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MEMBRAN-FILTERPLATTE Die Erfindung betrifft eine Membran-Filterplatte
für eine Filterpresse, mit einer Grundplatte, einer diese überdeckenden Membran
mit einem zwischen den benachbarten Filterplatten einzuspannenden Randbereich, einer
mit Filtratnuten versehenen Filterfläche und mindestens einer mit einem Durchgangskanal
in der Grundplatte kommunizierenden Durchlaßöffnung, sowie mindestens einem in der
Grundplatte angeordneten Druckmittelkanal zur Einführung von Druckmittel in einen
durch Abheben der Membran von der Grundplatte zwischen diesen gebildeten Druckmittelraum.
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Bei den bekannten Membran-Filterplatten dieser Art bildet die mit
Filtratnuten versehene Filterfläche der Membran die eine Seite einer Filterkammer,
in welche das-zu filtrierende Material unter Druck eingeführt und dann durch ein
die #Membran überdeckendes Filtermaterial hindurch filtriert wird.
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Der in der Filterkammer zurückbleibende Filterkuchen wird dann durch
Einführen eines Druckmittels in eine zwischen der Membran und der Grundplatte gebildete
Druckkammer durch die sich dabei von der Grundplatte abhebende Membran ausgepreßt.
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Das durch das Filtermaterial hindurchgetretene Filtrat fließt in den
Filtratnuten der Filterfläche herunter und strömt über einen Durchgangskanal und
eine mit diesem verbundene, in der Grundplatte angeordnete Filtratabführleitung
ab.
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Die in Fig. 1 dargestellte, bekannte Membran-Filterplatte dieser Art
besitzt eine auf beiden Seiten jeweils durch eine Membran A überdeckte Grundplatte
C. In der Membran A ist
jeweils eine Durchlaßöffnung B vorgesehen,
die mit einem in der Grundplatte C angeordneten Durchgangskanal D für das Filtrat
kommuniziert. Bei der dargestellten Ausführungsform sind Membran-Filterplatten E
dieser Art und normale Filterplatten G mit Filterflächen F alternierend so angeordnet,
daß jeweils zwischen diesen Filterkammern H für die Aufnahme des zu filtrierenden
Materials bzw. des Filterkuchens verbleiben. Die -Membran-Filterplatten E können
jedoch auch ohne zwischengeschaltete normale Filterplatten G zusammengeschichtet
sein.
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Zum Auspressen des Filterkuchens wird in eine zwischen der Membran
A und der Grundplatte C liegende Drucknittelkammer I Druckmittel eingeführt und
ein Druckgleichgewicht zwischen der Druckmittelkammer I und der Filterkammer H erzeugt.
Dabei wird die Membran A normalerweise von ihren beiden Flächen her jeweils mit
einem Druck von beispielsweise etwa 4 bis 10 kg/cm2 beaufschlagt, so daß die Membran
unter der Einwirkung dieser Kräfte dazu tendiert, durch plastische Deformation ihre
Dicke zu verringern und sich in der Membranebene auszudehnen. Diese Verformung ist
konzentrisch zur Durchlaßöffnung B gerichtet, an welcher kein Widerstand auftritt.
Die ständige Wiederholung der Filtrations- und Auspreßstufen führt mit der Zeit
zu einer zunehmenden Verformung und damit zur Blokkierung der zur Abführung des
Filtrats dienenden Durchlaßöffnung B, die außerhalb des Ausbauchungsbereiches der
Membran A in dem zwischen der Grundplatte C und der-Filterplatte G oder zwischen
zwei benachbarten Grundplatten C eingespannten Bereich liegt, wobei die Durchlaßöffnung
B unmittelbar gegen den Durchgangskanal D der Grundplatte C angedrückt gehalten
wird. Diese Konstruktion ergibt zwar eine zuverlässige Verbindung zwischen der Durchlaßöffnung
B und dem Durchgangskanal D, wobei jedoch die benachbarten Filterplatten E und G
(bzw. E und E) zur Verhütung einer Abtrennung während des Auspressens mit einem
den Auspreßdruck übersteigenden Druck gegeneinander angepreßt werden, so daß die
stärkere Verformung der Membran A im Bereich der Durchlaßöffnung B
deren
Blockierung begünstigt. Durch das Verengen oder Blokkieren der Durchlaßöffnung B
wird das in den Filtratnuten K der Filterfläche J der Membran A herablaufende Filtrat
daran gehindert, über die Durchlaßöffnung B und den in der Grundplatte C angeordneten
Durchgangskanal D abzufließen. Dadurch baut sich in der Filterkammer H, der Druckmittelkammer
I und dem Zuführungskanal für das zu filtrierende Material ein anormal hoher Druck
auf, welcher die Gefahr von Beschädigun gen der Filterpresse mit sich bringt.
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In der Membran kann eine weitere Durchlaßöffnung vorgesehen sein,
die über einen in der Grundplatte angeordneten Durchgangskanal mit einem Waschflüssigkeitskanal
kommuniziert und zum Rückwaschen des Filtermaterials zur Entfernung des Filterkuchens
dient. Bei der bekannten Konstruktion besteht auch für diese zur Einführung von
Waschflüssigkeit dienende Durchlaßöffnung die Gefahr einer unerwünschten Verengung
oder Blockierung, wodurch das Rückwaschen nicht zufriedenstellend durchgeführt werden
kann oder ganz verhindert wird, wobei durch den auftretenden anormal hohen Druck
Beschädigungen im Waschflüssigkeitssystem eintreten können.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Membran-Filterplatte der eingangs
genannten Art so zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln das unerwünschte Verengen
oder Blockieren der Durchlaßöffnungen für das Filtrat bzw. die Waschflüssigkeit
und der Aufbau anormal hoher Drucke zuverlässig ausgeschaltet und ein glattes Abströmen
des Filtrats und eine#ungehinderte Zuführung der Waschflüssigkeit gewährleistet
wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Membran-Filterplatte der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnung jeweils
in dem einzuspannenden Randbereich der Membran angeordnet ist und die Membran mit
mindestens einem Abdeckteil aus einem relativ zu dieser härteren Material mit einem
in die Durchlaßöffnung
eingreifenden-Rohrabschnitt und einem Flanschabschnitt
mit mindestens einer den Rohrabschnitt mit den Filtratnuten -verbindenden Durchlaßnut
versehen ist.
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Vorteilhafte# Weiterbildungen der Membran-Filterplatte sind in-den
Unteransprüchen beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Membran-Filterplatte ermöglicht durch die im
einzuspannenden Randbereicl1 angeordneten, aus härtereich Material bestehenden Abdeckteile
einen von unerwünschten Verengun#-gen# oder Blockierungen der Durchlaßöffnungen
unbeeinträchtigten Betrieb. - Da die als Durchlaßöffnungen für das Filtrat bzw.
die Waschflüssigkeit dienenden Rohrabschnitte der Abdeckteile eine im Vergleich
zur Membran größere Härte be#sitzen, beh##lten die die Durchlaßöffnung umschliessenden
-Uinfangswände# des Rohrabschnitts auch unter der Einwirkung des auf die einander
gegenüberliegenden Flächen der Membran einwirkenden Druckes ihre Form ohne radial
einwärts zur: Mitte der Durchlaßöffnung zu expandieren. Da somit die Durchlaßöffnungen
weder durch plastische Verf#ormung, noch durch eine zeitweise elastische Verformung
verengt- oderblockiert werden, wird ein gleichmäßiges Abströmen des Filtrats-utd
ein gleichmäßiges Einströmen der Waschflüssigkeit unter Vermeidung -anormal hoher
Drucke und möglicher Beschädigungen der Apparatur sichergestellt.
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Der Rohrabschnitt des Abdeckteils ist mit einem Flanschabschnitt-einstückig
verbunden, der einen der Durchlaßöffnung benachbarten Bereich der Membran und insbesondere
denjenigen Bereich derselben überdeckt, durch welchen das Filtrat der Durchlaßöffnung
zuströmt oder die Waschflüssigkeit von der Durchlaßöffnung der Filterfläche zugeführt
wird. Durch den Flanschabschnitt wird zuverlässig verhindert, daß die Membran über
die Kante des Rohrabschnitts gedrückt wird und die#Durchlaßöffnung verengt oder
blockiert. Der Flanschabschnitt ist an- seiner Oberfläche mit Nuten versehen, welche
den Rohrabschnitt mit den Filtratnuten in der Filterfläche
der Membran
verbinden. Da die in dem zwischen den Filterplatten eingespannten Bereich der Membran
vorgesehenen Nuten dem Einspanndruck widerstehen, wird ein gleichmäßiges Abströmen
des Filtrats und ein gleichmäßiges Zuströmen der Waschflüssigkeit und damit die
Durchführung der Filtration und des Auspressens oder des Rückwaschens bei konstantem
Druck sichergestellt.
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Das Abdeckteil kann in die Auslaßöffnung der Membran elastisch eingesetzt
oder durch eine Schraube oder andere Mittel mit dem Bereich der Auslaßöffnung verbunden
sein. Stattdessen können die an den gegenüberliegenden Seiten der Grundplatte an
der Membran angeordneten Abdeckteile auch miteinander durch einen Draht oder eine
Schnur miteinander verbunden sin, um sie an der Membran festzulegen.
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Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Membran-Filterplatte unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch herkömmliche Membran-Filterplatten
in Kombination mit normalen Filterplatten, Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht
einer Filterpresse mit erfindungsgemäßen Membran-Filterplatten, Fig. 3 eine Vorderansicht
der Membran-Filterplatte gemäß Fig. 2 gesehen aus der Schnittebene III-III der Fig.
2, Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht des die Durchlaßöffnung enthaltenden Bereiches
der Membran-Filterplatte gemäß Fig. 3, Fig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt längs
der Linie V-V der Fig. 3, Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Abdeckteils
und Fig. 7 einen vergrößerten Teilschnitt durch die Membran-Filterplatte und die
daran montierten Abdeckteile.
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Die in den Fig. 2 bis 7 dargestellte Membran-Filterplatte 1 besitzt
eine Grundplatte 2 und eine deren voneinander abgewandte Flächen überdeckende Membran
4, die an ihrem Randbereich 47 an der Grundplatte 2 festgelegt ist und mit ihrem
inneren Bereich einen zwischen diesem und der Grundplatte 2 liegenden Druckraum
5 zur Aufnahme eines durch die Grundplatte 2 zugeführten Drucknlittels bilden. Bei
der in Fig.-2 dargestellten Ausführungsform sind die Membran-Filterplatten -1 jeweils
alternier#end mit normalen Filterplatten 6 zusammengeschichtet, deren Filterflächen
61 jeweils direkt auf den voneinander abgewandten-Seiten der Platten liegen. Die
einander zugewandten Filterflächen 3 und 61 definieren-eine Filterkammer 7. Zur
Filtration wird das zu filtrierende Material in der in Fig. 2 durch die Pfeile X
angedeuteten Weise üb-er einen Filtrier-lteinlaß 15 in jede#Filterkammer 7 einge-führt
und durch ein die Filterflächen 3 bzw. 61 überdeckendes Filtermaterial 8 hindurchfiltriert.
Nach der Filtration wird zum Auspressen des in der Filterkammer 7 gebildeten Filterkuchens
ein Druckmittel in der in-Fig. 3 durch den Pfeil Y an-gedeuteten Weise über einen
Druckmittelkanal 22 in jeden Druckmittelraum 5 eingeführt, so daß sich die Mem-.
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bran 4 unter Abheben min der Grundplatte 2 in der in Fig. 2 gestrichelt
dargestellten Weise in die Filterkammer 7 hinein ausbaucht 3 wobei die von der Filtration
her im Filterkuchen zurückgebliebene kleine Flüssigkeitsmenge aus diesem fast vollständig
ausgepreßt wird.
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Der sich durch die Grundplaztten 2 und die Filterplatten 6 erstreckende
Filtratabführkanal 9 ist mit jeweils in den Grundplatten 2 angeordneten Durchgangskanälen
10 bzw. in den Filterp#latten 6 angeordneten Durchgangskanälen 11 verbunden, die
jeweils zu beiden Filterflächen 3 bzw. 61 führende Öffnungen besitzen.
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Das bei der Filtration und der vorstehend beschriebenen Auspressung
durch das Filtermaterial 8 hindurchtretende Filtrat fließt in den in den Filterflächen
2 bzw. 6i angeordneten
Filtratnuten 31 bzw. 62 abwärts und dann
in der in den Fig.
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2, 3 und 5 durch die Pfeile W angedeuteten Weise über die Durchgangskanäle
10 bzw. 11 und den Filtratabführkanal 9 ab. Der Durchgangskanal 11 in der normalen
Filterplatte 6 mündet direkt auf der Filterfläche 61. Der Durchgangskanal 10 in
der Grundplatte 2 ist mit der an der Membran 4 angeordneten Filterfläche 3 durch
eine Durchlaßöffnung 12 in der Membran 4 verbunden Bei der erfindungsgemäßen Membran-Filterplatte
1 ist in die Durchlaßöffnung 12 der Membran 4 der Rohrabschnitt 131 eines Abdeckteiles
13 aus einem im Vergleich zur Membran 4 härteren Material eingefügt. Während die
Membran 4 aus vulkanisiertem Gummi oder dergleichen besteht1 ist das Abdeckteil
13 aus einem Material größerer Härte, wie beispielsweise Hartgummi, Polyäthylen,
Polypropylen oder Metall gefertigt.
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Während die Membran 4 unter dem während des Auspre#ssens des Filterkuchens
auf ihre gegenüberliegenden Flächen wirkenden hohen Druck zu einer Deformation in
Richtung ihrer Ebene neigt, wird durch den in der Durchlaßöffnung 12 angeordneten,
aus einem im Vergleich zur Membran 4 härteren Material bestehenden Rohrabschnitt
131 ein einwärts gerichtetes Ausdehnen des Randes der Durchlaßöffnung 12 und damit
jede durch Deformation bewirkte Verengung oder Blockierung der Durchlaßöffnung verhindert.
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Der die Durchlaßöffnung 12 enthaltende Randbereich 41 der Membran
4 und der Randbereich 63 der Filterplatte 6 springen jeweils in der dargestellten
Weise nach Art eines Bilderrahmens vor, so daß der Randbereich 41 der Membran 4
in der gegeneinander angedrückten Stellung der Membran-Filterplatte 1 und der normalen
Filterplatte 6 zwischen der Grundplatte 2 und der Filterplatte 6 eingespannt ist.
Durch den Einspanndruck wird der die Durchlaßöffnung 12 enthaltende Bereich der
Membran 4 selbst während des Einführens von Druckmittel in den Druckmittelraum 5
zum Ausbauchen der Membran 4 auf
dwr Grundplatte 2 iiiiaIohän#I.#
davon festgehalten, <~Ii der ltitllXI-bereich 41 an der Grund)latto 2 befestigt
ist oder nicht.
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Die Durchlai3öffnung 12 wird daher Jiormetisch in Verbindung mit dem
Durchgangskanal 10 in der Grundplatte 2 gehalten.
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Infolge des bei dieser Anordnung wirkenden Einspanndruckes wird ferner
das Abdeckteil 13 selbst dann in seiner Stellung festgehalten, wenn sein Rohrabschnitt
131 nur elastisch in die Durchlaßöffnung 12 eingefügt ist.
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Da die Membran-Filterplatte 1 zur Vermeidung eines durch den Auspreßdruck
bewirkten Abhebens von der benachbarten Filterplatte mit einem den Auspreßdruck
übersteigenden Druck gegen diese angepreßt gehalten wird, ist der zwischen den Filterplatten
eingespannte Randbereich einer erheblichen Deformation ausgesetzt, die bei den herkömmlichen
Membran-Filterplatten zu einer Verengung oder einem Blockieren der sich in der Filterfläche
bis zur Durchlaßöffnung erstreckenden Filtratnuten und damit zur Beeinträchtigung
des Abfliessens des Filtrats und zum Aufbau eines anormal hohen Druckes führen würde.
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Das bei der erfindungsgemäßen Membran-Filterplatte verwendete Abdeckteil
13 überdeckt mit seinem mit einem Ende des Rohrabschnitts 131 einstückig verbundenen
Flanschabschnitt 132 den Bereich der Membran 4, in welchem die Filterfläche 3 mit
der Durchlaßöffnung 12 in Verbindung stehen soll. Hierzu besitzt der Flanschabschnitt
132 in seine Oberfläche eingetiefte Nuten 134, welche die Durchlaßöffnung 12, nämlich
die Öffnung 133 des Rohrabschnittes 131 mit den Filtratnuten 31 in der Filterfläche
3 verbinden. Wegen der größeren Härte des Abdeckteiles 13 werden die Nuten 134 in
dem eingepannten Flanschabschnitt 1#32 durch den Einspanndruck nicht verengt oder
blockiert. Der Flanschabschnitt 132 verhindert ferner, daß die Membran 4 unter Verformung
über das Abdeckteil 13 gedrückt wird und damit eine Verengung oder Blockierung der
Durchlaßöffnung 12 bewirkt.
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Das Abdeckteil 13 kann lediglich an der Membran 4 eingepaßt oder mit
einer Schraube an der Grundplatte 2 befestigt sein.
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Stattdessen kann der Rohrabschnitt 131 des Abdeckteiles 13 auch einen
dessen Öffnung 133 unterteilenden Brückensteg 135 aufweisen und so auf der Mündung
des zur Abführung des Filtrats dienenden Durchgangskanals 10 in der Grundplatte
2 angeordnet sein, daß die Brückenstege 135 der sich auf den gegenüberliegenden
Seiten der Grundplatte 2 auf der Membran 4 angeordneten Abdeckteile 13 durch ein
bei der dtrgestellten Ausführungsform als Draht ausgebildetes, dünnes Befestigungselement
14 verbunden sind, das durch den in der Grundplatte 2 angeordneten, sich zu beiden
Seitenflächen öffnenden Durchgangskanal 10 hindurchgeführt ist. Als Befestigungseiement
14 kann anstelle eines Drahtes auch eine Schnur oder ein elastisches Band verwendet
werden, deren Enden jeweils an den Brückenstegen 135 so befestigt sind, daß diese
gegeneinander angezogen werden. Auf diese Weise kann das Abdeckteil 13 sehr leicht
montiert und doch wirksam in seiner Stellung gegen ein Herabfallen festgehalten
werden. Das in dieser Weise montierte Abdeckteil 13 läßt planare Verschiebungen
der Membran 4 infolge ihrer Expansion oder Kontraktion zu, so daß die Membran 4
und das Abdeckteil 13 von störenden Käften befreit und dauerhaft ausgebildet sind.
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Die Membran 4 besitzt in ihrem äußeren Randbereich 41 weiterhin eine
Durchlaßöffnung 16 zur Einführung einer Waschflüssigkeit zum Rückwaschen der Filterfläche
3 in Richtung der in den Fig. 2 und 3 wiedergegebenen Pfeile Z. Die zur Einführung
der Waschflüssigkeit dienende Durchlaßöffnung 16 ist in der in Fig. 3 dargestellten
Weise ebenfalls mit dem gleichen Abdeckteil 13 versehen, das eine Verengung oder
ein Blockieren der Durchlaßöffnung 16 und der diese mit der Filterfläche 3 verbindenden
Nuten 134 verhindert, so daß das Waschflüssigkeitssystem gegen Beschädigungen durch
einen anormalen Druckanstieg geschützt ist. Die Durchlaßöffnung 16 kommuniziert
mit einem in der Grundplatte 2 angeordneten Durchgangskanal
17
für die Waschflüssigkeit, der seinerseits von einem Waschflüssigkeitskanal 18 abzweigt.
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Bei der in den Figuren dargestellten Aus führungs form ist in den
einander gegenüberliegenden Seitenteilen am unteren Ende der Grundplatte 2 jeweils
ein Filtratabführkanal 9 zum vollständigen Ableiten des Filtrats vorgesehen. Je
nach den Anforderungen kann jedoch auch nur ein in einem Seitenteil angeordneter
Filtratabführkanal vorgesehen werden. Der Waschflüssigkeitskanal 18 ist bei der
dargestellten Ausführungsform in einem Seitenteil am oberen Ende der Grundplatte
2 vorgesehen, wobei die zugeführte Waschflüssigkeit entweder durch den Filtratabführkanal
9 oder über den zeitweise als Ablaufkanal benutzten Filtrier#guteinlaß 15 ablaufen
kann.
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Der Filtratabführkanal 9 kann auch am oberen Ende der Grundplatte
2 und der Waschflüssigkeitskanal 18 an deren unteren Ende vorgesehen werden. Wenn
sich der Filt-erkuchen leicht absetzt und dazu neigt, sich am Boden der Filterkammer
zu sammeln, kann er bei einem aufwärts gerichteten Abströmen der Flüssigkeit wirksam
ausgepreßt werden. Da die Waschflüssigkeit dann den Innenraum der Filterkammer -7
fortschreitend von unten her füllt und aus deren oberem Bereich abläft, kann ein
Ve#rstopfen des Filtermaterials in dessen unterem Bereich wirksam vermieden werden.
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Bei der#dargestellten, bevorzugten Ausführungsform überdeckt die Membran
4 die voneinander abgewandten Flächen der Grundplatte 2, wobei die auf diesen aufliegenden
Membranabschnitte am Filtrierguteinlaß 15 miteinander verbunden sind. Zum Aufbringen
der Membran 4 auf #die Grundplatte 2 wird einer der Membranabschnitte zusammengefaltet
und durch die Öffnung 19 der Grundplatte 2 hindurchgesteckt. Der am Filtrierguteinlaß
15 liegende, rohrähnliche Verbindungsabschnitt 42 der Membran 4 ist daher einfach
geformt und sichert einen befriedigenden luftdichten Abschluß. Die Öffnung 19 besitzt
einen
im Vergleich zum Verbindungsabschnitt 42 der Membran 4 größeren Durchmesser um das
Einführen der Membran 4 durch die Öffnung 19 zu erleichtern, Der Zwischenraum wird
durch einen zwischen den rohrartigen Verbindungsabschnitt 42 und den Innenrand der
Öffnung 19 eingefügten Schlitzring 20 ausgefüllt, um eine Verlagerung der Membran
4 auszuschalten.
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In den rohrförmigen Verbindungsabschnitt 42 wird ein Schutzring 21
aus Metall eingesetzt, um ein zu einer Verengung des Verbindungsabschnittes 42 führendes
Ausbauchen bei der Zuführung des Druckmittels und ein dadurch bedingtes Reißen der
Membran 4 zu unterbinden.