DE2928299A1 - Schliessfiltereinrichtung und verfahren zu ihrem betrieb - Google Patents

Schliessfiltereinrichtung und verfahren zu ihrem betrieb

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Description

Durch Druck abgedichtete Bandfiltersysterne werden benutzt, um verunreinigende Feststoffe aus einer Flüssigkeit zu entfernen. Filtersysteme, bei denen das Abschalten des Einströmens der Flüssigkeit, sowie die Entfernung angehäufter Feststoffe von dem Filtermedium und der Ersatz des Filtermediums durch ein neues Medium in einer Reihenfolge automatisch ablaufen, sind bekannt. Filtereinrichtungen zur Verwendung in derartigen Anlagen werden gezeigt in dem US-Patent 2,867,326, das dem Anmelder der vorliegenden Erfindung überschrieben wurde. In der darin offenbarten Einrichtung sind Strömungsmittelleitschalen vorgesehen, die in der Lage sind, ein"Filtermedium zwischen sich abzudichten. Eine der Filterschalen ist beweglich gelagert und wird durch einen Strömungsmitteldruckzylinder in ihre Dichtstellung betätigt. Der Nachteil einer solchen Vorrichtung besteht in der Begrenzung des Betriebsdrucks auf die Widerstandskapazität des Bewegungsmechanismus für die Schalen.
Das US-Patent 3,333,693, das ebenso dem Anmelder der vorliegenden Erfindung überschrieben wurde, offenbart eine Filtereinrichtung, in welcher ein beweglicher Dichtrahmen benutzt wird.. Es sind zwei feste Filterschalen vorgesehen, die angemessen durch eine starre Konstruktion verstärkt sind. Der Dichtungsrahmen wird benutzt, um das Filtermedium gegen eine der Filterschalen abzugrenzen. Der Dichtungsrahmen wird durch die Betätigung eines Strömungsmitteldruckzyl inder s in Stellung gehalten. Die Konstruktion ist begrenzt auf den Betrieb bei Drücken, die innerhalb der Grenze der strukturellen Sicherheit des Dichtungsrahmens und des Betätigungszylinders liegen.
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren für ein durch Druck abgedichtetes Bandfordersystern. Zwei Filterschalen mit untereinander in Verbindung stehenden Durchflußkanälen bilden eine Filterschale mit einem dazwischen angeordneten Filtermedium. In der bevorzugten Ausführungsform wird die obere Filterschale gegen das Filtermedium und die zweite Filterschale in Verriegelungseingriff gehalten durch eine Verriegelungseinrichtung, welche in der Form wirksam ist, daß sie die obere Filterschale mit einem Verriegelungsring und dem senkrechten Rahmen der Vorrichtung in Berührungseingriff hält. Die obere FilJ_erschale ist auf dem senkrechten Rahmen in senkrechter Richtung von der unteren Filterschale aus beweglich. Der Verriegelungsring wird durch eine Dreheinrichtung betätigt, um die obere Filterschale sowohl in ihrem Verriegelungseingriff mit der unteren Filterschale und dem Filtermedium zu verriegeln als auch aus diesem Eingriff zu lösen. Es ist eine Trenneinrichtung vorgesehen, um die obere Filterschale auf dem senkrechten Rahmen entlang zu bewegen. Es ist zu beachten, daß eine Filtereinrichtung innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung beinhalten könnte, in welcher die untere Filterschale in einen Eingriff mit der oberen Filterschale hinein beweglich ist.
Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung einer durch Druck abgedichteten Bandfiltervorrichtung, die in der Lage ist, einem Betrieb unter Druck standzuhalten, und zwar infolge e.rner positiven Verriegelung der Filterschalen um das Filtermedium herum.
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ORIGINAL INSPECTED
Ein weiteres bedeutendes Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung eines Filterverfahrens, bei dem ein unter Druck abgedichtetes Filterband in der Lage ist, einem Betrieb unter Druck standzuhalten, und zwar infolge des zwangsläufigen Schließens der Filterschalen um das Filtermedium.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht der Filtereinriclitung der vorliegenden Erfindung mit der oberen Filterschale in einer abgesenkten Stellung,
Fig. 2 eine perspektivische Seitenansicht der Filtereinrichtung gemäß der Erfindung bei Drehung um 9O von der in Fig. 1 gezeigten Darstellung aus bei Lage der oberen Filterschale in einer angehobenen Stellung,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die vorliegende Filtereinrichtung allgemein nach der Linie 3-3 der Fig. 1 und bei Darstellung des Halteringes in der entriegelten Stellung.
Es folgt nunmehr eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsforiti. Die Filtereinrichtung nach der Fig. 1 enthält Lagerschenkel 1, die durch untere Lagerrahmenkörper 52 und obere Lagerrahmenkörper 53 verbunden sind. Im allgemeinen sind vier Lagerschenkel 1 vorgesehen. Das Druckfiltergefäß enthält zwei trennbare Abschnitte oder Filterschalen, nämlich die obere Schale 4 und die untere Schale Die untere Schale 2 ist durch den Lagerring 54 an den unteren La-
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gerrahmenkörpern 52 befestigt. Beide Schalen in dieser Ausführungsform sind allgemein von zylindrischer Gestalt; der Lagerring 54 ist ringförmig und umgibt die untere Schale 2. In der vorliegenden Anordnung ist die obere Schale 4 unmittelbar über der unteren Schale 2 und senkrecht beweglich, während die untere Schale 2 stationär ist.
Die obere Schale 4 wird durch Hubrahmenarme 43 gelagert, die durch geeignete Mittel, wie beispielsweise durch Schweißen, an der Oberseite der oberen Schale 4 befestigt sind. Die Arme 43 bilden einen Teil der Hubrahmenanordnung 34. Die oberen Lagerrahmenkörper 53 sind durch einen festen Hubrahmen 39 verbunden. Die oberen Lagerrahmenkörper 53 lagern eine obere Rahmenanordnung, welche die oberen Rahmenkörper 38 enthält, die an den oberen Lagerrahmenkörpern 53 befestigt sind. Die oberen Rahmenkörper 38 sind durch einen ' Deckrahmenkörper 41 verbunden, welcher den oberen Rahmenkörpern 38 eine seitliche Lagerung verleiht.
Eine erste aufweitbare Kammer 30 ist mit ihrer Oberseite an der Unterseite des Deckrahmenkörpers 41 befestigt und stößt mit ihrer Unterseite gegen den Hubrahmenkörper 35 an. Bei Aufweitung der Kammer 30 durch eine Druckluftquelle (nicht gezeigt) wird die Filterschale 4 zur Berührung mit der Dichtung 6 abgesenkt und bildet somit mit der unteren Schale 2 eine Kammer, die in Strömungsmittelverbindung gebracht werden. Es ist zu beachten, daß die an den Hubrahmenarmen 43 befestigten Wanderblöcke 42 die Abwärtsbewegung der oberen Schale 4 durch Berührung des festen Kubrahmenkörpers 39 begrenzen.
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Eine zweite aufweitbare Kammer 32 berührt mit einer Oberseite den Hubrahmenkörper 35 und ist mit einer Unterseite an dem festen Hubrahmenkörper 39 befestigt. Bei Ausdehnung der Kammer 32 durch eine Druckluftquelle (nicht gezeigt) wird die obere Filterschale 4 aus ihrer Berührung mit der unteren Schale 2 hochgehoben. Natürlich ist, wie im folgenden ausführlicher beschrieben wird, das Absenken und Anheben der oberen Schale 4 mit der Betätigung und dem Instellungbringen der Verriegelungsanordnung koordiniert, die allgemein als 8 in Fig. 1 gezeigt ist.
Die Verriegelungsanordnung 8 enthält ein Halteringlager 50, das an dem oberen Lagerrahmen 53 durch geeignete Mittel, wie beispielsweise durch Schweißen, befestigt ist. An dem Halteringlager 50 ist eine Halteringlagerverlängerung 51 befestigt. Sowohl -das Halteringlager 50 als auch die Halteringlagerverlängerung 51 sind ringförmig und von größerem Durchmesser als die obere Schale 4.
Die Halteringlagerverlängerung 51 ist in der Nähe ihres von der Halteringlagerung 50 entfernten Randes mit einer Vorkehrung zur Aufnahme von Rollen 48 versehen. Im allgemeinen sind acht Rollen mit gleichen Abständen um den Umfang der Lagerverlängerung 51 herum angeordnet. Die Rollen 48 sind im allgemeinen vom Radtyp und durch geeignete Einrichtungen wie beispielsweise die in Fig. gezeigte Mutter-Bolzenanordnung an der Lagerverlängerung 51 befestigt.
Auf den Rollen 48 ist der Haltering 24 gelagert. Der Haltering
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ist ringförmig und von größerem Durchmesser als die obere Schale 4, jedoch von kleinerem Durchmesser als die Haltecinglagerverlängerung 51. Es ist zu beachten, daß die Höhe des Halteringes 24 geringer ist als die Entfernung zwischen den Rollen 48 und dem unteren Abschnitt des Halteringlagers 50, um die Umlaufbewegung des Halteringes 24 zu gestatten.
An dem Haltering 24 ist eine Anzahl Halteringblöcke 26 befestigt. Diese Blöcke sind Bogenabschnitte und sind, wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, an dem Innenumfang des Halteringes 24 befestigt und derart auf Abstand gehalten, daß im Bereiche jedes Halteringblocks 26 ein Abstand vorgesehen ist, um komplementäre Oberschalenhalteblöcke 28 aufzunehmen. Die Oberschalenhalteblöcke 28 sind ebenso Bogenabschnitte und sind mit Abständen um den Außenumfang der oberen Filterschale 4 herum angeordnet und daran befestigt.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind zwei zylindrische Betätigungseinrichtungen 22 an dem Haltering 24 befestigt. Diese Betätigungseinrichtungen 22 sind im allgemeinen hydraulische Zylinder, von denen ein Ende an einem der Lagerschenkel 1 und das andere Ende an dem Haltering 24 befestigt ist. Die Betätigungseinrichtungen 22 bewirken den Umlauf des Halteringes 24 und der befestigten Halteringblöcke 26 auf den Rollen 48. Wie im folgenden erläutert, ist es der Verriegelungskontakt der Halteringblöcke 26 und dor komplementären Oberschalenhalteblöcke 28, der die Verriegelung der oberen Filterschale in Dichtungseingriff mit der unteren Fiiterschale 2 bewirkt.
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ORIGINAL INSPECTED
Es wird nunmehr wieder auf die Fig. 1 Bezug genommen, in der sich ein Filterband 12 über den Bereich des Filters hinweg erstreckt und durch die von der Dichtung 6 und ihrer Paßfläche 10 gebildete Oberfläche hindurchgeht. Das Filterband 12 ist in Berührung mit dem Lagerschirm 14 und wird auf diesem gelagert. Der Lagerschirm 14 wird von einer inerten Füllung 16 getragen, welche die untere Schale 2 füllt und die Kräfte innerhalb des Filters gleichmäßig über den gesamten Bereich der von den Schalen 2 und 4 gebildeten Druckbarriere verteilt. Die inerte Füllung 16 der unteren Schale ist vorzugsweise ein regelmäßig geformter stabiler Festkörper mit einer harten glatten Oberfläche, wie beispielsweise Glasperlen.
Die obere Schale 4 weist eine Einlaßdüse 18 auf, und die untere Schale 2 weist eine Auslaßdüse 20 auf, um den Durchflußkanal des Gefäßes zu bilden. Die zu filternde Flüssigkeit tritt in die Einlaßdüse 18 ein, und die gefilterte Flüssigkeit tritt aus dem Auslaß 20 aus.
Die die suspendierten Feststoffe enthaltende Flüssigkeit tritt durch die Düse 18 in das Gefäß ein, strömt abwärts über den gesamten Bereich des Filters und geht durch das Filterband 12 hindurch, welches im allgemeinen aus einem Fasermaterial hergestellt ist, das graduierte öffnungen bildet, welche den Durchgang der Flüssigkeit gestatten und den Durchgang der Feststoffe begrenzt und sie auf der Oberseite des Filterbandes 1 2 zurückhält. Die Anhäufung von Feststoffen auf dem
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Filterband baut weiterhin einen Widerstand gegenüber dein Durchfluß durch den Filter auf und erhöht dabei den Druck innerhalb der oberen Schale 4, bis dieser Druck ein folgendes Maximum erreicht, und an diesem Punkt bringt ein mechanisch betätigtes Ventil (nicht gezeigt) vor dem Filtergefäß, welches durch einen Druckschalter (nicht gezeigt) betätigt wird, den Einströmfluß zum Stillstand. Nachdem das Einströmventil sich geschlossen hat, öffnet ein solenoidgesteuertes Luftventil (nicht gezeigt) sich gegenüber dem Strom komprimierter Luft in die obere Kammer 4 hinein durch die Düse 18 und erhält den Druck innerhalb des Gefäßes aufrecht, indem es die verbleibende Flüssigkeit durch das Filterband und durch die Auslaßdüse 20 hindurchströmen läßt. Nach dem Durchgang der Flüssigkeit wirktder fortgesetzte Luftstrom beim weiteren Trocknen der gefilterten Feststoffe unterstützend mit.
Nach einem gesteuerten Zeitraum, der in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Feststoffs variiert werden kann, wird das Solenoidluftventil geschlossen und jeglicher überatmosphärische Restdruck abgelassen. Bei dem auf den atmosphärischen Druck gesenkten Inneudruck werden die Zylinderbetätigungseinrichtungen 22 betätigt, um den Haltering 24 mit den Halteblöcken 26 in eine Stellung mit lichtem Raum zu den komplementären Blöcken 28 zu drehen, welche an der Oberschale 4 befestigt sind und einen Teil von ihr bilden.
Wie in Fig. 2 gezeigt, wird in der Lichtraumstellung die aufweitbare Kammer gelüftet und die aufweitbare Kammer 32 aufgeblasen
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OHlQlHAL INSPECTED
durch einen von einem Solenoidventil gesteuerten Luftstrom zu jeder.Die Entleerung der aufweitbaren Kammer 30 und das Aufblasen der aufweitbaren Kammer 32 schafft eine Aufwärtsbewegung der oberen Schale 4 durch den Hubrahmeneinbaü 34, der an der oberen Schale 4 befestigt ist und auf der Oberseite der aufweitbaren Kammer 32 getragen wird. Wenn die obere Schale 4 die Grenze ihrer Aufwärtsbewegung erreicht hat, dann betätigt die Schalenbewegung einen Schalter (nicht gezeigt), welcher einen Antrieb (nicht gezeigt) in Tätigkeit setzt, der das Filterband 12 mit den darauf angehäuften Feststoffen aus dem Filter herausbewegt, diese Feststoffe abgibt und eine saubere Filteroberfläche in den Filterbereich.vorschiebt. Die Bewegung des Filterantriebs betätigt einen Schalter (nicht gezeigt), wenn die angehäuften Feststoffe abgegeben worden sind und eine saubere Filteroberfläche vorgeschoben worden ist, um das Filterbett zu bedecken. Der Schalter bringt den Filterbandantrieb zum Stillstand,und nach einer zeitgesteuerten Pause, welche sicherstellt, daß das Band zum Stillstand gekommen ist, gibt eine Solenoidventilsteuerung (nicht gezeigt) die Luft aus der aufweitbaren Kammer 32 ab und bläst die sich absenkende aufweitbare Kammer 3 Ό auf, um die Dichtung 6 (Fig. 1) wiederum gegen die Paßfläche 10 abzudichten. Die Kraft der sich absenkenden aufweitbaren Kammer 30 gegen die feste untere Schale 2 drückt die obere Schale 4 mittels des Hubrahmeneinbaus 34 nach unten in eine Stellung zum Zusammendrücken der Dichtung 6 zum Abdichten der Einheit. Die Bewegung der oberen Schale 4 auf ihrem Weg in die geschlossene Stellung betätigt einen Schalter (nicht gezeigt), v/elcher den Luftstrom zu den
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Zylindern 22 (Fig. 3) betätigt, um den Haltering in eine Stellung zu drehen, wo die HalteringanschlagblÖcke 26 gegen die geneigte Oberfläche der Oberschalenhalteblöcko 28 zur Anlage kommen. Die nach unten gerichtete Kraft der aufweitbaren Kammer 30 ist so ausgelegt, daß sie es der Dichtung 6 ermöglicht, über die zur Aufrechterhr.ltung der Dichtung der beiden Schalen erforderliche Zusammendrückung hinaus zusammengedrückt zu werden, wenn der Innendruck das Konstruktionsmaximum erreicht. Das Ausmaß der Zusammendrückuckung der Dichtung 6 ist begrenzt durch den Block 22, der an den Hubrahmenarmen 43 befestigt ist, die gegen den festen Hubrahmen 39 zur Anlage kommen, bevor der- Filter unter Druck gesetzt wird. Der Block 42 stellt bei Begrenzung der Abwärtsbewegung sicher, daß die Dichtung 6 nicht übermäßig beansprucht wird, und sichert außerdem, daß ein lichter Raum vorgesehen· ist, um dem Haltering 24 eine Bewegung auf den Rollen 48 in seine Stellung mit den geneigten Vorderseiten der Halteblöcke 26 und 28 zu gestatten. Bei einem Anstieg des Innendruckes im Filter bewegt sich die obere Schale 4 entgegen der von der siel, absenkenden aufweitbaren Kammer 30 ausgeübten Kraft, und die Bewegung der oberen Schale 4 bewegt durch den Oberschalenhalteblock 28 die Haltering-HalteblÖcke 26 und den daran befestigten Haltering 24 gegen die feste Halteringlagerung 50 und bildet so ein stabiles Kraftsystem durch den unteren Lagerrahmen 52, das einer weiteren Trennung der oberen Schale 4 von der unteren Schale 2 trotz des zunehmenden Innendrucks in dr-:m Gefäß widersteht.
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Mit dem Haltering 24 in der Verriegelungsstellung, dem Flansch der oberen Schale 4, mit den Halteblöcken 26 und 28 und dem Haltering 24, dem Halteringlager 50, dem unteren Lagerrahmen 52, dem Lagering 54 und dem Flansch der unteren Schale 2 wird eine starre Struktur in Form beabstandeter Halteklemmen ähnlich C-Klemmen gebildet, die die obere Schale gegen die feste untere Schale an ihrem Platz halten.
Obwohl hier eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, ist doch darauf hinzuweisen, daß auch die Schaffung einer Filtereinrichtung im Bereiche der Erfindung liegt, bei welcher die untere Schale in Berührungseingriff mit der oberen Filterschale beweglich ist.
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•ORIGINAL INSPECTED
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Claims (6)

  1. Ansprüche:
    Schließfiltereinrichtung zum Filtern einer Flüssigkeit mit einem Rahmen, einer unteren und einer oberen Schale, die in senkrechter Richtung mit Bezug aufeinander relativ zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung verschiebbar sind, einem zwischen diesen Schalen angeordneten Filtermedium, wobei die obere Schale einen Einlaß für die zu filternde Flüssigkeit und die untere Schale einen. Auslaß für die gefilterte Flüssigkeit aufweist, ferner mit Steuereinrichtungen zur Unterbrechung des Einströmens der Flüssigkeit bei einem vorgegebenen Anstieg im Druck innerhalb der oberen Schale, Einrichtungen zur Veranlassung eines AbfHeßens jeglicher innerhalb der Schalen verbleibender Flüssigkeit aus der Filcereinrichtung heraus, Trenneinrichtungen zum Trennen der beiden
    ZUGELASSENE VEHTTTeTeT? ffijiSf E ifnÖ^ilSCIinN PATENTAMT .../2
    ADMITTED IiUPKESENTATlVJiS HEI'OHE TUE EDIlOPEAN I1ATENT OFFICE
    ORIGINALINSPECTED
    Filterschalen zur Einnahme der geöffneten Stellung, Einrichtungen zum intermittierenden Bewegen des Filtermediums auf einem Bewegungspfad entlang, um einen sauberen Abschnitt des Filtermediums zwischen den Schalen in Stellung zu bringen, wobei diese Trenneinrichtungen die Schalen in die geschlossene Stellung bewegen, nachdem das Filtermedium nun wieder in Stellung gebracht worden ist, gekennzeichnet durch Schließeinrichtungen unabhängig von den Trenneinrichtungen, die umlaufende Gehäuseeinrichtungen enthalten, sowie komplementäre Schließeinrichtungen auf einer der oberen oder unteren Schalen, um die Schalen um das Filtermedium herum in Dichtungsberührung zu halten.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Filterschale in senkrechter Richtung auf dem Rahmen entlang von der unteren Filterschale fort beweglich ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließeinrichtung Halteblöcke enthält, die an der oberen Filterschale befestigt sind, sowie Halteeinrichtungen, die an dem Rahmen befestigt sind, und Halteringeinrichtungen, die die obere Filterschale umschreiben und in dem Rahmen drehbar sind, wobei diese Halteringeinrichtungen ferner Halteblöcke komplementär zu den Halteblöcken der oberen Filterschale aufweisen, und wobei ferner Dreheinrichtungen vorgesehen sind, um die Halteringeinrichtung zur 3usammenwirkung mit den komplementären Halteblöcken zu drehen und die obere Filterschale in fester Dichtberührung mit dem Filtermedium und der unteren
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    ORIGINAL INSPECTED
    Filterschale zu verschließen.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch zwei ausdehnbare Kammern, die an einem Abschnitt des Rahmens und an einem zweiten, an dem oberen Filtergefäß befestigten Rahmenabschnitt befestigt und so in Stellung gebracht sind, daß bei Ausdehnung einer der Kammern die obere Filterschale in eine Berührung mit der unteren Filterschale hineinbewegt wird und bei Ausdehnung der anderen der Kammern die obere Filterschale von der unteren Filterschale fortbewegt wird.
  5. 5. Verfahren zum Filtern von Flüssigkeit durch Hindurchführen der zu filternden Flüssigkeit durch ein Filtermedium, das zwischen den beabstandeten, einander zugewendeten offenen Seiten eines Paares auf einem senkrechten Rahmen gelagerter Filterschalen angeordnet ist, wobei die zu filternde Flüssigkeit unter Druck in die erste der Schalen eingeführt wird und die gefilterte Flüssigkeit aus der zweiten dieser Schalen austritt, und wobei die erste Filterschale gegen das Filtermedium und die zweite Filterschale verriegelt ist, der Flüssigkeitsstrom in die erste Schale hinein unterbrochen wird, wenn das Filtermedium verstopft wird, ein komprimiertes Gas in die erste Filterschale eingeführt wird, um die verbleibende Flüssigkeit aus der zweiten Schale zu entlassen, der Gasdruck aufgehoben wird, nachdem die verbleibende zu filternde Flüssigkeit die zweite Filterschale verlassen hat, die erste Filterschale aus ihreTS Verriegelungseingriff mit dem Filtermedi"m und der zweiten Filterschale gelöst und die erste Filterschale von der zweiten Filter-
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    ORIGINAL !NSPEGTED
    schale fortbewegt wird, wobei das verstopfte Filtermedium und die darauf angehäuften verunreinigenden Partikel zwischen den Schalen heraus entfernt werden, das von der Verstopfung befreite Filtermedium zwischen den Schalen bewegt und die erste Filterschale gegen das Filtermedium und die zweite Filterschale bewegt und verriegelt und das Hindurchlassen der zu filternden Flüssigkeit durch das Filtermedium wieder aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Verschließen oder Verriegeln der ersten Filterschale gegen das Filtermedium und die zweite Filterschale um das Zusammenwirken von an der oberen Filterschale befestigten Kalteblöcken mit an einem gegen den senkrechten Rahmen anstoßenden Haltering befestigten komplementären Halteblöcken in einem Verriegelungseingriff handelt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung der ersten Filterschale mittels des Verriegelungseingriffs der Halteblöcke erreicht wird durch das Drehen des Halteringes mittels Dreheinrichtungen.
    030007/07U
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