DE4206562C2 - Filtergehäuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Filtergehäuse mit einem abnehmbaren Deckel zum Öffnen und Schließen einer Öffnung des Gehäuses, so daß Filterelemente leicht eingebracht und herausgenommen werden können, und insbesondere ein heizbares Filtergehäuse, bei dem der Deckel bequem aufgesetzt und abgenommen werden kann und bei dem sich die Filterelemente leicht austauschen lassen.

Ein insbesondere für das Filtern eines Polymers (Kunstharz) bestimmtes Filtergehäuse, das in der Lage sein soll, die Temperatur des Gehäuseinhalts konstant zu halten, muß nicht nur an seinem Boden und seiner Seitenwand, sondern auch oben beheizt werden. Dies ist dadurch bedingt, daß ein Polymer härtet, wenn seine Temperatur zu stark ab­ sinkt, daß aber andererseits eine Zersetzung oder ein Unbrauchbarwerden durch Hitze­ einwirkung droht, wenn zu stark aufgeheizt wird. Daher muß die Temperatur ständig konstant gehalten werden. Weil ferner ein solches Gehäuse zum leichten Austausch von Filterelementen einen abnehmbaren Deckel hat, ist es erwünscht, die Beheizung des Deckels zu verbessern.

Zum Beheizen der Deckel von Filtergehäusen wurden bislang in der Praxis die folgen­ den Methoden eingesetzt:

• (1) Zuleiten des gleichen Heizmediums wie das dem Boden und der Seitenwand des Filtergehäusekörpers zugeführte Heizmedium von einer gesondert installierten Heizvorrichtung und Entfernen von Rohr- oder Schlauchleitungen, welche die Heizvorrichtung für das Heizmedium mit dem Deckel verbinden, jedes Mal wenn der Deckel montiert oder abmontiert wird;
• (2) von dem Boden und der Seitenwand des Gehäusekörpers gesondertes Beheizen des Deckels mittels einer elektrischen Heizeinrichtung;
• (3) Beheizen nur des Bodens und der Seitenwand des Filtergehäusekörpers, während der Deckel unbeheizt bleibt und nur durch die Wärmeleitung von dem Boden und der Seitenwand des Gehäuses warm gehalten wird.

Der Einlaß und der Auslaß für ein zu filterndes Fluid sind an dem Gehäusekörper bzw. an dem Deckel vorgesehen. Das heißt, der Deckel ist nicht nur mit dem Gehäusekörper, sondern auch mit dem Einlaß- und Auslaßrohr- oder Schlauchleitungen verbunden. Um die Filterelemente auszuwechseln, muß daher der Deckel von den Rohr- oder Schlauchleitungen für den Einlaß und den Auslaß von Fluid abgetrennt werden.

Im Rahmen der oben skizzierten konventionellen Heizmaßnahmen macht es das Vor­ gehen (1) notwendig, ein heißes Heizmedium abzulassen, wenn die Anschlußleitungen montiert und demontiert werden, was sehr gefährlich ist.

Bei der Vorgehensweise (2) ist kein Ablassen eines heißen Heizmediums erforderlich, so daß dieses Vorgehen sicher ist. Eine elektrische Heizeinrichtung ist jedoch nicht in der Lage, den Deckel gleichförmig zu beheizen; sie kann auch nicht in einem explo­ sionsgeschützten Bereich verwendet werden.

Die Vorgehensweise (3) ist bequem; es besteht jedoch die Gefahr, daß die Temperatur unerwünscht stark absinkt, weil der Deckel nicht unmittelbar beheizt wird.

Aus der DD-PS 01 53 059 ist eine beheizbare Filterapparatur für hochviskose Medien, insbesondere Polymerschmelzen bekannt, die aus zwei parallel angeordneten Doppel­ mantelzylindern besteht, welche Filtereinsätze umschließen. Diese Zylinder sind zweiteilig ausgeführt, wobei die beiden Halbzylinder auf der einen Seite durch Schar­ niere verbunden sind. Die Scharniere bilden Drehgelenke, die für einen Wechsel der Filtereinsätze ein Verschwenken des jeweils einen Halbzylinders erlauben. Die Dreh­ gelenke sind ferner als Ein- bzw. Auslaufstutzen für ein Heizmedium, insbesondere Dampf oder Flüssigkeit, zu Beheizung der schwenkbaren Halbzylinder genutzt.

Es ist ferner eine Filtervorrichtung mit Sterilisationsfunktion bekannt (JP-Abstract 61-171 514 A). Dabei ist ein Filter in Form eines Körpers aus einem wärmebeständigen Werkstoff, beispielsweise Siliziumkarbid, im Inneren eines Glasrohres untergebracht. Die Außenumfangsfläche des Glasrohres wird von einer Induktionsheizspule umfaßt. Wenn der Induktionsheizspule ein elektrischer Strom zugeführt wird, wird in dem Filter ein dielektrischer Strom erzeugt, um die Temperatur des Filters zu steigern und auf diese Weise durchtretende Luft zu sterilisieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein beheizbares Filtergehäuse zu schaffen, das frei von Problemen wie gefährliche Handhabung, ungleichförmige Temperaturver­ teilung und unerwünschte Temperaturabsenkung ist, bei dem der Deckel gleichförmig beheizt und dadurch eine hohe Qualität des zu filternden Fluids aufrechterhalten wer­ den kann, und bei dem sich der Deckel bequem montieren und demontieren läßt, so daß Filterelemente leicht ausgewechselt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Filtergehäuse mit:
einem Gehäusekörper, der eine Öffnung für Filterelemente sowie einen Einlaß und einen Auslaß für eine zu filtrierende Flüssigkeit aufweist;
einem Deckel, der zum Verschließen der Öffnung des Gehäusekörpers auf dem Gehäusekörper abnehmbar montiert ist und der mit Kanälen versehen ist, in denen ein Dampf/Flüssigkeits-Zweiphasen-Heizsystem dicht untergebracht ist; und
einer den Außenumfang des Deckels umgreifenden elektromagnetischen Induk­ tionsheizvorrichtung, die eine Induktionsspule aufweist, mittels deren das in den Kanälen des Deckels eingeschlossene Heizmedium zum Aufheizen des Deckels aufheizbar ist.

Bei dem Filtergehäuse nach der Erfindung ist das Heizmedium des Deckels in den Deckelkanälen eingeschlossen. Der Deckel ist nicht an eine andere Vorrichtung, wie etwa den Gehäusekörper, angeschlossen. Der Deckel kann daher sicher und leicht mon­ tiert und demontiert werden. Insbesondere ist es nicht notwendig, das heiße Heizme­ dium abzulassen, wenn die Filterelemente unter Abnahme und Wiederanbringung des Deckels ausgewechselt werden. Wenn die Induktionsspule der elektromagnetischen In­ duktionsheizvorrichtung aus einer Wechselspannungsquelle mit Energie versorgt wird, wird ein Wechselfeld erzeugt, wodurch in dem von den Deckelkanälen gebildeten Flüs­ sigkeitsspeicher ein Strom induziert wird. Dieser Strom erzeugt Joulesche Wärme im Wandbereich des Flüssigkeitsspeichers. Diese Wärme heizt ihrerseits das Heizmedium in den Kanälen des Deckels auf, so daß das verdampfte Heizmedium in Richtung auf die umgebenden Niedertemperaturbereiche strömen kann. Dabei kondensiert das Heizmedium, während die Temperatur in den Niedertemperaturbereichen gesteigert wird, indem dort latente Wärme zugeführt wird. Weil sich ein solcher Austausch von la­ tenter Wärme fortsetzt, solange eine Temperaturdifferenz vorhanden ist, kann die Temperatur des Deckels stets konstant gehalten werden. Anders als im Falle von elek­ trischen Heizeinrichtungen kann es beim Aufheizen des Heizmediums durch elektro­ magnetische Induktionsheizung nicht zu einem anormalen Temperaturanstieg kommen. Weil sowohl der Einlaß als auch der Auslaß für die zu filtrierende Flüssigkeit an dem Gehäusekörper sitzen, braucht bei einem Austausch der Filterelemente nur der Deckel montiert und demontiert zu werden.

Die Induktionsheizvorrichtung steht vorzugsweise in fester Verbindung mit dem Gehäu­ sekörper.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die in den Deckel integrierten Kanäle vorteilhaft oben im Deckel ausgebildete Radialkanäle, nahe dem Außenumfang des Deckels angeordnete, mit den Radialkanälen in Verbindung stehende lotrechte Kanäle, einen die unteren Enden der lotrechten Kanäle untereinander verbindenden ringförmi­ gen Kanal sowie einen weiteren ringförmigen Kanal auf, über welchen die innenliegen­ den Enden der Radialkanäle untereinander in Verbindung stehen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filtergehäuses ist nach­ stehend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen lotrechten Schnitt eines heizbaren Filtergehäuses nach der Er­ findung,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf das Filtergehäuse gemäß Fig. 1,

Fig. 3 in größerem Maßstab einen lotrechten Teilschnitt, der die in dem Deckel ausgebildeten Kanäle erkennen läßt, und

Fig. 4 eine aufgeschnittene Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 3.

In den Figuren ist mit 1 der Körper eines heizbaren Filtergehäuses bezeichnet. Der Ge­ häusekörper 1 weist oben eine Öffnung auf, die mittels eines Deckels 3 verschlossen wird, der auf dem Körper 1, beispielsweise mittels einer oder mehrerer Schrauben 2, lösbar montiert ist. Der Gehäusekörper 1 ist mit einer Mantelkammer 4 ausgestattet, um den Schaft und den Boden des Gehäuses zu beheizen. Der Deckel 3 ist mit einer großen Anzahl von Kanälen 5 versehen, die einen Heizmantel bilden. In den Kanälen 5 ist ein Heizmedium dicht untergebracht.

Wie aus den Fig. 2 bis 4 hervorgeht, gehören zu den Kanälen 5 radial verlaufende, oben im Deckel 3 ausgebildete Radialkanäle 5a, nahe dem Außenumfang des Deckels 3 angeordnete lotrechte Kanäle 5b, die mit den Radialkanälen 5a in Verbindung stehen, ein ringförmiger Kanal 5c, welcher die unteren Enden der lotrechten Kanäle 5b unter­ einander verbindet, und ein ringförmiger Kanal 5d, über welchen die innenliegenden Enden der Radialkanäle 5a untereinander in Verbindung stehen. Die lotrechten Kanäle 5b und der ringförmige Kanal 5c dienen als Fluidspeicher 6, so daß das darin befindliche Heizmedium durch die Kanäle zirkulieren kann. Es ist eine große Anzahl von Kanälen vorgesehen, um die beheizte Fläche zu vergrößern. Ein Dampf/Flüssigkeits-Zweipha­ sen-Heizmedium ist in den Kanälen 5 unter Vakuum eingeschlossen.

Eine elektromagnetische Induktionsheizvorrichtung 7 ist an dem Gehäusekörper 1 der­ art fest angebracht, daß sie den Außenumfang des Deckels 3 umgreift. Zu der Heizvor­ richtung 7 gehören eine Induktionsspule und ein Kern, um welchen die Induktionsspule gewickelt ist.

Die Mantelkammer 4 in dem Gehäusekörper 1 kann durch Induktionsheizung auf die gleiche Weise beheizt werden wie der Deckel 3. Statt dessen kann auch ein Heizmedium verwendet werden, das mittels einer gesondert installierten, herkömmlichen Heizvorrichtung aufgeheizt wird.

Die zu filternde Flüssigkeit wird in den Gehäusekörper 1 über einen Einlaß 8 eingelei­ tet, der an dem Gehäusekörper montiert ist. Die Flüssigkeit wird mittels eines Filter­ elementes 10 gefiltert, das an einer Filterelement-Halteplatte 9 angebracht ist, und die Flüssigkeit strömt dann über einen Durchlaß 11 im Deckel 3 und kehrt in einen Durch­ laß 12 im Gehäusekörper 1 zurück. Die Flüssigkeit tritt dann über einen Auslaß 13 aus, der an dem Gehäusekörper 1 montiert ist. Bei dem Filterelement 10 kann es sich um ein Becherfilter, Rohrfilter, Kerzenfilter, Scheibenfilter oder dergleichen handeln. Das vor­ liegende Filtergehäuse ist nicht auf die Verwendung eines bestimmten Filtertyps be­ schränkt. Der Einlaß und der Auslaß für die zu filternde Flüssigkeit können auch gegen­ einander vertauscht sein.

Wenn die elektromagnetische Induktionsheizvorrichtung 7 aktiviert wird, d. h. wenn der Induktionsspule Energie von einer Wechselspannungsquelle zugeführt wird, wird ein Wechselfeld erzeugt. Dadurch wird ein elektrischer Strom in dem Wandbereich, der den von den Kanälen 5 gebildeten Fluidspeicher 6 begrenzt, und in anderen Wandbereichen des Deckels 3 induziert, und es wird auf diese Weise Joulesche Wärme in den betref­ fenden Bereichen erzeugt. Dadurch werden die betreffenden Wandbereiche aufgeheizt.

Das in flüssiger Form in dem Fluidspeicher 6 befindliche Heizmedium wird durch die erzeugte Wärme erhitzt und verdampft. Der so erzeugte Dampf strömt in den Kanälen 5 zu den Niedertemperaturbereichen. Wenn der Dampf mit Niedertemperaturteilen in Berührung kommt, wird er in die Flüssigphase kondensiert, wobei latente Wärme er­ zeugt wird. Die Niedertemperaturteile werden auf diese Weise erhitzt. Das konden­ sierte Heizmedium kehrt zu dem Fluidspeicher 6 zurück. Danach wiederholt sich der erläuterte Zyklus.

Durch den oben skizzierten Austausch von latenter Wärme des Heizmediums wird die gesamte Wand des Deckels 3 gleichförmig erhitzt; es wird dadurch eine gleichförmige Temperatur des Deckels 3 erzielt. Die Temperatur läßt sich einfach steuern oder regeln, indem die an die Induktionsspule angelegte Spannung oder deren Frequenz entspre­ chend gesteuert oder geregelt wird. Die dabei erzielte Ansprechgeschwindigkeit ist aus­ reichend hoch.

Weil das Heizmedium zum Beheizen des Deckels 3 in den Kanälen 5 eingeschlossen ist und der Deckel nicht mit anderen Vorrichtungen verbunden ist, braucht das Hochtem­ peratur-Heizmedium nicht abgelassen zu werden, wenn der Deckel montiert und de­ montiert wird. Der Deckel läßt sich daher sicher und einfach anbringen und abnehmen.

Die elektromagnetische Induktionsheizvorrichtung 7 kann an der Außenseite des Deckels befestigt werden; vorzugsweise ist diese Vorrichtung jedoch an dem Gehäu­ sekörper 1 angebracht. Dadurch brauchen keine Anschlußkabel verbunden oder aufge­ trennt zu werden, wenn der Deckel 3 montiert und demontiert wird. Das Anbringen und Abnehmen des Deckels wird weiter vereinfacht. Anders als bei der Verwendung von elektrischen Heizeinrichtungen sind vorliegend anormale Temperatursteigerungen aus­ geschlossen.

Claims (3)

1. Filtergehäuse mit:
einem Gehäusekörper (1), der eine Öffnung für Filterelemente (10) sowie einen Einlaß (8) und einen Auslaß (13) für eine zu filtrierende Flüssigkeit aufweist;
einem Deckel (3), der zum Verschließen der Öffnung- Gehäusekörpers (1) auf dem Gehäusekörper abnehmbar montiert ist und der mit Kanälen (5) versehen ist, in denen einen Dampf/Flüssigkeits-Zweiphasen-Heizmedium dicht untergebracht ist; und
einer den Außenumfang des Deckels (3) umgreifenden elektromagnetischen Induktionsheizvorrichtung (7), die eine Induktionsspule aufweist, mittels deren das in den Kanälen (5) des Deckels (3) eingeschlossene Heizmedium zum Aufheizen des Deckels aufheizbar ist.

2. Filtergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsheiz­ vorrichtung (7) in fester Verbindung mit dem Gehäusekörper (1) steht.

3. Filtergehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Deckel (3) integrierten Kanäle (5) oben im Deckel ausgebildete Radialkanäle (5a), nahe dem Außenumfang des Deckels angeordnete, mit den Radialkanälen (5a) in Verbindung stehende lotrechte Kanäle (5b), einen die unteren Enden der lotrech­ ten Kanäle (5b) untereinander verbindenden ringförmigen Kanal (5c) sowie einen weiteren ringförmigen Kanal (5d) aufweisen, über welchen die innenliegenden En­ den der Radialkanäle (5a) untereinander in Verbindung stehen.