DE3517032A1

DE3517032A1 - Auspressfilter fuer suspensionen

Info

Publication number: DE3517032A1
Application number: DE19853517032
Authority: DE
Inventors: Hans Ing.(grad.) 7120 Bietigheim-Bissingen Gerteis
Original assignee: HEINKEL IND ZENTRIFUGEN; Heinkel Industriezentrifugen GmbH and Co
Current assignee: HEINKEL IND ZENTRIFUGEN; Heinkel Industriezentrifugen GmbH and Co
Priority date: 1985-05-11
Filing date: 1985-05-11
Publication date: 1986-11-13
Also published as: SU1501913A3; CH669739A5; JPH0628688B2; GB2177314B; GB8611083D0; DD244698A5; GB2177314A; JPS61259713A; US4707256A

Description

HOEGER, STELLRECHT .&, PARTNER 3517032

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c · D 7000 STUTTGART 1

A 46 569 m Anmelder: Heinkel Industriezentri-

m - 213 fugen GmbH + Co.,

24. April 1985 Gottlob-Grotz-Straße 1,

7120 Bietigheim-Bissingen

Beschreibung

Auspreßfilter für Suspensionen

Die Erfindung betrifft ein Auspreßfilter für Suspensionen mit einem kesseiförmigen Außenmantel, mit einem den,Außenmantel an seiner offenen Stirnseite lösbar verschließenden Deckel, mit einem vom Deckel koaxial zur Achse des Außenmantels abstehenden, rohrförmigen Filterelement, mit einer koaxial zwischen dem Außenmantel und dem.Filterelement angeordneten, dehnbaren, schlauchförmigen Membran, die an ihrem einen Rand mit der offenen Stirnseite des Außenmantels und an ihrem anderen Rand mit der dem Deckel abgewandten, freien Stirnseite des Filterelements derart verbunden ist, daß sie sich bei koaxialer Abnahme des Deckels vom Außenmantel umstülpt, mit einem Saug- und Druckstutzen am Außenmantel, mit einer Zulaufleitung für die Suspension und mit einer Ablaufleitung für das Filtrat, wobei diese Leitungen am Deckel vorgesehen sind.

Ein empfindliches Teil bekannter Auspreßfilter dieser Art (DE-PS 25 49 040) ist die umstülpbare Membran. Funktionsfähigkeit und Lebensdauer eines Auspreßfilters hängen entscheidend von der Ausbildung, Qualität und Anordnung der Membran ab. Störend ist es ins-

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besondere, wenn zwischen Filterelement und Membran Suspensionsreste verbleiben, weil hierdurch die Reinhaltung des Filters erschwert ist. Da die Membran erheblichen Drücken ausgesetzt wird, wobei sie sich an verschiedene Flächen des Filters anpreßt, besteht die Gefahr einer Beschädigung. Wichtig ist es ferner, die Membran sicher und zuverlässig an ihrem Rand zu befestigen, um ein Abreißen während des Filtriervorganges zuverlässig zu verhindern. Eine starkem Verschleiß unterworfene Stelle der Membran liegt im Bereich der Zulaufleitung, weil die unter Druck stehende Membran das Bestreben hat, sich in die Leitung hineinzustülpen.

Es i"st Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Auspreß filter so zu verbessern, daß ein Verschleiß der Membran weitgehend ausgeschlossen ist und das Filter somit eine lange Lebensdauer hat.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die entspannte Membran im Bereich des Filterelements einen Innendurchmesser hat, der gleich oder kleiner als der Außendurchir.esser des Filterelements ist.

Hierdurch wird erreicht, daß die Membran im entspannten Zustand keine Falten wirft, die zu einer Rissebildung führen könnten.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 ein Auspreßfilter mit umstülpbarer Membran im geschlossenen Zustand;

Fig. 2 das Filter aus Fig. 1 in geöffnetem Zustand;

Fig. 3 eine Teilschnittansicht im Bereich A der Fig. 1;

Fig. 4 eine Teilschnittansicht im Bereich B der Fig. 1 und

Fig. 5 eine Teilschnittansicht im Bereich C der Fig. 1.

Das auf der Zeichnung dargestellte Auspreßfilter umfaßt einen kesseiförmigen Außenmantel 1 von kreisrundem Querschnitt, der an seiner einen Stirnseite (in Fig. 1 und 2 rechts) geschlossen und an seiner gegenüberliegenden Stirnseite offen ist. An seiner offenen Stirnseite trägt der Außenmantel 1 einen aus zwei Teilen 2, 3 bestehenden Umfangsflansch, zwischen die der eine

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Randbereich,einer schlauchförmigen Membran 5 aus elastisch dehnbarem Material fest eingespannt ist. Vom Außenmantel 1

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steht nach oben ein Saug- und Druckstutzen 6 ab. Der Außenmantel 1 ist ferner über eine im einzelnen hier nicht näher interessierende Tragkonstruktion mit einer Laufbuchse 7 verbindbar, die auf einer ortsfesten Stange 8 parallel zur Achse des Außenmantels verschieblich ist.

In einem Maschinengestell 9 ist fest oder drehbar ein Deckel 11 zum dichten Verschließen der offenen Stirnseite des Außenmantels 1 gelagert. Von der dem Außenmantel 1 zugewandten Innenseite des Deckels 11 steht starr ein Rohr 12 ab. Dieses trägt an seinem freien Ende„einen Stirnflansch, der ähnlich wie der Flansch an der Öffnung des Außenmantels 1 aus zwei Teilen 13, 14 besteht. Zwischen diesen Teilen 13, 14 ist der andere Rand 10 der Membran 5 fest eingespannt.

Zwischen der Innenseite des Deckels 11 und dem Flanschteil 13 erstreckt sich ein rohrförmiges Filterelement 15, beispielsweise in Gestalt eines mit einem Filtertuch belegten Siebzylinders. Das Filterelement 15 liegt abgedichtet an der Innenseite des Deckels 11 bzw. am Flanschteil 13 an.

In geschlossenem Zustand des Filters (Fig. 1) erstreckt sich die schlauchförmige Membran 5 koaxial zwischen der Innenseite des Außenmantels 1 und der Außenseite des Filterelements 15. Im geöffneten Zustand des Auspreßfilters (Fig. 2), wenn also Außenmantel· 1 und Deckel in Richtung ihrer gemeinsamen Achse voneinander abgezogen sind, hat sich die Membran 5 gegenüber der Anordnung gemäß Fig. 1 umgestülpt, so daß die Innenseite

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der Membran nunmehr zu ihrer Außenseite geworden ist.

Während des Filtriervorganges ist das Auspreßfilter geschlossen (Fig. 1). Dabei ist der Außenmantel 1 über einen im Inneren des Rohres 12 befindlichen Bajonettverschluß 16, der teilweise an einem von der geschlossenen Stirnseite des Außenmantels 1 nach innen vorstehenden Arm 17 getragen wird, fest mit dem Deckel 11 verbunden. Durch Anlegen von Unterdruck an den Stutzen 6 nimmt die Membran 5 etwa die in Fig. 1 eingezeichnete Stellung ein, so daß über eine am Deckel 11 vorgesehene Zulaufleitung 18 zu filtrierende Suspension eingeleitet werden kann. Nach Beendigung des Einfüllvorgangs kann durch Anlegen von Überdruck an den Stutzen 6 die Membran gegen das Filterelement 15 gedrückt werden," um restliche Flüssigkeit durch das Filterelement hindurchzupressen. Die festen Bestandteile der Suspension verbleiben als Filterkuchen auf dem Filterelement 15 während das durch das Filterelement 15 hindurchgepreßte Filtrat über eine ebenfalls am Deckel 11 vorgesehene Ablaufleitung 19 abfließt. Im geöffneten Zustand des Filters (Fig. 2) kann der Filterkuchen vom Filterelement entfernt werden.

Im Anschluß an einen Filtriervorgang kann das Auspreß filter gereinigt werden. Die Membran 5 wird hierzu wieder durch Unterdruck vom Filterelement 15 abgehoben, wobei sie sich fest an die Innenseite des Außenmantels 1 anpressen kann. Ein solches Anpressen kann im übrigen auch während des Einfüllens der Suspension stattfinden. Nach dem Waschvorgang wird die Waschflüssigkeit durch Andrücken der unter Überdruck stehenden Membran 5 an das Filterelement 15 abgepreßt.

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Aus dem Voranstehenden ergibt sich, daß die Membran ein höchsten Beanspruchungen unterworfener Bestandteil des Auspreßfilters ist. Funktionsfähigkeit und Lebensdauer dieses Filters hängen entscheidend von Ausbildung, Qualität und Anordnung der Membran 5 ab. Es wurde gefunden, daß die Lebensdauer

der Membran entscheidend

verbessert werden, wenn die entspannte, also weder unter überdruck noch unter Unterdruck stehende Membran 5 im Bereich der Längserstreckung des Filterelements 15 einen Innendurchmesser hat, der gleich oder kleiner als der Außendurchmesser des Filterelements ist. Hierdurch werden nämlich auch bei Stillegung des Auspreßfilters Suspensionsreste durch das Filterelement hindurchgepre3t und die Membran selbst liegt glatt und ohne Falten- oder Wellenbildung am Filterelement an, so daß sich lokal keine Risse bilden können.

Wie die Einzeldarstellung der Fig. 3 zeigt, ist an der Innenseite des Deckels 11 eine schräg oder konisch verlaufende Ringschulterfläche 21 vorstehend fest angeordnet. An dieser Ringschulterfläche 21 stützt sich der mit dem Außenmantel 1 verbundene Randbereich der Membran 5 ab, wenn sie unter Überdruck auf das Filterelement 15 aufgepreßt wird. Es hat sich gezeigt, daß ohne Vorhandensein dieser Ringschulterfläche 21 die Membran bei Überdruck in den rechtwinkligen Raum zwischen Filterelement 15 und Deckel 11 unter Überdehnung hineingepreßt und hierdurch beschädigt v/erden kann.

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Wie weiterhin aus Fig. 3 hervorgeht, ist die Membran 5 an ihrem der Ringschulterfläche 21 gegenüberliegenden Randbereich konisch ausgebildet. Mit diesem konischen Randbereich legt sich die dehnbare Membran 5 bei Überdruck glatt an die Ringschulterfläche 21 an.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist auch an der geschlossenen Innenseite des Außenmantels 1 eine Ringschulterfläche 22 vorgesehen, die ebenfalls konisch oder schräg verläuft. Dieser Ringschulterfläche 22 liegt im entspannten Zustand .der Membran ihr. mit den Flanschteilen 13, 14 des Filterelements 15 verbundener Randbereich gegenüber. Wird die Membran außenseitig (über den Stutzen 6) unter Unterdruck oder (über die Ablaufleitung 19) unter Überdruck gesetzt, so hebt sie sich vom Filterelement 15 ab und preßt sich an die Innenseite des Außenmantels 1. Dabei legt sie sich glatt an die schräge Ringschulterfläche 22 an. Die Ringschulterflächen 21, 22 schließen mit der Achse des Auspreßfilters einen Winkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise einen .Winkel von etwa 45° ein.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Membran 5 in ihrem entspannten Zustand. Da der Innendurchmesser der Membran 5, wie bereits beschrieben, gleich oder kleiner als der Außendurchmesser des Filterelements 15 ist, legt sich die Membran 5, wie dargestellt, glatt an die Außenseite des Filterelements 15 an.

Wie weiterhin aus Fig. 3 und 4 hervorgeht, sind an den Rändern 4, 10 der Membran 5 ringförmige Wulste angeordnet, die formschlüssig zwischen die Flansch-

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teile 2, 3 bzw. 13, 14 eingespannt sind. Hierdurch kann die Membran 5 im Betrieb nicht vom Außenmantel 1 bzw. dem Filterelement 15 abgerissen werden.

Die Membran 5 ist im übrigen ein im ungedehnten Zustand formstabiles Bauteil von im wesentlichen kreiszylindrischer Gestalt. An den beiden Rändern 4, 10 der Membran 5 sind senkrecht zur Membranachse verlaufende Kreisringflächen 23, 24 vorgesehen, wobei an die Kreisringfläche 23 der bereits erwähnte konische Abschnitt der Membran anschließt.

Die Fig. 5 zeigt ausschnittsweise die Zulaufleitung 18 im Bereich des Deckels 11. In letzterem ist um eine Achse 25 drehbar eine Welle 26 gelagert, die von einem Getriebemotor 27 in Richtung des Pfeiles A verdreht werden kann. Von der Stirnseite der Welle steht ein Zapfen 29 ab, der - mit Bezug

auf die Achse 25 exzentrisch versetzt - ein Ventilglied 31 trägt. Der Zapfen 29 und das Ventilglied 31 befinden sich in einem Raum, in den einerseits die Zulaufleitung 18 einmündet und der andererseits über eine öffnung 32 mit dem Raum zwischen Membran 5 und Filterelement 15 kommuniziert. In der in Fig. 5 gezeichneten Stellung des Ventilglieds 31 ist die Öffnung 32 verschlossen. Bei einer Verdrehung der Welle 26 gelangt das Ventilglied 31 in den unteren Bereich des erwähnten Raumes, so daß die Öffnung 32 nunmehr offen ist und Suspension aus der Leitung 18 in das Auspreßfilter einströmen kann.

Wie dargestellt, ragt das Ventilglied 31 bis unmittelbar an den im Inneren des Filters gelegenen Rand der Öffnung 3 2 vor, so daß sich die Membran 5 unmittelbar

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an die freie Stirnseite des Ventilglieds 31 anlegen kann. Auch auf diese Weise sind Ecken und Kanten im Bereich des Ventilglieds vermieden, die zu einer Beschädigung der unter Druck gesetzten Membran 5 führen könnten.

Den gleichen Zweck eines unmittelbaren Anliegens an der Membran 5 würde auch ein verschieblicher Stempel erfüllen. Dieser könnte jedoch bei seinem Verschieben in die Verschlußstellung Feststoffe vor sich herschieben, welche die Membran bei ihrem unter Druck erfolgenden Auftreffen beschädigen könnten. Eine solche Beschädigung ist bei dem schwenkbaren Ventilglied 31 verhindert, da es axial unverschieblich gehalten ist und Feststoffe allenfalls in den hinter ihm gelegenen Raum., jedoch nicht gegen die Membran 5 drücken kann.

Claims

HOEGER, STELlR-E-CHT-Ä.PARTNER 3 5 1 7032 PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c · D 7000 STUTTGART 1 A 46 569 m Anmelder: Heinkel Industriezentri- m - 213 fugen GmbH +Co., 24. April 1985 Gottlob-Grotz-Straße 1, 7120 Bietigheim-Bissingen Patentansprüche

1. Auspreßfilter für Suspensionen mit einem kesseiförmigen Außenmantel, mit einem den Außenmantel an seiner offenen Stirnseite lösbar verschließenden Deckel, mit einem vom Deckel koaxial zur Achse des Außenmantels abstehenden, rohrförmigen Filterelement, mit einer koaxial zwischen dem Außenmantel und dem Filterelement angeordneten, dehnbaren, schlauchförmigen Membran, die an ihrem einen Rand mit der offenen Stirnseite des Außenmantels und an ihrem anderen Rand mit der dem Deckel abgewandten, freien Stirnseite des Filterelements derart verbunden ist, daß sie sich bei koaxialer Abnahme des Deckels vom Außenmantel umstülpt, mit einem Saug- und Druckstutzen am Außenmantel, mit einer Zulaufleitung für die Suspension und mit einer Ablaufleitung für das Filtrat, wobei diese Leitungen am Deckel vorgesehen sind,

dadurch gekennzeichnet, daß die entspannte Membran (5) im Bereich des Filterelements (15) einen Innendurchmesser hat, der gleich oder kleiner als der Außendurchmesser des Filterelements ist.

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2. Auspreßfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung des mit dem Außenmantel (1) verbundenen Randbereiches der Membran

(5) in ihrem auf das Filterelement (15) aufgepreßten Zustand an der Innenseite des Deckels (11) eine schräg verlaufende Ringschulterfläche (21) vorgesehen ist.

3. Auspreßfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (5) an ihrem der Ringschulterfläche (21) gegenüberliegenden Randbereich konisch ausgebildet ist.

4. Auspreßfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung des mit dem Filterelement (15) verbundenen Randbereiches der Membran (5) in ihrem vom Filterelement abgehobenen Zustand an der geschlossenen Stirnseite des Außenmantels (1) eine schräg verlaufende Ringschulterfläche (22) vorgesehen ist.

5. Auspreßfilter nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschulterflächen (21, 22) zur Achse des Filters in einem Winkel zwischen 30° und 60° schräg verlaufen.

6. Auspreßfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rändern (4, 10) der schlauchförmigen Membran (5) Wulste zur formschlüssigen Verbindung mit dem Außenmantel (1) bzw. dem Filterelement (15) angeordnet sind.

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7. Auspreßfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung der Membran (5) in der Zulaufleitung (18) ein bewegliches Ventilglied (31) angeordnet ist, das im geschlossenen Zustand mit einer Stirnfläche unmittelbar an der Membran (5) anliegt.

8. Auspreßfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (31) Schwenkbar ist.

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