DE3603946A1 - Filter, insbesondere fuer eine lackier-recyclinganlage - Google Patents

Filter, insbesondere fuer eine lackier-recyclinganlage

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Description

Die Erfindung betrifft einen Filter, insbesondere verwendbar in einer Lackier-Recyclinganlage zur Rückgewinnung von Rohlack und Lösungsmittel und/oder Wasser aus dem Overspray beim Naßlackieren.
Lackier-Recyclinganlagen, in denen der erfindungsgemäße Filter z. B. zum Einsatz kommen kann, werden in den deutschen Offenlegungsschriften 32 27 227 und 35 32 457 beschrieben. In diesen bekannten Anlagen wird ein Overspray-Strom u. a. in eine Filtrationskammer geleitet, die verschiedene hintereinandergeschaltete Filtermembranen aufweisen, die aus anorganischen und/oder mit Epoxidharzen oder halogenierten Kohlenwasserstoffpolymerisaten zusammengehaltenen Füllstoffen zusammengesetzt sind. Die feinteiligen Füllstoffe weisen Hohlräume eines Durchmessers von 0,001 bis 0,05 mm auf. Die Membranen werden jeweils zwischen zwei Stützgeweben angeordnet, wobei die Stützgewebe zur Fixierung der Membran und als Vorfilter verwendet werden und aus einem formstabilen Kunststoff, z. B. Polyamid oder aus Edelstahl bestehen können. Derartige Filtrationskammern haben sich bewährt.
Aufgabe der Erfindung ist, einen noch wirksameren Filter zu schaffen, der einfach herstellbar ist und weniger Raum einnimmt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Filters werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Anhand des in der Zeichnung abgebildeten Beispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.
Der in einem Längsschnitt abgebildete erfindungsgemäße Filter ist rohrförmig ausgebildet und besteht im wesentlichen aus dem Außenrohr 1 vorzugsweise aus Metall, z. B. aus Edelstahl und dem zentral darin angeordneten Membranrohr 2 als Filtriereinsatz, wobei zwischen dem Membranrohr 2 und dem Außenrohr 1 ein radialer Abstand in Form eines Zylinderringraums 3 vorgesehen ist. Der Innendurchmesser des Außenrohres 1 liegt zum Beispiel zwischen 25 und 65 mm und die Dicke des Zylinderringraums 3 zwischen 0,5 und 10 mm. An den Stirnseiten 4 und 5 weist das Außenrohr 1 einen rechtwinklig nach außen ragenden Flanschring 6 auf, gegen den eine kreisringförmige Abdeckscheibe 7 gesetzt ist. Die Abdeckscheibe 7 ist am Flanschring 6 befestigt, z. B. durch Verschraubungen 8, wobei zwischen dem Flanschring 6 und der Abdeckscheibe 7 vorzugsweise ein elastischer Dichtring 9 angeordnet ist. Die Befestigung der Abdeckscheibe 7 mit dem Flanschring 6 kann aber auch auf andere bekannte Weise, z. B. durch Schweißung, Lötung, Klebung oder dergl. ganzflächige homogene Befestigung erfolgen.
Die Abdeckscheibe 7 weist ein zentrales Loch 10 auf, dessen Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Außenrohres 1 und zum Beispiel nur etwa ein Drittel so groß ist, wie der Innendurchmesser des Außenrohres 1. Am Loch 10 sitzt ein nach außen ragender Anschlußrohrstutzen 11, dessen Innendurchmesser dem Durchmesser des Lochs 10 entspricht. Der Rohrstutzen 11 dient zum Anschluß einer Zu- oder Ableitung (nicht dargestellt) für das Overspray-Gemisch und trägt z. B. ein Innengewinde 12 für den Anschluß dieser Leitungen.
Im Mantel des Außenrohres 1 sind zudem mehrere Abflußöffnungen 14 eingebracht, die mit Rohrstutzen 15 bestückt sind, an denen Anschlußrohrleitungen angeordnet werden können zur Abführung eines Permeats des Overspray-Gemisches.
Wesentlich ist, daß das Membranrohr 2 selbsttragend ausgebildet und vorzugsweise lediglich stirnseitig im Außenrohr gelagert ist.
Selbsttragend im Sinne der Erfindung bedeutet, daß das Membranrohr 2 so starr beziehungsweise steif ausgeführt ist, daß es den beim Filtrieren auftretenden, im Innenraum 13 wirkenden Überbrücken statthält, so daß der Ringraum 3 zwischen dem Außenrohr 1 und dem Membranrohr 2 nicht beachtlich verkleinert wird, beziehungsweise das Membranrohr 2 sich nur insoweit unbeachtlich dehnt. Diese Steifigkeit des Membranrohrs 2 wird durch einen besonderen Aufbau erzielt, der im folgenden beschrieben wird und der als synergistischen Effekt eine optimale Filtrierung insbesondere eines Lackier-Overspraygemisches gewährleistet, die bisher nicht erreicht werden konnten.
Das Membranrohr 2 weist von außen nach innen im Kontakt zunächst ein steifes Mantelrohr 17 aus Kunststoff, z. B. aus Epoxidharz mit Poren 16 auf. Die Poren 16 liegen im Größenbereich von 1 bis 0,01 µm. Das Mantelrohr 17 ist aufgebaut aus einem epoxidharzgetränkten Gewebe, wobei seine Dicke zwischen 1 und 3 mm liegt. Auf der Innenmantelfläche des Mantelrohres 17 lagert eine Gewebeschicht 18, vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere aus einem Polyolefin, z. B. aus Polypropylen oder z. B. aus Polyamid oder aus Polyester oder Edelstahl. Das Gewebe der Gewebeschicht 18 weist z. B. eine Maschenweite von 0,1 bis 0,001 mm und z. B. eine Fadendicke von 0,1 bis 2 mm auf und ist vorzugsweise von 0,5 bis 1 mm dieck. Die Innenfläche der Gewebeschicht 18 ist mit einer Epoxidharzschicht 19 beschichtet, die vorzugsweise Poren in der Größenordnung zwischen 1 und 0,001 µm aufweist bzw. entwickelt. Die Dicke der Epoxidharzschicht 19 liegt z. B. zwischen 0,1 und 1 mm. Auf der Innenfläche der Epoxidharzschicht 19 lagert eine Polyurethanschicht 20 mit Poren z. B. zwischen 0,1 und 0,001 µm. Die Dicke der Polyurethanschicht 20 liegt vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,05 mm. Anstelle der Polyurethanschicht 20 kann auch eine zweite Epoxidharzschicht 19 aufgebracht werden. Die Durchgänge bzw. Poren der Schichten 19, 20 können sich während der Einwirkung der zu filtrierenden Flüssigkeit bilden durch z. B. Auflockerung des Gefüges und/oder es kann Ionenleitung auftreten.
Das erfindungsgemäße Membranrohr 2 besitzt eine Steifigkeit, die ausreicht, Filtrierdrücken von z. B. 1 bis 70 bar standzuhalten. Dabei kann und soll nach der Erfindung eine bestimmte Dehnung stattfinden, die dafür sorgt, daß optimale Porengrößen in den Schichten 17, 18, 19 und 20 eingestellt werden für die Filtration eines bestimmten Produkts, d. h., daß nach der Erfindung das Filtrationsergebnis durch die Einstellung des Druckes geregelt werden kann.
Die Lagerung des Membranrohres 2 erfolgt im dargestellten Beispiel beidseitig durch jeweils einen Trichterstutzen 21 vorzugsweise aus Edelstahl. Ein Trichterstutzen 21 besteht aus einem Zylinderteil 22 und einem Trichterteil 23, wobei der Zylinderteil 22 zentral im Rohrstutzen 11 lagert und der Trichterteil 23 ein Stück axial in den Innenraum 13 des Membranrohres 2 ragt. Zur Abdichtung des Zylinderteils 22 zur Innenwandung des Rohrstutzens 11 ist ein Kunststoffring 24, z. B. ein Teflon-Ring vorgesehen. Der Außendurchmesser der Mündung 25 des Trichterteils 23 entspricht dem Innendurchmesser des Membranrohrs 2, so daß zwischen dem Trichterteil 23 und dem Membranrohr 2 ein Zwickelspalt 26 verbleibt. Dieser Zwickelspalt 26 ist mit einem Epoxidharzring 27 formschlüssig ausgefüllt, der Teil einer Epoxidharzringscheibe 29 ist, die frontal mit dem Membranrohr 2 verbunden ist und auf dem Außenmantel des Trichterteils 23 lagert. Diese Ringscheibe 29 ist so mit der Stirnfläche des Membranrohres 2 und der Mantelfläche des Trichterteils 23 verbunden, vorzugsweise verklebt, daß daraus ein dichtender Abschluß resultiert. Zwischen der Ringscheibe 29 und dem Abdeckring 7 ist ein Ringraum 30 vorgesehen, so daß die Ringscheibe 29 im Abstand vom Abdeckring 7 angeordnet ist.
Das Lackier-Overspraygemisch wird z. B. in Pfeilrichtung 31 in den Innenraum 13 des Membranrohres 2 geleitet. Das Permeat wandert in Richtung der Pfeile 32 in den Zylinderringraum 3 durch die Wandung des Membranrohrs 2, während das Retentat in Pfeilrichtung 33 aus dem Filter geleitet wird.
Von den erfindungsgemäßen Membranrohren 2 können auch mehrere sich parallel erstreckend nebeneinander auf Abstand voneinander angeordnet in einem alle Membranrohre mit Abstand umfassenden Außenrohr lagernd verwendet werden, wobei entsprechende Lagereinrichtungen im Außenrohr und Leitungen zu den Stirnseiten des Außenrohres vorzusehen sind.
Der erfindungsgemäße Filter ist verwendbar für die Groß-, Fein-, Ultra- und Hyperfiltration sowie auch für eine Umkehrosmose und insbesondere auch geeignet für Lösungsmittel enthaltende Lackier-Overspraygemische. Der Filter ist insbesondere einsetzbar für Drücke zwischen 0 und 70 bar im Temperaturbereich von 0-40°C. Im Falle der Umkehrosmose können sogar Drücke bis 100 bar aufgebracht werden.

Claims (26)

1. Filter, insbesondere verwendbar in einer Lackier- Recyclinganlage zur Rückgewinnung von Rohlack und Lösungsmittel und/oder Wasser aus dem Overspray beim Naßlackieren, gekennzeichnet durch ein mehrschichtiges, rohrförmig ausgebildetes, in einem Außenrohr (1), vorzugsweise aus Metall, gelagertes Membranrohr (2) als Filtriereinsatz, wobei zwischen dem Membranrohr (2) und dem Außenrohr (1) ein radialer Abstand in Form eines Zylinderringraums (3) vorgesehen ist.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranrohr (2) selbsttragend ausgebildet ist.
3. Filter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranrohr (2) von außen nach innen im Kontakt zunächst ein steifes Mantelrohr (17) aus Kunststoff mit Poren (16) aufweist, auf der Innenfläche des Mantelrohrs (17) eine Gewebeschicht (18) lagert, die Innenfläche der Gewebeschicht (18) mit einer Kunststoffschicht (19) beschichtet ist und auf der Innenfläche der Kunststoffschicht (19) eine weitere Kunststoffschicht (20) angeordnet ist.
4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (17) aus Epoxidharz besteht.
5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (17) aus einem epoxidharzgetränkten Gewebe besteht.
6. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des epoxidharzgetränkten Gewebes zwischen 0,1 und 2 mm liegt.
7. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (18) aus Kunststoff besteht.
8. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (18) aus Polyolefin besteht.
9. Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (18) aus Edelstahl besteht.
10. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (18) aus Polyamid besteht.
11. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (18) aus Polyester besteht.
12. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (18) eine Maschenweite von 0,1 bis 0,001 mm und vorzugsweise eine Fadendicke von 0,5 bis 1 mm aufweist.
13. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (18) eine Dicke zwischen 0,1 bis 0,001 mm aufweist.
14. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht (19) aus Epoxidharz besteht.
15. Filter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Epoxidharzschicht (19) Poren in der Größenordnung zwischen 1 und 0,001 µm aufweist.
16. Filter nach Anspruch 14 und/oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Epoxidharzschicht (19) zwischen 0,250 und 0,050 mm liegt.
17. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht (20) aus Polyurethan besteht.
18. Filter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyurethanschicht 20 Poren zwischen 1 und 0,001 µm aufweist.
19. Filter nach Anspruch 17 und/oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Polyurethanschicht (20) zwischen 0,2 und 0,05 mm liegt.
20. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Außenrohrs (1) zwischen 25 und 65 mm liegt und die Dicke des Zylinderringraums (3) zwischen 0,5 und 10 mm beträgt.
21. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (1) an den Stirnseiten (4) und (5) jeweils einen rechtwinkligen nach außen ragenden Flanschring (6) aufweist, gegen den eine kreisringförmige Abdeckscheibe (7) gesetzt ist, wobei die Abdeckscheibe (7) ein zentrales Loch (10) aufweist, dessen Durchmesser kleiner ist, als der Innendurchmesser des Außenrohres (1), und vorzugsweise nur ein Drittel so groß wie der Innendurchmesser des Außenrohrs (1) beträgt, wobei am Loch (10) ein nach außen ragender Anschlußrohrstutzen (11) sitzt, dessen Innendurchmesser dem Durchmesser des Lochs (10) entspricht, und an den Rohrstutzen (11) eine Zu- oder Ableitung für das zu filtrierende Gemisch anbringbar ist.
22. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß im Mantel des Außenrohres (1) mehrere Ausflußöffnungen (14) eingebracht sind, die mit Rohrstutzen (15) bestückt sind.
23. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranrohr (2) beidseitig jeweils einen Trichterstutzen (21), z. B. aus Edelstahl aufweist, der Trichterstutzen od. Zylinder (21) aus einem Zylinderteil (22) und einem Trichterteil (23) besteht, wobei der Zylinderteil (22) zentral im Rohrstutzen (11) lagert und der Trichterteil (23) ein Stück axial in den Innenraum (13) des Membranrohres (2) ragt, und daß vorzugsweise zur Abdichtung des Zylinderteils (22) zur Innenwandung des Rohrstutzens (1) ein Kunststoffring (24), z. B. ein Teflonring vorgesehen ist, und daß der Außendurchmesser der Mündung (25) des Trichterteils (23) dem Innendurchmesser des Membranrohrs (2) entspricht, so daß zwischen dem Trichterteil (23) und dem Membranrohr (2) ein Zwickelspalt (26) verbleibt, dieser Zwickelspalt (26) mit einem Epoxidharzring (27) formschlüssig ausgefüllt ist, der Teil einer Epoxidharzringscheibe (29) ist, die frontal mit dem Membranrohr (2) verbunden ist und auf dem Außenmantel des Trichterteils (23) lagert.
24. Filter nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (29) mit der Stirnfläche des Membranrohrs (2) verklebt ist.
25. Filter nach Anspruch 23 und/oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ringscheibe (29) und dem Abdeckring (7) ein Ringraum (30) vorgesehen ist, so daß die Ringscheibe (29) im Abstand vom Abdeckring (7) angeordnet ist.
26. Filter, gekennzeichnet durch mehrere nebeneinander auf Abstand angeordnete, sich parallel erstreckende Membranrohre (2) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25, die in einem gemeinsamen Außenrohr lagern, wobei entsprechende Lagereinrichtungen im Außenrohr und Leitungen zu den Stirnseiten des Außenrohres vorgesehen sind.
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