DE3403163A1

DE3403163A1 - Membranfilterplatte

Info

Publication number: DE3403163A1
Application number: DE19843403163
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl.-Ing. 3000 Hannover Baumgarten; Wolfgang 3204 Nordstemmen Kurhofer; Werner Dr.-Ing. 3012 Langenhagen Neu
Original assignee: Hansen-Btr GmbH
Current assignee: JV Kunststoffwerk GmbH
Priority date: 1984-01-31
Filing date: 1984-01-31
Publication date: 1985-08-01
Also published as: DE8402617U1

Description

Membranfilterplatte Die Erfindung betrifft eine r*Tembranfilterplatte, bestehend aus einer mit Bohrungen für den Trübe-Einlauf und den Filtrat-Auslauf sowie einem ein- oder beidseitigen Rezeß versehenen Grundplatte und mindestens einer in ihren Flächendimensionen kleineren elastischen Membran, die sich unter dem Filterdruck an die Oberfläche des für die Aufnahme des Filtergutes bestimmten Rezesses anlegt und deren Randwulst in eine ringförmige Ausnehmung eingelegt ist, die genähert p.lrallel zum Rand der Grundplatte verläuft.
Eine derartige Membranfilterplatte wird in Filterpressen verwendet, und zwar werden hier eine ganze Reihe von derartigen Membranfilterplatten parallel zueinander in ein Fil"crrressengestell einzeln gelegt und mit einer innendruckabhängigen Schließkraft zusammengedrückt. Die zu filtrierende Suspension wird in den Trübe-Einlauf eingelas 3en, die Feststoffe verb@ eiben jeweils zwischen zwei mit einem Filtertuch überspannten Membranen, die jeweils zwei zueinander benachbarten Grundplatten @ug@ordnet sind, unter dem Filterdruck gegen die Oberfl@chen des Rez@@ses gedrückt werden und somit zwischen sich einen @aum für die Aufnahme der Feststoffe im Filtergut bilden, w@hrend die filtrierte Flüssigkeit hinter den Membranen durch @e@ondert Kanäle abgeführt wird.
Die eingangs genannte Membranfilterplatte ist; au einer offenkundigen Vorbenutzung bokannt geworden. Bei dieser weisen die Membranen einen genähert @chwalbenschwanzförmtgen Randwulst auf, der in eine ringfärmuige Ausnehmung in der Grundplatte eingelegt ist, die genähert parallel zum Rand der Grundplatte verläuft. Diese ringförmige Ausnehmung ist etwa mittig in der Randebene der Grundplatte angeordnet, der schwalbenschwanzförmige @ulst verläuft weitgehend symmetrisch zur Mittelebene der Membran. @as hat zur Folge, daß im Betrieb Bereiche neben dem @and der @embr@en paarweise aneinander liegen und unter dem Filterpressendruck gegeneinander gedrückt werden, während die Oberflächen der Randbereiche benachbarter Grundplatten um etwa die doppelte Membranst@rke voneinander entfernt stehen. Diese Anordnung hat zwei wesentliche Nachteile, die aus der Quetschung unter dem Eilterpressendruc@ @ntstehen: Die Einspannung der Membranränder ist ungänstig und kann dazu führen, daß der schwalbenschwanzförmige Wulst aus der im Querschnitt schwalbenschwanzförmigen Ausnehmung herausspringt. Vor allem aber tritt der Nachteil auf, daß die gequetschten Randbereiche der Membranen einem erhöhten Verschleiß unterliegen. Denn diese mässen uter erheblichem Druck aneinander geduückt und gequetscht werden, damit sie eine wirksame Abdichtung gegen das unter Druck in der Filterpresse befindliche Filtergut bilden. Diese Quetschungen führen zu einem vorzeitigen Verschleiß dieser Randpartien der Membranen.
Allerdings weist diese vorbenutzte Membranfilterplatte gegenüber früheren Ausführungsformen den Vorteil auf, daß die Einspannung der Membran sehr viel leichter vornehmbar ist als beispielsweise die Einspannung solcher Membranen, deren Randwulst über die Grundplatte hinaussteht, so daß di.c Flächendimensionen der Membran größer sind als die der Grundplatte, wie sie beisnielsweise aus der DE-CS 31 23 970 beklant geworden ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine sachgemäße Einspannung der Membran auf der Grundplatte der Membranfilterplatte zu erreichen, um diese zu schonen und ihre Beschädigung zu verhindern.
Die Erfindung erreicht dieses dadurch, daß die Randwulst unsymmetrisch zur Mittelebene der Membran auf der der Grundplatte zugekehrten Seite der membran angeordnet ist, und daß der Rand des Rezesses parallel zur Randebene der Grundplatte verläuft, sich bis zur ringförmigen Ausnehmung erstreckt und um etwa die Dicke der Membran versetzt zu der Randebene der Grundplatte verlauft.
Bei dieser Ausbildung der Randwulst auf einer Seite der Membran kann die Membran druckspannungsfrei in die Grundplatte eingesetzt werden. Dadurch, daß der Rand des Rezesses tiefer als die Randebene der Grundplatte verläuft und sich bis zur ringförmigen Ausnehmung für die Aufnahme des Randwulstes erstreckt, wird erreicht, daß die Membran unter dem l)ruck der Filterpresse nur sehr wenig und definiert im Randbereich gedriickt wird. Die Membran wird daher im Randbereich nur geringfügig deformiert.
Das erhöht die Lebensdauer dieses Randbereiches der tXembraun wesentlich.
Die wulstartige umlaufende Ausformung der Nembran ist nur erforderlich, um die Membrane in der geöffneten Presse am Herausfallen zu hindern. Während des Filtrations- und Nachpreßvorganges fixioren gegenüberliegende Membranen sich selbst. Durch diese Anordnung wird die notwendige Flächenpressung für das Abdichten der Filterelemente nicht auf die Membrane übertragen. Hierdurch wird ein mehrachsiger Spannungszustand infolge zusammengreifender Druck-, Biege- und Zugkräfte in der elastischen Membrane vermieden. Auf diese Weise kommt er. zu einer Entkoppelung der Fließkraft im Dichtrandbereich und der Druckkraft auf die Membrane während des Auspreßvorganges.
Die Abdichtung der einzelnen Grundnlattenrnder, die nunmehr aneinanderliegen, kann dadurch erfolgen, daß zwischen dem Rand der Grundplatte und der ringförmigen Ausnehmung für die Aufnahme des Randes der Membranplatte eine weitere ringförmige Ausnehmung Ciir die Aufnahme eines Dichtringes angeordnet ist.
Die Dichtung kann aber dadurch erzielt werden, daß der in die ringförmige Ausnehmung der Grundplatte eingelegte Membranrand zum Zwecke der Abdichtung über die Randebene der Grundplatte entsprechend des erforderlichen Einfederungsweges hinausragt.
Wesentlich für die Lebensdauer der Membran, aber auch für eine gute Abdichtung ist es, daß die Membran am Ort des Trübe-Einlaufs in der richtigen @eise so gehaltert und gegenüber der Grundplatte abgedichtet wird, daß die Trübe nicht in den Zwischenraum zwischen der Oberfläche des Rezesses der Grundplatte und die Membran einlaufen kann. Um dieses zu erreichen, ist er zweckmäßig, wenn am Ort des Trübe-Einlaufes eine mit ihrem flanschartigen Rand auf den Rand eines @oches in der Membran drückende Verschraubung vorgesehen ist. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn auch der Rand des Loches einen Randwulst trägt.
Zweckmäßigerweise besteht die Verschraubung aus drei Teilen, iind zwar aus zwei rnit einem radialen Vorsprung verschenen Teilen, von denen eines Innengewinde aufweist, in das das Außengewinde eines mit Flansch versehenen Rohrstückes eingeschraubt ist, dessen Flansch sich auf dem anderen Teil mit dem Radialvorsprung abstätzt. Die Verschraubung ist so angeordnet, daß die Außenflächen der Verschraubungsteile immer in der Dichtrandebene der tiembranfilterplatte (oder tiefer) liegen.
Es kann zweckmäßig sein, daß das Verschraubungsteil an Orten, an denen kein Radialvorsprung vorhanden ist, einen achsparallelen Vorsprung aufweist.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß ein filtertuch unter dem Vorsprung der Verschraubung einspannbar ist.
Vorteilhaft ist e3, wenn die Membran im umlaufenden Randbereich Quernuten aufweist, die sich bis zu einer Sammelnut des Grundkörpers erstrecken, damit durch diese Quernuten das Filtrat in den Sammelkanal ablaufen kann.
Das wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausf;ihrungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Frontansicht der Grundplatte teils mit, teils ohne Membran, Fig. 2 einen Schnitt durch ein Paar von Filterplatten mit eingelegter Membran längs der Ebene II-II Fig. 3 einen schnitt durch eine Filterplatte am Ort des Trübe-Einlaufes in der Verschraubung längs der Ebene III-III.
Fig. 4 eine Ansicht dieser Verschraubung von oben.
Die Grundplatte 1 weist weitgehend parallel zu ihrem Rand eine nutenförmige Ausnehmung 2 auf, die den Rezeß 3 begrenzt, der in der Mitte der Grundpl@tte 1 seine größte Tiefe über seinen größten Flächenbereich aufweist. @ieser Flächenbereich verläuft gen@hert par@ilel zur @ittellinie der Grundplatte 1. Zum Rande hin befinden @ich @e@@ @-flächen 31, die vor der nut@nförmigen Ausnehmung @@der in Parallelflächen 13 übergehen, Paralle@fl@chen @@, die parallel zur Mittelebene der Grundplatte 1 vortauf@n.
Diese Parallelflächen 13 v@rlaufen @@@@llel verse@zt zu den Randflächen 11 der Grundplatte 1, und zwar um et@@ die Dicke der membran 4 versetzt.
Die Membran weist auf ihrer einen Seite, und zwir auf der der Grundnlatte 1 zugekehrten Seite, einen Randwulst 41 auf der z.B. schwalbanschwanzförmig gestaltet ist. Dieser schwalbenschwJanzförmige Randwulst 41 v:ird in die nutenförmi Ausnehmung 2 der Grundplatte 1 eingedrückt, wodurch die Membran 4 einen festen Sitz auf der Grundplatte 1 erhält.
Die nutenförmige Ausnehmung 2 ist fär die @ufnahme der nach außen dicker werdenden Randwulst 41 der Membran 4 zweckmäßigerweise so gestaltet, daß sie sich zum Grunde hin erweitert, so daß eine z.B. aus dem Tischlerhandwerk bekannte Schwalbenschwanzverbindung zwischen Grundplatte 1 und Membran 4 entsteht. Durch diese G@staltung erhalten @ie Idembranen einen sehr festen Sitz auf len Grundplatten, wenn diese im Betrieb aufeinanderliegen, wie es der Schnitt der Fig. 2 zeigt.
Jede Grundplatte weist als Trübe-Einlauf 5 eine Ausnehmung auf. Am Rand dieser Ausnehmung ist die Membran 4 f@st einzuspannen. Daher weist hier die Membran 4 ein @och auf (Fig.3), dessen Rand ebenfalls in Form eines @ulstes 42 ausgebildet ist. Der Rand dieses Loches wird durch eine eingeschraubte Verschraubung an der Grundplatte 1 gehalten.
Die Verschraubung besteht aus drei Teilen, einem rohrförmigen Teil 61 mit einem Außengewinde 6@, der an seiner einen Stirnseite einen Flansch 63 aufweisen kann, sowie zwei Flanschmuttern 6 mit Innengewinde. Der Flansch der Ituttern 6 ist wulstförmig gestaltet und drückt den Rand des Lochen in der Membran 4 gegen die Grundplatte 1, und zwar den vorzugsweise ebenfalls schwalbenschwanzförmig im Querschnitt gestalteten Randwulst 42 des Membranloches in eine hierftir in der Grundplatte 1 vorgesehene ringförmige Ausnehmung hinein. Der Flansch der Flanschmuttern 6 weist ein Radialnut 64 auf, die einerseits dem besseren Einlauf der frübe dient, andererseits aber iuch dem Ansetzen eines werkzeuges zum Festziehen bzw. Lockern der Flanschmutter dienen kann.
Das Filtrat läuft durch den Flüssigkeitskanal in die Grundplatte ab. Durch Nuten 81 im Randbereich der Membran kann das Filtrat in den Filtratablaufkanal 81 gelangen.
Verzeichnis der Bezugszeichen 1 Grundplatte 11 Dichtfläche der Grundplatte 12 ringförmige Ausnehmung in der Oberfläche der @run platte 13 Dichtebene 2 nutförmige Ausnehmung in der Grundplatte 3 Rezeß (topfförmige Ausnehmung) in der Grundplatte 31 Schrägflächen des Rezesses 32 Parallelflächen des Rezesses 4 Membran 41 Randwulst der Membran 42 Randwulst des Membranloches 5 Trübe-Einlauf 6 Flanschmutter als Verschraubungsteil 61 Rohrstutzen als Verschraubungsteil 62 Außengewinde 63 Flansch 64 Radialausnehmung in Form einer Nut 66 Parallelflächen des Trübeeinlaufboreich@@ 8 Filtratkanal 81 Ausnehmungen in dem Membranrandwulst

Claims

A n s p r ii c h e: 1. Membranfilterplatte, bestehend aus einer mit ein- oder beidseitigen B@hrungen für den Trübe-Einlauf und Filtratauslauf sowie mit einem Rezeß versehenen Grundplatte und minlestene eine@ in ihren Flächendimensionen kleineren elastischen Membrane, die sich unter dem Filterdruck an die Oberfläche des @ür die Aufnahme des Filtergutes bestimmten @@zesses anlegt und deren Randwulst in eine ringförmig@ @usnehmung eingelegt ist, die genähert parallel zum Rand der Grundplatte verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Randwulst (41) unsymmetrisch zur Mittelebene der Membran (4) auf der der Grundplatte (@) zugekehrten @eite der Membran (4) angeordnet ist, und daß der Rand des Rezesses (3) parallel zur Randebene (11) der Grundplatte verluft, sicn bim zur umlaufenden, nutenförmigen Ausnehmung (2) erstreckt und um die @icke der Membran (4) abzüglich einer erforderlicher, Einfederungs höhe versetzt zu der Randebene (11) der Grundplatte (1) verläuft.
2. Membranfilterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die umlaufende, nutenförmige Ausnehmung (2) der Grundplatte (1) eingelegte Membranrand mit serner dem Rezeß (3) abgewandten Seite zum Zwecke der Abdichtung um den Betrag der erforderlichen Einfederungshöhe der Membrane über die Randebene (11) der Grundplatte (1) hinausragt.
3. Membranfilterplatte nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Membrane (4) eine Ausnehmung am @rt des Trübe-Einlaufes (5) hat uni da<3 hier der Rand der Membrane (4) durch einen Flan mindestens eines Verschraubungsteiles gehalten ist, welches in den Trübe-Einlauf (5) der Grundplatte (1) eingesetzt ist.
4. Membranfilterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ort (5) den Trübe-Einlaufes der Rand (42) des Loches in der Membrane (4) einen schwalbenschwanzförmigen Randwulst (42) und die Grundplatte (1) eine entsprechende Nut an dieser stelle rings um den Trübeeinlauf aufweist.
5. Membranfilterplatte nach hnspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschraubung aus mindestens drei Teilen (6,61) besteht, von denen zwei einen Flansch tragen, von denen ds eine rohrförmig gestaltet ist und von denen mindest eines ein Innengewinde und eines ein Außengewinde aufweist, wobei die Teile mit dem Flansch auf den Rand des Loches in der Membran (4) fassen.
6. Membranfilterplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filtertuch unter dem Flansch der Verschraubung eingespannt ist.
7. Membranfilterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (4) im umlaufenden Randbereich Quernuten für den Filtratablauf (43) aufweist, die in eine Sammelnut (81) des Grundkörpers (1) hineinlaufen.
8. Membranfilterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Trübe-Einlaufes (5) auf einer parallel zur Nittenebene der Grundplatte (i) verlaufenden Fläche (66) angeordnet, ist und daß die Membran (4) in diesem Bereich mittels der Verschraubung (6,61,62,63) befestigt ist.