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Die
Erfindung betrifft eine sanitäre
Filteranlage, welche ein längliches,
rohrförmiges
Druckgefäß umfasst,
welches ein oder mehrere Schraubenfilterelemente aufweist, wobei
jedes Schraubenfilterelement ein Spiralfilterteil und ein mittleres
Rohr sowie eine Halterungsvorrichtung an einem Ende umfasst, welche
während
Betrieb der Anlage das Auslassende darstellt, wobei die Halterungsvorrichtung
die Form eines Rads mit einer Nabe, Speichen und einem Rand aufweist
und mittig mit einem Übergangsteil
versehen ist, welches so ausgelegt ist, dass es eine dichtende Flussverbindung
zwischen benachbarten Enden benachbarter mittlerer Rohre sicherstellt,
und wobei jede Halterungsvorrichtung ebene Seiten für das Anliegen
an den Enden der Filterteile des jeweiligen benachbarten Schraubenfilterelements
bzw. der jeweiligen benachbarten Schraubenfilterelemente umfasst
und entlang des Außenumfangs
mit einem Dichtmittel für
ein dichtendes Anliegen an der Innenseite des Druckgefäßes versehen ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine in einer solchen sanitären Filteranlage
zu verwendende Halterungsvorrichtung.
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Stand der
Technik
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Es
sind sanitäre
Filteranlagen der obigen Art bekannt, welche in Reihe verbundene
und in einem Druckrohr angebrachte Schraubenfilterelemente umfassen
und bei denen das fragliche Produkt das Filterteil passiert, während es
einer geeigneten Druckdifferenz ausgesetzt wird. Vom Filterteil
strömt
das Permeat in die verbundenen mittleren Rohre und tritt aus den
Rohren aus, während
das Konzentrat davon abgeschieden wird. Das Konzentrat passiert
das Filterteil und tritt aus dem Druckrohr aus, während es von
dem Permeat abgeschieden wird. Die Schraubenfilterelemente können etwa
0,5 bis 1,0 m lang sein und eine Neigung aufweisen, einer axialen
Verschiebung des Filterteils gegenüber dem mittleren Rohr zu unterliegen,
also einem sogenannten Teleskopieren. Daher sind Halterungsvorrichtungen
zwischen den Schraubenfilterelementen angeordnet, um dieser Verschiebung
entgegenzuwirken, wobei die Halterungsvorrichtungen sogenannte Antitelekopiervorrichtungen,
also ATDs (engl. Antitelescoping devices), sind. Diese Halterungsvorrichtungen
sollen auch sicherstellen, dass das zu filternde Produkt die Filterelemente
nicht frei zwischen dem Außenumfang derselben
und der Innenseite des rohrförmigen Druckgefäßes passiert,
da an dieser Stelle ein Schlitz vorgesehen ist. Dieser Schlitz ist
bedingt durch ein Überdimensionieren
des Druckgefäßes und
lässt ein problemloses
Anbringen und Austauschen der Filterelemente zu. Das letztgenannte
Verhindern des freien Flusses durch diesen Schlitz wird durch die
Halterungsvorrichtungen verstärkt,
welche entlang des Außenumfangs
ein Dichtmittel umfassen.
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Eine
Filtrationsvorrichtung mit Halterungsvorrichtungen ähnlicher
Ausführung
ist aus US-PS Nr. 4,517,085 bekannt. Jedoch ist diese Schraubenfiltrationsvorrichtung
nicht zur Verwendung als sanitäre
Filteranlage geeignet. US-A-3,928,204 offenbart fingerartige Halteplatten,
welche durch eine ringförmige
Halterung festgehalten werden. Die ringförmige Halterung ist gegenüber der
Oberfläche
der Halteplatten ausgespart, und der ausgesparte ringförmige Ring
soll einem Produktfluss ausgesetzt sein, damit er sauber bleibt.
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Eine
sanitäre
Filteranlage, welche u. a. in der Molkerei-, Arzneimittel- und Nahrungsmittelindustrie verwendet
wird, stellt sehr hohe Anforderungen an die Hygiene. Eine kontinuierliche
Nutzung einer sanitären
Filteranlage erfordert häufiges
Reinigen, zum Beispiel ein- bis zweimal pro Tag, wobei ein Reinigungsfluid
durch die Anlage fließt.
In Verbindung mit einem solchen Reinigungsvorgang ist es wichtig, dass
Rückstände des
fraglichen Produkts entfernt werden.
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Kurzbeschreibung
der Erfindung
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine sanitäre Filteranlage an die Hand
zu geben, welche ein solches effizientes Reinigen gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
in der Einleitung beschriebene Filteranlage gelöst, welche dadurch gekennzeichnet
ist, dass mehrere sich zwischen einer Öffnung zwischen Speichen und
dem Außenumfang
des Rands erstreckende Aussparungen in der ebenen Seite der Halterungsvorrichtung,
welche bei Betrieb der Anlage die stromabwärtige Fläche ist, vorgesehen sind.
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Dadurch
wird ein kontrollierter Fluss sowohl des einer Filtration zu unterziehenden
Produkts als auch des Reinigungsfluids an der stromabwärtigen Fläche der
Halterungsvorrichtung so gewährleistet, dass
ein Fluss des fraglichen Fluids direkt in den Bereich hinter dem
Dichtmittel der Halterungsvorrichtung geleitet wird, wodurch dieser
Bereich hinter dem Dichtmittel gewaschen wird, so dass ein Ersetzen
sowohl des einer Filtration zu unterziehenden Produkts als auch
des Reinigungsfluids gewährleistet
wird. Ferner wird der in dem Schlitz an der Außenseite jedes Schraubenfilterelements
vorherrschende Druck entlang der Gesamtlänge des Schraubenfilterelements
ausgeglichen, so dass die Effektivität der Anlage gesteigert und
das obige Teleskopieren minimiert werden.
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Erfindungsgemäß ist es
besonders vorteilhaft, wenn sich eine Aussparung von jeder Öffnung zwischen
den Speichen der Halterungsvorrichtung erstreckt.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin eine in einer sanitären Filteranlage der obigen
Art zu verwendende Halterungsvorrichtung. Diese Halterungsvorrichtung
ist erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass sie mit mehreren Aussparungen in der ebenen Seite
versehen ist, welche bei Betrieb der Anlage die stromabwärtige Fläche ist,
wobei sich die Aussparungen zwischen einer Öffnung zwischen den Speichen und
dem Außenumfang
des Rands erstrecken.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Nachstehend
wird die Erfindung unter Bezug auf die Begleitzeichnungen eingehender
beschrieben. Hierbei sind:
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1 ist
eine Querschnittansicht durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Filteranlage,
wobei der Klarheit halber Teile weggelassen wurden, und ist eine
Schnittansicht entlang der Mittellinie und in Form durchgehender
Linien unter der Mittellinie durch die zwischen den Schraubenfilterelementen vorgesehenen
Halterungsvorrichtungen.
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2 zeigt
die Halterungsvorrichtung in größerem Maßstab, von
der stromabwärtigen
Seite derselben gesehen, und
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3 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von 2 der
in 2 gezeigten Halterungsvorrichtung.
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Beste Art
der Verwirklichung der Erfindung
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Die
in 1 gezeigte Filteranlage umfasst ein Druckrohr 1,
in welchem drei Schraubenfilterelemente 2, 3 und 4 angebracht
sind. Jedes Schraubenfilterelement 2, 3 und 4 umfasst
ein Spiralfilterteil 5, 6 bzw. 7, welches
um ein mittleres Rohr 8, 9 bzw. 10 angeordnet
ist. Diese Schraubenfilterelemente 2 bis 4 sind
von herkömmlich
bekannter Art.
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An
dem rechten Ende der Reihe der in der Zeichnung gezeigten Schraubenfilterelementen 2 bis 4 ist
ein Stopfenmittel 11 vorgesehen, welches einen mittig hervorstehenden
Vorsprung 12 mit einer Außendichtung 13 für das dichtende
Greifen mit und Schließen
des mittleren Rohrs 10 umfasst. Dieses Stopfenmittel ist
von herkömmlich
bekannter Art, mit radial abstehenden Flügeln 14, 15, 16, 17 und 18 für ein abstützendes
Anliegen an dem benachbarten Ende des Filterteils 7.
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Zwischen
den Schraubenfilterelementen 2 bis 4 und in der
Zeichnung am linken Ende der Reihe der Filterelemente 2 bis 4 ist
eine Halterungsvorrichtung 19, 20 und 21 angeordnet.
Wie in den 2 und 3 gezeigt
wird, umfasst jede Halterungsvorrichtung eine Nabe 22,
radiale Speichen 23 bis 30 sowie einen Rand 31,
so dass diese Halterungsvorrichtungen von radartiger Form sind.
Ein hervorragender Vorsprung 32, 33 ist an jeder
Seite der Halterungsvorrichtungen mittig angeordnet, wobei die Vorsprünge 32, 33 eine
in der Nabe mittig angeordnete Durchgangsbohrung 34 ausbilden.
Diese Vorsprünge
dienen der Ausbildung eines Übergangsmittels 35 zwischen
anliegenden Enden des mittleren Rohrs der jeweiligen Schraubenfilterelemente 2 bis 4,
wobei die hervorragenden Vorsprünge 32 und 33 mittels
eines umlaufenden Dichtmittels 36, 37 jeweils
dichtend mit den mittleren Rohren 8 und 10 greifen.
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Das Übergangsmittel
am linken Ende der Reihe von in 1 gezeigten
Filterelementen 2 bis 4 wirkt mit einem mittig
angeordneten Rohr 38 zusammen, welches zum Abtransportieren
des Permeats aus der Filteranlage dient.
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3 zeigt
besonders deutlich, dass die Halterungsvorrichtungen 19, 20 und 21 außen eine
umlaufende Lippendichtung 39 umfassen, welche in einer
umlaufenden Nut 40 aufgenommen und vulkanisiert ist.
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An
einer Seite jeder Halterungsvorrichtung 19 bis 21 sind
radiale Aussparungen 41 bis 48 vorgesehen, wie
besonders deutlich in 2 und 3, aber
auch in 1 gezeigt wird, und in größerem Detail
an der Seite der Halterungsvorrichtung, welche bei Betrieb der Filteranlage
die stromabwärtige
Seite der Halterungsvorrichtung bildet. Diese Aussparungen 41 bis 48 verlaufen
zwischen ihren jeweiligen Öffnungen
zwischen den Speichen 23 bis 30 und der Außenseite
des Rands 31.
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Ein
mittels der Filteranlage zu filterndes Produkt wird durch die Reihe
von Filterelementen 2, 3 und 4 transportiert,
siehe die Pfeile am rechten Ende von 1. Das Permeat
bzw. das Filtrat verlässt
die Filterelemente 5 bis 7 in herkömmlich bekannter
Weise und strömt
nach links in 1 in die mittleren Rohre 8, 9 und 10 und
dann aus den Rohren heraus durch das Rohr 38. Der verbleibende
Teil des zu filternden Produkts, also das Konzentrat, tritt ebenfalls links
aus, wo es in einer herkömmlich
bekannten Weise abgeleitet wird.
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Wie
in 1 gezeigt, ist zwischen den einzelnen Filterelementen 2 bis 4 und
dem umgebenden Druckrohr 1 ein umlaufender Schlitz 49, 50 und 51 vorgesehen.
Diese Schlitze sind vorhanden, um das Anbringen und den Austausch
der Filterelemente 2 bis 4 zu erleichtern. Ein
Teil des zu filternden Produkts strömt natürlich um das erste Filterelement 4 herum,
sein direktes Strömen
von dem umgebenden Schlitz 51 und weiter zu dem folgenden
Schlitz 50 wird aber mittels der Lippendichtung 39 an
der dazwischen angeordneten Halterungsvorrichtung 21 verhindert.
Das Vorhandensein der Lippendichtung 39 drückt das
Produkt durch das Filterteil 7 des Schraubenfilterelements 4 und
sein konzentrierter Anteil verlässt
das Filterteil 7 und strömt zwischen den Speichen der
Halterungsvorrichtung 21 und in das Filterteil 6 des
folgenden Filterelements 3. Ein Teil des Konzentrats strömt aber
direkt durch die Aussparungen 41 bis 48 und direkt
in den umgebenden Schlitz 50. Der gleiche Vorgang erfolgt
an der nächsten
Halterungsvorrichtung 20. An der letzten Halterungsvorrichtung 19 wird
das Konzentrat ebenfalls in das Filterteil 5 des Filterelements
gedrückt,
wo der nicht abgefilterte Teil in Form eines Konzentrats weiterströmt.
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Somit
gewährleisten
die Aussparungen 41 bis 48 an der Rückseite
der Halterungsvorrichtung 19 bis 21, dass kontinuierlich
frisches Fluid in den Bereich hinter den jeweiligen Lippendichtungen 39 so zugeführt wird,
dass das Fluid in dem Bereich kontinuierlich ausgetauscht wird.
Das letztere Vorgehen wird auch während der regelmäßigen Reinigungsprozesse
ausgeführt,
wobei ein Reinigungsfluid durch die Filteranlage geleitet wird.
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Das
direkte Strömen
von Fluid durch die Aussparungen 41 bis 48 heraus
setzt während
des Betriebs der Filteranlage voraus, dass in den Schlitzen 49 bis 51 zwischen
den Schraubenfilterelementen 2 bis 4 und dem Druckrohr 1 ein
konstanter und gleichmäßiger Druck
gewahrt wird und daher die Last an den Schraubenfilterelementen 2 bis 4 entlang
deren Gesamtlänge
ausgeglichen wird. Das direkte Füllen
der Schlitze durch die Aussparungen setzt weiterhin voraus, dass
diese Schlitze nicht mit Fluid gefüllt werden, welches zuerst
Teile jedes Schraubenfilterelements 2 bis 4 durchlaufen
muss. Somit führt
das Vorhandensein der Aussparungen zu einer optimierten Wirkung
der Schraubenfilterelemente und daher zu einer längeren Lebensdauer der Schraubenfilterelemente.
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Die
Erfindung wurde unter Bezug auf eine bevorzugte Ausführung beschrieben.
Es können
viele Abwandlungen vorgenommen werden, ohne dadurch vom Schutzumfang
der Erfindung abzuweichen. Die Anlage kann zum Beispiel nur ein
Schraubenfilterelement oder mehrere parallel angeordnete Schraubenfilterelemente
umfassen.
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Die
Aussparungen 41 bis 48 können zum Beispiel in Umfangsrichtung
von unterschiedlicher Form und Länge
sein. Außerhalb
der Aussparungen 41 bis 48 sind der Rand 31 und
die Speiche 23 bis 30 sowohl an der Vorderseite
als auch an der Rückseite der
Halterungsvorrichtungen 19 bis 21 im Wesentlichen
eben, so dass sie direkt an den Enden der benachbarten Schraubenfilterelemente
anliegen.