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Scheibenfilterelement zur Filtration von Flüssigkeiten, insbesondere
unter Verwendung von Kieselgur Die Erfindung betrifft ein Scheibenelement zur Fil
trat ion von Flüssigkeiten, insbesondere unter Ver-Wendung von Kieselgur, mit einer
zentralen Nabe, die eine koaxiale Nebenbohrung für den Filtratablauf sowie mehrere
Querbohrungen in ihrer Nabenwand enthält, und mit einem an der Nabe befestigten
Trag blech für ein grobnschiges Stützgewebe, auf dem ein Feingewebe aufliegt.
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Die Erfindung geht von dem durch die DT-OS 1 943 152 gegebenen Stand
der Technik aus, nach dem es belkannk ist, eine Dichtung ür ein Scheibenfilterelement
mit zentralem Filtratablauf vorzusehen, bei welcher Distanzringe unmittelbar auf
Nabenteilen mit metallischen Auf lageflächen derart aufsitzen, daß der Spanndruck
sich über die metallischen Auf lageflächen über die ganze Höhe bzw. Länge des aus
mehreren Scheibenfilterelementen zusammengesetzten Filterpaketes fortsetzt. Bei
der bekannten Anordnung befindet sich in der Nabe eine Abflußbohrung und
mehrere
über den Umfang der Nabe verteilte Que-, bohrungen. Bei dieser bekannten Anordnung
ist mit der Nabe ein Tragblech fest verbunden, auf welchem ein Stützgewebe und über
diesem ein Feingewebe angeordnet sind. Sowohl das Lochblech wie auch das Stützgewebe
sind bei der bekannten Ausbildung eines Scheibenfilterelements an dessen Nabe mittels
eines Schraubringes befestigt.
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Bei dieser bekannten Konstruktion eines Scheibenfilterelements und
seiner zugehbrigen Dichtung besteht der Nachteil, daß das Filtrat nach dem Durchlauf
duiüi das Peingewebe in das Stützgewebe eintritt und infolge des bestehenden Druckgefälles
zu den Abf lußbohrungen strbmt Da die Strömung hierbei radial zur Achse der Nabe
gerichtet ist, muß die zwischen zwei benachbarten Bohrungen radial einströmende
Flüssigkeit im Bereich der Nabe tangential umgelenkt werden, damit sie zu den im
Abstand voneinander angeordneten Abflußbohrungen gelangen kann.
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Diese Umlenkung der Strömung erfolgt weitgehend unkontrolliert, da
die Flüssigkeitsströmung das Stützgewebe zwischen jeweils zwei Bohrungen in Strömungsrichtung
durchdringen muß. Durch das im bereich zwischen jeweils zwei Bohrungen liegende
Stützgewebe tritt eine Behinderung dieses Strömungsflusses ein, was zur Folge hat,
daß der Durchflußwiderstand durch das Beingewebe zwischen zwei benachbarten Bohrungen
und über den ganzen Umfang des Scheibenfilterelemnts gesehen ungleich groß wird.
Hierdurch können unkontrollierbare,
willkürliche Anschwemmverhältnisse
geschaffen werden. Dies ist/vor allem dann nachteilig, wenn die Filtration unter
Beimischung von Kieselgur oder anderer Anschwemmhilfsmittel erfolgt. Für die Qualität
der Filtration ist jedoch ausschlaggebend, daß eine gleichmäßige Veteil-ung des
Kieselgurs bzw.
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des Anschwemmhilfsmitte ls gewährleistet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufg§n zugrrne, bei einem Scheibenfilterelement
der eingangs beschriebenen Art eine solche Anordnung zu schaffen, durch welche unkontrollierte
Strömungsverhältnisse vermieden und dadurch die Gewähr gegeben ist, daß stets eine
gleichmäßige Anschwemmung der Filterhilfsmitte 1 erzielt wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß entlang
dem Außenumfang der Nabe des Scheibenfilterelements vor den Eintrittsöffnungen der
Querbohrungen ein Ringkanal angeordnet ist Vorteilhaft kann dieser Ringkanal unterhalb
des Stützgewebes des Filterelementes liegen. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß
das Filtrat nach seinem Durchtritt durch das Stützgewebe in den darunter liegenden
Ringkanal eintreten und sich ohne Behinderung über den ganzen Umfang der Nabe gleichmäßig
verteilen kann.
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Eine besonders einfache, konstruktive Ausbildung dieses Ringkanales
kann dadurch erzielt werden, wenn in Weiterbildung der Erfindung der Ringkanal von
einem zentralen, nach unten aus der Ebene des
Tragblecbes vorspringenden
Ansatz des Tragblechs gebildet ist. Dieser Ansatz kann vorteilhaft ein stuckig mit
dem Tragblech verbunden und gemäß einer bevorzugten AusSuhrunÖsCorm durch einen
sogenannten Durchzug an der Randzone einer in das Tragblech eingebrachten Bohrung
erzeugt sein.
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Unabhängig von der Art der Herstellung kann der Ansatz vorteilhaft
konisch in eine Bohrung auslaufen, welche auf die Nabe aufgeschoben ist. Dies ergibt
die fglichkeit, den Ansatz des Tragblechs entlang dieser Bohrung mit der Nabe zu
verschweißen oder hart zu verlöten. Eine besonders vorteilhafte Ausführungs form
ergibt sich, wenn die konische Wand des Ansatzes mit der Achse der Nabe einen Winkel
von 10 bis 450, vorzugsweise von etwa 20 bis 250 einschließt.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand von drei erfindungsgemäßen, in
der Zeichnung in ihrem Axialschnitt teilweise dargestellten Scheibenfilterelementen
näher beschrieben und erläutert, die in axialer Richtung aneinander-gesetzt sind.
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Jedes der in der Zeichnung dargestellten Scheibenfilterelemente, die
für die Filtration von Flüssigkeiten, wie beispielsweise von Bier vorgesehen sind,
enthält eine rohrförmige Nabe 11 mit einer koaxialen Nabenbohrung 12, die tür den
Abfluß der filtrierten Flüssigkeit dient. In Jeder Nabe 11
eines
Filterelepientes befinden sich mehrere, über den Umfang der Nabe vorzugsweise gleichmäßig
verteilte Querbohrungen 13.
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Jedes der drei dargestellten Filterelemente enthält ein an der Nabe
11 befestigtes Tragblech 15, dessen den größten Teil seiner ScheibenflCche ausmachende
mittlere Ringzone 16 quer zu der Achse 17 der Nabenbohrung 12 verläuft und als Stützflrche
für ein großmaschiges Stützgewebe 18 dient, auf welchem ein engmaschiges Feingewebe
19 aufliegt.
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Während bei den seither bekanntgewordenen Ausführungsformen von 5
cheibenfilterciLementen das Stützgeige beim Zusammenspannen der Scheibenfilterelemente
zusammengedrückt wurde und demgemäß in seiner Filterwirkung sowie in der beabsichtigten
freien Ablaufströmung für das Filtrat nicht den angestrebten Erwartungen entsprechen
konnte, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel jedes der Tragbleche 15 der
Scheibenfilterelemente mit einem konischen aus der Ebene der Ringzone 16 nach unten
vorspringenden Ansatz 21 versehen, der durch einen mit einer zur Nabe 12 koaxialen
Bohrung 22 versehen ist und durch einen beim Stanzen des Tragblechs 15 erzeugten
Durchzug gebildet wird. Der Ansatz 21-, der einstückig mit dem Tragblech 16 verbunden
ist, hat konische Gestalt, wobei die in der Zeichnung dargestellte konisch ausgebildete
Wand des Ansatzes 21 mit der zentralen Achse 17 der Nabe 11 beim dargestellten Ausführungsbeispiel
einen
Winkel von 30° einschließt.
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Durch diese Ausbildung des Ansatzes 21 wird ein entlang dem Außenumfang
jeci.er Nabe 11 verlaufender Ringkanal 23 gebildet, in welchen das Filtrat nach
dem Durchlauf durch das Feinoewebe 19 und das Stützgewebe 18 sich auf die einzelnen
Querbohrungen 13 verteilen kann, ohne daß es auf der für die Filtration wichtigen
Oberfläche des Feingewebes 19 oder des StXitzgewebes 18 zu unzulässig hohen Ansammlungen
des die Filtration begünstigenden, der zu filternden Flüssigkeit betRgebenen Kieselgurs
oder anderer Filtrierhilfsmittel kommen kann.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Tragblech 15 mit seiner
Zentralbohrung 22 unmittelbar unterhalb den Querbohrungen 13 so angeschweißt, daß
sich dort die gefilterte Flüssigkeit in ungestörter Strömung durch die Querbohrurgen
13 hindurch in die zentrale Nabenbohrung 12 ergießen kann. Hierbei ist es besonders
wichtig, daß/zwischen dem Ansatz 21 und der Umfangsflche der Naben 11 keine Rückstände
ansammeln können und daß eine solche Ansammlung von eiwa in dem filtrierten Flüssigkeitsstrom
enthaltenen Schwebeteilen durch die erzielte starke Flüssigkeitsströmung verhindert
wird.
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Um die bei den seither bekannten Scheibenfilterelementen unvermed-liche,
zu einer Zusammenpressung des Stützgewebes 18 und des Feingewebes 19 führende Preßwirkung
bei Zusammenspannung der Filterelemente
zu vermeiden, ist beim dargestellten
AusfL-hruns beispiel vorgesehen, daß jede dr zu einem Scheibenfilterelemont gehörenden
Naben 11 an ihrer Stirnfläche unter Zwischenlage des Feingewebes 19 des nachfolgenden
Sche ibenfiltere iemcnts auf dessen Stirnseite 25 aufliegt. Hierdurch wird erreicht,
daß nur das Feingewebe 19 radial gegen Durchfluß des ungefilterten Mediums gesichert
ist, jedoch kein Preßdruck auf die außerhalb der Naben 11 liegenden Oberflächen
des Feingewebes 19 ausgeübt werdereann.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist in die untere Stirnflache
24 jeder der Naben 11 eine Ringnut 26 eingestochen, in welche ein aus säurebeständigem,
elastischem Werkstoff hergestellter O-Ring 27.eingdegt ist. Diese O-Ringe werden
beim axialen Zusammenspannun der Scheibenfilterelemente zusammengedrückt und sichern
dabei die radiale Abdichtung der Feingewebe 19 gegenüber der zentralen Nabenbohrung
12.
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Jedes Tragblech 15 hat eine gegenüber seiner mittleren Ringzone 16
abgekröpfte Randzone 28,um welche das Feingewebe 19 nach unten umgeschlagen ist
und durch einen aufgedrückten, aus dünnem Blech hergestellten Randring 29 befestigt
ist. Durch diese freitragende Bauart der Scheibenfilterelemente wird eine hohe,
über die wirksame Oberfläche der Filterelemente gleichmäßig verteilte Filtrationswirkung
erzielt, die zu einer erheblichen Verbesserung des Wirkungsgrades führt.
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(AnsprUche)