DE4036694A1 - Spaltplattenanordnung, insbesondere spaltfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spaltplattenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Spaltplattenanordnung ist zum Beispiel in der Filtertechnik als Spaltfilter bekannt geworden. Auf einem gemeinsamen Träger sind deckungsgleich kreisförmige Platten gehalten, wobei zwischen benachbarten Platten je ein Di­ stanzhalter angeordnet ist, wodurch Siebspalte gebildet sind. Die in den Platten angeordneten Ausnehmungen liegen deckungsgleich zueinander und bilden in Längsrichtung des Paketes sich erstreckende, durchgehende Strömungskanäle. Das Unfiltrat wird über einen zwischen dem Plattenpaket und einem Filtergehäuse begrenzten Ringkanal zugeführt. Über die Strömungskanäle im Plattenpaket strömt das Filtrat ab. Die Filterrückstände setzen sich auf der Paketmantelfläche ab und verstopfen auf Dauer die zwischen benachbarten Platten quer zur Paketlängsrichtung verlaufenden Durchtrittsspalte bzw. Siebspalte. Der Filter muß daher von Zeit zu Zeit rück­ gespült werden, d. h., über die Strömungskanäle wird eine Reinigungsflüssigkeit zugeführt und - zusammen mit den aus­ gespülten Filterrückständen - über den Ringkanal abgeleitet.

Zur Erzielung eines angemessenen Mengendurchsatzes muß die die Filterfläche bildende Paketmantelfläche entsprechend groß ausgebildet sein, wodurch der Spaltfilter sehr groß baut. Durch die Anordnung der Distanzhalter sind die Durch­ trittsquerschnitte zwischen zwei Platten relativ groß, so daß der bekannte Spaltfilter nur zum Trennen relativ großer Teilchen aus einem Fluidum verwendet werden kann. Sollen kleinere Schwebeteilchen von wenigen Mikrometern ausgefil­ tert werden, müssen andere Filtertechniken herangezogen wer­ den. Wird der Spaltfilter zum Ausfiltern kleinster Teilchen als Anschwemmfilter betrieben, ist der an den stehenden Plattenpaketen sich absetzende Filterkuchen der Schwerkraft ausgesetzt. Wird der Filterkuchen zu schwer oder treten Er­ schütterungen bzw. Druckstöße auf, besteht die Gefahr, daß der Filterkuchen abfällt, so daß die Filtration gestört ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spaltplatten­ anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 derart wei­ terzubilden, daß bei kleinster Baugröße ein großer Mengen­ durchsatz erzielbar ist, wobei bei der Verwendung als An­ schwemmfilter ein Abfallen des Filterkuchens weitgehend ver­ mieden sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Innerhalb des Filterpaketes kann eine Vielzahl von Strö­ mungskanälen zur Zuführung des Unfiltrats ausgenutzt werden, wodurch bei unveränderter Baugröße eine erheblich größere Filterfläche zur Verfügung gestellt werden kann. Aufgrund der Vielzahl der zuführenden Strömungskanäle bauen sich von­ einander getrennte, einzelne Filterkuchen auf, die ein ge­ ringes Gewicht haben, wodurch die Gefahr eines Abfallens des Filterkuchens aufgrund der wirkenden Schwerkraft oder auf­ grund von Erschütterungen gesenkt ist.

Vorteilhaft ist vorgesehen, in einer Platte neben einer Rei­ he das Unfiltrat zuführender Ausnehmungen eine Reihe das Filtrat abführender Ausnehmungen vorzusehen. Diese Anordnung gewährleistet weitgehend gleiche Wege von einer Unfiltrat zuführenden Ausnehmung zu einer Filtrat abführenden Ausneh­ mung, weshalb ein gleichmäßiger Filtriervorgang erzielt ist. Der Filter kann wahlweise als Cross-flow-Filter, als An­ schwemmfilter oder auch Dead-end-Filter betrieben werden.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, bei einer Spaltplattenanordnung in jeder Platte zwischen einer Reihe ein Fluidum zuführender Ausnehmungen und einer Reihe das Fluidum abführender Ausnehmungen eine weitere Reihe von Ausnehmungen anzuordnen, die der Zuführung von Zusatzstoffen dient. Unabhängig von einem Filtriervorgang oder während eines Filtriervorgangs kann dem durch den Durchtrittsspalt fließenden Fluidum eine Flüssigkeit oder ein Gas zugegeben werden, wodurch Manipulationen chemischer, biochemischer oder mechanischer Art durchgeführt werden können. So können zum Beispiel Lösungsmittel zugeführt werden oder über bestimmte Stoffe Reaktionen erzeugt werden oder aber der die Spaltplattenanordnung durchströmende Stoff in seiner Eigenschaft verändert werden. In der Biochemie oder bei Fermentationsprozessen kann auf diese Weise nach der Selektion über einen Mikrospalt (Zellernte) über die weitere Reihe der Ausnehmungen Sauerstoff zugeführt werden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die Durchtrittsspalte in Fließrichtung zu den das Fluidum abführenden Ausnehmungen vorzugsweise konisch zu erweitern.

Durch diese konstruktive Gestalt wird beim Rückspülen des Filters ein Düseneffekt erzielt, der eine vollständige Rei­ nigung auch fest verschlossener Durchtrittsspalte einfach ermöglicht. Beim Rückspülvorgang kann zudem das Plattenpaket axial entspannt werden, wodurch sich die Durchtrittsspalte zwischen den benachbarten Platten vergrößern und eine einfa­ chere Reinigung möglich wird. Dies ermöglicht inbesondere ein 100%iges Rückspülen eines durch Bedienungsfehler voll­ ständig verstopften Filters. Durch das Entspannen des Fil­ terpaketes wird erst ein Durchtritt der Reinigungsflüssig­ keit möglich, der zum Beispiel ein Lösungsmittel beigegeben werden kann, um feste Verstopfungen aufzulösen.

In besonderer Weiterbildung der Erfindung sind die zueinan­ der ausgerichteten Ausnehmungen benachbarter Platten mit unterschiedlichen Querschnittsflächen vorgesehen. So können die Querschnittsflächen der Ausnehmungen über die Länge des Strömungskanals quasikontinuierlich zunehmen und/oder ab­ nehmen, wodurch bauchige Kanäle entstehen, in denen sich bei der Anschwemmfiltration der Filterkuchen absetzt und bei stehendem Plattenpaket gegen die Schwerkraft abstützen kann.

Durch die Anordnung von Platten mit Ausnehmungen unter­ schiedlicher Querschnittsflächen können auf einfache Art und Weise unterschiedliche Kanalformen gebildet werden, um ein der jeweils ausgeführten Filtration entsprechendes Strö­ mungsverhalten, Strömungsbild bzw. Turbulenzverhalten im Zuführkanal oder auch Abführkanal zu erzeugen.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung liegen benachbarte Platten unmittelbar aufeinander. Die Durchtrittsspalte wer­ den durch die Rauhigkeit der Plattenoberflächen bestimmt, wobei Teilchen oberhalb einer Größe von 1 µm ausgefiltert werden können. Auf diese Weise ist ein einfacher Mikro- Spaltfilter gebildet.

Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, zur Bildung von Durch­ trittsspalten an den Platten Abstandshalter anzuordnen. Die Abstandshalter sind dabei in ihrer Breite und Höhe derart vorgesehen, daß die Breite und Höhe eines jeden Durchtritts­ spaltes genau definiert ist. Um dies zu erreichen, werden die Abstandshalter mit aus der Elektrotechnik bekannten Techniken hergestellt, so zum Beispiel durch elektroche­ misches oder elektrolytisches Abtragen bzw. Beschichten der Platten. Insbesondere können die Abstandshalter auf dem Wege der Dünnschichttechnik ausgebildet werden, wodurch Genauig­ keiten im Angström-Bereich möglich sind. Auf diese Weise ist eine genau definierte Durchtrittsgröße bis zu 0,05 µm ein­ stellbar, was insbesondere in der Gentechnik vorteilhaft ist. Ferner müssen in der Gentechnik 100%ige Trennschärfen erzielt sein, um sicherzustellen, daß mutierte Zellen oder dgl. nicht unkontrolliert aus dem System entweichen können. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Durchtrittsspalte ist ein sicheres Zurückhalten von Teilchen oberhalb der Durchtrittsgröße gewährleistet. Die glatten definierten Spalte gewährleisten ferner geringe Scherkräfte auf die Feststoffmoleküle oder auf die Zellen beim Trennvorgang, was im Einsatz bei organischen Stoffen und Organismen vorteil­ haft ist.

Insgesamt gewährleistet die erfindungsgemäße Spaltplattenan­ ordnung eine hohe Druck- und Temperaturfestigkeit. Es kann ein Druck von über 10 bar eingestellt werden. Die Platten der Spaltplattenanordnung sind in einer Vielzahl von Mate­ rialien wie Metallen, Kunststoffen, Keramiken, Glas usw. einsetzbar. Die Materialauswahl kann einzig und allein auf die mit der Spaltplattenanordnung in Berührung kommenden Flüssigkeiten abgestellt sein, zum Beispiel auf Korro­ sionsbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit oder Ver­ schleißfestigkeit. Da das Plattenpaket in weitgehend belie­ biger Länge aufgebaut werden kann, ist die Spaltplattenan­ ordnung vielseitig einsetzbar. Die Spaltplattenanordnung kann für ein geschlossenes Filtrationsverfahren eingesetzt werden, so daß Gase und Dämpfe nicht entweichen können.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nach­ folgend im einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Spalt­ plattenanordnung in einer Verwendung als Spalt­ filter,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine Platte der erfindungsgemäßen Spaltplattenanordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch eine Spaltplattenanordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch eine Spaltplattenanordnung in anderer Ausfüh­ rungsform,

Fig. 5 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Platte in einer Spaltplattenanordnung,

Fig. 6 in schematischer Draufsicht ein weiteres Ausfüh­ rungsbeispiel einer Platte einer Spaltplatten­ anordnung,

Fig. 7 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spaltplat­ tenanordnung,

Fig. 8 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spaltplat­ tenanordnung,

Fig. 9 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch einen Abschnitt eines im Plattenpaket ausgebilde­ ten Strömungskanals,

Fig. 10 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch einen Abschnitt eines im Plattenpaket ausgebil­ deten Strömungskanals in anderer Ausführung,

Fig. 11 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch einen Abschnitt eines im Plattenpaket ausgebilde­ ten Strömungskanals in einer weiteren Ausführung,

Fig. 12 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch einen Abschnitt eines im Plattenpaket ausgebilde­ ten Strömungskanals anderer Ausführungsform,

Fig. 13 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine Platte eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Spaltplattenanordnung.

Die in Fig. 1 gezeigte Spaltplattenanordnung ist in einem Gehäuse 1 aufgenommen, in dem liegend ein Plattenpaket 2 an­ geordnet ist. Das Plattenpaket besteht aus einzelnen Platten 3, die deckungsgleich nebeneinander liegen. Die Platten 3 können folienartig dünn ausgebildet sein. In den Platten 3 sind Ausnehmungen vorgesehen, wobei im gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel die Ausnehmungen benachbarter Platten 3 zu­ einander deckungsgleich liegen, wodurch in Längsrichtung des Plattenpaketes sich erstreckende Strömungskanäle 6 bzw. 7 gebildet sind. Im Plattenpaket 2 sind mehrere Strömungska­ näle 6 bzw. 7 vorgesehen; in Fig. 1 sind nur einige Kanäle gezeigt. Zwischen benachbarten Platten 3 sind quer zur Längsmittelachse 8 des Plattenpaketes 2 liegende Durch­ trittsspalte 4 gebildet. Zwischen dem Plattenpaket 2 und dem Gehäuse 1 ist ferner ein Ringkanal 9 begrenzt.

Das Gehäuse 1 ist becherförmig ausgebildet und weist im Be­ reich seines Bodens zwei voneinander getrennte Kammern 10 und 11 auf, die in Richtung der Längsmittelachse 8 hinter­ einander liegen. In die Sammelkammer 10 münden die Strö­ mungskanäle 7, von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist. In die Sammelkammer 11 münden die Strömungskanäle 6, von denen im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zwei darge­ stellt sind.

Das becherförmige Gehäuse 1 ist durch einen Stempel 14 dicht verschlossen, wobei im Stempel 14 in Richtung der Längsmit­ telachse 8 hintereinander liegende Verteilerräume 12 und 13 vorgesehen sind. Der Stempel 14 wird mittels einer Spannvor­ richtung 15 in Richtung der Längsmittelachse 8 druckbeauf­ schlagt. Die Spannvorrichtung besteht dabei aus einem einen Bund 1a des Gehäuses 1 übergreifenden Bügel 15a, der einen vorzugsweise hydraulischen Stempel 15b aufweist, der auf der Längsmittelachse 8 liegt. Über den Stempel 14 wird das Plat­ tenpaket 2 in Richtung der Längsmittelachse 8 axial ver­ spannt, so daß sich das Plattenpaket unter Druckeinwirkung nicht axial aufweiten kann. An den stirnseitigen Enden des Plattenpaketes 2 sind zur Abdichtung Dichtscheiben 16 zwi­ schen dem Plattenpaket 2 und dem Boden des Gehäuses 1 bzw. dem Stempel 14 des Gehäuses 1 angeordnet.

Dem in Fig. 1 dargestellten Spaltfilter wird in Pfeilrich­ tung A das Unfiltrat zugeführt, welches über den Verteiler­ raum 13 in die Strömungskanäle 6 eintritt und über die Sam­ melkammer 11 in Pfeilrichtung A wieder austritt. Das Unfil­ trat wird dabei kreisförmig umgepumpt, der Filter kann somit in Crossflow-Technik betrieben werden.

Über die Durchtrittsspalte 4 fließt das Filtrat in den Strö­ mungskanal 7 bzw. den Ringkanal 9 ab. Aus dem Strömungskanal 7 fließt das Filtrat über die Sammelkammer 10 zum Ausgang und wird dort in Pfeilrichtung B abgezogen. Ebenso wird aus dem Ringkanal 9 das Filtrat in Pfeilrichtung B abgezogen. Zur Unterstützung des Filtratflusses wird über die Vertei­ lerkammer 12 das Filtrat in Pfeilrichtung B dem Strömungska­ nal 7 erneut zugeführt, wobei der anfallende Filtratüber­ schuß abgezogen wird. Die an den unterschiedlichen Stellen angeordneten Anschlüsse zum Abführen bzw. Zuführen des Fil­ trats in Pfeilrichtung B sind insbesondere beim Rückspülen, beim Entlüften und beim Entleeren des Filters vorteilhaft.

In Fig. 2 ist der Aufbau einer Platte 3 der Spaltplattenan­ ordnung nach Fig. 1 im einzelnen dargestellt. Die Filter­ platte 3 weist kreisrunde Ausnehmungen 5 auf, wobei die Aus­ nehmungen 5 einer Reihe 22 gegenüber den Ausnehmungen 5 der benachbarten Reihe 21 versetzt liegen. Die Anordnung ist so getroffen, daß die kreisrunden Ausnehmungen 5 der Reihen 21 und 22 gleichen Durchmesser haben. Dabei bilden die Ausneh­ mungen 5 der Reihe 21 die Strömungskanäle 6 für das Unfil­ trat, während die Ausnehmungen 5 der anderen Reihe 22 die Strömungskanäle 7 für das Filtrat bilden. Die Pfeile 23 ge­ ben die Flußrichtung des Fluidums von den Strömungskanälen 6 zu den Strömungskanälen 7 wieder. Schlägt man um den Mittel­ punkt jeder Ausnehmung einen konzentrischen Kreis mit einem derartigen Durchmesser, daß sich die konzentrischen Kreise benachbarter Ausnehmungen berühren, so sind durch die kon­ zentrischen Kreise zwischen den Ausnehmungen 5 dreieckige, sternförmige Flächen beschrieben, die als Abstandshalter 20 ausgebildet sind. Zwischen je zwei Abstandshaltern 20 sind die Durchtrittsspalte 4 für das Filtrat gebildet, so daß in Pfeilrichtung 23 das Filtrat von den Strömungskanälen 6 zu den Strömungskanälen 7 abfließen kann. Aufgrund der gewähl­ ten Anordnung liegen um jede Ausnehmung 5 gleichmäßig über den Umfang verteilt sechs Abstandshalter 20. Die Abstands­ halter 20 sind vorteilhaft auf nur einer Plattenseite ange­ ordnet und liegen an der Plattenseite einer benachbarten Platte an. Es kann aber auch zweckmäßig sein, auf beiden Plattenseiten Abstandshalter 20 anzuordnen.

Die Abstandshalter 20 einer Platte 3 können in ihrer Höhe und ihrer flächenhaften Ausdehnung präzise gefertigt werden, so daß exakt definierte Durchtrittsspalte 4 geschaffen sind. Vorteilhaft werden die Abstandshalter 20 auf dem Wege der Dünnschichttechnik aufgebracht, wodurch Genauigkeiten im Bereich von Angström erzielbar sind, so daß die erfindungs­ gemäße Spaltplattenanordnung als Mikrofilter bis zu einer Durchtrittsgröße von 0,05 µm verwendbar ist. Die in der Elektrotechnik verwendeten Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten sind vorteilhaft zur Anordnung und Ausbildung der Abstandshalter anwendbar. Die Abstandshalter sind zweck­ mäßig durch Abtragen (elektrochemisch, elektrolytische Fun­ kenerosion), Verformen (mechanisches Prägen, Walzen, allge­ meines Verdichten) oder Auftragen (Beschichten, Besprühen, Bedampfen) herstellbar. Vorteilhaft kann eine Platte 3 zu­ sammen mit den Abstandshaltern 20 auch galvanisch geformt hergestellt sein.

Wie Fig. 3 zeigt, sind insbesondere die Ausnehmungen 5 der das Filtrat führenden Kanäle 7 auf einer der Plattenseiten angesenkt. Auf diese Weise ergibt sich bei aneinanderliegen­ den Platten 3 ein Durchtrittsspalt 4, der sich ausgehend vom Kanal 6 zum Kanal 7 insbesondere konisch erweitert. Dies hat den Vorteil, daß beim Rückspülen entgegen Pfeilrichtung 23 die Reinigungsflüssigkeit, insbesondere Wasser, auf dem Weg zum Strömungskanal 6 beschleunigt wird, so daß die Durch­ trittsspalte 4 aufgrund der auftretenden Düsenwirkung voll­ ständig und sicher gereinigt werden.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist anstelle von Ab­ standshaltern 20 zwischen benachbarten Platten 3a ein Gewebe 17 und/oder ein Metall- oder Kunststoffvlies oder Filter­ schicht 18 angeordnet. Der Durchtrittsspalt 4 zwischen zwei Platten 3a wird dabei vollständig von dem Gewebe bzw. dem Vlies oder der Filterschicht ausgefüllt. Auf diese Weise wird ein Tiefenfilter erhalten, dessen Filterwirkung durch das Gewebe 17 bzw. den Metall- oder Kunststoffvlies oder Filterschicht 18 bestimmt ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 zeigt eine besondere Ausgestaltung der deckungsgleich zueinander liegenden Aus­ nehmungen 5 bzw. 5a einer Platte 3b. Die den Strömungskanal 6 für das Unfiltrat bildenden Ausnehmungen 5a sind in Drauf­ sicht etwa kleeblattförmig ausgebildet und haben einen Durchtrittsquerschnitt, der größer, vorzugsweise erheblich größer ist als die den Strömungskanal 7 für das Filtrat bil­ denden Ausnehmungen 5. Wie schon zu Fig. 2 ausgeführt, lie­ gen die Ausnehmungen 5a in Reihen 21 nebeneinander, wobei jeweils zwischen zwei Reihen 21 eine Reihe 22 mit Ausneh­ mungen 5 angeordnet ist. Die Ausnehmungen 5 der Reihe 22 liegen dabei versetzt zu den Ausnehmungen 5a der Reihen 21. Die Mittelpunkte der kreisrunden Ausnehmungen 5 liegen dabei etwa genau in der Mitte zwischen zwei Ausnehmungen 5a einer benachbarten Reihe 21.

Eine weitere Variante einer Lochplatte 3c zeigt Fig. 6. Die Ausnehmungen 5c der Reihen 21 und 22 sind Schlitze, die etwa diagonal zur rechteckförmigen Grundform der Platte liegen. Die schlitzförmigen Ausnehmungen 5c bilden dabei in der schon beschriebenen Weise die Strömungskanäle 6 bzw. 7 für das Unfiltrat A bzw. das Filtrat B. Auch in diesem Ausfüh­ rungsbeispiel liegen die Ausnehmungen 5c der Reihen 21 ver­ setzt zu den Ausnehmungen 5c der dazwischen liegenden Reihe 22.

In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Spaltplattenanordnung gezeigt. In einem zylin­ derförmigen Gehäuse 1b liegt eine im wesentlichen kreisför­ mige Platte 3d mit radial angeordneten Fingern 3′. Über den Umfang der Platte 3d liegen sechs Finger in gleichem Abstand zueinander verteilt angeordnet, wobei die Finger 3′ mit ra­ dialem Abstand zum Gehäuse 1b liegen. Jeder Finger 3′ weist eine Ausnehmung 5 auf, während der kreisförmige Mittelteil der Platte 3d eine zentrale Ausnehmung mit kreisförmig darum angeordneten Ausnehmungen 5 gleichen Durchmessers aufweist.

Die aufeinanderliegenden Platten sind durch zwischen je zwei Fingern 3′ liegende Zuganker 26 in Richtung der Längsachse 8 axial verspannt, wodurch das Plattenpaket seine axiale Druckfestigkeit erhält. In allen durch die deckungsgleich aufeinanderliegenden Ausnehmungen 5 gebildeten Kanälen 6 ist Unfiltrat eingespeist, wobei als einziger, abführender Fil­ tratkanal der zwischen dem Plattenpaket und dem Gehäuse 1b gebildete Ringkanal 9 dient.

Die Spaltplattenanordnung nach Fig. 8 besteht aus in Drauf­ sicht U-förmigen Platten 3g, die über Zuganker 26 zu einem Plattenpaket verbunden sind. Dabei ist je ein Zuganker am freien Ende jedes Schenkels sowie ein Zuganker im Steg der U-förmigen Platte 3g vorgesehen. Die Außenabmessung der Platte 3g sind geringer als die Innenabmessungen des quader­ förmigen Gehäuses 1g, so daß sich zwischen dem Gehäuse 1g und dem Plattenpaket ein Kanal 9g erstreckt. Der Kanal 9g ist strömungsverbunden mit dem zwischen den Schenkeln der U-förmigen Platte liegenden Freiraum.

Jeder Schenkel der U-förmigen Platte 3g weist eine Reihe von schlitzförmigen Ausnehmungen 5c auf. Die Ausnehmungen 5c sind - wie Fig. 8 zeigt - fischgrätenartig zueinander lie­ gend angeordnet, wobei sich eine Reihe der Ausnehmungen 5c jeweils in Längsrichtung des Schenkels der Platte 3g er­ streckt. In jedem Schenkel der Platte 3g sind zwei Reihen angeordnet.

Alle Ausnehmungen 5c bilden voneinander getrennte Strömungs­ kanäle 6 für das Unfiltrat, welches über die zwischen be­ nachbarten Platten liegenden Durchtrittsspalte in den umlau­ fenden Kanal 9g münden. Der umlaufende Kanal 9g führt das Filtrat ab.

In besonderer Weiterbildung der Erfindung wird je nach Ein­ satzwunsch der Spaltplattenanordnung der Querschnitt der jeweiligen Strömungskanäle 6 und 7 im Inneren des Platten­ paketes ausgebildet. So zeigen die Fig. 9 und 10 vorteil­ hafte Ausbildungen der Strömungskanäle 6 für das Unfiltrat bei einem Einsatz der Spaltplattenanordnung als Anschwemm­ filter. Das Plattenpaket 2 liegt dabei derart, daß die Strö­ mungskanäle 6 lotrecht liegen. In Pfeilrichtung wird das Unfiltrat mit den darin gelösten Filterhilfsstoffen einge­ speist, wobei in der beschriebenen Weise über die Durch­ trittsspalte 4 das Filtrat abfließt.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 weist die Platte 3 eine Ausnehmung mit größtem Querschnitt auf, während die benach­ barten Platten 31 Ausnehmungen mit kleinerem Querschnitt aufweisen. An die Platten 31 schließen Platten 32 mit weiter vermindertem Querschnitt der darin angeordneten Ausnehmung an. Entsprechend ist die Platte 33 ausgebildet. Auf diese Weise erhält man einen sich zur Platte 3 quasikontinuierlich erweiternden bzw. sich zur Platte 33 verengenden Querschnitt des Strömungskanals 6, wobei sich in den ausbildenden Bäu­ chen die Filterhilfsstoffe für die Anschwemmfiltration ab­ setzen können. Dabei ist sichergestellt, daß der sich aus­ bildende Filterkuchen nicht aufgrund der Schwerkraft in Achsrichtung des Strömungskanals 6 abfallen kann, da er in Achsrichtung des Strömungskanals 6 durch die Platten 31 bis 33 abgestützt wird.

Fig. 10 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform eines Strö­ mungskanals gemäß Fig. 6. Zwischen zwei Platten 33 mit klei­ nerem Querschnitt der darin angeordneten Ausnehmung liegen Platten 3 mit Ausnehmungen größeren Querschnitts, so daß sich zwischen den Platten 33 ein Abschnitt des Strömungska­ nals 6 mit erweitertem Querschnitt ausbildet. In diesem er­ weiterten Querschnitt wird sich der Filterkuchen absetzen und in Achsrichtung des Strömungskanals 6 durch die Platte 33 gegen die Schwerkraft abgestützt. Ein Abfallen des Fil­ terkuchens ist - selbst bei auftretenden Druckstößen - weit­ gehend vermieden.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 sind in den Platten 30 Ausnehmungen 50 vorgesehen, die einen eine Plattenseite überragenden Rand 51 aufweisen. Vorteilhaft sind die Aus­ nehmungen 50 durch Prägung gebildet. Die Platten 30 mit den Ausnehmungen 50 sind dabei derart angeordnet, daß der Rand 51 in die Ausnehmung der benachbarten Platte eingreift bzw. bis etwa an die Plattenoberfläche heranreicht. Strömt durch einen derart ausgebildeten Kanal 60 in Pfeilrichtung 61 ein Unfiltrat ein, bilden sich an den jeweiligen Rändern 51 starke Wirbel, die insbesondere bei der Crossflow-Technik ein Ablagern von Feststoffen an den Spalten 4 verhindern. Wird der Druck im Strömungskanal 60 unter den Druck im - nicht dargestellten - Ablaufkanal abgesenkt, so ergibt sich aufgrund der Injektionswirkung eine Strömung aus dem Durch­ trittsspalt 4 in den Strömungskanal 60, wodurch der Durch­ trittsspalt 4 freigespült wird. Eine derartige Reinigungs­ wirkung kann bei laufendem Betrieb durch kurzzeitige Druck­ absenkung im Strömungskanal 60 erzielt werden, so daß ein quasikontinuierlicher Betrieb eines derart ausgebildeten Spaltfilters möglich wird.

Strömt das Unfiltrat entgegen Pfeilrichtung 61 in den Strö­ mungskanal 60, wird eine Unterstützung des Filtratablaufs durch den Durchtrittsspalt 4 bewirkt.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 wird der Strömungskanal 6 durch sich verringernde Querschnittsflächen der Ausnehmun­ gen benachbarter Platten 3, 31, 32, 33 quasikontinuierlich über die Länge des Strömungskanals verengt bzw. erweitert. Derartige Kanalausbildungen können je nach Durchflußrichtung für bestimmte Anwendungsfälle zweckmäßig sein.

Die Darstellung der Platte gemäß Fig. 13 entspricht im Grundaufbau derjenigen nach Fig. 2, weshalb für gleiche Tei­ le gleiche Bezugszeichen verwendet wurden. Eine Spaltplat­ tenanordnung mit derartigen Platten muß nicht in der Filter­ technik eingesetzt sein, sondern kann dazu dienen, einem Fluidum auf dem Weg vom Strömungskanal 6 zum Strömungskanal 7 eine Flüssigkeit oder ein Gas zuzumischen, was über die Kanäle C zugeführt wird. Da das Fluidum aus den Strömungska­ nälen 6 nur über die Durchtrittsspalte in genau dosierter Menge zu den Strömungskanälen 7 abfließen kann, ist gewähr­ leistet, daß dem Fluidum über den Zuführkanal C Flüssigkeit oder Gas in dosierbarer Menge zugesetzt wird. Auf diese Wei­ se können Manipulationen chemischer, biochemischer oder me­ chanischer Art durchgeführt werden. Beispielsweise können Lösungsmittel zugeführt werden oder über bestimmte Stoffe Reaktionen erzeugt werden. Auch kann über die Zuführkanäle C Wärme- und Kälteenergie zugeführt werden, um den von A nach B fließenden Stoff in seiner Eigenschaft zu verändern. In der Biochemie oder bei Fermentationsprozessen kann auf diese Weise zum Beispiel nach der Selektion über einen Mikrospalt (Zellernte) über den Kanal C Sauerstoff zugeführt werden.

Claims (21)

1. Spaltplattenanordnung, insbesondere Spaltfilter, beste­ hend aus einem in einem Gehäuse (1) angeordneten Paket (2) deckungsgleich zueinander liegender Platten (3) mit in den Platten (3) angeordneten Ausnehmungen (5), wobei zwischen dem Paket (2) und dem Gehäuse (1) ein Strö­ mungskanal (9) für ein Fludium begrenzt ist und die zu­ einander ausgerichteten Ausnehmungen (5) benachbarter Platten (3) in Längsrichtung (8) des Paketes (2) sich erstreckende weitere Strömungskanäle (6, 7) für das Fluidum bilden und zwischen benachbarten Platten (3) quer zur Längsrichtung (8) verlaufende Durchtrittsspalte (4) für das Fluidum vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidum über mehrere von den Ausnehmungen (5) gebildete Strömungskanäle (6) der Spaltplattenanordnung zugeführt ist.

2. Spaltplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Platte (3) neben einer Reihe (21) das Fluidum zuführender Ausnehmungen (5) eine Reihe (22) das Fluidum abführender Ausnehmungen (5) vorgesehen ist.

3. Spaltplattenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Platte (3) zwischen der Reihe (21) das Fluidum zuführender Ausnehmungen (5) und der Reihe (22) das Fluidum abführender Ausnehmungen (5) eine weitere Reihe von Ausnehmungen (C) vorgesehen ist, die der Zuführung von Zusatzstoffen dienen.

4. Spaltplattenanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihen (21, 22, 25) je­ weils zueinander versetzt liegen.

5. Spaltplattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über alle Ausnehmungen (5) einer Platte (3) das Fluidum zugeführt und über einen das Plattenpaket umgebenden Kanal (9) abgeführt wird.

6. Spaltplattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der das Fluidum zuführenden Ausnehmungen (5a) größer, vor­ zugsweise mehrfach größer als die das Fluidum abführen­ den Ausnehmungen (5) ist.

7. Spaltplattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (5) kreis­ förmig, zum Beispiel kleeblattförmig, vorzugsweise kreisrund sind.

8. Spaltplattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (5c) Schlitze sind.

9. Spaltplattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Durchtrittsspalte (4) in Schließrichtung zu den das Fluidum abführenden Ausnehmungen (5) vorzugsweise konisch erweitern.

10. Spaltplattenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede das Fluidum abführende Ausnehmung (5) auf einer Seite mit einer die Ausnehmung umgebenden Ansenkung versehen ist.

11. Spaltplattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander ausgerichte­ ten Ausnehmungen (5) benachbarter Platten (3, 31, 32, 33) unterschiedliche Querschnittsflächen haben.

12. Spaltplattenanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsflächen der Ausnehmungen über die Länge des Strömungskanals (6) quasikontinuierlich zunehmen und/oder abnehmen.

13. Spaltplattenanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsflächen der Ausnehmungen über die Länge des Strömungskanal sprung­ haft zunehmen und/oder abnehmen.

14. Spaltplattenanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ausnehmung (50) einen über eine Plattenseite vorstehenden Rand (51) aufweist, der bis an die benachbarte Plattenseite, vorzugsweise bis in die deckungsgleich liegende Aufnahme (50) der be­ nachbarten Platte ragt.

15. Spaltplattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten unmittelbar auf­ einander liegen.

16. Spaltplattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Durchtritts­ spalte (4) auf zumindest einer Plattenseite Abstandshal­ ter (20) angeordnet sind.

17. Spaltplattenanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (20) um jede Ausnehmung (5) herum vorzugsweise gleichmäßig ver­ teilt angeordnet sind.

18. Spaltplattenanordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (20) durch elektrochemisches oder elektrolytisches Abtragen bzw. Beschichten der Platte gebildet sind.

19. Spaltplattenanordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (20) durch Dünnschichttechnik ausgebildet sind.

20. Spaltplattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Platten (3a) ein Gewebe (17) und/oder ein Metall oder Kunststoffvlies (18) angeordnet ist.

21. Spaltplattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die komplette Platte (3) mit den Abstandshaltern (20) und den Ausnehmungen (5) galva­ nisch hergestellt ist.