DE202024101523U1

DE202024101523U1 - Overhang membrane

Info

Publication number: DE202024101523U1
Application number: DE202024101523.1U
Authority: DE
Original assignee: JVK FILTRATION SYSTEMS GmbH
Current assignee: JVK FILTRATION SYSTEMS GmbH
Priority date: 2024-03-27
Filing date: 2024-03-27
Publication date: 2024-04-15
Anticipated expiration: 2034-03-28

Abstract

Überhangmembran (1) umfassend zwei Grundplatten (2), wobei mindestens eine Grundplatte (2) als Membran ausgebildet ist, und ein Verbindungselement (4) zwischen beiden Grundplatten (2), wobei jeweils zwischen dem Verbindungselement (4) und einer Grundplatte (2) eine Biegelinie (14) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegelinie (14) zumindest teilweise eine geringere Materialstärke als das Verbindungselement (4) und die Grundplatte (2) aufweist.

Overhang membrane (1) comprising two base plates (2), wherein at least one base plate (2) is designed as a membrane, and a connecting element (4) between both base plates (2), wherein a bending line (14) is provided between the connecting element (4) and a base plate (2), characterized in that the bending line (14) at least partially has a smaller material thickness than the connecting element (4) and the base plate (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Überhangmembran umfassend zwei Grundplatten, wobei mindestens eine Grundplatte als Membran ausgebildet ist, und ein Verbindungselement zwischen beiden Grundplatten, wobei jeweils zwischen dem Verbindungselement und einer Grundplatte eine Biegelinie vorgesehen ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Membranplatte mit einer solchen Überhangmembran und eine Filterpresse mit einer derartigen Membranplatte.The invention relates to an overhang membrane comprising two base plates, wherein at least one base plate is designed as a membrane, and a connecting element between the two base plates, wherein a bending line is provided between the connecting element and a base plate. The invention further relates to a membrane plate with such an overhang membrane and a filter press with such a membrane plate.

Die Nassfiltration ist ein Verfahren zur Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten. Dabei wird eine Flüssigkeit durch ein Filtermedium geleitet, das die Feststoffe, auch Filterkuchen genannt, zurückhält und die gereinigte Flüssigkeit, auch Filtrat genannt, durchlässt. In der Nassfiltration mittels Filterpressen werden unter anderem Membrankammerplatten zur Reduzierung der Restfeuchte des Filterkuchens eingesetzt, die diesen durch Druckbeaufschlagung weiter komprimieren. Die Membranen besitzen eine Drainagefläche zur Aufnahme des Filtrates, sowie einen Filtratablaufbereich zur Ableitung des Filtrates bzw. auch zur Einleitung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums zur weiteren Behandlung des Filterkuchens in den Filterkammern. Dazu ist ein Kanal in der Filterplatte vorgesehen, der fluidtechnisch mit der Drainagefläche über den Filtratablaufbereich verbunden ist.Wet filtration is a process for separating solids and liquids. A liquid is passed through a filter medium that retains the solids, also known as the filter cake, and allows the purified liquid, also known as the filtrate, to pass through. In wet filtration using filter presses, membrane chamber plates are used, among other things, to reduce the residual moisture in the filter cake, which further compresses it by applying pressure. The membranes have a drainage surface to absorb the filtrate, as well as a filtrate drain area to drain the filtrate or to introduce a liquid or gaseous medium for further treatment of the filter cake in the filter chambers. For this purpose, a channel is provided in the filter plate, which is fluidically connected to the drainage surface via the filtrate drain area.

Bei Membranplatten mit auswechselbaren Membranen können diese dichtflächenbündig in den Membranplattengrundkörper eingesetzt. Dazu ist üblicherweise eine umlaufende Nut vorgesehen, in die die Membrane eingesetzt werden. Nachteilig bei dieser Art der Ausgestaltung ist allerdings der relativ hohe konstruktive Aufwand beim Wechsel der Membran und auch die hygienische Verschmutzung der umlaufenden Nut durch Reststoffe. Alternativ dazu sind bereits Überhangmembrane bekannt, die aus zwei Membranhälften gebildet werden und einen Verbindungsbereich aufweisen. Diese Überhangmembrane sind im Querschnitt U-fömig ausgebildet und werden von oben über den Membranplattengrundkörper gelegt. Nachteilig an diesen Überhangmembranen ist der relativ hohe Herstellungsaufwand durch thermische Umformung im Bereich des Verbindungsteils.In the case of membrane plates with replaceable membranes, these can be inserted flush into the membrane plate base body. For this purpose, a circumferential groove is usually provided into which the membranes are inserted. The disadvantage of this type of design, however, is the relatively high construction effort when changing the membrane and also the hygienic contamination of the circumferential groove by residual materials. As an alternative, overhang membranes are already known, which are formed from two membrane halves and have a connecting area. These overhang membranes are U-shaped in cross-section and are placed over the membrane plate base body from above. The disadvantage of these overhang membranes is the relatively high manufacturing effort due to thermal deformation in the area of the connecting part.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Überhangmembran anzugeben, die besonders einfach und flexibel hergestellt werden kann.The object of the present invention is therefore to provide an overhang membrane which can be manufactured particularly easily and flexibly.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved according to the invention by independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the subclaims.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass die Herstellung der Überhangmembrane dann vereinfacht werden kann, wenn auf ein aufwändiges, insbesondere thermisches Umformverfahren verzichtet werden kann. Daher werden die Überhangmembrane nach der Erfindung so ausgebildet, dass zwischen den Grundplatten, die als Membrane ausgebildet sein können, und dem Verbindungselement eine Biegelinie vorgesehen ist, die sich durch eine dünnere Materialdicke auszeichnet. Diese Materialausnehmung kann dabei entweder in einem eigenen materialabtragenden Herstellungsverfahren erzeugt werden oder aber bereits im Urformprozess durch entsprechende Vorlagen. Wichtig dabei ist es, dass genug Material entnommen oder freigelassen wird, damit die Biegung möglichst durch die Eigengewichtskraft der Grundplatten bzw. der Membrane erfolgt, andererseits aber nicht zu viel Material, um die Stabilität der Überhangmembrane negativ zu beeinflussen.The invention is based on the idea that the manufacture of the overhang membrane can be simplified if a complex, particularly thermal, forming process can be dispensed with. Therefore, the overhang membranes according to the invention are designed in such a way that a bending line is provided between the base plates, which can be designed as membranes, and the connecting element, which is characterized by a thinner material thickness. This material recess can either be created in a separate material-removing manufacturing process or in the primary forming process using appropriate templates. It is important that enough material is removed or left free so that the bending is carried out as far as possible by the dead weight of the base plates or the membrane, but on the other hand not too much material as to negatively affect the stability of the overhang membrane.

Auch wenn eine Materialausnehmung im Sinne einer Performation oder nur eine abschnittsweise Materialausnehmung denkbar ist, erstreckt sich in vorteilhafter Ausführungsform die Materialausnehmung über die gesamte Breite der Biegelinie. Dies ermöglicht die Materialausnehmung gleichmäßig über eine möglichst große Fläche verteilen zu können und somit eine bestmögliche Biegeeigenschaft der Biegelinie zu erhalten, ohne die Stabilität zu beeinträchtigen.Even if a material recess in the sense of a performance or only a material recess in sections is conceivable, in an advantageous embodiment the material recess extends over the entire width of the bending line. This makes it possible to distribute the material recess evenly over as large an area as possible and thus to obtain the best possible bending properties of the bending line without compromising stability.

In vorteilhafter Ausführung wird die geringere Materialstärke durch eine geringere Materialdicke im Bereich der Biegelinie im Vergleich zu den angrenzenden Bereichen der Grundplatten und/oder des Verbindungselementes erzielt. Dabei soll einerseits die Materialdicke im Bereich der Biegelinie möglichst dünn sein, um die Biegesteifigkeit des Membranwerkstoffes zu reduzieren und die Biegung insbesondere aufgrund der Schwerkraft der Grundplatten zu vereinfachen, andererseits muss die Materialdicke aber ausreichend groß sein, um eine ausreichende Materialstabilität zu erzielen und ein Abreißen der Grundplatten zu verhindern. Es hat sich gezeigt, dass die Materialdicke der Biegelinie in vorteilhafter Weise im Bereich zwischen 20% und 80% der Materialdicke der angrenzenden Grundplatte und/oder des Verbindungselementes liegt. Bevorzugt sogar im Bereich zwischen 25% und 60% und in besonders bevorzugter Ausgestaltung im Bereich von 30% - 40%.In an advantageous embodiment, the lower material thickness is achieved by a lower material thickness in the area of the bending line compared to the adjacent areas of the base plates and/or the connecting element. On the one hand, the material thickness in the area of the bending line should be as thin as possible in order to reduce the bending stiffness of the membrane material and to simplify bending, particularly due to the gravity of the base plates, but on the other hand, the material thickness must be sufficiently large to achieve sufficient material stability and prevent the base plates from tearing off. It has been shown that the material thickness of the bending line is advantageously in the range between 20% and 80% of the material thickness of the adjacent base plate and/or the connecting element. Preferably even in the range between 25% and 60% and in a particularly preferred embodiment in the range of 30% - 40%.

Für eine Ausrichtung und Halterung der Überhangmembrane am Membranplattengrundkörper umfasst das Verbindungselement bevorzugt eine Anzahl von Halteösen. Anhand dieser Ösen kann die Überhangmembran gegenüber einem seitlichen Verrutschen oder auch Herunterfalschen gesichert werden. Außerdem kann mittels dieser Ösen eine Art Codierung erzeugt werden, sodass die Überhangmembrane nur in einer bestimmten Orientierung auf den Membranplattengrundkörper aufgelegt werden, um so eine Fehlplatzierung zu vermeiden.To align and hold the overhang membrane on the membrane plate base body, the connecting element preferably comprises a number of retaining eyelets. Using these eyelets, the overhang membrane can be secured against slipping sideways or falling down. In addition, using these eyelets A type of coding must be created so that the overhang membranes are only placed on the membrane plate base body in a certain orientation in order to avoid incorrect placement.

Es ist zwar durchaus denkbar, die Überhangmembran bzw. insbesondere das Verbindungselement und die Grundplatten aus zwei verschiedenen Materialien herzustellen und diese miteinander zu verbinden, für eine besonders leichte und einfache Herstellung der Überhangmembrane ist aber eine einstückige Ausgestaltung der Überhangmembran vorteilhaft.Although it is certainly conceivable to manufacture the overhang membrane or in particular the connecting element and the base plates from two different materials and to connect them together, a one-piece design of the overhang membrane is advantageous for a particularly easy and simple manufacture of the overhang membrane.

Zum Abfluss des Filtrats und auch zur Zufuhr einer Suspension weisen die Membranplattengrundkörper eine Anzahl von Kanälen auf. Diese Kanäle können außerhalb der Anordnung der Überhangmembrane angeordnet sein, alternativ kann die Überhangmembran diese aber überlagern. In diesem Fall weisen die Grundplatten bevorzugt Kanalöffnungen auf, damit diese Kanäle nicht durch eine Grundplatte abgedeckt und verdeckt werden. Diese sind vorteilhaft so positioniert, dass sie im Einsatz mit den Kanalteilstücken der Membranplattengrundkörpers fluchten.The membrane plate base bodies have a number of channels for the drainage of the filtrate and also for the supply of a suspension. These channels can be arranged outside the arrangement of the overhang membrane, alternatively the overhang membrane can overlap it. In this case the base plates preferably have channel openings so that these channels are not covered and concealed by a base plate. These are advantageously positioned so that they are aligned with the channel sections of the membrane plate base body when in use.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Überhangmembrane aufgrund der Materialausnehmung besonders leicht hergestellt werden können. Dabei kann die Materialausnehmung derart angepasst und entlang der Biegelinie verteilt werden, sodass die Biegung bereits durch die Gewichtskraft der Grundplatten erreicht wird und umgekehrt aber eine ausreichende Stabilität gewährleistet wird.The advantages achieved with the invention are in particular that the overhang membranes can be manufactured particularly easily due to the material recess. The material recess can be adapted and distributed along the bending line in such a way that the bend is already achieved by the weight of the base plates and, conversely, sufficient stability is ensured.

Anhand der in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiele ist die Erfindung weiterbeschrieben. Es zeigen:

1 eine Überhangmembran nach der Herstellung,
2 eine gefaltete Überhangmembran,
3 ein Ausschnitt einer gefalteten Überhangsmembran,
4 ein Ausschnitt einer gefalteten Überhangsmembran auf einem Membranplattengrundkörper,
5 ein Querschnitt durch eine gefaltete Überhangsmembran auf einem Membranplattengrundkörper.

The invention is further described with reference to the embodiments shown in the drawing figures. They show:

1 an overhang membrane after production,
2 a folded overhang membrane,
3 a section of a folded overhang membrane,
4 a section of a folded overhang membrane on a membrane plate base body,
5 a cross-section through a folded overhang membrane on a membrane plate base body.

Die Darstellungen in den Figuren sind teilweise vereinfacht und schematisch. Verschiedene Ansichten von Teilen können in ihrer Größe unterschiedlich skaliert sein. Für identische oder baugleiche Teile werden identische Bezugsziffern verwendet.The representations in the figures are partly simplified and schematic. Different views of parts can be scaled differently. Identical reference numbers are used for identical or structurally identical parts.

Ein Ausführungsbeispiel einer Überhangmembran 1 ist in 1 dargestellt. Die Überhangmembran 1 umfasst dabei zwei viereckige bzw. rechteckig ausgebildete Grundplatten 2. An jeweils einer der Seiten der beiden Grundplatten 2 erstreckt sich über die gesamte Länge ein Verbindungselement 4, welches die beiden Grundplatten miteinander verbindet. Mindestens eine der beiden Grundplatten, üblicherweise aber beide Grundplatten, sind dabei als Membrane ausgebildet und können die für Membrane typische (nicht dargestellte) Struktur aufweisen. Weiterhin umfasst jede Grundplatte 2 vier Kanalöffnungen 6, die jeweils in den vier Ecken der Grundplatte 2 angeordnet sind. Diese Kanalöffnungen 6 korrespondieren zu den möglichen Kanalteilstücken 8 eines Membranplattengrundkörpers 10, auf den die Überhangmembrane 1 dann im Einsatz gelegt wird.An embodiment of an overhang membrane 1 is shown in 1 shown. The overhang membrane 1 comprises two square or rectangular base plates 2. On one of the sides of each of the two base plates 2, a connecting element 4 extends over the entire length, connecting the two base plates to one another. At least one of the two base plates, but usually both base plates, are designed as a membrane and can have the structure typical for membranes (not shown). Furthermore, each base plate 2 comprises four channel openings 6, which are each arranged in the four corners of the base plate 2. These channel openings 6 correspond to the possible channel sections 8 of a membrane plate base body 10, onto which the overhang membrane 1 is then placed during use.

Das Verbindungselement 4 weist über die Länge verteilt eine Anzahl von Halteösen 12 auf, die die Überhangmembrane 1 auf dem Membranplattengrundkörper 10 fixieren. Zwischen dem Verbindungselement 46 und den Grundplatten 2 ist im Übergangsbereich jeweils eine Biegelinie 14 vorgesehen. Diese Biegelinie 14 ist erfindungsgemäß gezielt derart ausgebildet, dass die Materialstärke, also die Materialdicke, dort geringer ist als im Verbindungselement 4 und in den Grundkörpern 2. Diese geringere Materialstärke kann entweder durch ein materialabtragendes Verfahren oder aber direkt durch einsprechende Vorlagen bei der Herstellung der Überhangmembrane 1 erreicht werden.The connecting element 4 has a number of retaining eyes 12 distributed over its length, which fix the overhang membrane 1 on the membrane plate base body 10. A bending line 14 is provided in the transition area between the connecting element 46 and the base plates 2. According to the invention, this bending line 14 is specifically designed such that the material thickness is less there than in the connecting element 4 and in the base bodies 2. This lower material thickness can be achieved either by a material-removing process or directly by appropriate templates during the manufacture of the overhang membrane 1.

Eine Überhangmembran 1 im hängenden Zustand, wie sie beispielsweise im Einsatz auf einem Membranplattengrundkörpers 10 aussieht, ist im Ausführungsbeispiel nach der 2 dargestellt. Aufgrund der geringeren Materialstärke im Bereich der Biegelinien 14 sind die beiden Grundplatten 2 nach unten geklappt und liegen parallel zueinander. Jeweils zwei Kanalöffnungen 6 liegen gegenüber zueinander und würden mit einem Kanalteilstück 8 im Membranplattengrundkörper 8 einen Kanal 16 bilden. Durch diesen Kanal 16 kann dann eine Suspension zugeführt oder das Filtrat abgeführt werden.An overhang membrane 1 in the hanging state, as it looks for example when used on a membrane plate base body 10, is in the embodiment according to the 2 shown. Due to the lower material thickness in the area of the bending lines 14, the two base plates 2 are folded down and lie parallel to each other. Two channel openings 6 are opposite each other and would form a channel 16 with a channel section 8 in the membrane plate base body 8. A suspension can then be fed in or the filtrate can be discharged through this channel 16.

Eine Ecke der Überhangmembran 1 nach 2 ist in 3 in vergrößerter Darstellung noch einmal gezeigt. Hier ist deutlich die Materialverjüngung im Bereich der beiden Biegelinien 14 zu erkennen. Im Ausführungsbeispiel nach der 3 ist die Materialdicke D_G der beiden Grundplatten, sowie die Materialdicke Dv des Verbindungselements etwa 5,5mm, während die Materialdicke D_B der Biegelinien an der dünnsten Stelle nur etwa 2mm beträgt. Das Verhältnis der Materialdicke D_B im Bereich der Biegelinie zu der Materialdicke D_G, D_V im Bereich der Grundplatte und des Verbindungselements liegt also bei etwa 36%. Je nach Ausführungsform können sich die Materialdicken D_G, D_V der Grundplatten und des Verbindungselementes aber auch unterscheiden, wie auch andere Verhältnisse der Materialdicken D_B, D_G, D_V der Biegelinie und der Grundplatten bzw. der Verbindungselemente möglich sind.One corner of the overhang membrane 1 after 2 is in 3 shown again in an enlarged view. Here the material tapering in the area of the two bending lines 14 can be clearly seen. In the example according to the 3 The material thickness D _G of the two base plates and the material thickness D V of the connecting element is approximately 5.5 mm, while the material thickness D _B of the bending lines at the thinnest point is only approximately 2 mm. The ratio of the material thickness D _B in the area of the bending line to the material thickness D _G , D _V in the area of the base plate and the connecting element is therefore approximately 36%. Depending on the design, the material thicknesses D _G , D _V of the base plates and the connecting element may also differ, just as other ratios of the material thicknesses D _B , D _G , D _V of the bending line and the base plates or the connecting elements are possible.

In 4 ist die Überhangmembran 1 nach der 2 und 3 über einem Membranplattengrundkörper 10 gehängt. Dabei umgreifen die Halteösen 12 der Überhangmembran 1 entsprechende Halterungen 18 des Membranplattengrundkörpers 10, wodurch die Überhangmembran 1 vor dem Herabrutschen entlang einer Grundplatte 2 und auch vor einer linearen Verschiebung entlang des Verbindungselementes 4 geschützt wird. Die Grundplatten 2 liegen im Wesentlichen plan an dem Membranplattengrundkörper 10 an und nur im Bereich der Biegelinie 14 bildet sich aufgrund der Materialverjüngung auf beiden Seiten ein Zwischenraum 20 zwischen der Überhangmembran 1 und dem Membranplattengrundkörper 10. Der Membranplattengrundkörper 10 umfasst darüber hinaus ein Kanalteilstück 8, welches derart angeordnet ist, dass es mit den Kanalöffnungen 6 in der Überhangmembran 1 einen Kanal 16 bildet.In 4 is the overhang membrane 1 after the 2 and 3 hung over a membrane plate base body 10. The retaining eyes 12 of the overhang membrane 1 engage around corresponding holders 18 of the membrane plate base body 10, whereby the overhang membrane 1 is protected from slipping down along a base plate 2 and also from a linear displacement along the connecting element 4. The base plates 2 lie essentially flat against the membrane plate base body 10 and only in the area of the bending line 14 does a gap 20 form between the overhang membrane 1 and the membrane plate base body 10 due to the material tapering on both sides. The membrane plate base body 10 also comprises a channel section 8 which is arranged in such a way that it forms a channel 16 with the channel openings 6 in the overhang membrane 1.

In 5 ist die Membranplatte 22 nach der 4 im Querschnitt gezeigt. Deutlich zu erkennen ist hier, dass die Grundplatten 2 plan an dem Membranplattengrundkörper 10 anliegen und nur im Bereich der Biegelinie 14 ein Zwischenraum 20 zwischen der Überhangmembran 1 und dem Membranplattengrundkörper 10 vorliegt. Ebenfalls zu erkennen ist, dass die Materialdicke D_B im Bereich der Biegelinie unter 50% der Materialdicke D_G der Grundplatten liegt.In 5 the membrane plate 22 is after the 4 shown in cross-section. It can be clearly seen here that the base plates 2 lie flat against the membrane plate base body 10 and that there is a gap 20 between the overhang membrane 1 and the membrane plate base body 10 only in the area of the bending line 14. It can also be seen that the material thickness D _B in the area of the bending line is less than 50% of the material thickness D _G of the base plates.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: ÜberhangmembranOverhang membrane
22: GrundplatteBase plate
44: VerbindungselementConnecting element
66: KanalöffnungChannel opening
88th: KanalteilstückCanal section
1010: MembranplattengrundkörperMembrane plate base body
1212: HalteösenRetaining eyelets
1414: BiegelinieBending line
1616: Kanalchannel
1818: Halterungbracket
2020: ZwischenraumSpace
2222: MembranplatteMembrane plate

Claims

Overhang membrane (1) comprising two base plates (2), wherein at least one base plate (2) is designed as a membrane, and a connecting element (4) between both base plates (2), wherein a bending line (14) is provided between the connecting element (4) and a base plate (2), characterized in that the bending line (14) at least partially has a smaller material thickness than the connecting element (4) and the base plate (2).

Overhang membrane (1) after Claim 1 , characterized in that the smaller material thickness extends over substantially the entire length of the bending line (14).

Overhang membrane (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the low material thickness is formed by a low material thickness (D _B ) in the region of the bending line, wherein the material thickness (D _B ) in the region of the bending line is in the range between 20 _% and 80%, preferably between 25% and 60% and particularly preferably in the range between 30% and 40% compared to the material thickness (D G , D _V ) of the base plates and/or the connecting element.

Overhang membrane (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the connecting element has retaining eyelets (12).

Overhang membrane (1) according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the overhang membrane (1) is formed in one piece.

Overhang membrane (1) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the base plates (2) each have a number of channel openings (6).

Overhang membrane (1) after Claim 6 , characterized in that two channel openings (6) of the two base plates (2) are arranged opposite one another in such a way that they form a channel (16) when the overhang membrane (1) is inserted.

Membrane plate (22) with a membrane plate base body (10) and an overhang membrane (1) according to one of the Claims 1 until 7 .

Filter press for wet filtration with at least one membrane plate (22) according to Claim 8 .