrägten Winkeln, wobei entlang des Umfangs der Wand 3 mehrere Verankerungslöcher 11 aneinandergereiht sind, die die Befestigung der Wand 3 am Rahmen 4 erleichtern. Mittig zur Wand 3 ist stattdessen ein kreisförmiger Zulaufkanal 5 ausgebildet, der für die Zuführung des zu filternden Produktes in die Filterkammern notwendig ist.
Die Oberfläche der Seiten 3a, 3b ist gekennzeichnet durch das Vorhandensein von oberflächlichen Rillen oder Einschnitte, die den Abfluss der gefilterten Flüssigkeit durch das Filtertuch zum Umfang der Trennwand 3 hin ermöglichen, so dass sie durch Austrittsöffnungen 30 gesammelt werden kann, die in die im Rahmen 4 vorgesehenen Kanäle münden.
Die Wand 3 besteht vorteilhaft aus einer gummierten Gewebebahn, nämlich einem Verbundmaterial, bei dem eine oder mehrere Gewebeschichten, vorzugsweise aus Polyester, mit Gummi beschichtet sind. Um dem in den Filterkammern erzeugten Druck standzuhalten, hat die Wand 3 eine Dicke zwischen 2 und 25 mm, vorzugsweise zwischen 3,5 und 15 mm, idealerweise gleich 12 mm. Ein solcher Idealwert bezieht sich insbesondere auf eine quadratische Platte mit einer Seite von 1500 mm; dieser Wert ist rein indikativ und weitgehend variabel, z.B. in Abhängigkeit vom vorgesehenen Betriebsdruck.
Wie den und entnommen werden kann, wird auf beiden Seiten 3a, 3b eine Verteilerhülse 8 direkt um den Zuführkanal 5 herum und in Strömungsfortsetzung mit diesem befestigt.
Die - zeigen im Detail eine solche Verteilerhülse oder einen solchen Ring 8, der einen rohrförmigen Teil 20, der innerhalb der Einlassöffnung 5 einführbar ist, und einen kreisförmigen Flansch 21 aufweist, der an der Seite 3a, 3b um den Einlasskanal 5 anliegt. Der oben genannte Flansch 21 bietet eine Vielzahl von radialen Ausnehmungen 9, die sich in Richtung des Zuführkanals 5 verjüngen und von flachen Reliefs 22 durchsetzt sind, an denen Durchgangsbohrungen 23 zur Befestigung des Flansches 21 an der Stirnseite 3a, 3b mittels Gewindeelementen angeordnet sind.
Wenn die Platte 1 Seite an Seite mit der benachbarten Platte im Plattenpaket einer Filterpresse in Kontakt ist, kommen die flachen Reliefs 22 der benachbarten Verteilerhülsen 8 miteinander in Kontakt. Dadurch entsteht ein Einlasskanal für das unter Druck stehende Material, der durch die Reihenfolge der Verteilerhülsen 8 der Platten gegeben ist. Die radialen Aussparungen 9 benachbarter Verteilermuffen 8 bilden die Zuführungen des zu filternden Materials von der Einlassöffnung 5 zu den Filterkammern.
Es ist zu beobachten, dass die miteinander verbundenen Verteilerhülsen 8 ebenfalls zu einer Strukturaussteifung beitragen und damit die mechanischen Festigkeitseigenschaften der einzelnen Trennwände 3 verbessern.
In einer in den - dargestellten Ausführungsvariante hat die Platte 1"" anstelle der Verteilungshülse 8 eine Vielzahl von erhabenen Warzen 80, die im Gebrauch die gleiche Versteifungsfunktion ausüben, indem sie mit entsprechenden Warzen einer benachbarten Platte in Kontakt kommen. Der umlaufende Spalt zwischen einer Warze und einer anderen ermöglicht den Materialfluss in die Filterkammer.
Solche erhabenen Warzen 80 ragen vorzugsweise zu beiden Seiten der Trennwand 3'" vor und sind ohnehin um den Zuführkanal 50 herum angeordnet, der, wie in der Abbildung zu sehen ist, auch in einer getrennten Position zum geometrischen Mittelpunkt der Platte 1"" angeordnet sein kann.
Bei gleicher Kapazität der Filterkammern gegenüber den Stand der Technik hat der Rahmen 4 eine indikative Dicke, bezogen auf eine quadratische Platte mit einer Seite von 1500 mm, zwischen 22 und 70 mm, vorzugsweise zwischen 41 und 50 mm, und besonders bevorzugt 47 mm für die Kammer 35.
zeigt eine alternative Ausführung 3" der Wand, die sich von der Wand 3 nur dadurch unterscheidet, dass auf der ersten Seite 3a und der zweiten Seite 3b (nicht dargestellt) einige Buckel befestigt sind, die als Versteifungselemente 24 dienen, welche die mechanische Festigkeit der Wand 3" lokal erhöhen, um den Druckspitzen, die sich innerhalb der Filterkammern bilden, zu begegnen.
Anhand der - werden nun die technischen Merkmale des Rahmens 4 der Filterpressenplatte 1 beschrieben.
Erstens wird festgestellt, dass der Rahmen 4 eine im Wesentlichen quadratische Form und eine größere Dicke als die Wand 3 hat. Zusätzlich besteht der Rahmen 4 aus einem starren und vorzugsweise thermoplastischen Material, wie z.B. Polypropylen.
An den vier Scheitelpunkten des Rahmens 4 werden ebenso viele durchgehende Kanäle 6 gebildet. Wenn die Filterpressenplatte 1 Seite an Seite mit der benachbarten Filterpressenplatte im Plattenpaket einer Filterpresse in Kontakt steht, kongruiert der Sammelkanal 6 einer Platte mit den entsprechenden Sammelkanälen der benachbarten Platten. Sie bilden somit einen quer zu den Platten verlaufenden Kanal zur Ableitung der gefilterten Flüssigkeit in den Filterkammern.
Zusätzlich erhält man an den geneigten Abschnitten 4a, 4b und nahe jedem der Sammelkanäle 6 eine Gruppe von Kanälen, die über Austrittsöffnungen 30 münden und die parallel benachbart zu dem in den Rahmen 4 eingebetteten Abschnitt der ersten Fläche 3a und zweiten Fläche 3b angeordnet sind, und die zum Sammeln der durch das Filtertuch gefilterten und Ausleiten bis zum Umfang der Seiten 3a, 3b der Wand 3 in den darauf vorgesehenen oberflächlichen Nuten austretenden Flüssigkeit angeordnet sind.
Strömungsabwärts jeder Gruppe von Kanälen ist ein Entwässerungskanal 31 angeordnet, der quer zur Gruppe von Kanälen und parallel benachbart zu dem in den Rahmen 4 eingebetteten Teil der ersten Fläche 3a und der zweiten Fläche 3b verläuft. Der Entwässerungskanal 31 wird mit dem entsprechenden Sammelkanal 6 in Fluidverbindung gebracht.
zeigt die Gruppen von Kanälen des ersten geneigten Teils 4a und die entsprechenden Entwässerungskanäle 31. Wie man aus dem Detail L des Abschnitts K-K der ersehen kann, sind die Gruppen von Kanälen, die sich über dem zweiten geneigten Abschnitt 4b und den jeweiligen Entwässerungskanälen 31 öffnen, gespiegelt zu denen in auf der anderen Seite des in den Rahmen 4 eingebetteten Abschnitts der Wand 3 angeordnet.
Die Filterpressenplatte 1 kann natürlich in verschiedenen Größen hergestellt werden, abhängig von den Abmessungen der Filterpresse und damit von der Menge des zu verarbeitenden Materialvolumens in einem Prozessschritt der Vorrichtung.
Die - zeigen eine alternative Ausführung 1' der Filterpressenplatte, die sich von der vorhergehenden Ausführung hauptsächlich dadurch unterscheidet, dass sie die Montage einer ersten verformbaren Membran und einer zweiten verformbaren Membran auf beiden Seiten der Filterpressenplatte 1' ermöglicht, die die erste Seite 3a und die zweite Seite 3b der Wand 3 abdeckt. Wie bei dem Stand der Technik sind die verformbaren Membranen Membranen, die aufgeblasen werden, um die Phase des weiteren Pressens des Kuchens durchzuführen.
Wie aus dem in gezeigten Schnitt H - H und aus dem Detail D der ersichtlich, hat der Rahmen 4' der Filterpressenplatte 1' einen Querschnitt mit einem etwas anderen Aufbau gegenüber dem Rahmen 4. Der Verjüngung 4a, 4b geht eine erste Aussparung 41a bzw. eine zweite Aussparung 41b voraus, die entlang des Rahmens 4' verläuft. Die verformbaren Membranen, die nicht abgebildet sind, weil sie bereits bekannt sind, werden peripher in die obigen Aussparungen 41a, 41b eingesetzt, die die jeweilige Seite 3a, 3b der Platte 1' abdecken.
In der vorliegenden Ausführung öffnen sich die in die Auslassöffnungen 30' mündenden Kanalgruppen über den Boden der Aussparungen 41a und 41b und sind senkrecht zu den ersten und zweiten Seitenflächen 4a, 4b des Rahmens 4' angeordnet. Wie aus dem Detail D der ersichtlich, münden die Kanalgruppen direkt in den entsprechenden Entwässerungskanal 31, der in diesem Fall entlang des Rahmens 4' verläuft, bis er in den entsprechenden Sammelkanal 6 mündet.
In der vorliegenden Ausführung hat der Rahmen 4' eine größere Dicke als der Rahmen 4, welche aber noch immer geringer ist als die aus dem Stand der Technik bekannten Membranplatten.
Die Filterpressenplatte 1, 1' nach der vorliegenden Erfindung löst das technische Problem und bringt zahlreiche Vorteile mit sich.
Im Gegensatz zu den anderen aus dem Stand der Technik bekannten Filterpressenplatten, die hauptsächlich aus Polypropylen bestehen, hat die Filterpressenplatte nach der vorliegenden Erfindung eine Wand, die aus einem Verbundmaterial wie gummiertem Gewebe besteht, das im Vergleich zu Polypropylen ein geringeres spezifisches Gewicht hat, und mechanische Eigenschaften, die es erlauben, den in den Filterkammern auftretenden Drücken aufgrund der geringeren Wandstärken gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Platten standzuhalten. Zusätzlich sind die elastischen Eigenschaften des gummierten Gewebes so beschaffen, dass die Gefahr des Aufbrechens der Wand bei Verstopfung reduziert wird.
Durch die Verwendung des gummierten Gewebes und damit einer Trennwand mit reduzierter Dicke bei gleicher Abmessung der Filterkammern hat auch der Rahmen der Filterpressenplatte gemäß der Erfindung gegenüber den bekannten Platten eine reduzierte Dicke, wodurch sich das Quermaß der einzelnen Platte insgesamt verringert.
Die Verwendung einer Vielzahl von Filterpressenplatten gemäß der Erfindung ermöglicht bei gleichem Volumen des behandelten Materials ein Plattenpaket mit geringen Abmessungen und Gewicht, wodurch die Abmessungen und Gesamtkosten der hergestellten Filterpressenmaschine erheblich reduziert werden.
Zusätzlich können die Filterpressenplatten der vorliegenden Erfindung anstelle der bekannten Platten, die in bereits vorhandenen Filterpressenvorrichtungen verwendet werden, eingesetzt werden. In diesem Fall ermöglicht die Verwendung von Platten mit reduzierter Dicke eine Vergrößerung des Volumens des Materials, das von der Vorrichtung bearbeitet werden kann.
Vorteilhaft ist, dass die Wandung der Filterpressenplatte einen gewissen Flexibilitätsgrad aufweist, der durch das Gummi gegeben ist. Die Flexibilität der Wand kann genutzt werden, um das Ablösen des Kuchens vom Filtertuch zu erleichtern.
Vorteilhaft ist, dass die Filterpressenplatte auch vom Membrantyp sein kann, sie kann nämlich eine flexible Membranschicht auf beiden Seiten der Wand ausbilden, wobei sie im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Membranplatten geringere Dicken aufweist.
Selbstverständlich kann ein Fachmann mit dem Ziel, benachbarte und spezifische Anforderungen zu erfüllen, die oben genannte Erfindung in vielfacher Weise abändern und variieren, die alle jedoch im Rahmen des Schutzes der durch die folgenden Ansprüche definierten Erfindung liegen.

Claims

Filterpressenplatte (1; 1'; 1""), die dafür ausgebildet ist, im Gebrauch zwischen benachbarte Platten eines Plattenpakets, das zusammen mit den Platten eine stromaufwärtige Filterkammer und eine stromabwärtige Filterkammer definiert, eingefügt zu werden; wobei die Platte (1; 1'; 1"") umfasst: • eine feste Trennwand (3; 3"'; 3""), die im Gebrauch die stromaufwärtige Filterkammer von der stromabwärtigen Filterkammer trennt, wobei die Trennwand (3; 3"'; 3"") eine erste Seite (3a), die im Gebrauch der stromaufwärtigen Filterkammer zugewandt ist, und eine zweite Seite (3b) aufweist, die der ersten gegenüberliegt und im Gebrauch der stromabwärtigen Filterkammer zugewandt ist; • einen Rahmen (4; 4'), der peripher zu der Trennwand (3; 3"'; 3"") angeordnet ist und bezüglich mindestens einer der ersten (3a) und zweiten (3b) Seiten der Trennwand (3; 3"'; 3"') vorsteht, wobei der Rahmen (4; 4") ausgebildet ist, um im Gebrauch mit den benachbarten Platten des Plattenpakets in Kontakt zu treten; dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (3; 3"'; 3"') aus einem anderen Material als das des Rahmens (4; 4') besteht, insbesondere aus einem Verbundmaterial, das eine elastomere Matrix und mindestens ein Verstärkungsmaterial umfasst.
Platte (1; 1'; 1"") nach Anspruch 1, wobei die erste (3a) und die zweite (3b) Seite der Trennwand (3; 3"'; 3"") im Gebrauch über der stromabwärts bzw. stromaufwärts gelegenen Filterkammer mit oder ohne Zwischenschaltung einer flexiblen Membran liegen.
Platte (1; 1'; 1"") nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Trennwand (3; 3") eine Dicke von mehr als 2 mm aufweist.
Platte (1; 1'; 1"") nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verbundmaterial ein gummiertes Gewebe ist.
Platte (1; 1'; 1"") nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Rahmen (4, 4') aus thermoplastischem Material besteht und die Trennwand (3; 3"'; 3"') peripher in den Rahmen (4; 4') eingebettet ist.
Platte (1; 1'; 1"") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der ersten (3a) und zweiten (3b) Seiten der Trennwand (3; 3"'; 3"") oberflächliche Unregelmäßigkeiten aufweist, die den Fluss der gefilterten Flüssigkeit zum Umfang der Platte (1; 1'; 1"") erleichtern.
Platte (1; 1'; 1"") nach Anspruch 6, wobei der Rahmen (4; 4') mindestens eine Austrittsöffnung (30; 30') aufweist, die in einen Sammelkanal (6) zum Sammeln des Filtrats mündet.
Platte (1; 1'; 1"") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trennwand (3; 3"'; 3"") von einem Zuführungskanal (5) für die Verteilung einer zu filternden Substanz in Richtung der stromaufwärtigen Kammer durchquert wird; der Zuführungskanal (5) ist so ausgelegt, dass er im Gebrauch in Fluidverbindung mit analogen Durchgängen der benachbarten Platten gebracht ist.
Platte (1; 1'; 1"") nach Anspruch 8, umfassend mindestens eine Widerlagerstruktur (8; 80), die von mindestens einer der ersten Seiten (3a) und der zweiten Seite (3b) und peripher zu dem Zuführkanal (5) vorsteht, und im Gebrauch so angeordnet ist, dass sie an einer analogen Widerlagerstruktur (8, 80) einer benachbarten Platte anliegt und so ausgebildet ist, dass sie die radiale Verteilung des zu filternden Materials innerhalb der jeweiligen Filterkammer ermöglicht.
Platte (1; 1'; 1"") nach Anspruch 9, wobei die Widerlagerstruktur (8; 80) eine Verteilungshülse (8) ist, die in zumindest teilweiser Fortsetzung des Zuführkanals (5) angeordnet ist; wobei die Verteilungshülse (8) zumindest eine radiale Ausnehmung (9) aufweist, um die Verteilung der zu filternden Substanz innerhalb der Filterkammer zu ermöglichen, auf die sie gerichtet ist.
Platte (1; 1'; 1"") nach Anspruch 9, wobei die Widerlagerstruktur (8; 80) eine Vielzahl von erhöhten Warzen (80) ist, die peripher zu dem Zuführkanal (5) angeordnet sind.
Platte (1; 1'; 1"") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trennwand (3") mindestens einen Verstärkungsansatz (24) aufweist, der in Bezug auf mindestens eine der ersten (3a) und zweiten (3b) Seiten der Trennwand (3"') vorsteht und ausgebildet ist, um die mechanische Gesamtfestigkeit der Trennwand (3") zu erhöhen.