DE4408388C2 - Verfahren zur Herstellung einer Guss-Membranträgerplatte einer Membranfilterpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Guss-Membranträger­ platte einer Membranfilterpresse.

Aus der DE 39 43 259 A1 ist eine Membranplatte für Filterpressen bekannt, die eine Stütz­ platte mit davon vorstehenden Stütznocken aufweist, deren Anlageflächen mit einer gewell­ ten Membran zusammenwirken. Die Stütznocken haben dafür Schmiegeflächen, die die Form eines im Wesentlichen kegeligen Mantels haben.

Aus der DE 39 06 537 A1 ist eine Filterplatte für Plattenfilterpressen bekannt, bei der das Filtertuch lose über angegossene Nocken verlaufen kann, wobei die Nocken zusammen mit dem Plattenrand in einem Arbeitsgang auf gleicher Höhe bearbeitet werden. Bei diesem losen Verlegen des Filtertuchs über die Nocken kann es zu einem vorzeitigen Versagen aufgrund eines übermäßigen Ausbeulens des Filtertuchs kommen.

Bei der DE 38 42 662 A1 ist an eine Membranplatte eine Kammerplatte angesetzt, deren der Membranplatte zugewandte Fläche von der Höhe der Stirnfläche eines Dichtungsran­ des aus schräg in einem Winkel von etwa 10° bis 40° von der Membranplatte weg verläuft und dann über den gesamten Zentralbereich der Kammerplatte parallel zur Membranplat­ tenmittelebene ist.

Aus der DE 23 28 865 A1 ist eine Membranfilterpresse mit einer Membranträgerplatte und einer Filterträgerplatte bekannt, die durch über ihre Fläche verteilte runde Stütznocken un­ ter Einfassung mindestens je eines Filtertuchs und einer Membran gegeneinander abge­ stützt sind. Die Stütznocken haben kegelige Mantelflächen mit abgerundeten Übergängen, damit sich das Filtertuch und die Membran entsprechend anschmiegen können.

Bei den Trägerplatten einer solchen Membranfilterpresse ist es gemäß einem internen Stand der Technik bekannt, dass die Membranen den Rändern der Stütznocken zugeordnete ringförmige Biegezonen haben. Die Trägerplatten mit Seitenlängen zwischen 1 und 2 Metern sind als Metallgussteile, z. B. Kugelgraphitgussteile, ausgebildet. Die Membranen werden als Kunststoffformteile hergestellt. Die Formen sind so ausgelegt, dass die Stütz­ nocken und die ringförmigen Biegezonen der Membranen möglichst exakt aufeinander ausgerichtet sind. Im Betrieb werden die Membranen abwechselnd zunächst an der einen Seite dem Filtrierdruck und nachfolgend an ihrer anderen Seite dem Pressmediumdruck ausgesetzt, wobei Drücke von mehreren hundert Newton pro Quadratzentimeter angewen­ det werden. Die Membranen erfahren bei ihrer Auslenkung eine starke Zug- und Biegebe­ anspruchung, insbesondere dann, wenn auch die Membranträgerplatten mit Ausnehmun­ gen zur Vergrößerung des Filterkuchenraumes versehen sind.

Weichelastische Membranen könnten an sich diesen Biegebeanspruchungen standhalten, jedoch sind sie korrosionsanfällig bei aggressiven Medien, was ihre Standzeit sehr be­ grenzt. Zudem tritt bei weichelastischen Membranen ein Materialkriechen auf, was zu ei­ nem Einreißen der Membranen längs ihres Einspannrandes führen kann. Es werden des­ halb zunehmend hartelastische Membranplatten aus geeigneten, korrosionsbeständigen Kunststoffmaterialien eingesetzt, bei denen aber die Gefahr besteht, dass sie unter der Biegebeanspruchung einreißen oder brechen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Guss-Membranträger­ platte einer Membranfilterpresse so herzustellen, dass die Gefahr des Einreißens der Membran im Bereich der Stütznocken gemindert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung einer Guss- Membranträgerplatte einer Membranfilterpresse gelöst, bei welchem die Guss-Membran­ trägerplatte mit im Durchmesser übergroßen Stütznocken-Rohanformungen gegossen wird und anschließend die Stütznocken-Rohanformungen neben der Stirnfläche auch an ihrer Mantelfläche unter Ausbildung von Stütznockenrändern spanabhebend so bearbeitet wer­ den, dass die jeweilige Kontur einer Mantelfläche einer Stütznocke mit der jeweilig zuge­ ordneten ringförmigen Biegezone einer Membran möglichst exakt übereinstimmt.

Zweckmäßigerweise wird dabei die Mantelfläche zu einer balligen oder kegeligen Form spanabhebend bearbeitet.

Nach dem Stand der Technik wurden bisher die Filtertuch-Trägerplatten und Memb­ ran-Trägerplatten nach dem Gießen nur an ihren Einspannflächen und an den Stirnflächen ihrer Stütznocken plangearbeitet, wobei nur ein verhältnismäßig geringer Materialabtrag erfolgte. Hierbei wurde die Form und die Lage der Stütznocken - wie man glaubte - nicht wesentlich verändert. Das vielfach schon nach kurzen Betriebszeiten zu beobachtende Ein­ reißen der Membranen im Bereich der Stütznocken blieb unerklärlich. Eingehende Unter­ suchungen haben allerdings gezeigt, dass infolge unvermeidbarer Gussungenauigkeiten die planbearbeiteten Stütznockenflächen unrund waren und nicht mehr exakt konzentrisch zu den zugeordneten ringförmigen Biegezonen der Membranen ausgerichtet bleiben. Da die Membran im Bereich der Stütznocken bei ihren Auslenkungen auf verhältnismäßig en­ gem Raum durchgewölbt wird, treten auch bei nur geringen Abweichungen in der Kon­ zentrizität und Form von Membran-Biegezone und Stütznocken-Stirnfläche örtlich erhebli­ che Dehnungskräfte oder auf eine Faltung der Membran gerichtete Kompressionskräfte auf, die nach verhältnismäßig wenigen Auslenkbewegungen bereits zu einem Bruch oder Einreißen der Membran führen können.

Durch die erfindungsgemäße Bearbeitung der Stütznocken ist nunmehr sichergestellt, dass die Ränder der Stütznocken-Stirnfläche exakt auf die ringförmigen Biegezonen der Memb­ ran ausgerichtet sind. Wie umfangreiche Erprobungen gezeigt haben, weist die Membran nunmehr auch im Bereich der Stütznocken eine sehr hohe Standzeit auf, da offenbar örtli­ che Spitzenbeanspruchungen der Membran im Bereich der Stütznocken eliminiert sind.

Es können selbstverständlich auch die Stütznocken der Filtertuchträger entsprechend be­ arbeitet werden, jedoch hat es sich gezeigt, dass der Einfluss der Stütznockenausbildung der Filtertuchträgerplatten weniger kritisch für die Standzeit der Membranen ist, da die Membranen nicht unmittelbar, sondern mittelbar über das zwischengefügte Filtertuch und den gebildeten Filterkuchen gegen die Filtertuchträgerplatte gedrückt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in einem Vertikalschnitt eine Guss-Membranträgerplatte und eine benachbarte Filtertuchträgerplatte der Membranfilterpresse nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Frontansicht auf eine Membran der Membranfilterpresse,

Fig. 3 eine als Rohgussteil vorliegende Guss-Membranträgerplatte zur Erläuterung des Herstellverfahrens,

Fig. 4 in einer Teilansicht eine Guss-Membranträgerplatte mit balligem Stütznocken und

Fig. 5 in einer Teilansicht eine Guss-Membranträgerplatte mit einem abgeknickten, ke­ geligen Stütznocken.

Fig. 1 zeigt eine Guss-Membranträgerplatte 1 und eine benachbarte Filtertuchträgerplatte 2. Die Guss-Membranträgerplatte 1 trägt beidseits je eine Membran 3, 4 aus verhältnismä­ ßig hartelastischem, korrosionsbeständigem Kunststoff, und die Filtertuchträgerplatte 2 ist beidseits mit einem Filtertuch 5, 6 bespannt. Beide Trägerplatten 1 und 2 weisen einen um­ laufenden verdickten Einspannrand 7, 8 und an beiden Seiten eine Ausnehmung bzw. ei­ nen zurückversetzten Spiegel 9, 10, 11, 12 auf, wobei die sich gegenüberliegenden Spiegel 10, 11 einen verhältnismäßig großen Filterkuchenraum bilden, der in der gezeigten Grund­ stellung durch die Membran 4 und das Filtertuch 5 etwa mittig geteilt ist. Die Verschrau­ bungen und Abdichtungen im Bereich des mittigen Trübezufuhrkanales sind deutlichkeits­ halber nicht gezeigt, da diese in beliebiger bekannter Weise ausgebildet sein können und nicht zum Gegenstand der Erfindung gehören.

Im mittleren Bereich sind die Trägerplatten 1, 2 durch mehrere, über ihre Fläche verteilte Stütznocken 13, 14 unter Einfassung der Membran 4 und des Filtertuches 5 gegeneinander ab­ gestützt. Die Stütznocken 13, 14 weisen jeweils einen kegeligen Mantel 15, 16 und eine planbearbeitete Stirnfläche 17, 18 auf. Die ringförmigen Ränder 19, 20 der Stütznocken- Stirnflächen 17, 18 sind jeweils auf eine zugeordnete ringförmige Biegezone 21, 22, 23, 24 der Membran 4 ausgerichtet, vergleiche auch Fig. 2. Die Biegezonen 21 bis 24 bestehen hier jeweils aus Ringnuten, die um die zentrale Achse Z verlaufen und die jeweils an der der Guss-Membranträgerplatte 1 abgewandten Hauptebene der Membranen 4 ausge­ nommen sind.

Bei der Guss-Membranträgerplatte 1 sind die Ränder 19 der Stütznocken-Stirnflächen 17 exakt konzentrisch auf die zentrale Achse Z der zugehörigen ringförmigen Biegezone 21 ausgerichtet, während bei dem Filtertuchträger 2 die Ränder 20 mit einer gewissen, ferti­ gungsbedingten Unregelmäßigkeit etwas exzentrisch zur Achse Z verlaufen können.

Beim Filtrieren wird das Filtermedium mit hohem Druck in die Filterkammer K eingespeist, wobei die Membran 4 ausgelenkt wird und sich an die Kegelmantelfläche 15 des Stützno­ ckens 13 und an den Spiegel 10 anlegt. Da der Stütznockenrand 19 hier exakt konzentrisch zur zentralen Achse Z der Biegezone 21 verläuft, wird die Membran 4 über die gesamte ringförmige Biegezone hinweg gleichmäßig durchgewölbt, so dass keine, vor allem keine ungleichmäßige Membranbeanspruchung in Umfangsrichtung der Biegezone 21 auftritt. Beim nachfolgenden Pressvorgang wird das Pressmedium, meist Wasser, mit sehr hohem Druck in die Presskammer P geleitet, wobei die Membran 4 nunmehr in Richtung auf den Spiegel 11 des Filtertuchträgers 2 ausgelenkt wird. Wegen des zwischengeschalteten Fil­ tertuches 5 und wegen des in der Kammer K zuvor ausgebildeten Filterkuchens erfährt die Membran 4 hierbei keine scharfe Abknickung.

Zur Herstellung der Membranfilterplatte 1 sieht die Erfindung vor, dass die Membranträger­ platten 1 zunächst mit im Durchmesser übergroßen Stütznocken-Rohanformungen 25 ge­ gossen werden, vgl. Fig. 3, und dass anschließend die Stütznocken-Rohanformungen au­ ßer an ihren Stirnflächen auch an ihrer Mantelfläche unter Ausbildung von solchen Stützno­ ckenrändern 19 spanabhebend bearbeitet werden, die exakt auf das durch die ringförmigen Biegezonen 21 bis 24 der Membran 4 vorgegebene Positionsmuster und auf die zentralen Achsen Z der Biegezonen ausgerichtet sind. Das Positionsmuster und die zentralen Ach­ sen Z der Biegezonen 21 bis 24 der Membran 4 sind als Konstante vorgegeben, da die Membranplatten 4 als verhältnismäßig dünnwandige Kunststoffspritzteile exakt reprodu­ zierbar sind.

Während die Fig. 1 bis 3 Stütznocken 13 mit kegeliger Mantelfläche 15 zeigen, veran­ schaulicht Fig. 4 einen Stütznocken 26 mit balliger Mantelfläche 27. Fig. 5 zeigt einen Stütznocken 28, bei welchem der kegelige Mantel 29 einen Knick aufweist und von einem zunächst nur gering geneigten kegeligen Mantel in einen stärker geneigten Mantel über­ geht. Bei dem Herstellverfahren nach der Erfindung können auch solche komplizierter ge­ stalteten Mantelflächen mit höchster Genauigkeit gefertigt werden. Die Neigung der Mantel­ fläche wird hierbei jeweils in Abstimmung auf die Biegebeanspruchbarkeit der jeweils ver­ wendeten Membranen gewählt, wobei bei besonders hartelastischen oder besonders di­ cken Membranen verhältnismäßig flache Neigungswinkel vorgesehen werden.

Wie in Fig. 1 noch in gestrichelten Linien dargestellt ist, ist die Membranträgerplatte 1 im Bereich ihrer nichtbearbeiteten Flächen, speziell der Fläche ihrer Spiegel 9, 11, mit einer dünnen Moosgummilage 30 belegt. Hierdurch wird die Absaugung des restlichen Press­ wassers nach jedem Pressvorgang erleichtert und werden die Membranen 4 beim Andrü­ cken an die Spiegelflächen 9, 11 jeweils etwas abgepolstert, was sich ebenfalls im Hinblick auf die angestrebten langen Standzeiten der Membranen 4 als vorteilhaft erwiesen hat.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung einer Guss-Membranträgerplatte einer Membranfilterpresse, bei welchem
die Guss-Membranträgerplatte mit im Durchmesser übergroßen Stütznocken- Rohanformungen (25) gegossen wird und
anschließend die Stütznocken-Rohanformungen (25) neben der Stirnfläche (17, 18) auch an ihrer Mantelfläche (15) unter Ausbildung von Stütznockenrändern (19) span­ abhebend so bearbeitet werden, dass die jeweilige Kontur einer Mantelfläche (15) ei­ ner Stütznocke (13) mit der jeweiligen zugeordneten ringförmigen Biegezone (21 bis 24) einer Membran (4) möglichst exakt übereinstimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (15, 16, 27, 29) zu einer balligen oder kegeligen Form spanabhebend bearbeitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Guss- Membranträgerplatte (1) an ihrer nicht bearbeiteten Fläche mit einer Moosgummilage (30) belegt wird.