DE4119166C2 - Filterelement für eine Filterpresse - Google Patents

Description

Gegenstand des Patents ist ein Filterelement für eine Filterpresse, bei der mehrere randseitig zusammengespannte, aus einer Stützwand mit einem umlaufenden Plattenrahmen bestehende Filterplatten zwischen sich Filterkammern mit darin mündenden Einläufen für die zu filtrierende Suspension bilden und ein- oder beidseitig eine mit der Filterplatte randseitig dicht verbundene, im übrigen durch ein Druckmittel in die Filterkammer vorbewegbare Gummi-Membran tragen, die auf ihrer der jeweiligen Filterkammer zugekehrten Wandfläche mit einem Filtertuch belegte Profilvorsprünge aufweist, welche unter dem Filtertuch ein an einen Filtrat-Auslauf angeschlossenes Rinnensystem für das Filtrat bilden, wobei die Gummi-Membran zum lösbaren Anschluß an der Filterplatte mit einer senkrecht zu ihrer Ebene vorstehenden Randleiste versehen ist, die in eine an der Filterplatte umfangsseitig angeordnete, im Querschnitt im wesentlichen rechteckige Nut greift, wobei die Höhe der Randleiste etwas größer ist als die Höhe der Nutwände in der Filterplatte und die Randleiste an ihrer dem Nutboden anliegenden Fußfläche mit einer im wesentlichen V-förmigen Aussparung versehen ist, durch die zwei jeweils in die Kanten der Nuten an der Filterplatte vorstehende Dichtlippen gebildete werden, die unter zum Nutboden hin gerichtetem Preßdruck in die V-förmige Aussparung hinein elastisch verformbar sind.

Ein Filterelement dieser Art ist beispielsweise aus dem deutschen Patent 37 01 862 bekannt, bei dem jedoch die Gummi-Membran fest mit dem Plattenrahmen verbunden ist. Dies schränkt einerseits den Anwendungsbereich solcher mit einer Gummi-Membran versehenen Filterelemente ein und macht andererseits im Falle eines erforderlich werdenden Austausch die Auswechslung auch des Plattenrahmens erforderlich.

Gummi-Membranfilterplatten werden vorzugsweise bei solchen Anwendungen eingesetzt, wo ein nur ungenügender Filterkuchenaufbau ein extrem hohes Dehnungs- und Rückstellverhalten des Werkstoffs erforderlich macht. Die Verwendung von dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßter Gummi-Mischungen erlaubt dabei einen weiten Einsatzbereich.

Aus der DE 34 03 163 A1 ist eine Membranfilterplatte bekannt, deren Membran mit einem schwalbenschwanzförmigen Randwulst versehen ist, der in eine ringförmige Ausnehmung in der Grundplatte eingelegt ist. Diese Querschnittsgestalt der Randwulst bietet zwar einen guten Halt, erschwert jedoch die Montage bzw. den Austausch der Membran. Bei der DE 34 24 325 A1 ist die Nut von rechteckigem Querschnitt, wobei der Nutboden eine keilförmige Erhöhung aufweist. Zur Befestigung der Membranen ist hier zusätzlich eine dreiteilige Verschraubung erforderlich.

Ausgehend von diesem Stand der Technik löst der eingangs beschriebene Gegenstand die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein derartiges Filterelement so auszubilden, daß eine einfache Montage und ein einfacher Austausch der Gummi-Membran möglich ist, zugleich aber eine einwandfreie Abdichtung zwischen der Membran und dem Filterelement erreicht wird und trotz der hochelastischen Membran eine sichere Betriebsweise gewährleistet ist.

Der durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht im wesentlichen darin, daß die Abdichtung durch die Verformung der Dichtleiste in der Nut der Filterplatte insbesondere unter dem Einfluß des Schließdruckes sicher gestellt ist. Daher kann die Breite der Dichtleiste im wesentlichen der Breite der Nut angepaßt sein, so daß eine einfache Montage der Gummimembran möglich ist.

Um dennoch im Seitenbereich der Randleiste eine verbesserte Dichtwirkung zu erzielen, sieht die Erfindung in einer zweckmäßigen Fortbildung vor, daß die zur Gummi-Membran weisende, innere Seitenwand der Randleiste eine mit Abstand von der Fußfläche angeordnete Dichtleiste trägt, die sich von der Fußfläche aus gesehen keilförmig zur Gummi-Membran hin verbreitert und in einer spitzwinkligen Kante ausläuft. Bei der Montage der Gummi-Membran gleitet diese zunächst bis zur Höhe der Randleiste in die Nut der Filterplatte und kann im Anschluß an diese Fixierung mit einem Gummihammer vollständig in die Nut der Filterplatte eingeklopft werden. Durch diese Vorfixierung werden insbesondere Montagefehler der Membran auf der Filterplatte vermieden.

Weiter sieht die Erfindung in zweckmäßiger Ausgestaltung vor, daß die Filterplatte mit einer sich konzentrisch um den Filtrateinlauf erstreckenden Ringnut versehen ist, in der die Gummi-Membran mit einer Ringleiste gehalten ist. Darüber hinaus sind im Bereich des Filtrateinlaufs zusätzlich Klemmringe vorgesehen, die die Ringleiste übergreifen und diese hierdurch in der Ringnut halten. Um auch hierbei eine zusätzliche Abdichtung zu erzielen, ist es zweckmäßig, wenn die Ringleiste an ihrer dem Boden der Ringnut anliegenden Fußfläche mit mehreren, konzentrisch verlaufenden und im Querschnitt keilförmigen Dichtrippen versehen ist, wobei die zum Filtrateinlauf weisende Fläche der Dichtrippe schräg und deren andere Fläche senkrecht zur Fußfläche ausgerichtet ist.

Da die den Bewebungshub vermittelnden "Scharnierzonen" sowohl im Randbereich der Membran als auch im Einlaufbereich stets besonders hohen Belastungen ausgesetzt sind, ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Gummimembran konisch mit im Randbereich zunehmender Membrandicke an die Randleiste und/oder die Ringleiste angeschlossen ist. Hierdurch kann das Auftreten von Membranrissen durch eine Überdehnung der Membran vermieden werden.

Die Anwendung von Stütznocken in Kombination mit Gummi-Membranen bereitete bisher Schwierigkeiten, da Gummi-Stütznocken bei Differenzdrücken eine so starke Verformung zeigten, daß Risse in den Filtertüchern im Stütznockenbereich auftraten. Um dies zu vermeiden, sieht die Erfindung vor, daß die Gummi-Membran bei an der Filterplatte vorgesehenen Stütznocken in dem diesen anliegenden Bereich mit einer Gewebeverstärkung versehen ist. Dabei kann die Gewebeverstärkung zweckmäßigerweise etwa mittig in der Gummi-Membran angeordnet sein.

Schließlich ist im Rahmen der Erfindung noch vorgesehen, daß bei mit einem Filtrateckablauf versehener Filterplatte der dem Eckablauf gegenüberstehende, unter einem Winkel von 45° gegenüber dem Rand der Filterplatte verlaufende Bereich der Randleiste mit radial auswärts gerichteten Filtratablaufnuten versehen ist. Entsprechend empfiehlt es sich, daß die Filterplatte mit an die Filtratablaufnuten anschließenden Filtratkanälen versehen ist, die in den Eckablauf münden, wobei die Filtratkanäle innerhalb eines festen Umkreises um den Filtratablauf als geschlossene Bohrungen, außerhalb dieses Umkreises dagegen als zur Oberfläche des Filterelements hin offene Kanäle ausgebildet sind.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 in den Teilfiguren a bis c ein Filterelement nach der Erfindung, wobei in der Teilfigur a der Randbereich des Filterelements, in der Teilfigur b die Filterplatte im Bereich einer Stütznocke und in der Teilfigur c der Bereich des Filtrateinlaufs dargestellt ist,

Fig. 2 in der Teilfigur a eine Draufsicht auf die Filterplatte nach Fig. 1, in der Teilfigur b einen Schnitt längs der Linie A-A und in der Teilfigur c die Detaildarstellung X nach Fig. 2b,

Fig. 3 in der Teilfigur a den an den Filtratablauf angrenzenden Teilbereich der Membran, in der Teilfigur b einen Schnitt längs der Line B-B nach Teilfigur a, in der Teilfigur c einen Schnitt längs der Linie C-C nach der Teilfigur b,

Fig. 4 in der Teilfigur a eine Draufsicht auf den Eckablauf der Filterplatte, in der Teilfigur b einen Schnitt längs der Linie B-B nach der Teilfigur a.

Das in der Zeichnung dargestellte Filterelement ist für eine Filterpresse vorgesehen, bei der mehrere randseitig zusammengespannte, aus einer Stützwand 1 mit einem umlaufenden Plattenrahmen 2 bestehende Filterplatten 3 in nicht näher dargestellter Weise zwischen sich Filterkammern bilden. In die Filterkammern münden jeweils Einläufe für die zu filtrierende Suspension.

Das Filterelement trägt an seinen beiden Seiten eine mit der Filterplatte 3 randseitig dicht verbundene Gummi-Membran 4, die durch ein Druckmittel in die Filterkammer vorbewegbar ist.

Auf ihrer der jeweiligen Filterkammer zugekehrten Wandfläche weist die Gummi-Membran 4 mit einem in Fig. 1a nur angedeuteten Filtertuch 5 belegte Profilvorsprünge 6 auf, welche unter dem Filtertuch 5 ein an einen Filtrat-Auslauf 7 angeschlossenes Rinnensystem für das Filtrat bilden.

Die Gummi-Membran 4 ist zum lösbaren Anschluß an der Filterplatte 3 mit einer senkrecht zu ihrer Ebene vorstehenden Randleiste 8 versehen, die in eine an der Filterplatte umfangsseitig angeordnete Nut 9 greift. Diese Nut 9 besitzt im Querschnitt eine im wesentlichen rechteckige Gestalt, wobei die Höhe der Randleiste 8 etwas größer ist als die Höhe der Nutwände in der Filterplatte 3, so daß die Randleiste 8, wie in Fig. 1a zu sehen, etwas über den Plattenrahmen 2 vorsteht. Ferner ist die Randleiste 8 an ihrer dem Nutboden anliegenden Fußfläche 12 mit einer im wesentlichen V-förmigen Aussparung 10 versehen. Hierdurch werden zwei jeweils in die Kanten der Nut 9 an der Filterplatte 3 vorstehende Dichtlippen 11 gebildet, die unter zum Nutboden hin gerichtetem Preßdruck in die V-förmige Aussparung 10 hinein elastisch verformbar sind.

Die innere Seitenwand der Randleiste trägt, wie insbesondere die Fig. 3b erkennen läßt, eine mit Abstand von der Fußfläche 12 angeordnete Dichtleiste 13. Diese Dichtleiste 13 verbreitert sich von der Fußfläche 12 aus gesehen keilförmig zur Gummi-Membran 4 hin und läuft in einer spitzwinkligen Kante aus. Diese Dichtleiste 13 sorgt einerseits für eine zusätzliche Abdichtung der Gummi-Membran 4 gegenüber der Filterplatte 3, erlaubt aber darüber hinaus bei der Montage auch eine Vorfixierung der Gummi-Membran 4 in der Nut 9, indem die Randleiste 8 zunächst bis zur Dichtleiste 13 in die Nut 9 der Filterplatte 3 hineinrutscht. Die weitere Montage läßt sich nach der Vorfixierung mittels eines Gummihammers problemlos vornehmen.

Wie sich aus der Fig. 1c weiter ergibt, ist die Filterplatte 3 mit einer sich konzentrisch um den Filtrateinlauf 14 erstreckenden Ringnut 15 versehen, in der die Gummimembran mit einer Ringleiste 16 gehalten ist. Im übrigen erfolgt die Befestigung der Gummi-Membran 4 im Bereich des Filtrateinlaufs 14 durch miteinander verschraubte Klemmringe 17,, die beispielsweise aus Edelstahl bestehen können. Die Ringleiste 16 ist, wie die Fig. 2c zeigt, an ihrer dem Boden der Ringnut 15 anliegenden Fußfläche 19 mit mehreren, konzentrisch verlaufenden und im Querschnitt keilförmige Dichtrippen 18 versehen, die ein Dichtungslabyrinth bilden. Dabei ist die zum Filtrateinlauf 14 weisende Fläche der Dichtrippe 18 schräg und deren andere Fläche senkrecht zur Fußfläche 19 ausgerichtet. Um in dem unter Druckbelastung besonders beanspruchten Randbereich 20 der Gummi-Membran 4 eine ausreichende Festigkeit zu erzielen, ist die Gummi-Membran 4 konisch mit im Randbereich 20 zunehmender Membrandicke an die Randleiste 8 sowie an die Ringleiste 16 angeschlossen.

Bei hohen Differenzdrücken ist bei Gummi-Stütznocken zu beobachten, daß diese nicht unbeträchtlichen Verformungen in der Ebene der Gummi-Membran 4 unterworfen sind. Hierdurch können Beschädigungen des Filtertuchs 5 auftreten. Daher ist, wie aus der Fig. 1b zu ersehen, in dem den Stütznocken 21 anliegenden Bereich der Gummi-Membran 4 eine Gewebeverstärkung 22 vorgesehen, die derartige Verformungen ausschließt. Die Gewebeverstärkung 22 ist dabei etwa mittig in der Gummi-Membran 4 angeordnet.

Bei mit einem Filtrateckablauf versehener Filterplatte 3 ist der dem Eckablauf 7 gegenüberstehende, unter einem Winkel von 45° gegenüber dem Rand der Filterplatte 3 verlaufende Bereich der Randleiste 8 mit radial auswärts gerichteten Filtratablaufnuten 23 versehen. Diese Filtratablaufnuten 23 schließen an Filtratkanäle 24 in der Filterplatte 3 an, die in den Eckablauf 7 münden. Dabei sind die Filtratkanäle 24 innerhalb eines festen, mit 25 gekennzeichneten Umkreises um den Filtratablauf 7 als geschlossene Bohrungen ausgebildet. Außerhalb dieses Umkreises 25 dagegen sind die Filtratkanäle 24 als zur Oberfläche des Filterelements hin offene Kanäle ausgebildet.

Claims (9)

1. Filterelement für eine Filterpresse, bei der mehrere randseitig zusammengespannte, aus einer Stützwand (1) mit einem umlaufenden Plattenrahmen (2) bestehende Filterplatten (3) zwischen sich Filterkammern mit darin mündenden Einläufen für die zu filtrierende Suspension bilden und ein- oder beidseitig eine mit der Filterplatte (3) randseitig dicht verbundene, im übrigen durch ein Druckmittel in die Filterkammer vorbewegbare Gummi-Membran (4) tragen, die auf ihrer der jeweiligen Filterkammer zugekehrten Wandfläche mit einem Filtertuch (5) belegte Profilvorsprünge (6) aufweist, welche unter dem Filtertuch (5) ein an einen Filtrat-Auslauf (7) angeschlossenes Rinnensystem für das Filtrat bilden, wobei die Gummi-Membran (4) zum lösbaren Anschluß an der Filterplatte (3) mit einer senkrecht zu ihrer Ebene vorstehenden Randleiste (8) versehen ist, die in eine an der Filterplatte (3) umfangsseitig angeordnete, im Querschnitt im wesentlichen rechteckige Nut (9) greift, wobei die Höhe der Randleiste (8) etwas größer ist als die Höhe der Nutwände in der Filterplatte (3) und die Randleiste (8) an ihrer dem Nutboden anliegenden Fußfläche (12) mit einer im wesentlichen V-förmigen Aussparung (10) versehen ist, durch die zwei jeweils in die Kanten der Nut (9) an der Filterplatte (3) vorstehende Dichtlippen (11) gebildet werden, die unter zum Nutboden hin gerichtetem Preßdruck in die V-förmige Aussparung (10) hinein elastisch verformbar sind.

2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Gummi-Membran (4) weisende, innere Seitenwand der Randleiste (8) eine mit Abstand von der Fußfläche (12) angeordnete Dichtleiste (13) trägt, die sich von der Fußfläche (12) aus gesehen keilförmig zur Gummi-Membran (4) hin verbreitert und in einer spitzwinkligen Kante ausläuft.

3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterplatte (3) mit einer sich konzentrisch um den Filtrateinlauf (14) erstreckenden Ringnut (15) versehen ist, in der die Gummi-Membran (4) mit einer Ringleiste (16) gehalten ist.

4. Filterelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringleiste (16) an ihrer dem Boden der Ringnut (15) anliegenden Fußfläche (19) mit mehreren, konzentrisch verlaufenden und im Querschnitt keilförmigen Dichtrippen (18) versehen ist, wobei die zum Filtrateinlauf (14) weisende Fläche der Dichtrippe (18) schräg und deren andere Fläche senkrecht zur Fußfläche (19) ausgerichtet ist.

5. Filterelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummi-Membran (4) konisch mit im Randbereich (20) zunehmender Membrandicke an die Randleiste (8) und/oder die Ringleiste (16) angeschlossen ist.

6. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummi-Membran (4) bei an der Filterplatte (3) vorgesehenen Stütznocken (21) in dem diesen anliegenden Bereich mit einer Gewebeverstärkung (22) versehen ist.

7. Filterelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeverstärkung (22) etwa mittig in der Gummi-Membran (4) angeordnet ist.

8. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei mit einem Filtrateckablauf (7) versehener Filterplatte (3) der dem Eckablauf (7) gegenüberstehende, unter einem Winkel von 45° gegenüber dem Rand der Filterplatte (3) verlaufende Bereich der Randleiste (8) mit radial auswärts gerichteten Filtratablaufnuten (23) versehen ist.

9. Filterelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterplatte (3) mit an die Filtratablaufnuten (23) anschließenden Filtratkanälen (24) versehen ist, die in den Eckablauf (7) münden, wobei die Filtratkanäle (24) innerhalb eines festen Umkreises (25) um den Filtratablauf (7) als geschlossene Bohrungen, außerhalb dieses Umkreises (25) dagegen als zur Oberfläche des Filterelements hin offene Kanäle ausgebildet sind.