DE3843575A1 - Filterpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filterpresse mit einer Vielzahl von Membranfilterplatten, welche eine Grundplatte mit einem eine Vertiefung umschließenden erhöhten Außenrand aufweist, in welchen eine umlaufende Nut für die Aufnahme einer entsprechend umlaufenden Rippe einer an der Grund­ platte anliegenden elastischen Membrane vorgesehen ist, wobei zwischen je zwei im Plattenpaket benachbarten Membra­ nen Filtertücher eingelegt sind und beim Einspannen des Plattenpakets zwischen einem feststehenden Kopfstück und einem axial beweglichen Endstück der Schließdruck über die ebene Randfläche des Außenrandes und die dazwischen einge­ legten Filtertücher übertragen wird, und wobei im Bereich der Vertiefung zwischen Membrane und Grundplatte jeweils eine Druckkammer vorgesehen ist.

Eine solche Filterpresse ist bspw. aus der DE 86 14 208 U1 bekannt, Die jeweiligen Druckkammern können dabei z. B. über eine vorzugsweise flexible Verbindungsleitung mit einem Sammelrohr in Verbindung stehen, welches seinerseits mit einem jedenfalls für die Ableitung und ggf. auch die Zufuhr eines Druckmittels, z. B. Druckluft, vorgesehenen Ventil ausgestattet ist. Bei derartigen Filterpressen werden die zwischen den benachbarten Membranen bzw. zwischen einer Membran und einer angrenzenden Fläche einer benachbarten Grundplatte gebildeten Filterkammern so dicht gehalten, daß in deren Inneren mit hohem Filterdruck gearbeitet werden kann. Am Ende des Fil­ triervorgangs wird die Druckkammer zwischen der jeweiligen Membran und der benachbarten Grundplatte mittels eines Druck­ mittels, wie Druckluft, mit einem noch höheren Druck beauf­ schlagt, um vor dem Öffnen der Filterpresse den Filterkuchen kräftig zusammenzudrücken und die darin enthaltene Flüssigkeit auszupressen.

Hierbei kommen Drücke bis zu 15 bar in Frage, was die Gefahr in sich birgt, daß bei ungewolltem oder frühzeitigem Öffnen der Filterpresse durch axiales Verfahren des beweglichen Endstückes einzelne Membranfilterplatten aus dem Plattenpaket herausgeschleudert werden. Diese Gefahr besteht insbesondere deswegen bei den herkömmlichen Filterpressen, weil die einzel­ nen Membranfilterplatten zunächst einmal auf ein verhältnis­ mäßig großen axialen Abstand gebracht werden müssen, bevor die Dichteinrichtung zwischen Membrane und Außenrand des Platten­ körpers einen Austritt des Druckmittels, wie der Druckluft, ermöglicht.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Filterpresse vorzuschlagen, mit welcher unter Vermeidung der zuvor genannten Nachteile mit größerer Sicherheit gear­ beitet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß eine mechanische, hydraulische, pneumatische und/oder elektrische Kopplung zwischen dem beweglichen End­ stück oder einem sonstigen aufgrund der Bewegung des End­ stücks beweglichen Pressenteil, z. B. dem Kopfstück nahelie­ genden Membranfilterplatten oder dem Kolben eines Zylinders der Einspanneinrichtung, und dem Ventil derart besteht, daß beim Auffahren des beweglichen Endstückes das vorzugsweise als 3-Wege-Ventil ausgebildete Ventil derart zwangsbewegt wird, daß das Druckmittel, welches hinter den Membranen steht, abbläst und vorzugsweise gleichzeitig der Druckmittel­ strom zu den Membranen verriegelt wird. Auf diese Weise tritt unmittelbar beim Öffnen der Filterpresse ein soforti­ ger Druckabbau über die einzelnen Verbindungsleitungen der Druckkammer zu dem Sammelrohr über das geöffnete Ventil ein, so daß die Gefahr eines Herausschleuderns einzelner Membran­ filterplatten nicht mehr besteht.

Als weitere Sicherheitsmaßnahme kann dabei vorgesehen sein, daß das bewegliche Endstück jedenfalls um eine im wesent­ lichen horizontale Achse beweglich pendelnd aufgehängt ist und das Suspensionszuführungsloch der jeweiligen Membranfil­ terplatten oberhalb dieser Pendelachse, vorzugsweise in gleichem Abstand von den beiden Außen-Seitenrändern der Grundplatte, vorgesehen ist. Da die Membrane im Bereich des Suspensionszuführungsloches an der Grundplatte mittels einer Verschraubung festgelegt ist, wird auf diese Weise bei Druckbeaufschlagung der Druckkammern und entsprechendem unsymmetrischem Aufblähen der Membrane beim Öffnungsvorgang der Filterpresse eine geringfügige Keilform des Platten­ pakets erzielt, indem die einzelnen Membranfilterplatten oben einen etwas geringeren Abstand einnehmen als unten, wenn dies das bewegliche Endstück durch seine pendelnde Lagerung zuläßt. Durch diese Verkeilung wird verhindert, daß einzelne Membranfilterplatten nach oben aus dem Plattenpaket herausgeschleudert werden können.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß zusätzlich zu den bzw. anstelle der einzelnen Verbindungsleitungen der Druckkammern die Membran­ filterplatten zueinander fluchtende Sammelanschluß-Rohrlei­ tungen aufweisen, welche in ein das zwangsgekoppelte Ventil aufweisende Sammelrohr münden, so daß hierdurch ggf. zusätz­ lich eine rasche Druckentlastung bei Öffnen der Membranfil­ terplatte erreicht wird.

Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal kann die rechtzeitige Druckentlastung der Druckkammern einer gattungsgemäßen Filterpresse auch dadurch erzielt werden, daß die Höhe der umlaufenden Rippe der Membrane über geringe Teilabschnitte des Umfangs geringer ist als in den übrigen Umfangsabschnit­ ten. Auf diese Weise erfolgt eine Schnellentlüftung der Druckkammern schon bei geringfügigem Öffnen der Filterpresse über den ausgeklinkten Bereich der Membranrippe, da sich die Rippe der Membrane schon bei etwa 0,2 bis 0,5 bar aus der Nut der Grundplatte heraushebt und dadurch ein großflächiges Entlüften erfolgen kann.

Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn radial außerhalb der Teilabschnitte verringerter Höhe der umlaufenden Rippe der Membrane die Randfläche des Außenrandes der Grundplatte oder die Membrane selbst mit einer weiteren Rippe versehen ist. Die weitere Rippe übernimmt die Funktion der Abdichtung.

Weitere Ziele Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkei­ ten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvol­ ler Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch in Seitenansicht eine die Erfindung aufweisende Filterpresse,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Randbereich zweier in einer Filterpresse nach Fig. 1 angeordneten Mem­ branfilterplatten,

Fig. 3 die Ansicht einer Membranplatte mit einer schema­ tisch angedeuteten Verbindungsleitung zu der Druckkammer,

Fig. 4 schematisch die Auswölbung der Membranen bei Druckbeanspruchung bei im oberen Bereich der Grundplatte vorgesehenem Suspensionszufuhrloch während des Auspressens des Filterkuchens,

Fig. 5 eine Ansicht einer Ausgestaltung der Membranfilter­ platte mit Sammelanschluß-Querbohrung,

Fig. 5A einen Teilschnitt A-A der Membranplatte gemäß Fig. 5 mit eingesetzten Membranen,

Fig. 6 eine Darstellung entsprechend Fig. 5 für eine an­ dere Ausgestaltung,

Fig. 6A einen Teilschnitt entsprechen Fig. 5A für die Membranplatte gemäß Fig. 6 mit eingesetzten Mem­ branen,

Fig. 7 eine Ansicht einer Membrane für die erfindungsge­ mäße Filterpresse,

Fig. 7A einen Teilschnitt A-A der Membrane gemäß Fig. 7 und

Fig. 8 eine Teilansicht der Membranplatte in einem Be­ reich, in welchem die Ausklinkungen der Membran­ rippe gemäß Fig. 7A zu liegen kommen.

Eine Filterpresse 1 gemäß Fig. 1 hat eine Vielzahl von Mem­ branfilterplatten 2, welche gemäß Fig. 2 und 3 im wesentli­ chen aus einer Grundplatte 3 mit einem eine Vertiefung 4 um­ schließenden Außenrand 5 aufweist, in welchem eine umlaufen­ de Nut 6 für die Aufnahme einer entsprechend umlaufenden Rippe 7 einer an der Grundplatte 3 anliegenden elastischen Membrane 8 vorgesehen ist. Zwischen je zwei im Plattenpaket benachbarten Membranen 8 sind zwei Filtertücher 9 eingelegt. Beim Einspannen des Plattenpakets zwischen einem feststehen­ den Kopfstück 10 und einem axial beweglichen Endstück 11 überträgt sich der Schließdruck über die ebenen Randflächen 12 des Außenrandes 5 und die dazwischen eingelegten Filter­ tücher 9. Im Bereich der Vertiefungen 4 zwischen Membrane 8 und Grundplatte 3 ist jeweils eine Druckkammer 13 vorge­ sehen, welche jeweils über eine Verbindungsleitung 14 mit einem Sammelrohr 15 in Verbindung steht, welches seinerseits mit jedenfalls einem für die Ableitung und ggf. auch die Zufuhr eines Druckmittels, wie Druckluft, vorgesehenen als 3-Wege-Ventil ausgebildeten Ventil 16 ausgestattet ist. Erfindungsgemäß ist zwischen dem bewegbaren Endstück 11 und dem Ventil 16 eine derartige mechanische, hydraulische, pneumatische und/oder elektrische Kopplung 17 vorgesehen, daß beim Auffahren des mittels einer Kolben-Zylinder-Anord­ nung 21 beweglichen Endstückes 11 das Ventil 16 derart zwangsbewegt wird, daß das Druckmittel, welches hinter den Membranen 8 steht, abbläst und gleichzeitig der Druckmittel­ strom zu den Membranen 8 verriegelt wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Membranfilterplatten 2 aufgrund des von dem zum Auspressen des Filterkuchens in den Druckkammern 13 vorhandenen Druckmittels, wie Druckluft, aufgebrachten Druckes beim Öffnen der Filterpresse 1, also beim Zurück­ fahren des beweglichen Endstückes 11 (in Fig. 1 nach rechts) aus dem Verband geschleudert werden. Vielmehr tritt durch die Zwangsöffnung des Ventils 16 beim Öffnen der Filter­ presse 1 ein sofortiger Druckabbau über die Verbindungs­ leitungen 14 und das Sammelrohr 15 ein.

Wie in Fig. 1 mit Pfeil angedeutet, ist das bewegliche End­ stück 11 um eine horizontale Achse P beweglich pendelnd auf­ gehängt und gemäß Fig. 3 befindet sich das Suspensionszufuhr­ loch der jeweiligen Membranfilterplatte 2 oberhalb der Achse P. Beim Druckaufbau in den Druckkammern 13 bildet sich da­ durch aufgrund der Tatsache, daß die Membrane 18 im Umfangs­ bereich des Suspensionszufuhrloches 18 mit der Grundplatte 3 verschraubt ist, eine unsymmetrische Aufblähung. Dies hat zur Folge, daß sich die Membranfilterplatten 2 beim Öffnen der Filterpresse 1 aufgrund der pendelnden Aufhängung des beweglichen Endstückes 11 derart geringfügig schräg zueinan­ der stellen, daß sie nach oben hin einen geringeren Abstand haben als nach unten hin. Dadurch wird eine gewisse Keilwir­ kung auf die Membranfilterplatten 2 im Plattenpaket ausge­ übt, so daß sie nicht ohne weiteres nach oben aus dem Plat­ tenpaket herausgeschleudert werden können.

Es ist auch möglich, wie in den Fig. 5 bis 6A veranschau­ licht, daß die Druckkammern 13 ggf. zusätzlich zu den oder anstelle der einzelnen Verbindungsleitungen 14 mit zueinan­ der fluchtenden Sammelanschluß-Querbohrungen 19 ausgestattet sind, welche über einen Verbindungskanal 22 mit den benach­ barten Druckkammern 13 in Strömungsverbindung stehen. In dem aufgeweiteten Endbereich der Sammelanschluß-Querbohrungen 19 befindet sich zur sicheren Abdichtung im Plattenpaket eine Hülse 23 (Fig. 5A) aus gummielastischem Material oder die Aufweitung der jeweiligen Sammelanschluß-Querbohrung 19 ist von einem Dichtungsring 24 (Fig. 6A) umgeben. Beide Dich­ tungselemente ragen nur geringfügig über die Randfläche 12 des Außenrandes 5 hinaus und sind so elastisch verformbar, daß beim Aneinanderpressen der Membranfilterplatten 2 die Randflächen 12 vollflächig zur Anlage an die zwischengeleg­ ten Filtertücher 9 kommen und die erwünschte Dichtigkeit erzielt wird. Vermittels dieser ggf. zusätzlich vorgesehenen Sammelanschluß-Querbohrungen 19, welche gemeinsam in das Sammelrohr 15 mit dem Ventil 16 münden, ist ebenfalls eine schnelle Entlüftung der Druckkammern 13 oder jedenfalls eine Unterstützung der an sich über die Verbindungsleitungen 14 bereits erreichten schnellen Entlüftung der Druckkammern 13 gewährleistet.

Eine weitere Maßnahme, die entweder in Verbindung mit den bereits geschilderten Maßnahmen oder selbständig angewendet wird, um eine Schnellentlüftung der Druckkammern 13 beim Öffnen der Filterpresse 1 zu erreichen, ist in den Fig. 7 bis 8 veranschaulicht. Die ansonsten durchlaufende Rippe 7 der Membrane 8 ist über ein oder mehrere geringfügige Umfangs­ bereiche U ganz oder teilweise ausgeklinkt, so daß, wenn sich die Membrane 8 beim Öffnen der Filterpresse 1 unter dem Druck der Druckkammern 13 mit ihrer Rippe 7 leicht aus der Nut 6 heraushebt, schon unmittelbar bei Beginn des Öffnungs­ vorganges eine großflächige Entlüftung der Druckkammern 13 über die Umfangsbereiche U einsetzt. Diese Maßnahme kann u. U. genügen, um die Gefahr des Auseinanderberstens des Plattenpakets beim Öffnen der Filterpresse 1, wenn diese noch unter dem Druck des Druckmittels in den Druckkammern 13 steht, mit Sicherheit zu vermeiden, auch wenn die übrigen zuvor geschilderten Maßnahmen zur Sicherung des Platten­ pakets nicht vorgesehen sind. In jedem Fall ist das Aus­ klinken von Umfangsteilbereichen der Rippe 7 eine vorteil­ hafte ergänzende Maßnahme. Dabei können, wie in Fig. 8 veranschaulicht, in dem Bereich der Randfläche 12 des Außen­ randes 5 der Membranplatte 2, in welchem jeweils die Umfangs­ teilbereiche U vorliegen, außerhalb derselben, Rippen 20 zur Abdichtung an der Membranplatte 2 oder Membrane 8 vorgesehen sein.

Bezugszeichenliste

 1 Filterpresse
 2 Membranfilterplatten
 3 Grundplatte
 4 Vertiefung
 5 Außenwand
 6 Nut
 7 Rippe
 8 Membrane
 9 Filtertücher
10 feststehendes Kopfstück
11 bewegliches Endstück
12 Randfläche
13 Druckkammer
14 Verbindungsleitung
15 Sammelrohr
16 Ventil
17 Kopplung
18 Suspensionszufuhrloch
19 Sammelanschluß-Querbohrungen
20 Rippe
21 Kolben-Zylinder-Anordnung
22 Verbindungskanal
23 Hülse
24 Dichtungsring
 P Achse
 U Umfangsteilbereich

Claims (5)

1. Filterpresse mit einer Vielzahl von Membranfilterplatten (2) welche aus einer Grundplatte (3) mit einem eine Ver­ tiefung (4) umschließenden erhöhten Außenrand (5) aufweist, in welchem eine umlaufende Nut (6) für die Aufnahme einer entsprechend umlaufenden Rippe (7) einer an der Grundplatte (3) anliegenden elastischen Membrane (8) vorgesehen ist, wobei zwischen je zwei im Plattenpaket benachbarten Mem­ branen (8) Filtertücher (9) eingelegt sind und beim Ein­ spannen des Plattenpakets zwischen einem feststehenden Kopfstück (10) und einem axial beweglichen Endstück (11) der Schließdruck über die ebenen Randflächen (12) des Außenran­ des (5) und die dazwischen eingelegten Filtertücher (9) übertragen wird, und wobei im Bereich der Vertiefung (4) zwischen Membrane (8) und Grundplatte (3) jeweils eine Druckkammer (13) vorgesehen ist, welche z. B. jeweils über eine Verbindungsleitung (14) mit einem Sammelrohr (15) in Verbindung steht, welches seinerseits mit einem wenigstens für die Ableitung eines Druckmittels, z. B. Druckluft, vorge­ sehenen Ventil (16) ausgestattet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß eine mechanische, hydraulische, pneumatische und/oder elektrische Kopplung (17) zwischen dem beweglichen Endstück (11) oder einem sonstigen, aufgrund der Bewegung des Endstücks (11) beweglichen Pressenteil, z. B. dem Kopf­ stück (10) naheliegenden Membranfilterplatten (2) oder dem Kolben eines Zylinders (21) der Einspanneinrichtung, und dem Ventil (16) derart besteht, daß beim Auffahren des bewegli­ chen Endstückes (11) das vorzugsweise als 3-Wege-Ventil ausgebildete Ventil (16) derart zwangsbewegt wird, daß das Druckmittel, welches hinter den Membranen (8) steht, abbläst und vorzugsweise gleichzeitig der Druckmittelstrom zu den Membranen (8) verriegelt wird.

2. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Endstück (11) jedenfalls um eine horizon­ tale Achse (P) beweglich pendelnd aufgehängt ist und das Suspensionszuführungsloch (18) der jeweiligen Membranfilter­ platten (2) oberhalb der Achse (P), vorzugsweise in gleichem Abstand von den beiden Seiten-Außenrändern (5′), vorgesehen ist.

3. Filterpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß zusätzlich zu den einzelnen Verbindungsleitungen (14) der Druckkammer (13) die Membranfilterplatten (2) zueinander fluchtende Sammelanschluß-Querbohrungen (19) aufweisen.

4. Filterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der umlaufenden Rippe (7) der Membrane (8) über geringe Teilabschnitte (U) des Umfangs geringer ist als in den übrigen Umfangsabschnitten.

5. Filterpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß radial außerhalb der Teilabschnitte (U) verringerter Höhe der Rippe (7) die Randfläche (12) des Außenrandes (5) der Membranplatte (2) oder die Membrane (8) mit einer Rippe (20) versehen ist.