DE2915388C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Membranfilterplatte für Fil­ terpressen von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Membranfilterplatten dieser Art (US-PS 39 88 242) werden abwechselnd zwischen den gewöhnlichen Filterplatten einer Filterpresse angeordnet und dienen dazu, den im Filtrierraum zwischen den Filter­ tüchern benachbarter Filterplatten angesammelten Filter­ kuchen zusätzlich auszupressen. Hierzu wird ein Druckmedium zur Rückseite der Membranen geleitet, um die Membranen auf­ zuweiten und dadurch eine Auspreßkraft auf den Filterkuchen auszuüben.

Bei dieser bekannten Art sind die Membranen auf beiden Seiten einer Stützplatte befestigt. Durch den Schließdruck der Presse werden die zwischen Stützplatte und benachbarten Filterplatten einge­ spannten Randbereiche der Membranen stark beansprucht und verformt. Damit hierdurch die Filtratabzugsöffnun­ gen nicht blockiert werden, sind in Ausnehmungen der Randbereiche der Membranen starre Einsatzstücke eingesetzt, in denen die Filtratabzugsöffnungen ausgebildet sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Einsatzstücke unter dem Schließdruck der Presse zwar nicht verformt werden, aber doch zusammen mit den Randbereichen der Membranen verrutschen können, so daß es doch zu einem zumindest teilweisen Blockie­ ren der Filtratablauföffnungen kommen kann. Außerdem ist es nachteilig, daß die umlaufende Dichtfläche im Randteil der Membranen im Bereich der eingesetzten Einsatzstücke unterbrochen ist. In diesen Bereichen muß deshalb ein Undichtwerden der Filterpresse bei hohem Filtrationsdruck befürchtet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Membran­ filterplatte der angegebenen Art so zu gestalten, daß im Einspannbereich der Membranfilterplatte ein Ver­ rutschen der Membranen gegeneinander, ein durch Ver­ rutschen und Deformierung verursachtes Verstopfen der Filtratabzugsöffnungen sowie Undichtigkeiten im Bereich der Filtratabzugsstelle nach Möglichkeit vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte weitere Ausgestaltungen.

Da die Membranen eine einstückige Membraneinheit bilden, können sie durch den Einspanndruck nicht gegeneinander verrutschen. Das im einstückigen Randteil dieser Membranein­ heit eingebettete Einsatzstück kann ebenfalls durch den Einspanndruck nicht verrutschen. Es ist deshalb immer ein einwandfreier Filtratablauf durch die Öffnungen des Ein­ satzstücks gewährleistet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an­ hand der Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Membran- Filterplatte nach einem ersten Aus­ führungsbeispiel;

Fig. 2 bis 4 Teilschnitte entlang der Linien II-II, III-III und IV-IV von Fig. 1;

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab das Detail A von Fig. 1;

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI von Fig. 5;

Fig. 7 einen Teilschnitt, der die Ablaufwege für die filtrierte Flüssigkeit bei dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 8, 9 und 10 jeweils einen Grundriß, eine Vorderan­ sicht und eine Unteransicht des Einsteckelements entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 11 einen Querschnitt entlang der Linie XXI-XXI in Fig. 9;

Fig. 12 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Membran- Filterplatte nach einem zweiten Aus­ führungsbeispiel;

Fig. 13 einen Teilschnitt entsprechend Fig. 7, der die Ablaufwege für die gefilter­ te Flüssigkeit bei dem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel darstellt;

Fig. 14 eine perspektivische Teilansicht einer Hälfte eines zweiteiligen Einsatzstücks gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 15 und 16 Querschnitte entlang den Linien XXV-XXV und XXVI-XXVI von Fig. 13.

Gemäß Fig. 1 bis 3 ist eine Membran-Filterplatte 10 zusammengesetzt aus einer Membraneinheit 11, die aus elastischem Material, beispielsweise aus einem Gummi besteht, und einem Rahmen 12 aus starrem Ma­ terial, beispielsweise Metall, zum Festhalten und Stützen des Außenumfangs der Membraneinheit 11.

Die Membraneinheit 11 ist im wesentlichen quadratisch ausgebildet und besitzt einen Mittelteil 13, der den Hauptteil ihrer Fläche einnimmt, sowie einen äußeren Umfangs- oder Randteil 14, der eine größere Dicke als der Mittelteil 13 aufweist. Der Mittelteil 13 bildet einen inneren Hohlraum 15. Ferner trägt der Mittelabschnitt 13 Profile 16 zur Strömungsführung auf den voneinander abgewandten Flä­ chen 13 a und 13 b. Diese Profile 16 werden von einer Vielzahl paralleler Rippen 17 gebildet. Es ist günstig, Paare von konvexen kegelstumpfförmigen Erhöhungen 17′ auf den Flächen 13 a und 13 b vorzusehen, um eine Mindest­ dicke der Membraneinheit einzuhalten.

Der verdickte Randteil 14 der Membraneinrichtung 11 weist einen abgeschrägten Übergangsbereich 18 auf, dessen Dicke fortschreitend vom Mittelteil zum Randteil hin zunimmt.

Auf jeder der einander entgegengerichteten Flächen 14 a und 14 b des Randteils 14 ist eine Rippe 19 vorgesehen, um eine flüssigkeitsdichte Berührung mit einer benachbarten Filterplatte 60 gemäß Fig. 7 zu ermöglichen.

Der Rahmen 12 zum Tragen der Membraneinheit 11 ist im wesentlichen rechteckig ausgebildet und besitzt eine ähnliche Form wie die Membraneinheit. Gemäß Fig. 2 weist der Rahmen 12 mehrere Löcher 20 für Bolzen 21 auf, wobei jedes Loch durch den Rahmen hindurch von dessen Außenfläche 12 a zur Innenfläche 12 b gebohrt ist. Die Membran­ einrichtung 11 wird durch den Rahmen 12 in ihrer Lage fest­ gehalten, wobei sich die Bolzen 21 durch die zugehörigen Löcher 20 des Rahmens und daran befestigte Muttern 24 erstrecken. Das innere Ende jedes Bolzens 21 ist in einer entsprechenden Mutter 22 verankert, die in dem Randteil 14 der Membraneinheit 11 eingebettet ist.

Gemäß Fig. 3 sind ein oder zwei dieser Bolzen als rohrförmige Bolzen 21′ ausgebildet, um einen Durchgang für Druckgas zu schaffen. Die Außenenden dieser rohrförmigen Bolzen 21′ sind an eine nicht dargestellte Druckgas­ quelle angeschlossen, während die Innenenden dieser Bolzen mit dem Hohlraum 15 in der Membraneinheit 11 in Verbin­ dung stehen, so daß das Druckgas in diesen Hohlraum einge­ bracht werden kann, um den Mittelteil 13 der Membran­ einheit 11 in entgegengesetzten Richtungen senkrecht zur Plattenmittelebene zu expandieren.

Außerdem weist, wie in Fig. 1 und 4 dargestellt, der Randteil 14 der Membraneinheit 11 in bekannter Weise oben in der Mitte ei­ ne Schlammförderöffnung 25 auf. Fig. 1 zeigt in unterbroche­ nen Linien, daß der Rahmen 12 mit mindestens einem Filtratdurchlaß 26 versehen ist, von dem ein Ende 26 a mit einer Sammellei­ tung 27 in Verbindung steht, während das andere Ende 26 b sich auf der Innenfläche 12 b des Rahmens öffnet, die am Randteil 14 der Membraneinheit 11 an­ liegt. Ferner trägt der Rahmen 12 ein Paar von Auflagenasen 28 , an seiner rechten und linken Seite, mit denen die Membran- Filterplatte 10 verschieblich an einem Paar von Führungsschienen 29, die sich zwischen den nicht dargestellten, vorderen und hinteren Ständern der Filterpresse erstrecken, gelagert ist.

Gemäß Fig. 5 und 6 ist im Bereich A des Randteils 14, z. B. an dessen Ecke, eine Öffnung 30 vorgesehen, die an den Durchlaß 26 des Rahmens 12 anschließt. Diese Öffnung 30 besitzt die Form einer Ausnehmung, die aus dem Randteil derart ausgeschnitten ist, daß Wandabschnitte an den voneinander abgewandten Stirnflächen 14 a und 14 b, in Dickenrichtung des Bereichs A gesehen, stehenbleiben. Ein Zap­ fenabschnitt 31 ragt vom Mittelteil 13 in die Ausnehmung 30 hinein in Richtung auf das Ende 30 a dieser Ausnehmung, das dem Ende 26 b des Filtratdurchlasses 26 des Rah­ mens 12 gegenüberliegt, wobei ein Abstand zwischen dem Ende 30 a und dem Zapfenabschnitt 31 vorhanden ist.

Ferner ist ein Einsatzstück 32 gemäß Fig. 8 bis 11 vorgesehen, das aus starrem Material, beispielsweise aus einem Stahl besteht und mit innenliegenden Auslaßkanälen 33 versehen ist. Das Einsatzstück 33 hat gemäß Fig. 11 einen U-förmigen Querschnitt, und jeder seiner beiden Schenkel 34 ist mit innenliegenden Auslaßkanälen 33 verehen, von denen sich die einen Enden 33 a in den Stirnflä­ chen 34 a der Schenkel öffnen, während die anderen Enden 33 b gemeinsam an einen Sammelkanal 33′ angeschlossen sind, der im Bodenabschnitt 32 B des Einsatzstücks 32 vorgesehen ist. Gemäß Fig. 7 ist das Einsatzstück 32 so geformt, daß es in die Ausnehmung 30 paßt, wobei der Zapfenabschnitt 31 in dem Raum 38 zwischen den beiden Schenkeln 34 des Einsatzstücks 32 aufgenommen wird. Der Sammelkanal 33′ des Einsatzstücks 32 schließt mit seinem Auslaß 33′ A an das Ende 26 b des Durchlas­ ses 26 des Rahmens 12 an. Vorzugsweise sind sämtliche Kanten des Einsteckelements 32 gerundet, um zu verhindern, daß sie in den Randteil 14 einschneiden. Fig. 5 bis 7 zeigen, daß derjenige Bereich der abgeschrägten Übergangsfläche 18 der Membraneinheit 11, der der Ausnehmung 30 entspricht, ausgeschnitten ist, um in der Höhe mit den Flächen 13 a bzw. 13 b des Mittelteils 13 übereinzustimmen. Ferner sind Mittel 25 zur Strömungsführung auf den voneinander abge­ wandten Flächen des ausgeschnittenen Bereichs vorgesehen.

Die Mittel 35 zur Strömungsführung bestehen aus ei­ ner Vielzahl von Rippen 36, die im Abstand zueinander lie­ gen und zwischen sich eine Vielzahl von Schlitzen 37 bil­ den, so daß das Filtrat während des Preß-Zyklus' und während des Ausquetsch-Zyklus' der Filterpresse gleichmäßig vom Mittelteil 13 zu den Auslaßkanälen 33 des Einsatzstücks 32 geleitet werden kann, wie durch den Pfeil F in Fig. 5 und 7 angegeben. Das Filtrat hat die Maschen von Filter­ tüchern f 1 und f 2 passiert, welche einen Filtrationsraum 39 überdecken, der zwischen der Membran-Filterplatte 10 und der benachbarten Filterplatte 60 liegt. Die fil­ trierte Flüssigkeit, die von den Einrichtungen 35 zur Strömungsführung geleitet wird, fließt sanft in die Enden 33 a der Auslaßkanäle 33 des Einsatzstücks 32, ohne seine Strömungsrichtung zu ändern, und wird durch den Sammelka­ nal 33′ des Einsatzstücks und sodann durch den Durch­ laß 26 des Rahmens 12 in die Sammelleitung 27 abgegeben.

Die Fig. 12 bis 16 zeigen ein zweites Ausführungsbei­ spiel nach der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist mindestens eine Ausnehmung 40 in demjenigen Bereich A des Randteils 14 vorgesehen, der dem Durchlaß 26 des Rahmens 12 entspricht. Die Ausnehmung 40 wird gebildet von einem Paar schwalbenschwanzförmiger Nuten 41, die sich jeweils von den einander entgegengerichteten Flächen 14 a und 14 b des Randteils aus gegeneinander er­ strecken und im Abstand voneinander enden, wobei ein Zap­ fenabschnitt 42 zwischen diesen Nuten 41 stehenbleibt. Der Zapfenabschnitt 42 hat im wesentlichen die gleiche Dicke wie der Mittelteil 13 der Membraneinrichtung 11.

Ein Einsatzstück 43 wird von einem Paar starrer Blöcke 44 gebildet, von denen jeder so geformt ist, daß er in die zugehörige schwalbenschwanzförmige Nut 41 paßt. Die starren Blöcke 44 weisen eine aufrechte Wand 45 und einen senkrecht vom unterenEnde dieser aufrechten Wand abstehenden Flansch 46 auf.

Bei der aufrechten Wand 45 handelt es sich um eine schwalbenschwanzförmige Wand, die so geformt ist, daß sie in die schwalbenschwanzförmige Nut 41 paßt, wie es sich deutlich aus Fig. 15 ergibt. Die aufrechte Wand trägt auf ihrer Außenfläche eine Mehrzahl paralleler Schlitze 47, von denen sich jeder von der oberen Stirnfläche 45 bis zur Bodenfläche erstreckt. Die Außenkante am oberen Ende der aufrechten Wand ist abgeschrägt, um die gleiche Fläche wie der abgeschrägte Abschnitt 18 der Membraneinheit 11 zu bilden.

Der Flansch 46 bildet die Basis der aufrechten Wand 45, abgesehen davon, daß die Außenfläche der aufrechten Wand mit den Schlitzen 47 versehen ist. Auch trägt der Flansch 46 auf seiner Unterfläche Schlitze 48, von denen jeder mit seinem einen Ende in einen Schlitz der aufrechten Wand mündet, während er sich quer zur aufrechten Wand über die Breite des Flansches erstreckt und mit seinem anderen En­ de in einen Sammelschlitz 49 führt, der zwischen den ein­ ander gegenüberliegenden Innenflächen des Paares von Flan­ schen 46 der beiden Blöcke 44 gebildet wird.

Diese Schlitze bilden mindestens zwei Auslaßkanäle zum Ableiten und Führen der filtrierten Flüssigkeit von den äußeren Flächen 13 a und 13 b des Mittelteils 13 zu dem Durchlaß im Rahmen 12, wie es durch die Pfeile F in Fig. 13 wiedergegeben ist. Diese Auslaßkanäle sind in der Lage, die gefilterte Flüssigkeit aus der Richtung entlang jeder der Flächen 13 a und 13 b des Mittelabschnitts 13 der Membraneinheit 11 sanft aufzunehmen und zu dem Durchlaß des Rah­ mens 12 zu führen, ohne daß es zu Verstopfungen kommt.

Claims (6)

1. Membranfilterplatte für Filterpressen mit einem starren Stützteil und zwei von diesem gehaltenen Membranen aus elastischem Material, die die Fläche der Membranfilterplatte überdecken, an ihren Vorderseiten eine filtratableitende Profilierung aufweisen und in dem für das Einspannen zwischen benachbarten Filterplatten bestimmten Randteil der Membran­ filterplatte einen umlaufenden verdickten Rand aufweisen, wobei im Randteil der Membranfilterplatte mindestens ein Druckmittelkanal zur Zuführung von Druckmittel an die Rück­ seite der Membranen und mindestens ein an einen Sammelkanal anschließbarer Filtratabzuskanal ausgebildet ist, sowie mit einem in eine Ausnehmung des verdickten Randes der Membranen eingesetzten starren Einsatzstück mit mindestens einer Öffnung für den Filtratablauf, welches mindestens eine an der Membran­ vorderseite mündende Öffnung aufweist, die die Verbindung vom Raum zwischen Membran und Filterplatte zu dem Filtrat­ abzugskanal herstellt, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) das starre Stützteil ein Rahmen (12) ist und die im Be­ reich ihres verdickten Randes einstückig zusammenhängenden Membranen eine die lichte Öffnung des Rahmens (12) ohne weitere starre Abstützung überspannende Membraneinheit (11) bilden,
• b) daß das Einsatzstück (32) in eine im Innern des ver­ dickten Randteils (14) der Membraneinheit (11) ausgebilde­ te Ausnehmung (X) als Stopfen eingesetzt ist
• c) und daß die Öffnungen (Y) des Einsatzstückes (32) auf beiden Seiten der Membraneinheit (11) münden.

2. Membranfilterplatte nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausnehmung (30), im Querschnitt des verdickten Randteils (14) gesehen, U-förmig ist, mit zwei zu den inneren Umfangsflächen des Rand­ teils (14) hin offenen Schenkeln, zwischen denen ein zapfen­ artiger Vorsprung (31) vom Mittelteil (13) der Membran­ einheit (11) in die Ausnehmung (30) ragt.

3. Membranfilterplatte nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Einsatzstück (32) ent­ sprechend U-förmig ist mit zwei den zapfenartigen Vorsprung (31) umgreifenden Schenkeln (34), in denen die beiderseits der Membraneinheit (11) mündenden Öffnungen (33) für den Filtratablauf ausgebildet sind.

4. Membranfilterplatte nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (30) in dem Randteil (14) zur äußeren Umfangsfläche sowie zu den beiderseits des Mittelteils (13) liegenden inneren Umfangsflächen des Randteils (14) hin offen und zu den Stirnseiten des Randteils (14) hin geschlossen ist.

5. Membranfilterplatte nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (40) zu beiden Seiten des zapfenartigen Vorsprungs (42) zu den Stirnflächen (14 a und 14 b) des Randteils hin offene, schwalbenschwanzförmige Nuten (41) bildet.

6. Membranfilterplatte nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Einsatzstück zweiteilig ausgebildet ist und jeder der beiden Teile (43) durch Schwalbenschwanzeingriff in der zugehörigen Nut (41) ge­ halten ist.