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Die vorliegende Erfindung betrifft Filterpressen, z.B. Membranfilterpressen, und insbesondere ein Filterplattenpaket für eine Filterpresse, umfassend eine Mehrzahl von Filterplatten.
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Filterpressen, beispielsweise bekannt aus
DE 20 2018 104 129 U1 , werden unter anderem bei der Fest-Flüssig-Filtration eingesetzt, wobei diese im Allgemeinen in unterschiedlichen Ausführungsformen existieren. Die Verwendung von Membranfilterplatten ist dabei ein übliches Mittel, um eine effiziente Arbeitsweise der Filterpressen zu ermöglichen. Dafür werden in der Regel zwischen 20 und 200 Membranfilterplatten hintereinander verbaut, Konfigurationen mit lediglich einer Membranfilterplatte sind jedoch ebenso praktikabel. Anordnungen von hintereinander aufgereihten Membranfilterplatten umfassen üblicherweise eine Kopf- sowie Endplatte und zwischen zwei Membranfilterplatten verbaute Kammerplatten, welche für sich relativ starre Komponenten darstellen. Entsprechende Anordnungen werden daher auch als Plattenpakete bezeichnet. Die Seitenflächen der Membranfilterplatten sind mit Membranen versehen, wobei diese entweder einzeln austauschbar sein können oder auch mit dem Innenteil der Platten fest verbunden sein können.
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Üblicherweise verfügen Filterpressen über eine Verbindungsleitung, durch welche eine zu filtrierende Suspension in eine Filterkammer befördert wird. Die Suspension wird in der Regel durch eine Membran, welche mit einem Filtertuch abgedeckt ist, ausgepresst, wobei ein aus Festkörpern bestehender Filterkuchen erzeugt wird. Anschließend wird das Filtrat aus der Filterpresse geleitet. Üblicherweise erfolgt ferner ein Nachpressen mit einem Nachpressmedium, wie beispielsweise Wasser, Öl, Luft oder einem anderen Gas.
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Da bei der Filtration oftmals hohe Temperaturen und Drücke benötigt werden, sind Filterpressen häufig hohen Belastungen ausgesetzt. Die Mehrzahl der in Filterpressen verbauten Elemente, vor allem die Membranen, stellen daher Verschleißteile dar, welche in regelmäßigen Abständen gewartet und gegebenenfalls ausgetauscht werden müssen. Zusätzlich sind einige der Verfahrensschritte zeit- sowie kostenintensiv, beispielsweise das Waschen der Filterkuchen zur vollständigen Entfernung von unerwünschten Bestandteilen aus den Filterkuchen.
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Aus dem Stand der Technik sind daher verschiedene Ansätze bekannt, um potenzielle Fehlerquellen sowie Wartungszeiten zu minimieren und somit den Verfahrensablauf effizienter zu gestalten. So können beispielsweise unterschiedlichste Durchfluss-Anzeigen an den Verbindungsleitungen angebracht werden, um mögliche Leckagen frühzeitig zu registrieren. Außerdem werden des Öfteren Drucksensoren an den einzelnen Kammern verbaut, wodurch das Erreichen von kritischen Drücken oder Kräften vermieden werden kann. Die Effizienz von herkömmlichen Sensoren oder/und Anzeigesystemen ist in Filterpressen jedoch limitiert, da eine Vielzahl an komplexen Verfahrensschritten sowie Bauteilen existiert, wobei jene in der Regel auf engstem Raum interagieren und daher wenig Anbringungsmöglichkeiten für zusätzliche Elemente vorhanden sind.
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Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Filterplattenpaket und eine Filterpresse bereitzustellen, bei welchen Verfahrensschritte inklusive potentieller Fehlerquellen in einer optimierten Art und Weise überwacht werden können und somit die Lebensdauer der einzelnen Bauteile oder/und die Effizienz der Filterpresse insgesamt erhöht wird.
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Hierzu umfasst das Filterplattenpaket erfindungsgemäß wenigstens ein mikroelektromechanisches System (MEMS), welches dazu eingerichtet ist, Zustandsdaten der Filterpresse zu erfassen. Dabei können Zustandsdaten jegliche aus den Verfahrensschritten oder dem Betriebszustand oder dem allgemeinen physikalischen Zustand einer Filterpresse gewonnenen Informationen darstellen, welche sowohl für den laufenden Betrieb also auch die Wartung sowie die Instandhaltung der Filterpresse von Bedeutung sind. Diese beziehen sich insbesondere auf die Ausrichtung, Position, Neigung oder/und Beschleunigung der verschiedenen Bauteile, wodurch deren Bewegungen während des Betriebs kontrolliert und gegebenenfalls unerwünschte Verbiegungen oder/und Brüche frühzeitig identifiziert werden können. Ebenso ist es ermöglicht, beispielsweise das Gewicht der Bauteile oder/und des Filterkuchens auszulesen, sowie die vorherrschenden Temperaturen oder/und Drücke in und an den Bauteilen zu ermitteln. Dies hat den Vorteil, dass Schwankungen zwischen einzelnen Verfahrensschritten präzise erfasst und ausgewertet werden können. Insbesondere können die Zustandsdaten Prozessdaten sein und Informationen in Bezug auf physikalisch-chemische Messwerte aufweisen, wobei in diesem Zusammenhang die Leitfähigkeit, die Feuchtigkeit, die Trübung oder die chemische Zusammensetzung des Filtrats sowie des Filterkuchens von besonderer Bedeutung sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Filterplattenpaket eine Mehrzahl von Platten, welche vorzugsweise mindestens eine Membranfilterplatte mit einer Membran oder/und mindestens eine Kammerfilterplatte oder/und mindestens einen Plattenrahmen umfasst; eine Kopfplatte und eine Endplatte, welche jeweils benachbart zu der Mehrzahl von Platten angeordnet sind; und wenigstens ein Filtertuch, welches an wenigstens einer der Mehrzahl von Platten angebracht ist.
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Das wenigstens eine MEMS kann eine Erfassungseinheit, welche prozessrelevante oder positionsrelevante Signale erfasst, eine Signalaufbereitungseinheit, welche auf die erfassten Signale bezogene Daten verarbeitet, eine Sendeeinheit, welche die verarbeiteten Daten an eine externe Datenverarbeitungseinheit übermittelt, und eine interne Energieversorgung umfassen. MEMS sind aus der Mikrosensorik bekannt und zeichnen sich durch Abmessungen von weniger als 15 mm, vorzugsweise weniger als 10 mm aus. Dadurch wird eine hohe Funktionsdichte mit präziser Auflösung ermöglicht. Durch ihre geringen Abmessungen können MEMS an kleinen sowie filigranen Bauteilen angebracht werden und unterscheiden sich dadurch von herkömmlichen Sensoren. Außerdem ist die Verwendung von MEMS besonders kostengünstig, da diese in Massenfertigung hergestellt werden können. MEMS, welche beispielsweise nach dem Dickschichtverfahren hergestellt werden, eignen sich besonders als Sensoren zur Erfassung von mechanischen Eigenschaften sowie physikalisch-chemischen Messgrößen. Zur Übertragung der ermittelten Daten an eine externe Datenverarbeitungseinheit, insbesondere einen Computer, welcher mit MEMS interagieren kann und dadurch vorzugsweise ein geschlossener Steuerkreislauf entsteht, kann eine drahtlose Datenübertragung, beispielsweise Bluetooth, verwendet werden. Da MEMS über eine interne Energieversorgung verfügen, können diese vorteilhafterweise flexibel in einer Filterpresse verbaut werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterplattenpakets kann das wenigstens eine MEMS an wenigstens einer Platte oder/und einer Plattenhalterung des Filterplattenpakets angebracht sein. Es ist dabei denkbar, dass das wenigstens eine MEMS sowohl an wenigstens einer Membranplatte, wenigstens einer Kopfplatte, wenigstens einer Endplatte oder/und wenigstens einer sonstigen Platte, beispielsweise an einer Kammerplatte, verbaut ist. Dabei kann das wenigstens eine MEMS auf der Vorderseite, der Rückseite, der Oberseite bzw. der Unterseite der wenigstens einen Platte oder/und seitlich der wenigstens einen Platte angeordnet sein. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass im Falle einer bereitgestellten Plattenhalterung das wenigstens eine MEMS an der Plattenhalterung oder/und einem Verbindungselement, beispielsweise Griffen, zwischen der Plattenhalterung und einer Platte verbaut ist.
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Alternativ kann das erfindungsgemäße Filterplattenpaket das wenigstens eine MEMS an wenigstens einer Membran des Filterplattenpakets aufweisen. Dabei ist die wenigstens eine Membran vorzugsweise an einer Membranfilterplatte befestigt und ist insbesondere dazu eingerichtet, das wenigstens eine MEMS sowohl flächig auf der Membranvorderseite, der Membranrückseite oder/und dem Membranfilterplattenmittelteil als auch an einem Übergang zwischen der Membran und der Membranfilterplatte aufzunehmen.
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In einer beispielhaften Variante des erfindungsgemäßen Filterplattenpakets kann das wenigstens eine MEMS an oder/und in unmittelbarer Nähe wenigstens eines Filtertuchs des Filterplattenpakets angebracht sein, wobei vorzugsweise sowohl eine Membranfilterplatte als auch eine Kammerplatte von jeweils einem Filtertuch umspannt wird. Dadurch entsteht zwischen zwei benachbarten Filtertüchern eine Kammer, welche für einen Filterkuchen bereitgestellt sein kann. Das wenigstens eine MEMS kann dabei flächig auf dem wenigstens einen Filtertuch, an einer Verbindung zwischen dem wenigstens einen Filtertuch und einer Platte oder/und in unmittelbarer Umgebung des wenigstens einen Filtertuchs, beispielsweise in einem Filterkuchen, angebracht werden.
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Des Weiteren kann in einem erfindungsgemäßen Filterplattenpaket das wenigstens eine MEMS an wenigstens einer Verbindungsöffnung des Filterplattenpakets angebracht sein. Es ist dabei vorstellbar, dass ein MEMS zur Erfassung der Prozessdaten in Bezug auf eine zugeleitete Suspension oder/und ein MEMS zur Erfassung der Prozessdaten in Bezug auf ein abgeleitetes Filtrat bereitgestellt ist. Dabei kann die wenigstens eine Verbindungsöffnung an eine Verbindungsleitung angeschlossen sein, über die beispielsweise eine zu filtrierende Suspension zu dem Filterplattenpaket zugeführt bzw. Filtrat von diesem abgeleitet wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterplattenpakets kann das wenigstens eine MEMS ein Neigungssensor, ein Positionssensor oder/und ein Beschleunigungssensor sein, welche dazu eingerichtet sein können, Neigungen oder/und Positionen, Positionsänderungen oder/und Beschleunigungen von Bauteilen des Filterplattenpakets zu erfassen. Das wenigstens eine MEMS kann dabei jegliche gezielt erzeugten Bewegungen der Bauteile oder der Filterpresse registrieren, welche beispielsweise durch Inbetriebnahme der Filterpresse erfolgen, jedoch ebenso unerwünschte Verbiegungen oder Brüche detektieren und voneinander unterscheiden, wodurch die einzelnen Verfahrensschritte der Filtration sowie die Wartung und die Reinigung der Filterpresse präzise überwacht werden können.
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Ferner kann das erfindungsgemäße Filterplattenpaket wenigstens ein MEMS umfassen, welches ein Kraftsensor ist und dazu eingerichtet ist, Kräfteentwicklungen an den Platten des Filterplattenpakets oder/und an Anbauteilen des Filterplattenpakets zu erfassen. Dadurch kann beispielsweise das Gewicht des Filterkuchens in der Filterpresse ermittelt werden und auf Unregelmäßigkeiten überprüft werden. Löst sich beim Öffnen des Plattenpaketes ein Filterkuchen nicht aus der Kammer, wird dies registriert und vereinfacht dadurch die Reinigung der entsprechenden Kammer.
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Vorteilhafterweise kann in einem erfindungsgemäßen Filterplattenpaket das wenigstens eine MEMS ein Temperatursensor oder/und ein Drucksensor darstellen, welche dazu eingerichtet sind, eine Temperatur oder/und einen Druck in dem Filterplattenpaket zu erfassen. Dies kann vor allem für die Registrierung von kritischen Temperaturen oder/und Drücken im Bereich der Membran, der Membranfilterplatte, der Kammerplatte, des Filtertuchs sowie der Verbindungsleitung relevant sein, um Schäden an den jeweiligen Bauteilen zu vermeiden.
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In einer alternativen Variante des erfindungsgemäßen Filterplattenpakets kann das wenigstens eine MEMS ausgewählt sein aus: pH-Sensor, Leitfähigkeitssensor, Feuchtigkeitssensor, Trübungssensor oder/und chemischer Sensor, wobei das wenigstens eine MEMS dazu eingerichtet sein kann, prozessrelevante physikalisch-chemische Parameter des Filterplattenpakets zu erfassen. Dabei können sich die entsprechenden Parameter in Bezug auf pH, Leitfähigkeit, Feuchtigkeit, Trübung sowie die chemische Zusammensetzung vor allem auf den Filterkuchen und das Filtrat beziehen, wobei das MEMS gezielt dazu eingesetzt werden kann, um Veränderungen der Parameter während der Filtration zu überwachen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch eine Filterpresse, welche ein Filterplattenpaket der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Art umfasst.
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die begleitende Zeichnung in größerem Detail beschrieben werden. Es stellt dar:
- 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filterpresse inklusive Sammelleitung und Verbindungsleitungen in einer Explosionsansicht;
- 2 eine Variante der ersten Ausführungsform mit einer seitlichen Plattenhalterung in einer perspektivischen Ansicht;
- 3 eine Frontalansicht einer Kammerplatte, welche eine seitliche Plattenhalterung inklusive Griffe aufweist;
- 4 eine Frontalansicht einer Membranfilterplatte inklusive Membran;
- 5 eine Längsquerschnittsansicht einer Membranfilterplatte und einer Kammerplatte, wobei die Membran an der Membranfilterplatte anliegt;
- 6 eine Längsquerschnittsansicht einer Membranfilterplatte und einer Kammerplatte, wobei die Membran einen Filterkuchen (nicht dargestellt) umschließt;
- 7 eine Längsquerschnittsansicht einer Membranfilterplatte und einer Kammerplatte, wobei die Membran an der Kammerplatte anliegt;
- 8 eine Längsquerschnittsansicht einer alternativen Membranfilterplattenkonfiguration und einer alternativen Kam m erplattenkonfiguration;
- 9 eine zweite Frontalansicht einer Membranfilterplatte inklusive Membran;
- 10 eine Längsquerschnittsansicht einer Membranfilterplatte und einer Kammerplatte, welche eine Verbiegung von Membranfilterplatte sowie Kammerplatte darstellt;
- 11 eine Längsquerschnittsansicht einer Membranfilterplatte und einer Kammerplatte, welche einen Bruch von Membranfilterplatte sowie Kammerplatte darstellt;
- 12 eine Frontalansicht einer Kammerplatte, welche seitliche Griffe aufweist;
- 13 eine zweite Längsquerschnittsansicht einer Membranfilterplatte und einer Kammerplatte, wobei die Membran an der Membranfilterplatte anliegt;
- 14 eine Längsquerschnittsansicht einer Membranfilterplatte und einer Kammerplatte, welche an den Platten anliegende Filtertücher sowie einen Filterkuchen darstellt.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Filterpresse 10 in Explosionsansicht veranschaulicht, in welcher eine beispielhafte Konfiguration dargestellt ist. Dabei umfasst die Filterpresse 10 ein Filterplattenpaket mit einer Kopfplatte 12 und einer Endplatte 14, die an den jeweiligen Enden der Filterpresse 10 angeordnet sind. Zwischen der Kopfplatte 12 und der Endplatte 14 sind als weitere Elemente des Filterplattenpakets der Filterpresse 10 jeweils alternierend eine Membranfilterplatte (im folgenden Text als Membranplatte bezeichnet) 18, wobei die offenbarte Ausführungsform drei Membranplatten 18a,b,c umfasst, und eine Kammerplatte 16 angeordnet. Die Membranplatten 18a,b,c sind jeweils mit einer zentralen Membran 20 versehen, die ihrerseits eine vorbestimmte Flexibilität aufweist, und unter Druckeinwirkung durch elastische Verformung einen Druck auf einen in der Filterpresse 10 aufgenommenen Filterkuchen (nicht dargestellt) ausüben kann, um diesen zusätzlich zu verdichten. Des Weiteren sind die Membranplatten 18a,b,c mittels einer Verbindungsleitung 24a,b,c, welche jeweils einer Membranplatte 18a,b,c zugeordnet sind, an eine Sammelleitung 22 angeschlossen und können dadurch mit einem Nachpressmedium (nicht dargestellt) versorgt werden. In 1 ist eine Anbringung von MEMS zur Erfassung relevanter Prozessdaten an mehreren Positionen denkbar. So können beispielsweise die Membranplatten 18a,b,c, an deren Seitenrändern mit MEMS in Form von Neigungssensoren 60 versehen sein, um während des Betriebs sämtliche Neigungen der entsprechenden Bauteile zu erfassen und durch die integrierte MEMS-Sendeeinheit an eine externe Datenverarbeitungseinheit zu übermitteln. Analog dazu können an den Oberseiten der Membranplatten 18a,b,c MEMS angebracht sein, welche als Positionssensoren oder/und Beschleunigungssensoren 62 ausgestaltet sind, wodurch jegliche Positionsänderungen sowie Beschleunigungen der Membranplatten 18a,b,c registriert werden. Es ist ebenso denkbar, dass die Bewegungen der Membranplatten 18a,b,c durch den geschlossenen Steuerkreislauf zwischen den MEMS und der externen Datenverarbeitungseinheit nicht nur erfasst sondern auch gesteuert werden können.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, welches eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels aus 1 ist, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel näher eingegangen wird und in Bezug auf alle anderen Merkmale und Funktionen auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen wird.
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Im zweiten Ausführungsbeispiel ist ein erfindungsgemäße Filterpresse 10 mit einer Plattenhalterung 32 versehen, welche sowohl die Membranplatten 18a,b,c als auch die Kammerplatten 16 über Griffe 34 in einer beweglichen Art und Weise führt. Zusätzlich ist die Kopfplatte 12 mit einem Kopfstück 26 verbunden und dadurch mit der Plattenhalterung 32 gekoppelt. Am anderen Ende der Filterpresse 10 ist die Endplatte 14 über ein Endstück 28 sowohl durch Griffe 34 als auch durch eine Hydraulikvorrichtung 30 mit der Plattenhalterung 34 verbunden. Die Hydraulikvorrichtung 30 ermöglicht ein kontrolliertes Verschieben der Endplatte 14 parallel zu der Längserstreckung der Filterpresse 10 und ermöglicht somit ein Verschließen bzw. Öffnen der von jeweils zwei gegenüberliegenden Platten der Filterpresse 10 erzeugten Kammern. In dem dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel in 2 können MEMS beispielsweise in Form von Kraftsensoren 64 an den Unterseiten der an den Platten angebrachten Griffen 34 und somit zwischen der Plattenhalterung 32 und den Griffen 34 bereitgestellt sein, um das Gewicht der jeweiligen Platten zu erfassen. Dadurch kann nach Öffnen des Plattenpaketes der Kuchenabwurf an jeder Kammer präzise ermittelt werden.
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In 3 ist in einem dritten Ausführungsbeispiel eine Frontalansicht einer einzelnen Kammerplatte 16 der erfindungsgemäßen Filterpresse illustriert. Die Kammerplatte 16 ist wie bereits in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben durch seitlich von der Platte angeordnete Griffe 34 mit der Plattenhalterung 32 verbunden. Als Kraftsensoren ausgebildete MEMS 64 können dadurch an den Unterseiten der Griffe 34 eingerichtet sein und somit das Gewicht der Platte über den Krafteintrag der Platte auf die Plattenhalterung 32 erfassen. Dies kann beispielsweise sowohl während des Betriebs der Filterpresse als auch während einer Wartung der Filterpresse erfolgen. Zusätzlich kann das Gewicht der Kammerplatte 16 oder einer Membranplatte 18 in einem bewegten Zustand der Platte sowie in einem stationären Zustand der Platte erfasst werden.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in 4 eine Frontalansicht einer einzelnen Membranplatte 18 der erfindungsgemäßen Filterpresse veranschaulicht. Dabei liegt eine zentrale Membran 20 auf der Membranplatte 18 auf. Analog zu der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Konfiguration ist es vorteilhaft, die Neigung der Membran 20 während der Filtration erfassen zu können, um Rückschlüsse auf eine Filterkuchenbildung (nicht dargestellt) ziehen zu können. Aus diesem Grund können beispielsweise MEMS in Form von Neigungssensoren 60 an einem Übergangsbereich von Membran 20 und Membranplatte 18 anliegen oder/und flächig auf der Membran 20 angeordnet sein, wodurch das Registrieren sämtlicher Membranneigungen ermöglicht wird. Außerdem können optional MEMS als Positionssensoren oder/und Beschleunigungssensoren 62, Kraftsensoren 64, Temperatursensoren oder/und Drucksensoren 66 auf der Membran 20 bereitgestellt sein, um Bewegungen, Krafteinträge, Temperaturen oder/und Drücke im unmittelbaren Bereich der Membran 20 zu kontrollieren.
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In 5 bis 8 sind alternative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Längsquerschnittsansichten dargestellt. Diese beziehen sich auf die Anbringungsmöglichkeiten von MEMS an einer Membran 20, wobei die Membran 20 in den 5 bis 8 jeweils unterschiedlich angeordnet ist oder/und unterschiedliche Konfigurationen einer Membranplatte 18 sowie einer Kammerplatte 16 ausgebildet sind. In 5 liegt eine Membran 20 auf Noppen an einer Membranplatte 18 an, wobei als Neigungssensoren 60 bereitgestellte MEMS an der Membranaußenseite angebracht werden können. Ebenso ist es denkbar, dass MEMS in Form von Positionssensoren oder/und Beschleunigungssensoren 62, Kraftsensoren 64, Temperatursensoren oder/und Drucksensoren 66 an der Membran 20 vorgesehen sind. Die Kammerplatte 16 wird in dieser Konfiguration von einem Filtertuch 36 umspannt. Im Vergleich zu 5 stellt 6 einen Verfahrensschritt dar, in dem ein Filterkuchen (nicht dargestellt) zwischen Membranplatte 18 und Kammerplatte 16 aufgenommen worden ist. MEMS können in diesem Fall analog zu der in 5 beschriebenen Konfiguration bereitgestellt werden, nämlich in Form von Neigungssensoren 60, Positionssensoren oder/und Beschleunigungssensoren 62, Kraftsensoren 64, Temperatursensoren oder/und Drucksensoren 66. Die Membran 20 kann jedoch optional ebenso an einem Teilbereich der Kammerplatte 16 anliegen und somit sowohl Membranplatte 18 als auch Kammerplatte 16 umfassen, wie in 7 dargestellt. Wie bereits in den Ausführungsbeispielen der 5 und 6 veranschaulicht, können MEMS hierzu an der Membran 20 vorgesehen sein. In 8 ist eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert, wobei sowohl die Membranplatte 18 als auch die Kammerplatte 16 in einer optionalen Konfiguration dargestellt sind. Ferner ist es analog zu den bereits beschriebenen 5 bis 7 möglich, MEMS in Form von Positionssensoren oder/und Beschleunigungssensoren 62, Kraftsensoren 64, Temperatursensoren oder/und Drucksensoren 66 an der Membran 20 bereitzustellen.
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Des Weiteren wird in 9 in einem optionalen Ausführungsbeispiel eine einzelne Membranplatte 18 des erfindungsgemäßen Filterplattenpakets in Frontalansicht beschrieben. Dabei liegt eine Membran 20 an der Membranplatte 18 an. Im Unterschied zu der in 4 veranschaulichten Konfiguration, können MEMS in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel direkt auf der Membranplatte 18 bzw. unterhalb der Membran 20 angebracht werden, um beispielsweise Bewegungen, Krafteinträge, Temperaturen oder/und Drücke im unmittelbaren Bereich der Membranplatte 18 zu überwachen.
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In 10 und 11 werden optionale Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Längsquerschnittsansichten erläutert, welche sich auf mögliche, betriebsbedingte Defektstrukturen einer Membranplatte 18 sowie einer Kammerplatte 16 im Sinne von Verbiegungen (10) oder Brüchen (11) beziehen. Solche Defektstrukturen können durch die Verwendung von MEMS effizient registriert werden und durch entsprechende Anpassungen der Verfahrensparameter vorzugsweise vermieden werden. Dazu können MEMS analog zu 5 bis 8 flächig an der Membran 20, der Mittelplatte der Membranplatte 18, der Kammerplatte 16 oder/und an einem Filtertuch 36 angebracht werden. In diesem Zusammenhang werden beispielsweise MEMS als Neigungssensoren 60, Positionssensoren oder/und Beschleunigungssensoren 62, Kraftsensoren 64, Temperatursensoren oder/und Drucksensoren 66 verwendet.
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Ferner wird in 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer einzelnen Kammerplatte 16 der erfindungsgemäßen Filterpresse in Frontalansicht beschrieben. Die Kammerplatte 16 ist hierbei mit zwei seitlich angeordneten Griffen 34 versehen, welche optional zur Aufnahme einer Plattenhalterung (nicht dargestellt) ausgebildet sein können. Um die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Produkte einer Filtration, vorzugsweise des Filterkuchens oder des Filtrats, überwachen zu können, ist es denkbar, dass ein MEMS in Form eines Leitfähigkeitssensors, eines Feuchtigkeitssensors, eines Trübungssensors oder/und eines chemischen Sensors 68 flächig auf oder/und am Randbereich der Kammerplatte 16 bereitgestellt sein kann. Dadurch wird es ermöglicht beispielsweise die Leitfähigkeit, die Feuchtigkeit, die Trübung oder/und die chemische Zusammensetzung des Filterkuchens oder/und des Filtrats während der gesamten Verfahrensschritte zu erfassen. Dementsprechend ist in einem abgewandelten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welches in 13 in einer Längsquerschnittsansicht illustriert ist, die beispielhafte Anbringung von MEMS zur Ermittlung der Leitfähigkeit, der Feuchtigkeit, der Trübung oder/und der chemischen Zusammensetzung des Filterkuchens oder/und des Filtrats an einer Membranplatte 18 und einer Kammerplatte 16 analog zu der beschriebenen Vorgehensweise in 12 veranschaulicht.
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Ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird in 14 in einer Längsquerschnittsansicht näher beschrieben. Dabei sind sowohl eine Membranplatte 18 als auch eine Kammerplatte 16 von jeweils einem Filtertuch 36 umspannt. In dem Zwischenraum der beiden Platten und innerhalb der beiden Filtertücher 36 ist ein Filterkuchen 38 ausgebildet, welcher beispielsweise durch die Filtration einer Suspension entstanden ist. Um die genaue Position des Filterkuchens 38, der Filtertücher 36, der Membran 20, der Membranplatte 18 oder der Kammerplatte 16 während der einzelnen Verfahrensschritte zu ermitteln, können MEMS in Form von Positionssensoren 62 vorteilhafterweise sowohl an dem Übergangsbereich von den jeweiligen Platten zu den Filtertüchern 36, an der Membranplatte 18 oder/und an der Kammerplatte 16 als auch im Filterkuchen 38 oder/und in unmittelbarer Nähe des Filterkuchens 38 vorgesehen sein.
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In allen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die einzelnen Bauteile der Filterpresse sowie der beschriebenen MEMS mit verschiedenen Merkmalen weitergebildet sein. Beispielsweise können die unterschiedlichen Platten sowie die Filtertücher aus verschiedenen Materialien bestehen, welche die Aufnahme von MEMS durch ihre jeweilige Beschaffenheit begünstigen. Es ist außerdem denkbar, dass die Bauteile über Bohrungen oder Klebflächen verfügen, welche die Anbringung von MEMS ebenfalls vereinfachen können. Des Weiteren können die dargestellten Plattenpakete in ihrem Umfang beliebig erweitert werden und sind nicht auf die gezeigten Anordnungen von Membranplatten sowie Kammerplatten beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202018104129 U1 [0002]
