DE2109021C3 - Filterpresse - Google Patents

Description

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gegenstand der Erfindung ist eine Filterpresse mit erschichten, welche zwischen mit Sicken versehei Filterplatten eingespannt sind.

ieit vielen Jahren verwendet man Filterplatten aus [ossenem Material, insbesondere aus Eisen, Bronze I Aluminium, mitunter auch aus gepreßtem Kunst-Ff. Diese Platten haben im allgemeinen auf beiden Seiten eine tief gerillte Oberfläche. Die zu filtrierende Flüssigkeit breitet sich in den Vertiefungen der Filterplatte über deren Ojjjer_tfl£cbe aus und strömt - durch die Filterschicht hindurch - in die Vertiefungen der benachbarten Filterplatte, in denen sie sich sammelt jede Filterplatte hat mindestens zwei ringförmige Angüsse welche bei den aneinandergereihten Platten Kanäle für den Zufluß und den Abfluß bilden. Diese Kanäle sind durch Bohrungen, die sich in den Angüssen befinden, mit den Zu- bzw. Ablaufkammern der Filterplatten verbunden.

Seit einigen Jahren verwendet man in zunehmendem Maße auch rostfreien Stahl für den Bau von Filterplatten, denn dieser Werkstoff ist wegen seiner hohen Korrosionsbeständigkeit für die Lebensmittelindustrie und die chemische Industrie besonders geeignet Da sich dieses Material jedoch sehr schwer gießen läßt und die Herstellung von großflächigen und dabei sehr dünnen Filterplatten in der oben beschriebenen Art nicht möglich ist, suchte man neue V/ege.

Um die Herstellungskosten der oben beschriebenen Filter zu senken, versuchte man gemäß DT-AS 11 44 690 Filterplatten herzustellen, die aus aus rostfreiem Stahl gepreßten Teilen zusammengeschweißt sind Als besonders schwierig stellte sich dabei die Verbindung der Flüssigkeitskammer mit dem Anschlußauge für den Flüssigkeitszu- oder -ablauf heraus. Es wurde vorgeschlagen, das Filterelement mit einer nach außen führenden, gepreßten, wannenförmigen Vertiefung auszustatten, welche zusammen mit einem daran angeschweißten Abdeckblech einen geschlossenen Kanal bildet Der wannenförmige Ansatz und das angeschweißte Abdeckblech sind an ihren Enden so ausgebildet, daß sie je eine Hälfte des Anschlußauges bilden.

Nachteilig ist dabei der Umstand, daß die beiden Teile durch Schweißen miteinander verbunden werden müssen, was nicht nur eine beträchtliche Mehrarbeit gegenüber einer Platte, die ausschließlich durch Pressen hergestellt wird, darstellt, sondern insbesondere auch Probleme hinsichtlich der Gefahr des Verziehens und der Stabilität mit sich bringt

Bei einem bekannten, in der Praxis üblichen Filter werden die Filterelemente jeweils aus zwei perforierten Blechen und einem sie umgebenden massiven Rahmen gebildet. Der Rahmen, der einen rechteckiger Querschnitt besitzt besteht aus gegossenem Material oder er ist aus Profilstahl gefertigt An den Rahmer sind nach außen abstehende Ringe angesetzt, welche durch Bohrungen mit dem innerhalb des Rahmens liegenden Raum verbunden sind. Bei Aneinanderreihung der Rahmen bilden die Ringe die Kanäle für die zu- und die abfließende Flüssigkeit. Die innerhalb der Rahmer liegenden Bleche sind mit zueinandergekehrten Abstützungsknöpfen versehen und bilden auf diese Weise, zusammen mit den Rahmen, jeweils eine Kammer für der Flüssigkeitszulauf und daran anschließend, nur durch die Filterschichten getrennt, die Kammer für den Flüssigkeitsablauf.

Filterelemente dieser Art, aus rostfreiem Stahl gefertigt, sind korrosionsbeständiger als die gegossenen' auch lassen sie sich besser reinigen, da sie — zum Unterschied von den gegossenen — keine gerillte Oberfläche aufweisen. Sie haben jedoch den Nachteil, daß ihre Kammern viel mehr Flüssigkeit fassen als die feiner Rillen der gegossenen Filterplatten. Dieser Umstand macht sich bei Beendigung des Filtrationsprozesses nachteilig bemerkbar, wenn das Filtrationsgut, ζ. Β Bier, mit Hilfe von Wasser aus dem Filter gepreßt wird

und es dadurch zu größeren Verlusten infolge Vermischung des Filtrates mit dem Spülwasser kommt.

Will man die Schichtenfilter als Schichten-Anschwemmfilter verwenden, dann ersetizt man die für den Zulauf bestimmten Filterelemente durch breitere Rahmen, die Trubrahmen, die keine perforierten Seitenbleche oder Rillenplatten besitzen.

Die auf beiden Seiten des Rahmens anliegenden Filterschichten bilden die seitlichen Begrenzungen der Zulaufkämmer. Auf ihnen erfolgt die Anschwemmung der Kieselgur und die Ablagerung der Trubstoffe. Der Flüssigkeitsablauf «rfolgt in der gleichen Weise wie beim vorerwähnten Schichtenfilter.

Nachteilig an den oben beschriebenen Filterelementen aus rostfreiem Stahl sind vor allem die hohen Erzeugungskosten für deren Rahmen. Diese erfordern nicht hur einen höhen Aufwand an Material, sondern äucft an Arbeitszeit Die Rahmen weraen entweder gegossen und mechanisch nachbearbeitet oder aus Profilmaterial gebogen, zusammengeschweißt, mit den aus massivem Material hergestellten Durchgangsringen verschweißt und an ihren Stirnflächen zumeist noch mechanisch bearbeitet, damit ein einwandfreies Aufliegen und Abdichten der Filterschichten gegeben ist

Eine andere Konstruktion, gemäß DT-OS 14 86 825, die insbesondere für die Herstellung von Filtern aus nichtrostendem Stahl gedacht ist, besteht darin, daß die Rahmen aus massiven Ringen gebildet werden, deren Ringquerschnitt so groß ist, daß die notwendigen öffnungen zur Bildung der Zu- und Ablaufkanäle durch Bohrungen durch die Stirnseite der Ringe gebildet werden. Jeder zweite dieser Ringe besitzt zwei eingelegte perforierte Siebbleche, die durch lösbare Schraubverbindungen zusammengespannt werden. Die beiden Siebbleche bilden gemeinsam mit dem sie umgebenden Rahmen die Ablaufkammer. Die Zulaufkammer wird durch benachbarte Ringe ohne Siebeinlagen gebildet Zwischen den Ringen ist jeweils eine Filterschicht eingespannt

Auch diese Konstruktion ist wegen der erforderlichen breiten Querschnitte der Ringrahmen hinsichtlich Materialbedarf sehr aufwendig. Darüber hinaus besitzt sie noch einen wesentlichen Nachteil:

Filterschichten werden aus fabrikationstechnischen Gründen innen in Bahnen hergestellt Runde Filterschichten sind daher wegen des großen Abfalls bei der Herstellung, auf ihre Fläche bezogen, wesentlich teuerer als rechteckige oder quadratische. Gemäß einer anderen Erfindung werden die Zu- und die Ablaufkammer jeweils durch einen massiven Rahmen und fünf darinnen liegende Metallgitter gebildet. Auch diese Ausführung stellt wegen ihres hohen Material- und Arbeitsaufwandes keine befriedigende Lösung dar.

Gegenstand der Erfindung ist eine Filterpresse mit neuartigen Filterplatten, die sich speziell für eine Herstellung aus rostfreiem Stahl eignen. Sie vereinigen nicht nur alle Vorzüge der oben beschriebenen Systeme in sich, sondern liegen auch in ihren Gestehungskosten weit unter denen der herkömmlichen Filterelemente gleichen Materials. Die besondere, neuartige Form der Filterplatten ermöglicht es, diese aus einem Stück zu pressen, wobei auf jedes Schweißen und die damit verbundene Nacharbeit verzichtet werden kann. Der Erfindung lag die Aufgabenstellung zugrunde, Filterplatten für Schichtenfilter zu konstruieren, die sich aus korrosionsbeständigem Blech pressen lassen, wobei auf ein Zusammenschweißen aus einzelnen Preßfeilen verzichtet werden sollte.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 wiedergegebenen Merkmalen gelöst

Die in den Platten befindlichen Durchgarigsöffnungen können erfindungsgemäß von einer Sicke umgeben sein, welche auch zur Aufnahme einer darin eingebette- _ ten Dichtung dient Die aneinandergereihten und gegeneinander abgedichteten Ränder der Durchgangsöffnungen bilden so die Hauptkanäle für den Flüssigkeitszu- und abfluß. Überall dort wo die Flüssigkeit vom Zulaufkanal in eine Zulaufkammer eintritt bzw. von der Ablaufkammer in den Ablaufkanal gelangt ist die Ringdichtung nach innen zu, z. B. durch Kerben, unterbrochen. Damit eventuelle Schäden an den Ringdich- «5 tungen kein Übertreten unfiltrierter Flüssigkeit aus dem Zulaufkanal in die Abläufkammer verursachen können, wird weiter vorgeschlagen, die Dürchgangsöffnungen durch eine Doppeldichtung von den Fiherkammern zu trennen und dem zwischen diesen beiden Dichtungen liegenden Raum eine öffnung nach außen zu geben.

Bei einer Ausführungsform eines Schichten-Anschwemmfilters können jene Platten, die zur Ausbildung der Zulaufkammern dienen, mit einer nutförmigen Randsicke versehen sein, welche gegen die darin anliegende Filterschicht zu offen ist und auf diese Weise einen die Zulaufkammer umgebenden Kanal bildet. Die den Kanal bildende Sicke ist sowohl gegen die Zulauföffnung hin als auch gegen die Filterkammer zu mit Bohrungen versehen, durch welche die zu filtrierende Flüssigkeit vom Zulaufkanal über die Randsicke von allen Seiten her in die Filterkammer eintreten kann.

In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt. F i g. 1 zeigt erfindungsgemäß ausgeführte Filterplatten im Schnitt

F i g. 2 zeigt eine solche Filterplatte in Ansicht Fig.3 zeigt eine Ausführung von Filterplatten im Schnitt bei welcher nur jede zweite Platte über eine gepreßte Randsicke mit Dichtung verfügt und sich dazwischen glatte Blechplatten befinden.

F i g. 4 zeigt diese mit einer Doppeldichtung zwischen Flüssigkeitskammer und Durchgangsöffnung versehene Platte in Ansicht

Fig.5 zeigt im Schnitt ein Plattenpaket eines Schichtenfilters, bei welchem die Zulaufkammer durch eine einzige Platte gebildet wird.

F i g. 6 zeigt eine Filterplatte in Ansicht bei welcher die Durchgangsöffnungen außerhalb des Bereiches der Filterschichten liegen.

F i g. 7 zeigt eine Anzahl solcher Platten im Schnitt. Fig.8 zeigt ein Piattenpaket eines Schichten-Anschwemmfilters.

F i g. 9 zeigt eine Platte davon in Ansicht, bei welcher die Flüssigkeit über den Umfang der Anschwemmplatte her in die Anschwemmkammer einströmt.

F i g. 10 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Schichten-Anschwemmfilters im Schnitt, bei welchem die Flüssigkeit nur von einer Seite her in die Ablaufkammer gelangt.

In F i g. 1 ist eine Gruppe der Platten, die für Schichtenfiltration bestimmt ist, im Schnitt und in F i g. 2 eine Platte I in Ansicht veranschaulicht. Die Filterplatten sind an ihrem Rand von einer sickenförmigen Auspres-⁶5 sung (I) umgeben, welche zur Aufnahme einer Dichtung 2 dient. Diese Dichtung liegt auf der Rückseite der benachbarten Platte Il auf und dichtet die zwischen den beiden Platten gebildete Kammer 3 nach außen hin ab.

Die beiden links und rechts neben den Platten I und Il liegenden, benachbarten Zwischenräume dienen zur Aufnahme der Filterschichten 4, welche zwischen der Rückseite der Randnut einer Platte und der Dichtung der benachbarten Platte fest eingespannt sind und daher nach außen hin abdichten. Zur Bildung der Zu- und Ablaufkanäle sind die Platten mit Durchgangsöffnungen 5 versehen, die, wie die Plattenränder, von einer sickenförmigen Vertiefung 6 umgeben sind, welche die Aufnahme einer versenkten Dichtung 7 ermöglicht. Diese Dichtung kann, wie in F i g. 2 ersichtlich, in die Randdichtung 2 übergehen.

Auf der Zulaufseite der Platten ist bei jeder zweiten Flüssigkeitskammer — der Zulaufkammer 3, 8 — die Ringdichtung entfernt, so daß die Flüssigkeit in diese Kammer einströmen kann. Von hier durchfließt sie den in Ansicht kariert gezeichneten perforierten Mittelteil 21 der Platten und die Filterschicht 4 und gelangt über das gleichfalls perforierte Blech der angrenzenden Platten III und IV in die Ablaufkammer 9. Bei letzterer ist auf der Unterseite die Ringdichtung entfernt, so daß das Filtrat in den Ablaufkanal gelangt. Der für die Ausbildung der Flüssigkeitskammern erforderliche Abstand 24 zwischen den Platten wird einerseits durch die Randsicke und deren Dichtung, andererseits durch in die Plattenfläche eingepreßte Abstützungsknöpfe 10 gehalten. Letztere dienen auch für die Aufnahme des auf die Platten wirkenden Flüssigkeitsdruckes, d. h. des bei der Filtration auftretenden Differenzdruckes.

In F i g. 3 ist ein Filterpaket im Schnitt und in F i g. 4 eine Filterplatte in Ansicht dargestellt Bei dieser Ausführungsform hat nur jede zweite Platte eine gepreßte Randsicke mit Dichtung, während die dazwischenliegenden Platten als glatte, ebene Bleche ausgeführt sind; alle Platten besitzen einen perforierten Mittelteil.

Darüber hinaus zeigen diese Abbildungen ein zusätzliches Ausführungsmerkmal, welches ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist Die Ringdichtung 7 wird von einer Sekundärdichtung 11 umgeben, welche auch bei Schadhaftsein der Ringdichtung das Eindringen von unfiltrierter Flüssigkeit in den Abflußkanal verhindert Die Randdichtung 2 ist durch zwei Kerben 12 nach außen hin unterbrochen, so daß bei Undichtigkeit der Ringdichtung 7 oder der Sekundärdichtung Vl die Flüssigkeit nach außen läuft und so die schadhafte Stelle angezeigt wird Die erfindungsgemäß ausgeführten Filterplatten haben noch einen beachtlichen Vorteil; sie sind wesentlich dünner als die Filterelemente herkömmlicher Bauart,>so daß die Filterschichten mäher beisammen liegen. Hierdurch wird das Filterpaket bei gleicher filterfläche kürzer, und der Plätzbedarf des

Fi g. 5 zeigt den Schnitt eines erfindungsgemäß ausgeführten Plattenpaketes eines Schichtenfilters, in welchem die Zulaufkammer nicht durch zwei perforierte Blechplatten, sondern durch eine einzige Platte V gebildet wird. Diese ebenfalls in ihrem Mittelteil 21 perforierte Platte besitzt auf dem für die Filtration wirksamen Mittelteil zahlreiche wellenförmige Auspressungen 13, durch welche die beiden benachbarten Filterschichten 4 abgestützt werden.

Fig.6 zeigt eine erfindungsgemäß ausgeführte Filterplatte in Ansicht, bei welcher die Durchgangsöffnungen 5 außerhalb des Bereiches der Filterschicht liegen; F i g. 7 ein solches Filterpaket im Schnitt. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegen alle, die Durchgangsöffnungen 5 umgebenden Ringdichtungen 7 immer direkt auf der benachbarten Platte auf.

is In F i g. 8 ist ein erfindungsgemäß ausgeführtes Plattenpaket eines Schichten-Anschwemmfilters im Schnitt, in F i g. 9 ein Filterelement in Ansicht dargestellt. Die zwischen den Filterschichten 4 liegenden Platten 14 und IS bilden die Zulaufkammer (Anschwemmkammer), in der die Anschwemmung der Kieselgur erfolgt. Sie sind tiefer ausgepreßt als die die Ablaufkammern bildenden Platten 16. Für Filtrationsvorgänge, bei denen nur eine dünne Kieselgurschicht angeschwemmt werden muß, genügt die Verwendung einer Platte 14 für die Zulaufkammer; die Platte 15 kann entfallen.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei den herkömmlichen Schichten-Anschwemmfiltern die Stärke der angeschwemmten Kieselgurschicht mit zunehmender Entfernung von der Eintrittsöffnung in den Filterrahmen abnimmt. Dieser Umstand ist sehr nachteilig, da für eine ordnungsgemäße Filtration eine gewisse Mindeststärke dieser Schicht erforderlich ist und es daher bei ungleicher Schichtstärke zu einem erhöhten Verbrauch an Kieselgur kommt

Beim abgebildeten Filter wird diesem Übelstand dadurch abgeholfen, daß der Eintritt in die Anschwemmkammer nicht nur direkt vom Zulaufkanal her erfolgt sondern durch die einen Kanal bildende Randsicke 1 der Platte 14. Diese Randnut besitzt an ihrer Innenseite mehrere Öffnungen 16, die am gesamten Umfang verteilt sind, wodurch eine gleichmäßige Beaufschlagung der Plattenfläche erzielt wird. Die Zulaufplatten 14 und 15 sind in ihrem Mittelteil großflächig ausgeschnitten, damit die Kieselgur direkt an den Filterschichten angeschwemmt werden kann.

F i g. 10 zeigt ebenfalls ein erfindungsgemäß ausgeführtes Plattenpaket eines Schichten-Anschwemmfilters im Schnitt Bei dieser Variante wird die Anschwemmkammer 17 nur auf einer Seite von einer FiI-terschicht 4 begrenzt, während sich auf der zweiten Seite eine unperforierte Platte 18 befindet Bei diesei Ausführungsart muß die Anschwemmkammer nur halb so breit sein wie bei der in F ig. 6 ersichtlichen, da die Anschwemmung nur gegen eine Seite erfolgt

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   -f 1. filterpresse mit Filterschichten, welche zwi- »chen 'mit Sicken versehenen Filterplatten eingespannt sind, dadurch gekennzeichnet, da3 zumindestens die Kammern für den Flüssigkeitsablauf (9) aus je zwei getrennten, aus Blech gepreßten Filterplatten (III und IV) gebildet Werden, von denen mindestens eine mit der Sicke (1) und einer darin eingebetteten Dichtung (2) versehen ist welche sowohl die Flüssigkeitskammer (9) als auch die mit ihr verbundene J3urchgangsöffnung (5) umgibt und nach außen hin abdichtet und daß der für die Ausbildung der Flüssigkeitskammer (9) nötige Abstand (24) durch diese Sicke (1) und die darin eingebettete Dichtung (2) gehalten wird.
2. 2. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß bei den Filterplatten (IV und I) die Durchgangsöffnungen (5) für den Zu- und Ablauf mindestens dort wo der Eintritt in eine Filterkammer (9) oder der Austritt aus einer Filterkammer (3) verhindert werden soll, von einer nutförmigen Vertiefung (6) umgeben sind, welche der Aufnahme einer darin eingebetteten Dichtung (7) dient, die auf der benachbarten Platte (II) aufliegt
3. 3. Filterpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß jede der Durchgangsöffnungen (5) mit der sie umgebenden und mit einer Dichtung versehenen Sicke (6) durch eine zweite, ebenfalls mit einer Dichtung versehenen Sicke (19) von der angrenzenden Flüssigkeitskammer (3) getrennt ist und daß der zwischen den beiden Sicken liegende Raum (22) eine oder mehrere öffnungen (12) der ihn nach außen abschließenden Dichtung (7) besitzt
4. 4. Filterpresse nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß die Zulaufkamtner durch eine einzige Platte (VI) gebildet wird, die in ihrem perforierten Mittelteil (21) mit zahlreichen, wellenförmigen oder knopfförmigen Auspressungen (13) versehen ist durch welche die beiden benachbarten Filterschichten (4) abgestützt werden.
5. 5. Filterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Abstand der Platten (Vl) für die Bildung von Zulaufkammern (3) festlegenden Sicken (1) gemeinsam mit der angrenzenden Filterschicht (4) Kanäle bilden, in die die Zulauföffnungen (5) umgebende Sicken (6) münden, wobei einerseits von den Zulauföffnungen (S) in die sie umgebenden Sicken (6) Durchbrechungen (2) bestehen und andererseits, am Umfang der Platten verteilt, in den Randsicken Durchbrechungen (16) zum Platteninneren (3) bestehen, wodurch die Flüssigkeit aus den Zulauföffnungen (5) in die Randsikken (1) treten kann und von dort über die am Umfang verteilten Durchbrechungen (16) in die Anschwemmkammer (3).

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