DE3300035A1

DE3300035A1 - Plattenfilter

Info

Publication number: DE3300035A1
Application number: DE19833300035
Authority: DE
Inventors: Paul M. 93247 Lindsav Calif. Cordua
Original assignee: R and G Sloane Manufacturing Co Inc
Current assignee: R and G Sloane Manufacturing Co Inc
Priority date: 1982-01-04
Filing date: 1983-01-03
Publication date: 1983-07-14
Also published as: AU551265B2; IT1155228B; IT8225090A0; FR2519262A1; US4402829A; AU9191482A; JPS58119312A; IL67573A0; CA1189800A; IL67573A

Description

Plattenfilter

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Filter zum Filtern von Fluiden und insbesondere Scheiben- bzw. Plattenfilter.

Herkömmliche Scheiben- bzw. Plattenfilter weisen üblicherweise ein langgestrecktes Gehäuse auf, in dem eine Anzahl Filterscheiben bzw. -platten in geringem Abstand gestapelt ist. Dieser Stapel liegt im Weg der Fluidströmung zwischen zwei Öffnungen im Gehäuse, wobei jede Platte typischerweise mindestens eine Zentralöffnung hat und die Zentralöffnungen der einzelnen Platten miteinander und mit einer der Strömungsöffnungen im Gehäuse in Strömungsverbindung stehen. Das zu filternde Fluid strömt zwischen diesen beiden öffnungen und durchströmt dabei die Zwischenräume zwischen den Platten, die die Filterwirkung ausüben, indem sie teilchenförmige Materie aus der Flüssigkeit abfangen.

Die Zwischenräume zwischen den Platten setzen sich dabei jedoch zu, so daß die Fluidströmung durch das Filter gedrosselt wird und das Filter gereinigt werden muß, indem man die Fluidströmung umkehrt und die abgefangene Materie

von den Platten abspült. Um das Reinigen zu erleichtern, sind einige Filter mit Platten ausgestattet, die während des Filterns mit einem Druck zusammengehalten werden, den man zum Reinigen abnimmt, um den Plattenabstand zu vergrößern; der größere Abstand erlaubt dann dem Fluid, ungehindert zu strömen und die beim Filtern zwischen den Platten festgesetzte Materie zu lösen. Ein Plattenfilter dieser allgemeinen Konstruktionsart ist in der US-PS 4 123 356 gezeigt; es weist ein Stützrohr auf, auf dem die Platten gestapelt sind und das die gestapelten Platten miteinander ausgerichtet hält.

Ein wesentlicher Nachteil von Filtern dieser Art ist ihre Unfähigkeit, einen gleichmäßigen und vorbestimmten Plattenabstand beizubehalten, wenn die Druckkraft abgenommen und das Filter unter Rückströmung ausgespült wird. Können nebeneinanderliegende Platten sich nicht weit genug voneinander trennen, läßt sich keine hinreichende Reinigungswirkung erzielen. Obgleich eine Ausführungsform des in der genannten Patentschrift gezeigten Filters (vergl. Fig. 10 bis 12) die zum Reinigen für jede Platte erlaubte Gesamtbewegungsstrecke durch Verwendung einer sich verjüngenden Stützsäule und von Platten begrenzt, deren Zentralöffnungen zunehmend kleiner werden, enthält sie keine Vorkehrungen, die einen gleichmäßigen und vorbestimmten

- 17 Abstand zwischen sämtlichen Platten gewährleisten.

Um die Platten voneinander zu trennen, arbeitet das Filter mit der Axialkraft, die die auf die angeschrägten Plattenkanten auftreffende Spülflüssigkeit ausübt. Wenn jedoch aufeinanderfolgende Platten infolge von Korrosion, der Heftwirkung der Materie im Zwischenraum oder aus anderen Gründen mit höherer Kraft aneinanderhaften als die vom Fluid ausgeübte Aufwärtskraft, trennen die Platten sich überhaupt nicht. Das gleiche Ergebnis geschieht, wenn eine der Platten auf dem Stützrohr festsitzt, da sie dann alle darunterliegenden Platten daran hindert, sich voneinander zu lösen. Selbst wenn einige Platten sich lösen sollten, kann die vom Fluid ausgeübte Kraft zu schwach sein, um die Platten maximal zu trennen; eine gründliche Reinigung ist dann nicht erreichbar.

Ähnliche Ergebnisse erhält man, wenn die Kraft der Fluidströmung entlang der Kante einer Platte nicht konstant ist und die Platte auf dem Stützrohr eine falsche Lage einnimmt, wenn sie bewegt wird. In diesem Fall ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Platten nicht an sämtlichen Punkten entlang des ümfangs gleich; an einigen Punkten trennen die Platten sich u.U. überhaupt

nicht weit genug, um eine einwandfreie Reinigungswirkung zuzulassen. Insoweit das Filter die Abstandsvergrößerung zwischen den Platten beim Reinigen erlaubt, erfordert es ein ansonsten unnötiges und die Strömung drosselndes verjüngtes mittiges Stützrohr, sowie Platten mit unterschiedlich großen Zentralöffnungen und zweigt eine geringere Fluidaufnahmekapazität. Die Kompliziertheit der Filterteile und ihres Zusammenbaus sind weiterhin wesentliche Nachteile dieser Filterkonstruktion.

Eine weitere Ausführungsform des in dieser Patentschrift gezeigten Filters (vergl. Fig. 7 bis 9) verwendet in sich federnde Platten, um die Trennung aufeinanderfolgender Scheiben oder Platten einzuleiten; wie bei der anderen Ausführungsform sind jedoch keine Maßnahmen getroffen, die gewährleisten, daß sämtliche Platten sich zu einem gleichmäßigen vorbestimmten Abstand trennen, wie es für ein gründliches Ausspülen des Filters erforderlich ist. Auch wenn infolge der Federwirkung die Platten sich anfänglich trennen, kann es vorkommen, daß zwei oder mehr Platten den Sollabstand nicht erreichen, so daß die Reinigungswirkung der Rückspülung unzureichend bleibt. Weitere Nachteile dieser Filterkonstruktion sind die schwierige Fertigung und die schwierige Wahl eines Materials für die Platten, das elastisch genug sein muß, daß die Platten oder Scheiben

federn können. Ein weiterer Nachteil ist die mangelnde Eignung dieser Plattenkonstruktion für die Herstellung aus billigem Kunststoff.

Es besteht daher Bedarf an einem Plattenfilter, bei dem beim Rückspülen ein gleichmäßiger und vorbestimmter Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Platten gewährleistet ist. Idealerweise sollte ein solches Filter Platten mit großen und gleichen Zentralöffnungen aufweisen und konstruktiv derart ausgestaltet sein, d£.ß es in der Herstellung einfach und kostengünstig ist und sich leicht zusammenbauen läßt. Die vorliegende Erfindung erfüllt diesen Bedarf und bietet zusätzlich weitere Vorteile.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Plattenfilter mit einem Stapel Filterplatten, die, wenn sie zum Reinigen getrennt werden, um einen vorbestimmten gleichmäßigen Abstand voneinander abgehoben werden können. Diese Konstruktion ist so gestaltet, daß sich verbesserte Filter-, Rückspül- und Betriebseigenschaften ergeben. Allgemein weist das Filter nach der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse mit zwei Strömungsöffnungen, einen Stapel geringfügig beabstandeter und axial beweglicher ringförmiger Filterplatten in diesem Gehäuse, die gleichgroße Zentralöffnungen aufweisen und mit einer Vielzahl von Haltern miteinander verbunden sind, und eine Steuerungseinrichtung auf, die die Platten wahlweise zum Filterbetrieb beabstandet hält und sie zum Reinigen voneinander löst.

Insbesondere weisen in der derzeit bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Filterplatten jeweils einen entlang ihrer Zentralöffnung verlaufenden Flansch, einen zur nebenliegenden Platte vorstehenden Ansatz, so daß ein Filterspalt entsteht, und Freilöcher auf, die weit genug sind, um eine Berührung zwischen den Platten und den Halteeinrichtungen zu verhindern. Prägungen halten die Platten im Filterbetrieb beabstandet. Die Halteeinrichtungen sind Nietelemente, die gleitend verschiebbar in zusammenwirkenden Öffnungen in Paaren nebeneinanderliegenden Platten angeordnet sind. Die zusammenwirkenden Öffnungen und Freilöcher sind gleichmäßig und symmetrisch auf den Filterplatten verteilt, damit jede Platte an beliebiger Stelle im Stapel verwendet werden kann. Führungsstangen sind an den Plattenstapel seitlich angelegt. Die Platten sind vertikal um die Einlaßöffnung gestapelt, wobei die Zentralöffnungen in den Platten axial mit der Einlaßöffnung fluchten.

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung eines Filters nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine schaubildliche Darstellung einer Anordnung mit zwei Filtern nach der vorliegenden Erfindung und zeigt beide Filter im Filterbetrieb;

Fig. 3 ist eine schaubildliche Darstellung der Filteranordnung nach Fig. 2 und zeigt ein Filter im Rückspülbetrieb;

Fig. 4 ist eine vergrößerte Perspektivdarstellung einer Filterplatte, wie sie in dem in Fig. 1 gezeigten Filter Verwendung findet;

Fig. 5 ist eine vergrößerte Perspektivdarstellung eines Nietelements, wie es in dem in Fig. 1 gezeigten Filter verwendet ist;

Fig. 6 ist ein vergrößerter Schnitt etwa aus der Ebene 6-6 der Fig. 1;

Fig. 7 ist eine vergrößerte Einzelheit des Filters in Fig. und zeigt die Filterplatten im Filterbetrieb;

Fig. 8 ist eine Schnittdarstellung im wesentlichen aus der Ebene 8-8 der Fig. 6

Fig. 9 ist eine Schnittdarstellung im wesentlichen aus der Ebene 9-9 der Fig. 8;

Fig.io ist eine vergrößerte Teildarstellung des in Fig. 1 gezeigten Filters und zeigt die Filterplatten im Rückspülbetrieb;

Fig.11 ist eine schematisierte Darstellung einer Anordnung von sechs Filtern nach der vorliegenden Erfindung und zeigt ein Filter im Rückspülbetrieb, den Rest im Filterbetrieb;

Fig.12 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung mit fünf Filtern in einem einzigen Gehäuse und zeigt ein Filter im Rückspülbetrieb, die anderen im Filterbetrieb.

Wie die Zeichnungen zur Erläuterung zeigen, verkörpert sich die Erfindung in einem allgemein mit dem Bezugszeichen 1o bezeichneten Platten- bzw. Scheibenfilter. Das Filter 1o weist ein Filtergehäuse 12 mit einer zylindrischen Seitenwand 14 auf, das an beiden Enden mit je einem Flansch versehen ist. Die Seitenwand 14 ist an ihrem unteren Ende mit einer ersten Verschlußanordnung 16 abgeschlossen, die eine erste Strömungsöffnung 18 enthält, an ihrem oberen Ende mit einer zweiten Verschlußanordnung 2o, die eine zweite Strömungsöffnung 22 enthält. Eine Dichtung 17 stellt einen fluiddichten Abschluß zwischen der ersten Verschlußanordnung 16 und der Seitenwand 14, eine andere Dichtung 21, einen fluiddichten Abschluß zwischen der zweiten Verschlußanordnung 2o und der Seitenwand 14 her. Die erste und die zweite Strömungsöffnung 18, 22 stellen den Strömungszu- und -abfluß zum und aus dem Innenraum des Filtergehäuses 12 dar. Das zu filternde Fluid strömt durch die erste Öffnung 18 ein, das gefilterte Fluid durch die zweite öffnung 22 wieder hinaus.

Innerhalb des Filtergehäuses 12 ist im Weg der Fluidströmung zwischen der ersten und der zweiten öffnung 18, 22 ein Stapel aus im wesentlichen parallelen Filterplatten 24 angeordnet. Der Plattenstapel 24 besteht aus einer Vielzahl von ringförmig ausgestalteten Filterplatten 26 mit jeweils einer Zentralöffnung 28, die im wesentlichen axial miteinander fluchten. Die Zentralöffnungen 28 der Platten stehen miteinander und mit der ersten Strömungsöffnung 18 in Strömungsverbindung.

Die Platten 26 sind in geringem Abstand voneinander gehaltert/ so daß zwischen ihnen ein Filterraum 3o entsteht, der in Verbindung steht mit der Zentralöffnung 28 und dem um den Plattenstapel herum verlaufenden Innenraum 31 des Gehäuses Die zweite Strömungsöffnung 22 steht in Strömungsverbindung mit dem Innenraum 31. Während Fluid aus der ersten Öffnung 18 zur zweiten Öffnung 22 strömt, strömt sie durch die Räume 3o zwischen den Platten 26, wobei teilchenförmige Materie 32 im Fluid, die relativ zu den Abständen groß genug ist, zwischen den Platten abgefangen wird. Bei dieser Materie kann es sich u.a. um Teilchen sowie auch um Fremdkörper anderer Gestalt handeln.

Während die Zwischenräume 3o sich mit Teilchenmaterie 32 zusetzen, wird die Fluidströmung durch das Filter 1 zunehmend gedrosselt; das Filter muß also gereinigt werden. Das Reinigen erfolgt, indem man die Fluidströmung umkehrt, so daß sie nun von der ersten Öffnung 22 zur zweiten Öffnung 18 verläuft und die aufgefangene Materie aus den Zwischenräumen 3o heraus und von den Platten 26 wegschwemmt.

Nach der vorliegenden Erfindung sind, um ein gründliches Reinigen des Filters zu erleichtern, die Filterplatten 26 axial angeordnet, um eine wahlweise Verbreiterung der Zwischenräume 3o zu erlauben, und mit Haltern 34 unter der Kraft einer Steuereinrichtung 35 miteinander verbunden, die gemeinsam für einen vorbestimmten und gleichmäßigen Abstand zwischen neben-

einanderliegenden Platten sorgen, wenn sie zum Reinigen voneinander getrennt werden. Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung haben die Platten 26 im wesentlichen gleichgroße Zentralöffnungen 28, um eine gleichförmige und verbesserte Fluidströmung zu erreichen, und sie sind mit Flanschen ausgestaltet, die das Fluid umlenken, um das Herauslösen der teilchenförmigen Materie 32 beim Reinigen zu verbessern und ein Vorfiltern des Fluids vor dem Durchströmen der Zwischenräume 3o zu erreichen.

Insbesondere handelt es sich bei den die Filterplatten 26 verbindenden Haltern 34 um mit zwei Köpfen ausgebildete Nietelemente, die in zusammenwirkenden Öffnungen 38 in den Platten angeordnet sind. Jeder Halter bzw. Niet 34 ist gleitend verschiebbar in zwei aufeinanderfolgende Platten 26 eingesetzt und begrenzt ihren Abstand, wenn sie zum Reinigen voneinander getrennt werden. In der derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Paare von Platten 26 mit drei Haltern 34 verbunden, die in drei zusammenwirkenden Öffnungen 38 sitzen, die symmetrisch auf jeder Platte zwischen der Zentralöffnung 28 und dem Plattenrand verteilt sind. Diese Anordnung eliminiert die Notwendigkeit, ein Stützrohr zur Steuerung jedes Plattenabstands vorzusehen, und erlaubt die Verwendung einer Filterplatte mit relativ zum Plattendurchmesser großer Zentralöffnung.

Wie die Fig. 5 zeigt, weisen die Halter 34 jeweils einen Schaft 4o auf, der an einem Ende zu einem flachen runden Kopf 42 und am anderen Ende zu einem sich verjüngenden Kopf 44 ausläuft. Wie die Fig. 7 zeigt, sind die zugehörigen Öffnungen 38 so bemessen, daß die Schäfte 4o der Halter 34 in ihnen gleitend verschiebbar sind, während der flache und der verjüngte Kopf 42 bzw. 44 jeweils so groß sind, daß sie sich auf die Platten 26 auflegen und ein Durchgang der Köpfe durch die öffnungen während des Filterbetriebs verhindert ist. Der verjüngte Kopf 44 ist mit einem Absatz 47 am Schaft 4o ausgebildet, der sich an die Platte anlegt, und seine Größe nimmt mit der Entfernung vom Schaft ab₇ damit er während des Zusammenbaus leicht in die Öffnung 38 eingesetzt werden kann. Der verjüngte Kopf 44 und der an diesen angrenzende Schaftteil sind gespalten ausgeführt und bestehen aus einem elastischen Werkstoff, so daß der gespaltene Teil des Halters 34 zusammengepreßt werden kann, und sich so leicht einsetzen läßt, seinen entspannten Zustand aber im Betrieb wieder einnimmt.

Da die Halter 34 jeweils langer sind als der Abstand zwischen denjenigen Platten 26, die unmittelbar unter und über den beiden Platten liegen, in die der Halter eingreift, insbesondere wenn die Platten zum Filtern nahe beieinanderliegen, sind Freilöcher 45 in den nächstfolgenden Platten vorgesehen, um eine Berührung zwischen den Platten und den Haltern zu verhindern. Diese Freilöcher 45 sind in den Platten 62 jeweils mindestens unter und über jedem Paar zusammenwirkender, einen

Halter 34 aufnehmender Öffnungen 38 angeordnet und so bemessen, daß ein Kontakt der Halterkörper 42, 44 mit den Platten vermieden ist»

Um die Fertigung und den Zusammenbau des Plattenstapels 24 zu erleichtern und damit den Kostenaufwand für beide zu verringern, sind die Platten 26 identisch ausgeführt, wobei die Öffnungen 38 und die Freilöcher 45 gleichmäßig und symmetrisch in der Platte verteilt sind. In der derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält jede Platte drei Paare von Öffnungen 38 sowie drei Freilöcher 45, die jeweils zwischen den Paaren von Öffnungen 38 angeordnet sind.

Wie die Fig. 8 zeigt, liegen die beiden Öffnungen 38 jedes der drei Paare von zusammenwirkenden Öffnungen unter im wesentlichen gleichen Winkelabständen A zueinander, während der Winkelabstand B zwischen den nebeneinander liegenden Öffnungspaaren jeweils ein ganzzahliges Vielfaches des Winkelabstandes A ist. Weiterhin ist jedes Freiloch 4 5 in einer Platte 26 vom nächstliegenden Freiloch bzw. der nächstliegenden Öffnung 38 um den Winkel A beabstandet. Ist der Winkelabstand B ein ganzzahliges Vielfaches· größer als eins des Winkelabstands A, kann mindestens ein Freiloch 45 zwischen den Paaren von zusammenwirkenden Öffnungen 3 8 angeordnet werden, um den erforderlichen Freiraum für die Halter 34 zu erreichen. Während die in der Zeichnung gezeigte Form der Erfindung mit nur drei Paaren von zusammenwirkenden Öffnungen ausgeführt ist, erhält man

mit den hier erläuterten WinkelZuordnungen die gleichen Vorteile, wenn man sie sinngemäß auf eine Platte mit mehr als drei Paaren von zusammenwirkenden öffnungen überträgt.

In der in Fig. 8 der Zeichnung gezeigten Ausführungsform beträgt der Winkelabstand A etwa 24°, der Winkelabstand B etwa das Vierfache von A, d.h. 96°. Bei einer solchen Anordnung läßt jede Platte sich in beliebiger Höhe des Stapels verwenden und es ist nicht mehr erforderlich, für jedes Filter unterschiedliche Platten zu fertigen.

Beim Zusammenbau des Plattenstapels 24 werden aufeinanderfolgende Platten 26 im Stapel jeweils in der gleichen Richtung um den Winkelabstand A gegenüber der vorgehenden Platte verdreht und abwechselnde Öffnungen 38 dienen dazu, jede Platte mit der unmittelbar darunterliegenden zu verbinden. Die drei verbleibenden Öffnungen in der Platte 38 dienen dann dazu, sie mit der nächsthöheren Platte zu verbinden. Mit dieser Drehung der Platten 26 und Anordnung der Öffnungen 38 und Freilöcher 45 ist verhindert, daß die Halter 34 aufeinanderfolgender Platten einander im Betrieb des Filters stören bzw. berühren (vergl. Fig. 9). Weiterhin lassen die Halter 34 sich mit größerer Länge ausführen als sonst möglich wäre, so daß man einen größeren Plattenabstand zum Reinigen erreichen kann.

Die Filterplatten 26 sind jeweils mit einem Ringflansch 36 ausgeführt, der die Zentralöffnung 28 jeder Platte umgibt. Die

Flansche 36 stehen allgemein zur ersten Strömungsöffnung 18 hin vor und dienen dazu, die Strömung beim Rückspülen sowie die in dieser enthaltene Teilchenmaterie 32 von den Platten hinweg zur ersten Strömungsöffnung zu lenken. Auf diese Weise kann die Strömungskraft die von einem Teil des Stapels 24 mitgeführte Teilchenmaterie 32 nicht auf einem gegenüberliegenden Teil des Plattenstapels 24 auf der anderen Seite der Zentralöffnung 28 ablagern.

Die Flansche sind mit im wesentlichen gleicher Winkelausrichtung zu den Platten 26 angeordnet. Im Filterbetrieb entsteht zwischen den Flanschen aufeinanderfolgender Platten ein Raum 46, der als Vorfilter wirkt. Der Zwischenraum 46 fängt größere Fremdkörperteilchen 32 in der Strömung ab und hält sie vor den engeren Filterzwischenräumen 3o zwischen den Platten 26 zurück.

Die Größe der kleinsten Materieteilchen 32, die das Filter 1o abfängt, hängt ab von der Höhe der Zwischenräume 3o zwischen den Platten 26 in der Filterbetriebsstellung, und in der derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Abstände von ringförmigen Ansätzen 48 auf den Platten 26 bestimmt. Dieser Ansatz 48 ist auf jeder Platte 26 nahe dem Plattenflansch 38 angeordnet und umgibt die Zentralöffnung 28 vollständig. Der Ansatz 48 steht zur nächstliegenden Platte hin vor und der Spalt zwischen dem Ansatz und der nächstliegenden Platte bildet den Filterspalt 3o. Auf diese Weise wird die von den Platten 26 abgefangene Materie 32 nahe der Zentralöffnung gehal-

ten und kann sich nicht tiefer zwischen den Platten ablagern, wo sie beim Rückspülen schwieriger herauszulösen wäre.

Um einen gewünschten Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Platten 26 im Plattenstapel 24 während der Filterung zu gewährleisten, sind Prägungen 5o auf den Platten vorgesehen, die die Öffnungen 38 umgeben. Diese Prägungen 5o auf jeder Platte 26 stehen zur nächstliegenden Platte hin vor und halten die Platten getrennt. Wie bereits erwähnt, bestimmen die Filterzwischenräume 3o zwischen den ringförmigen Ansätzen 48 die Größe der Teilchen 32, die von den Platten 26 abgefangen werden, und die Prägungen 5o erlauben, die Platten ansonsten weit genug auseinanderzuhalten, um eine unbehinderte Fluidströmung zwischen den Platten zu erreichen und ein Zusetzen der Zwischenräume durch teilchenförmige Materie zu verhindern, die in den Filterzwischenräumen nicht hängen bleibt.

Die axiale Ausrichtung des Plattenstapels 24 wird mit einer Vielzahl von Führungsstangen 52 aufrechterhalten, die um den Stapel herum angeordnet sind. Jede Platte 26 ist am Rand mit bogenförmigen Ausschnitten 54 ausgeführt, die so gemessen und beabstandet sind, daß sie die Führungsstangen aufnehmen und die Platten auf den Führungsstangen entlanggleiten können. Die Führungsstangen 52 verlaufen von der ersten Endverschlußanordnung 16 zur zweiten Endverschlußanordnung 2o und sind starr mit diesen verbunden. In der derzeit bevorzugten Ausführungsform

der Erfindung sind drei Führungsstangen 52 symmetrisch um den Plattenstapel 24 herum verteilt, und jede Platte 26 ist mit Ausschnitten 54 versehen, mit denen sie sich an die Stangen anlegen kann und die gleichmäßig entlang ihres Umfangs verteilt sind, so daß jede Platte in beliebiger Höhe des Stapels eingesetzt werden kann.

Weiterhin sind in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Platten 26 vertikal unmittelbar über der ersten Strömungsoffnung 18 gestapelt, wobei die Führungsstangen 52 die Zentralöffnungen 28 der Platten 28 axial fluchtend mit der ersten Strömungsoffnung halten. Diese Anordnung fördert ein gründliches Entfernen der abgefangenen Teilchenmaterie 32 aus dem Gehäuse 12 während des Rückspulens. Während des Filterbetriebs tritt das die Teilchenmaterie 32 mitführende Fluid in das Filtergehäuse 12 durch die erste Strömungsoffnung 18 ein und die Teilchenmaterie wird von den Vorfilter- und Filterzwischenräumen 46 bzw. 3o an den Zentralöffnungen 28 der Platten 26 (vergl. Fig. 7) abgefangen. Das gefilterte Fluid strömt aus der zweiten Strömungsoffnung 22 ab.

Beim Rückspülen wird das gefilterte Fluid durch die zweite Strömungsoffnung 22 in das Filtergehäuse 12 gedrückt und schwemmt dabei die abgefangene Materie aus den Zwischenräumen 3o, 46 hinaus und in die Zentralöffnungen 28 (vergl. Fig. 1o) hinein. Die Strömung und die Schwerkraft lassen dann die freigesetzte Teilchenmaterie 32 durch die erste Strömungsoffnung 18 abgehen,

wo sie an die Atmosphäre gelüftet bzw. in einen geeigneten Behälter gegeben werden kann (nicht gezeigt). Die Teilchenmaterie 32 tritt dabei - im Gegensatz zu einigen Plattenfiltern nicht in den Innenraum 31 des Filters ein, wo sie sich auf den waagerechten Gehäuseflächen ansammeln, im Filterbetrieb wieder abgefangen werden und dadurch den Gesamtwirkungsgrad des Filters beeinträchtigen könnte.

Die Steuereinrichtung 35, die eine selektive Erweiterung der Zwischenräume 3o zwischen den Platten 26 zum Rückspülen und die Rückkehr der Platten in ihre Filterbetriebsstellung erlaubt, weist eine Betätigungsstange 56 auf, die an einem Ende an einer durchgehenden Endplatte 58 befestigt ist, die ihrerseits starr an der letzten Ring-Filterplatte 26a im Plattenstapel 24 befestigt ist. Die Stange 56 verläuft durch die zweite Endverschlußanordnung 2o hindurch und steht aus dem Filtergehäuse 12 hinaus vor. Ein herkömmlicher O-Ring 6o erhält einen Strömungsmitteldichten Abschluß zwischen der Stange 56 und der Verschlußanordnung 2o aufrecht. Am außerhalb des Gehäuses 12 liegenden Ende der Stange 56 ist ein Griff 62 angebracht, an dem die jeweilige Betriebsart des Filters 1o von Hand eingestellt werden kann.

Wird auf die Betätigungsstange 56 eine auswärts gerichtete Kraft aufgebracht, wirkt sie mit den die Platten 26 verbindenden Haltern 34 zusammen, so daß die Platten um eine vorbestimmte und gleichmäßige Distanz getrennt werden und hält

beim Rückspülen die Platten in dieser Stellung. Der vollständige gewünschte Abstand wird erreicht, indem man die erste Ring-Filterplatte 26b im Stapel in ihrer Lage an der ersten Strömungsöffnung 18 festlegt. Auf den Führungsstangen 52 unmittelbar an der ersten Platte 26b vorgesehene Anschläge 64 verhindern eine Bewegung der Platte.

Wird eine einwärts gerichtete Kraft auf die Betätigungsstange 56 aufgebracht, bewirkt sie, daß die Platten 26 in ihre Filter-Betriebsstellung zurückkehren, und hält die Platten in dieser Lage unter Druck zusammen. Eine Anordnung 66 mit einem Gewindeblock und mit einer Gewindespindel ist am zweiten Ende der Verschlußanordnung 2o über dem Griff 62 der Betätigungsstange 52 vorgesehen und unterstützt diese beim Aufbringen der Kraft auf den Griff, die erforderlich ist, um die Platten 26 aufeinandergepreßt zu halten. Die Anordnung 66 kann kalibriert sein, um den Einwärtshub der Stange 56 anzuzeigen, der erforderlich ist, um sämtliche Platten im Filterbetrieb in die Sollage zu bringen, so daß eine einwandfreie Funktion des Filters gewährleistet und ein Mittel geschaffen ist, um Funktionsfehler zu ermitteln, wie sie beispielsweise durch Ablagerungen von Teilchenmaterie auf einer Platte hervorgerufen werden können, die verhindern, daß die Platte den Sollabstand zur nächstliegenden Platte einnimmt. Obgleich oben ein von Hand betätigtes Filter beschrieben und gezeigt ist, kann die Stange 56 auch mit einem herkömmlichen elektrischen oder hydraulischen Motor oder auf andere zweckmäßige Weise betrieben werden.

Ein System mit zwei Filtern 10a, 10b nach der vorliegenden Erfindung ist in der Fig. 2 gezeigt und erlaubt eine Doppelfilterung. Die gleichen Filter sind in der Fig. 3 gezeigt, wo das gefilterte Fluid aus dem Filter 10b dazu dient, das Filter 10a rückzuspülen, ohne daß sauberes Fluid aus einer externen Quelle zugeführt werden muß. Die Pfeile zeigen die allgemeine Richtung der Fluidströmungen im System.

Ein weiteres System mit einer Reihe von sechs Filtern 10c-h ist in Fig. 11 gezeigt; diese Filter sind so miteinander verbunden, daß fünf der Filter im Durchlauf filtern, während das sechste Filter 10g mit dem gefilterten Fluid aus den anderen Filtern rückgespült wird. Die Fig. 12 zeigt eine weitere Anlage, bei der fünf Plattenstapel 24a-e in einem einzigen Gehäuse 12a untergebracht sind. Jeder der fünf Plattenstapel 24a-e ist einzeln betreibbar und einer oder mehrere lassen sich zeitlich beliebig rückspülen, indem man im Gehäuse 12a einen positiven Druck des gefilterten Fluids aufrechterhält. Der Druck verhindert, daß Teilchenmaterie 32 in das Gehäuse 12a eindringt, wenn die Platten 26 eines der Stapel zum Rückspülen voneinander abgehoben werden, und wird von den im Filterbetrieb arbeitenden übrigen Stapeln und vom statischen Strömungsdruck des Fluids im Gehäuse erzeugt.

Es ist aus der vorgehenden Beschreibung zu ersehen, daß die vorliegende Erfindung einen erheblichen Fortschritt auf dem

Gebiet der Plattenfilter ergibt. Insbesondere erhält man auf diese Weise ein kostengünstig zu erstellendes Filter, das sich aus geeignetem Kunststoffmaterial fertigen läßt, sowie ein Filter, das einen vorbestimmten und gleichmäßigen Abstand zwischen den zum Reinigen voneinander abgehobenen Filterplatten gewährleistet. Weiterhin erhält man mit der vorliegenden Erfindung ein Filter mit erheblich verbesserten Filterungs-, Rückspül- und Betriebseigenschaften.

Leerseite

Claims

MÜNCHEN Pienzenauerstr. 2 8000 München 80 Telefon: (089) 98 03 24, 98 7258, 988800 Kabel: Quadratur München Telex: 522767

BERLIN Kurfürstendamm 182/183 1000 Berlin 15 Telefon: (030) 883 70 78/79 Kabel: Quadratur Berlin

RUSCHKE & PARThJEFi PATENTANWÄLTE

330U035

Ruschke !Partner · Patentanwälte · Pienzenauerstr.2 · 8000München80 Dr.-Ing. Hans Ruschke*- bis i9eo Dipl.-Ing. Hans E. Ruschke Dip!.-Ing. Olaf Ruschke Dip.'-Ing. Jürgen Rost Dipl.-Chem. Dr. Ulrich Rotter

Zugelassen beim Europäischen Patentamt Admitted to the European Patent Office

" in Berlin

3, Jan. 1383

R 1602 H

R & G Sloane Manufacturing Company, Inc.

Plattenfilter

Patentansprüche

1 .) Filter für Fluide, gekennzeichnet durch ein Filtergehäuse mit einer ersten und einer zweiten Strömungsöffnung·, eine Vielzahl von im Gehäuse im Weg der Fluidströmung zwischen der ersten und der zweiten Strömungsöffnung im wesentlichen parallelen gestapelten Filterplatten,

die beabstandet sind, so daß zwischen ihnen Fluidverbindungskanäle für die Filterung entstehen, und die bewegbar sind, um den Abstand zwecks Reinigung der Kanäle zu vergrößern, durch die Platten miteinander verbindende Einrichtungen, die in der getrennten Reinigungsstellung einen vorbestimmten Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Platten bewirken, und durch eine Steuereinrichtung, um die miteinander verbundenen Platten zum Reinigen voneinander abzuheben.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten im wesentlichen gleichgroße Zentralöffnungen enthalten und die Zentralöffnungen in Strömungsverbindung miteinander und mit der ersten Strömungsöffnung stehen.
3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Platten verbindenden Einrichtungen eine Vielzahl von Haltern sind, die jeweils gleitend mit einem Paar aufeianderfolgender Platten im Eingriff stehen und dessen Abstand begrenzen, wenn sie zum Reinigen voneinander abgehoben werden.
4. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die die Platten verbindenden Einrichtungen Halter sind, die gleitend verschiebbar in zusammenwirkenden, in den Platten enthaltenen Öffnungen angeordnet sind, wobei jeder Halter den Abstand zweier aufeinanderfolgender Platten begrenzt, wenn sie zum Reinigen voneinander abgehoben werden.
5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter zweiköpfige Nietelemente sind.
6. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Platte im Stapel, die auf ein Plattenpaar folgt, ein Freiloch enthält, das so angeordnet ist, daß eine Berührung des Halters durch die folgende Platte verhindert ist, wenn die Platten des Paares zum Filterbetrieb zueinander bewegt werden.
7. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Paare zusammenwirkender Öffnungen symmetrisch auf jeder Platte des Paares verteilt angeordnet sind und die beiden Platten des Paares von mindestens drei Haltern zusammengehalten werden.
8. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand zwischen den öffnungen jedes der Paare von zusammenwirkenden Öffnungen im wesentlichen gleich ist und daß der Winkelabstand zwischen den aufeinanderfolgenden Paaren von zusammenwirkenden öffnungen ein ganzzahliges Vielfaches größer als eine des Winkelabstands zwischen den Öffnungen jeweils eines Paares zusammenwirkender Öffnungen ist.
9. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine wahlweise betätigbare Betätigungsstange aufweist, die mit mindestens einer der Platten verbunden ist.
10. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei aufeinanderfolgende Platten jeweils mit einem Flansch entlang der Zentralöffnung ausgeführt sind, daß die Flansche allgemein zur ersten Strömungsöffnung hin vorstehen und während der Filterung eine Vorfilterung der Fluidströmung in den Kanälen und während des Reinigens eine Umleitung der Fluidströmung allgemein zur ersten Strömungsöffnung hin bewirken.
11. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen jede Platte mindestens einen Ansatz aufweist, der zu einer nachfolgenden Platte hin vorsteht und einen Filterspalt zwischen dem Ansatz und der nachfolgenden Platte bildet, wobei der Ansatz an der Zentralöffnung vorgesehen ist.
12. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter außerhalb der Zentralöffnungen Führungseinrichtungen aufweist, die die Platten relativ zueinander ausgerichtet halten.
13. Filter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung eine Vielzahl von Führungsstangen aufweist und im wesentlichen jede Platte entlang ihres Umfangs Einrichtungen aufweist, mit denen sie sich gleitend verschiebbar an die Führungsstangen anlegt.
14. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten vertikal über der ersten Strömungsöffnung gestapelt sind und die Zentralöffnung und die Strömungsöffnung im wesentlichen axial miteinander fluchten.
15. Filter zum Filtern von Fluiden, gekennzeichnet durch ein Filtergehäuse mit einer ersten und einer zweiten Strömungsöffnung, eine Vielzahl von im Gehäuse im Weg der Fluidströmung zwischen der ersten und der zweiten Strömungsöffnung im wesentlichen parallel gestapelter Filterplatten, die so beabstandet sind, daß zwischen ihnen Fluidverbindungskanäle zum Filtern entstehen, und die zum Reinigen der Kanäle zur Vergrößerung des Abstandes bewegbar sind, durch eine Steuerungseinrichtung, mit der die Platten wahlweise zum Filterbetrieb in der genannten beabstandeten Anordnung gehalten und zum Reinigen voneinander abgehoben werden können, und durch eine Vielzahl von Haltern, die die Platten so miteinander verbinden, daß ein vorbestimmter Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Platten entsteht, wenn sie zum Reinigen voneinander abgehoben werden.
16. Filter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte eine im wesentlichen gleichmäßige Zentralöffnung aufweist und die Öffnungen miteinander und mit der ersten Strömungsöffnung in Strömungsverbindung stehen.
17. Filter nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn-

zeichnet, daß jeder Halter gleitend mit zwei aufeinanderfolgenden Platten im Eingriff steht und die Trennung der Platten des Paares begrenzt, wenn sie zum Reinigen voneinander abgehoben werden.
18. Filter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter zweiköpfige Nietelemente sind, die gleitend in zusammenwirkenden Öffnungen in den Platten angeordnet sind, und daß jedes Nietelement ein Paar aufeinanderfolgender Platten hält und die Trennung der Platten des Paares begrenzt, wenn sie zum Reinigen voneinander abgehoben werden.
19. Filter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der auf ein Plattenpaar folgenden Platten ein Freiloch enthält, das so angeordnet ist, daß die folgende Platte das Nietelement nicht berührt, wenn die Platten des Paares für den Filterbetrieb zueinander bewegt werden.
20. Filter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Paare von zusammenwirkenden Öffnungen symmetrisch auf jeder der Platten des Paares verteilt angeordnet sind und die Platten mit mindestens drei Nietelementen

zusammengehalten werden.
21. Filter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelabstände zwischen den Öffnungen jedes Paares zusammenwirkender Öffnungen im wesentlichen gleich und der Winkelabstand zwischen aufeinanderfolgenden Paaren zusammenwirkender Öffnungen ein ganzzahliges Vielfaches größer als eins des Winkelabstandes zwischen den Öffnungen der Paare zusammenwirkender Öffnungen ist.
22. Filter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten . im Filterbetrieb durch Prägungen beabstandet gehalten werden, die eine Vielzahl von zusammenwirkenden Öffnungen in aufeinanderfolgenden Platten umgeben und einen vorbestimmten Abstand zwischen den Platten bewirken .
23. Filter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jede Steuereinrichtung eine Betätigungsstange aufweist, die an mindestens einer der Platten befestigt ist.
24. Filter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,

daß mindestens zwei aufeinanderfolgende Platten entlang der Zentralöffnung einen ringförmig umlaufenden Flansch aufweisen und daß die Flansche allgemein zur ersten Strömungsöffnung hin vorstehen und im Filterbetrieb eine Vorfilterung der Fluidströmung durch die Kanäle und im Reinigungsbetrieb ein Umlenken der Fluidströmung allgemein zur ersten Strömungsöffnung hin bewirken.
25. Filter nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen alle Platten jeweils mindestens einen ringförmigen Ansatz aufweisen, der zu einer angrenzenden Platte hin vorsteht und einen Filterspalt zwischen dem Ansatz und der angrenzenden Platte einschließt, wobei der Ansatz an der Zentralöffnung angeordnet ist.
26. Filter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter eine Führungseinrichtung enthält, die außerhalb der Zentralöffnungen angeordnet ist und die Platten in ihrer Zuordnung hält.
27. Filter nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung eine Vielzahl von Führungsstangen aufweist und im wesentlichen jede Platte Mittel an ihrem

Umfang aufweist, mit denen sie sich gleitend an die Stangen anlegen kann.
28. Filter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten vertikal über der ersten Strömungsöffnung gestapelt sind und die Zentralöffnungen und die erste Strömungsöffnung im wesentlichen axial ausgerichtet sind.
29. Filter zum Filtern von Fluiden, gekennzeichnet durch ein Filtergehäuse mit einer ersten und einer zweiten Strömungsöffnung, einer Vielzahl von gestapelten ringförmigen Filterplatten, die in dem Gehäuse im Weg der Fluidströmung zwischen der ersten und der zweiten Strömungsöffnung miteinander fluchtend im wesentlichen axial gestapelt und so beabstandet sind, daß im Filterbetrieb zwischen ihnen Fluidverbindungskanäle entstehen und sie axial bewegbar sind, um zum Reinigen der Kanäle den Abstand zu vergrößern, und die eine im wesentlichen gleichgroße Zentralöffnung enthalten, wobei alle Zentralöffnungen in Strömungsverbindung miteinander und mit der ersten Strömungsöffnung stehen, durch eine Steuereinrichtung, die die Platten wahlweise im Filterbetrieb beabstandet hält und sie zum Reinigen voneinander axial abhebt, und durch eine Vielzahl von Haltern, die die Platten miteinander verbinden und zwischen den Zentralöffnungen und

dem Plattenrand angeordnet sind und für einen vorbestimmten gleichmäßigen Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Platten zu sorgen, wenn diese zum Reinigen voneinander abgehoben sind.
30. Filter nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Halter gleitend im Eingriff mit den zwei nächstliegenden Platten steht und den Abstand der Platten des Paares im zum Reinigen abgehobenen Zustand begrenzt.
31. Filter nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen jede Platte einen ringförmig umlaufenden Flansch aufweist, der die Zentralöffnung im wesentlichen umgibt, und daß alle Flansche im wesentlichen die gleiche Winkelrichtung relativ zu den Platten aufweisen und allgemein zur ersten Strömungsöffnung hin vorstehen.
32. Filter nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen jede Platte mindestens einen ringförmig umlaufenden Ansatz aufweist, der zu einer angrenzenden Platte hin vorsteht, um zwischen dem Ansatz und der angrenzenden Platte einen Filterspalt zu bilden, wobei der Ansatz an der Zentralöffnung angeordnet ist.
33. Filter nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter jeweils zweiköpfige Nietlemente und gleitend verschiebbar in zusammenwirkenden Öffnungen in den Platten angeordnet sind, wobei jedes Nietelement ein Paar nebeneinanderliegende Platten hält, und deren Abstand begrenzt, wenn sie zum Reinigen voneinander abgehoben sind.
34. Filter nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine auf ein Plattenpaar folgende Platte ein Freiloch enthält, das so angeordnet ist, daß eine Berührung zwischen der folgenden Platte und dem Nietelement verhindert ist, wenn die Platten des Paares zum Filtern zusammenbewegt wurden.
35. Filter nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Paare von zusammenwirkenden öffnungen symmetrisch in jeder Platte im Plattenpaar verteilt angeordnet sind und daß die Platten des Paares von mindestens drei Nietelementen gehalten werden.
36. Filter nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelabstände zwischen den öffnungen jedes Paares zusammenwirkender Öffnungen im wesentlichen gleich sind und

daß der Winkelabstand zwischen aufeinanderfolgenden Paaren zusammenwirkender öffnungen ein ganzzahliges Vielfaches größer eins des WinkelabStandes zwischen den öffnungen der Paare zusammenwirkender öffnungen ist.
37. Filter nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte im Filterbetrieb durch Prägungen beabstandet gehalten wird, die mehrere zusammenwirkende Öffnungen in den nebeneinanderliegenden Platten umgeben und einen vorbestimmten Abstand zwischen den Platten bewirken.
38. Filter nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine handbetätigbare Betätigungsstange aufweist, die an mindestens einer der Platten befestigt ist und sich außerhalb des Filtergehäuses befindet.
39. Filter nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter eine außerhalb der Zentralöffnungen befindliche Führungseinrichtung aufweist, um die relative Ausrichtung der Platten beizubehalten.
40. Filter nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung eine Vielzahl von Führungsstangen aufweist und im wesentlichen jede Platte entlang ihres Umfangs angeordnete Mittel aufweist, die sich gleitend an die Führungsstangen anlegen.

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41. Filter nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten vertikal über der ersten Strömungsöffnung gestapelt sind und ihre Zentralöffnungen und die erste Strömungsöffnung im wesentlichen axial fluchten.