DE69820683T2

DE69820683T2 - Verfahren zum Reparieren eines Filtersiebs und dessen Stützrahmens

Info

Publication number: DE69820683T2
Application number: DE1998620683
Authority: DE
Inventors: Gordon James Kincardinshire Cook; Andrew Edinburgh Hughes; Arthur Robert Sutton Coldfield Bailey; George Charles Gorebridge Hatrnup; Dugald Steward
Original assignee: United Wire Ltd
Current assignee: Schlumberger UK Holdings Ltd
Priority date: 1997-03-01
Filing date: 1998-02-25
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2018-02-26
Also published as: GB2337019A8; GB9906895D0; DK1205262T3; GB2322590A; EP1205264B1; JP2007190558A; NO994245D0; EP1205264A3; HK1046658A1; JP4586037B2; JP4236701B2; HK1046655A1; JP2007203299A; DE69824052D1; JP2007209983A; DE69820683D1; ATE237409T1; EP1205261A2; GB2322590B; JP4850115B2

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Siebe zur Verwendung als Filter in Vibrations-Filtrierausrüstungen wie Rüttlern, die in der Ölbohrindustrie zum Trennen von Feststoffen von der flüssigen Phase aus Öl und in Wasser enthaltene Verschmutzungen, die bei Bohrvorgängen erhalten werden, verwendet werden, und insbesondere ein Verfahren zum Reparieren und Überholen solcher Siebe.
Hintergrund
Beispiele für Filtermaschinen, bei denen solche Siebe verwendet werden, sind in UK 2237521 und UK 2229771 enthalten.
Ein solches Sieb ist in der PCT/GB95/00411 (WO95/23655) beschrieben.
Die frühere Siebkonstruktion verlängerte die Lebensdauer eines Siebs, indem sie ein Opfer-Stützdrahtgewebe unter einem oberen Drahtgewebe aus sich weniger stark abnutzendem Material als dem, aus dem wenigstens die Oberfläche des Drahts besteht, aus dem das untere Gewebe hergestellt ist, vorsehen, so dass Abnutzung durch Reiben und Vibration während des Gebrauchs in höherem Maß in dem unteren Gewebe als in dem oberen Gewebe auftritt. In der Beschreibung ist auch eine verbesserte Konstruktion des Rahmens beschrieben, über den Drahtgewebe gespannt und durch Klebstoff befestigt werden können, so dass sie ein Sieb bilden, wobei vorgeschlagen wird, dass der Rahmen aus glasverstärktem, gasgeblasenem Polypropylen mit langgestreckten Metall-Verstärkungselementen oder Stäben, die in dem GFK versenkt sind, gebildet ist. Der verbesserte Rahmenaufbau ist in 3 bis 8 der früheren Schrift gezeigt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren für den Aufbau eines solchen Rahmens und einen verbesserten Rahmen zur Verwendung als Stütze für Lagen von Drahtgewebe, ein verbessertes Sieb, das aus einem solchen Rahmen gebildet wird, und einen Rahmen, der unter manchen Bedingungen wiederverwendet werden kann, zur Verfügung zu stellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Das durch die Erfindung zur Verfügung gestellte Verfahren zum Reparieren oder Überholen kann bei einem Filtersieb angewandt werden, das aus einem Stützrahmen gebildet ist, der aus einem glasverstärkten Kunststoff gebildet ist, mit Flächen der peripheren Randbereiche des Stützrahmens, über die Drahtgewebe gelegt wird und mit denen das Gewebe durch Erwärmen verbunden wird, wobei die peripheren Randbereiche mit einer Vielzahl von dicht beabstandeten parallelen Wulsten bzw. Rippen ausgebildet ist, so dass, wenn die Oberfläche erwärmt wird, die Scheitel der Wulste weich werden, und das Drahtgewebe, das darüber gelegt und gespannt ist, bei einer geeigneten abwärts gerichteten Last die aufgeweichten Scheitel durchdringen und in sie eingebettet werden kann. Auf ein solches Filtersieb wird im Folgenden als Filtersieb vom beschriebenen Typ Bezug genommen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Reparieren oder Überholen eines Filtersiebs des beschriebenen Typs zur Verfügung gestellt, bei dem abgenutztes oder beschädigtes Drahtgewebe von der Oberfläche des Polymerrahmens abgezogen wird, frisches Gewebe über dem Rahmen positioniert und in geeigneter Weise gespannt wird, und Wärme aufgebracht wird, um die Oberflächen des Rahmens, über den das Drahtgewebe gespannt ist, aufzuweichen, so dass dieses den aufgeweichten Kunststoff durchdringen und darin eingebettet werden kann, woraufhin die Anordnung sich abkühlen kann, die Spannkraft weggenommen wird, und die Drahtgeweberänder an dem umgebenden Flansch des Rahmens zugerichtet werden.
Bei einem Verfahren zum Reparieren oder Überholen wie oben genannt kann Kunststoff auf die Oberfläche des Rahmens aufgebracht werden, der das Drahtgewebe aufnehmen soll, bevor dieses darübergepasst wird, damit zusätzlicher Kunststoff vorhanden ist, um das Drahtgewebe mit dem Rahmen zu verbinden.
Der abgezogene Stützrahmen kann in eine Form eingesetzt werden, und frisches Polymermaterial kann in die Form eingespritzt werden, um an den Oberflächen des Rahmens Wulste neu zu bilden, ähnlich denen, die vorhanden waren, als der Rahmen hergestellt wurde, bevor Drahtgewebe darauf aufgebracht wird.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Reparieren oder Überholen zur Verfügung, bei dem nach der Entfernung von abgenutztem oder beschädigtem Drahtgewebe von einem Stützrahmen eine Kunststoffbahn mit in Draufsicht ähnlicher Größe und ähnlichem Muster der Öffnungen wie der Stützrahmen über dem zu reparierenden Rahmen mit diesem fluchtend positioniert wird, bevor oder nachdem ein neues Drahtgewebe darüber gespannt wird und bevor Wärme und Druck aufgebracht werden, damit zusätzlicher Kunststoff vorhanden ist, um das neue Drahtgewebe mit dem Rahmen zu verbinden.
Die Erfindung stellt somit auch ein repariertes oder überholtes Filtersieb zur Verfügung, bei dem abgenutztes oder beschädigtes Drahtgewebe gemäß den oben genannten Verfahren durch frisches Drahtgewebe ersetzt wurde.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Polymer-Stützrahmens, über den Drahtgewebe gespannt und befestigt werden soll, um ein Filtersieb des beschriebenen Typs zu bilden, umfasst die Schritte: Anordnen einer Drahtrahmenanordnung, die zwei parallele voneinander beabstandete Anordnungen von Verstärkungsdrähten umfasst, in einem Formwerkzeug, Schließen des Werkzeugs, Einspritzen von flüssigem Polymer, so dass der gesamte Drahtrahmen umschlossen ist und so dass ein Erzeugnis gebildet wird, das einen offenen zentralen Bereich aufweist, über den sich schneidende orthogonale Rippen kreuzweise verlaufen, die an allen Seiten von einem starren Flansch begrenzt sind, wobei jede der Rippen zwei parallele voneinander beabstandete Drähte der Drahtrahmenanordnung umfasst, Aushärten lassen des Polymers, und Öffnen des Werkzeugs, und Entfernen des geformten Erzeugnisses.
Indem zwei parallele beabstandete Drähte so angeordnet werden, dass sie sich durch jede der Rippen erstrecken, einer nahe an dem einen Rand und der andere nahe an dem gegenüberliegenden Rand der Rippen, hat jede Rippe die Steifigkeit eines Riegels, und der entstehende Rahmen hat eine hohe Steifigkeit und Biegefestigkeit, bleibt jedoch relativ leicht.
Vorzugsweise wird der Drahtrahmen so gewählt, dass er dem Stützrahmen eine ausreichende Struktursteifigkeit verleiht, um dessen Durchbiegung und daraus resultierende Änderungen der Spannung in dem Drahtgewebe, wenn dieses darauf gespannt wird, zu verhindern.
Darüber hinaus wird der Drahtrahmen so gewählt, dass er dem Stützrahmen ausreichende Stärke verleiht, so dass dieser Scherbelastungen widersteht, die ausgeübt werden, wenn der Rahmen in einer Vibrations-Siebmaschine festgeklemmt wird.
Typischerweise wird der Drahtrahmen aus hoch zugfestem gerichtetem Stahldraht gebildet, der nach Bedarf gebogen wird, und bei einer bevorzugten Anordnung hat der Draht einen Durchmesser von 2,5 mm.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Verstärkungs-Drahtrahmens zur Verwendung bei dem oben genannten Verfahren zur Herstellung eines Stützrahmens umfasst die Schritte:

– Anordnen von geschnitten Draht-Längenstücken in gleichem Abstand in einer Einspannvorrichtung zur Bildung einer ersten Anordnung,
– Anordnen einer zweiten Anordnung von gleich beabstandeten geschnittenen Draht-Längenstücken darüber rechtwinklig zu der ersten Anordnung,
– Widerstandsschweißen der Drähte der beiden Anordnungen an allen Schnittpunkten, so dass eine erste geradlinige Matrix gebildet wird,
– Positionieren von zwei ähnlichen Anordnungen ähnlich geschnittener Draht-Längenstücke in ähnlicher Weise in einer Einspannvorrichtung und Widerstandsschweißen der Schnittpunkte der orthogonalen Drähte, so dass eine zweite, ähnliche geradlinige Matrix gebildet wird,
– Biegen der vorstehenden Draht-Längenstücke in einer Abkantpresse auf wenigstens zwei der vier Seiten einer der geradlinigen Matrizen, so dass jeder vorstehende Abschnitt zuerst insgesamt aufwärts und dann an einem Punkt näher an seinem Ende abwärts gebogen wird, so dass der Endbereich jedes vorstehenden Längenstücks sich parallel zu der Ebene erstreckt, die die Matrix enthält, aber gegenüber dieser verschoben ist, und
– danach Widerstandsschweißen der verschobenen Enden der vorstehenden Drähte der einen Matrix an die vorstehenden Enden der Drähte der anderen Matrix.

Das Schweißen kann zum Teil durch das Zwischenstück aus sich quer erstreckenden Fülldrähten erfolgen, so dass Schnittpunkte vorgesehen sind, wo Schweißstellen zwischen parallelen vorstehenden Enden der Verstärkungsdrähte ausgebildet werden sollen, und die Fülldrähte das Widerstandsschweißen der parallelen vorstehenden Enden erleichtern.
Vorzugsweise wird das Drahtrahmenerzeugnis so zusammengebaut, dass jede Matrix nach außen geneigt ist, entgegengesetzt zu der anderen.
Es hat sich herausgestellt, dass während des Formens der Druck innerhalb des Formwerkzeugs das Rahmengestell verziehen kann, so dass die Auswärtsbiegung der gegenüberliegenden Flächen des Rahmengestells durch eine beträchtliche Einwärtsbiegung ersetzt werden kann – wodurch die Flucht der langen Stäbe mit dem oberen und dem unteren Rand der Zwischenräume des geformten Rahmens zerstört wird. Um dies zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Abstandhalter in dem Rahmengestell angeordnet wird, so dass, falls eine Neigung der Stabanordnungen zum Zusammenbrechen nach innen besteht, der Abstandhalter das Auftreten dieses Zusammenbruchs verhindert.
Vorzugsweise ist eine Vielzahl von Abstandhaltern in dem Drahtrahmenerzeugnis angeordnet, von denen jeder an der einen oder der anderen der Matrizen befestigt ist, so dass er sich zu der anderen erstreckt, wodurch jede Neigung der Matrizen, während des Gießens nach innen zusammenzubrechen, durch die Abstandhalter verhindert wird.
Bei einer Ausführungsform umfasst jeder Abstandhalter ein Drahtlängenstück, das so gebogen ist, dass es ein flaches U bildet, dessen beide Enden nach außen gebogen sind, so dass es zwei fluchtende Vorsprünge bildet, an denen es an der Unterseite eines der Drähte verschweißt werden kann, die eine der Matrizen bilden, wobei der Scheitel des U-Abschnitts sehr nah an einem der Drähte der anderen Matrix angeordnet ist, wodurch der Abstandhalter eine gegebene Dimension zwischen den beiden Matrizen hält, wenn das Erzeugnis während des Gießens eine Zusammenbruchskraft erfährt, was bewirkt, dass der Scheitel an dem Draht der anderen Matrix angreift.
Bei einem Verfahren zum Formen eines Stützrahmens in einem Formwerkzeug wie oben genannt um ein Drahtrahmenerzeugnis wie oben genannt wird vorzugsweise durch Stifte, die von den Innenseiten des Werkzeugs nach innen vorstehen, eine nach innen gerichtete Kraft auf gegenüberliegende Flächen des Erzeugnisses in dem Formwerkzeug ausgeübt, um außen an den gegenüberliegenden Matrizen des Erzeugnisses anzugreifen, wenn sich die Werkzeuganordnung schließt.
Bei diesem Verfahren positionieren die Stifte das Erzeugnis sandwichartig und erzeugen genau die erforderliche Einwärtsbewegung der beiden entgegengesetzt gebogenen Matrizen, um sie parallel und um die gewünschte Distanz beabstandet anzuordnen.
Typischerweise weisen die Stifte nach innen vorstehende Zapfen auf, die mit Schnittpunkten von Drähten in der oberen und der unteren Verstärkungsmatrix fluchten, um die Matrizen von der entsprechenden oberen und unteren Innenfläche des Formwerkzeugs zu beabstanden und um zu gewährleisten, dass die Matrizen in dem Kunststoff versenkt werden, der während des Herstellungsverfahrens in das Formwerkzeug eingespritzt wird.
Vorzugsweise verjüngen sich die Enden der Zapfen zu einem Rand oder einem Punkt.
Nachdem das Formwerkzeug geöffnet wurde und die vorstehenden Zapfen außer Eingriff mit den Streben kommen, bleiben Öffnungen in dem Polymer zurück. Vorzugsweise umfasst das Verfahren deshalb weiterhin das Verschließen der Öffnungen mit Kunststoff oder Füllmaterial.
Typischerweise wird das Drahtrahmenerzeugnis in der Werkzeuganordnung durch zurückziehbare Stifte gestützt, die durch die Wand der Werkzeuganordnung hindurchgehen, um an dem Erzeugnis anzugreifen und es genau in der Werkzeuganordnung zu positionieren.
Die Stifte können zurückgezogen werden, wenn sich die Werkzeuganordnung öffnet, nachdem der Formschritt vollendet wurde.
Praktischerweise fluchten die Stifte mit vorstehenden Enden der Drähte, die das Erzeugnis bilden, und sind einzeln durch Kunststoffhülsen mit den Enden der Drähte verbunden, wobei die gegenüberliegenden Enden der Hülsen jeweils die Stifte bzw. die Verstärkungsdrahtenden aufnehmen.
Vorzugsweise ist der Durchgang durch jede Hülse blockiert, so dass zwei koaxiale blinde Bohrungen gebildet werden, und jede Hülse während des Formens in das Polymer eingebettet wird und in dem Polymer bleibt, wenn der Stift, der an ihr angreift, zurückgezogen wird, wenn die Werkzeuganordnung geöffnet wird, wobei der blockierte Durchgang dazu dient, das Ende des Drahtendes, das in dem inneren Ende der Hülse angeordnet ist, zu umschließen.
Vor dem Formen kann das Werkzeug mit Zapfen ausgestattet werden, die aus einem Kunststoff hergestellt sind, der kompatibel oder identisch mit dem Polymermaterial ist, das in die Form gespritzt werden soll, um das Drahtrahmenerzeugnis zu umschließen, und die Zapfen werden während des Gießens einteilig damit verbunden, so dass, wenn das Werkzeug geöffnet wird, die Zapfen sich von dem Werkzeug trennen und in dem Rahmen bleiben.
Überstehende Abschnitte jedes Zapfens können durch Schleifen, Feilen oder Schneiden entfernt werden.
Es ist allgemein wünschenswert, dass die Drähte der Gewebe in dem fertigen Produkt straff und gespannt sind, und zu diesem Zweck werden die Drähte des Drahtgewebes gespannt, während der Kunststoff abkühlen und hart werden kann, um die Drahtgewebe mit dem Rahmen zu verbinden.
Dieser Aspekt ist besonders vorteilhaft, da durch die Verwendung eines geeigneten Polymers für das Rahmenmaterial und Erwärmen der Oberflächen, die in Kontakt mit den Drahtgeweben stehen, die Notwendigkeit eines Klebstoffs umgangen wird, ebenso der Schritt des Aufbringens des Klebstoffs.
Es ist natürlich nötig, einen Kunststoff auszuwählen, der geeignet ist, um als Bindemittel für Drahtgewebe zu dienen; und es hat sich herausgestellt, dass Polypropylen und Polyethylen geeignete Kunststoffe sind, obwohl die Erfindung nicht und Polyethylen geeignete Kunststoffe sind, obwohl die Erfindung nicht auf die Verwendung von Polypropylen und Polyethylen beschränkt ist.
Gleichgültig, ob Polyethylen oder Polypropylen verwendet wird, hat sich herausgestellt, dass es für beide Materialien vorteilhaft ist, wenn sie gasgeblasen und glasfaserverstärkt sind.
Bei einer bevorzugten Anordnung hat das Drahtgewebe, das zuerst über den Stützrahmen gespannt wird, gröbere Maschen als jede folgende Drahtgewebelage, die darüber gespannt wird.
Insbesondere ist die Erfindung bei der Reparatur oder dem Ersatz eines Filtersiebs anwendbar, das zwei Lagen aus Drahtgewebe aufweist, die darüber gepasst und damit verbunden sind, wobei das untere Drahtgewebe grobere Maschen als das obere Drahtgewebe hat, und wobei die Spannung in den Drähten, die das obere Drahtgewebe bilden, geringer ist als die Spannung in den Drähten, die das untere Drahtgewebe bilden.
Ein Drahtrahmen-Verstärkungserzeugnis für einen Stützrahmen für ein Filtersieb des beschriebenen Typs kann aus widerstandsverschweißten Stahldraht-Matrizen hergestellt sein, die in zwei parallelen voneinander beabstandeten Ebenen angeordnet sind und selbst entlang von wenigstens zwei Randbereichen durch Schweißstellen zwischen vorstehenden Enden der Drähte der beiden Matrizen zusammengeschweißt sind.
Bei einem Verfahren zum Formen eines Drahtrahmen-Verstärkungsgehäuses zum Einbau in ein Formwerkzeug zum Gießen eines Poylmermaterials darum herum zur Bildung eines Stützrahmens für ein Filtersieb des beschriebenen Typs kann das Gehäuse aus zwei ähnlichen geradlinigen Anordnungen aus widerstandsverschweißten Drähten aufgebaut sein, und das Verfahren umfasst das Biegen vorstehender Drähte entlang von wenigstens zwei Seiten einer der Anordnungen und Schweißen der Enden der gebogenen Abschnitte der Drähte der einen Anordnung an die vorstehenden Enden der Drähte in der anderen Anordnung, so dass eine Trennung zwischen den beiden Matrizen aufrechterhalten wird.
Ein Verfahren zum Aufbau eines Filtersiebs des beschriebenen Typs umfasst die Schritte: Formen eines Polymer-Stützrahmens, der eine Vielzahl von ähnlich großen geradlinigen Öffnungen aufweist, die von einer einteiligen geradlinigen Matrix aus drahtverstärkten Streben aus Polymermaterial gebildet werden, wobei der obere Rand jeder Strebe und die obere Oberfläche jeder Begrenzung des Stützrahmens mit einem Wulst versehen ist, und wobei die Drahtgewebe über die Wulste gepasst, gespannt und an ihrem Platz gehalten werden, indem wenigstens die Wulste erwärmt werden, um das Polymermaterial darin ausreichend weich zu machen, damit die Drahtgewebe deren Scheitel durchdringen und bei Abkühlung darin eingebettet bleiben, so dass die Spannung in den Drähten der Drahtgewebe nach dem Abkühlen erhalten bleibt.
Das Verfahren kann auch den Schritt umfassen, die Drähte in dem einen Drahtgewebe anders als die in dem anderen zu spannen, so dass nach dem Verbinden mit dem Polymerstützrahmen unterschiedliche Spannungen in den Drähten der beiden Gewebe bestehen.
Die Verstärkungsmatrix wird vorzugsweise aus hoch zugfestem Stahldraht mit einem Nenndurchmesser von 2,5 mm hergestellt, und glasverstärktes gasgeblasenes Polypropylen-Polymer wird unter Druck in das Formwerkzeug gespritzt und kann eine vorher bestimmte Zeitspanne lang aushärten, danach wird der geformte Stützrahmen entfernt, ein erstes Drahtgewebe mit einer Nenn-Maschenzahl von 30, das aus rostfreiem Stahldraht mit einem Nenndurchmesser von 0,28 mm gebildet ist, wird über den Stützrahmen gepasst und gespannt, ein zweites Drahtgewebe wird über das erste Drahtgewebe gepasst, wobei das zweite Gewebe aus Draht gebildet ist, dessen Durchmesser und dessen Maschenzahl kleiner sind als die des ersten Gewebes, und wird ebenfalls gespannt, eine Kraft wird auf die Fläche des Stützrahmens aufgebracht, der die darübergelegten Drahtgewebe trägt, Wärme wird aufgebracht, um die Scheitel der Wulste weich zu machen und um es den beiden Geweben zu ermöglichen, in die Scheitel der Wulste eingebettet zu werden, so dass, nachdem die Wärme und die Kraft weggenommen wurden und der Rahmen abgekühlt ist, die Gewebe mit den Scheiteln der Wulste verbunden bleiben und Restspannungen in den Drähten vorhanden sind, die die beiden Gewebe bilden.
Bei einem Stützrahmen, bei dem Drahtgewebe mit dessen einer Seite verbunden werden soll, indem das Rahmenmaterial lokal erwärmt wird und die Drahtgewebedrähte in das weich gewordene Material gezwungen werden, bevor dieses wieder abkühlen und hart werden kann, und der aus glasverstärktem Kunststoff gebildet ist, in dem ein Verstärkungs-Drahtrahmen eingebettet ist, der wie oben genannt aufgebaut ist, wird vorzugsweise die Dicke des Kunststoffs zwischen den Verstärkungsdrähten und der Fläche der Stützrahmenglieder, mit denen das Drahtgewebe verbunden werden soll, so gewählt, dass sie ausreicht, damit das Drahtgewebe darin eingebettet werden kann, ohne mit den Verstärkungsdrähten in Kontakt zu kommen.
Vorzugsweise weist der Kunststoff ein Polypropylen oder Poylethylen auf und kann gasgeblasen und glasfaserverstärkt sein.
Bei einem Verfahren zum Aufbau eines Filtersiebs, bei dem ein Stützrahmen wie oben genannt verwendet wird, wird Wärme vorzugsweise durch das Drahtgewebe aufgebracht, um vorzugsweise die Scheitel der Wulste zu erwärmen, im Gegensatz zum Rest des Stützrahmens.
Bei einem Stützrahmen wie dem oben genannten, der insgesamt rechtwinklig ist, verlaufen die Wulste entlang jeder der vier Seiten parallel zu der Längendimension jeder Seite, so dass die Wulste in den Oberflächen der vier Ränder des Rahmens senkrecht zu der Richtung verlaufen, in der Drahtgewebe bezüglich dieser Ränder gespannt wird.
Wo der Rahmen eine Matrix aus drahtverstärkten Streben umfasst, die innerhalb der Begrenzung des Rahmens eine Vielzahl von Öffnungen bildet, ist ausreichend Kunststoff in jeder der Streben zwischen der inneren Drahtverstärkung darin und deren an dem Gewebe angreifenden Oberfläche vorhanden, so dass die Drahtstränge, die das Drahtgewebe bilden, ebenfalls in den Streben eingebettet werden können, wenn der Rahmen erwärmt wird und eine geeignete Kraft aufgebracht wird, ohne dass das Drahtgewebe mit den inneren Verstärkungsdrähten in Kontakt tritt, um eine elektrolytische Wirkung zwischen Drahtgewebe und Verstärkungsdrähten zu verhindern, wo unterschiedliche Metalle verwendet werden.
Bei einem Stützrahmen wie dem oben beschriebenen, der aus glasfaserverstärktem Kunststoff aufgebaut ist und über den Drahtgewebe gespannt und mit ihm verbunden werden soll, um ein Sieb zu bilden, und der eine Matrix aus Streben in einem Umfangsflansch des Rahmens aufweist, ist die Dicke der Enden der Streben, die an dem Gewebe angreifen, vorzugsweise geringer als die der weiter entfernten Bereiche der Streben.
Vorzugsweise hat der Rand jeder Strebe, der an dem Drahtgewebe angreift, einen verringerten Querschnitt, und beim Erwärmen des Drahtgewebes werden Drähte in diesen verringerten Strebenquerschnitten eingebettet.
Der verringerte Strebenquerschnitt wird vorzugsweise hergestellt, indem ein Wulst entlang seinem den Draht aufnehmenden Rand gebildet wird.
Bei einem Filtersieb des beschriebenen Typs wird deshalb vorzugsweise ein Rahmen für dieses aus glasfaserverstärktem Kunststoff gebildet, über den Drahtgewebe gespannt werden soll, um mit ihm verbunden zu werden, um ein Sieb zu bilden, wobei der Rahmen einen äußeren peripheren Flansch aufweist, der einen zentralen Bereich umgibt, der von einer einteilig ausgebildeten Matrix aus miteinander verbundenen Streben belegt ist, wobei der Flansch und die Streben Wulste aufweisen, wo sie an dem Drahtgewebe angreifen sollen, und die Wulste sich zu unterschiedlichen Höhen erstrecken, so dass die Scheitel in unterschiedlichen parallelen Ebenen liegen.
Vorzugsweise liegen die Scheitel der Wulste der Streben, die die einteilig ausgebildete Matrix bilden, in einer ersten Ebene, die unterhalb einer zweiten Ebene liegt, die die Scheitel der Wulste auf dem umgebenden Flansch enthält.
Wenn ein Stützrahmen wie oben beschrieben bedeckt wird, wird Wärme vorzugsweise gleichmäßig über die gesamte Fläche des Stützrahmens aufgebracht, durch eine flache erwärmte Platte, die das Drahtgewebe in die Scheitel der Wulste zwingt, und das Drahtgewebe muss an dem umgebenden Flansch in die Scheitel der Wulste gedrückt werden, bevor es die Scheitel der Wulste an den Streben, die die einteilige Matrix bilden, durchdringen kann.
Bei einem solchen Stützrahmen können sich äußere Wulste auf einem Teil oder dem gesamten umgebenden Flansch zu einer größeren Höhe erstrecken als die inneren Wulste auf dem Flansch, so dass die Scheitel der äußeren Wulste eine dritte Ebene über der zweiten Ebene einnehmen, wodurch ein größeres Volumen an Polymer durch Anwendung von Wärme und Druck auf das Drahtgewebe nahe den äußeren Rändern der peripheren Flansches geschmolzen und verteilt werden muss, als dies nahe den inneren Bereichen des Flansches der Fall ist.
Durch das Bilden von Wulsten entlang den Rändern der Streben, die an dem Drahtgewebe angreifen, wird die Fläche des Drahtgewebes, die tatsächlich bedeckt ist, indem sie in Kunststoff eingebettet ist, auf ein Minimum reduziert, das nötig ist, um eine Stütze für die Gewebe zu erreichen. Obwohl die Streben eine seitliche Breite haben können, die wesentlich größer als die Breite ihrer Scheitel ist, wird die Fläche des Drahtgewebes, die der Filterflüssigkeit zur Verfügung steht, damit nur um die geringe Breite der geschmolzenen Scheitel verringert und wird nicht um die Gesamtfläche der Streben verringert, was der Fall wäre, wenn die Breite der Fläche der Streben, die an dem Gewebe angreift, dieselbe Breite hätte wie die Streben selbst.
Bisher ist beschrieben worden, dass die Streben Wulste aufweisen und insgesamt einen symmetrischen Querschnitt haben, bei dem der Scheitel in der Mitte zwischen zwei parallelen Seiten der Strebe liegt, und der Wulst kann als gleichschenklige Dreiecksversteifung am oberen Ende eines rechtwinkligen Querschnitts des Rests der Strebe gedacht werden. Diese Konstrukion ist jedoch lediglich eine bevorzugte Form, und der dreieckige Querschnitt des oberen Bereichs der Strebe kann abgesetzt sein, so dass der Scheitel des Wulstes auf die eine oder die andere Seite der Strebe verschoben wird, wenn er vom Ende aus betrachtet wird, und wenn das Dreieck ein rechtwinkliges Dreieck ist, fluchtet der Scheitel mit der einen oder der anderen Seite des rechtwinkligen Querschnitts der Strebe, wobei die Hypotenuse des Dreiecks eine geneigte Oberfläche zwischen dem Scheitel des Wulstes und dem anderen Rand des rechtwinkligen Strebenbereichs bildet.
Insgesamt ist die Hauptaufgabe der Bewulstung der Streben, die Breite des Kunststoffs zu verringern, der an dem Drahtgewebe angreifen soll, und der Wulsteffekt kann einfach erreicht werden, indem die Breite der Strebe knapp unterhalb ihrer Fläche, die mit dem Drahtgewebe verbunden werden soll, verringert wird. Diese Breitenverringerung kann durch eine Stufe erreicht werden, so dass eine Schulter gebildet wird (oder zwei Stufen an gegenüberliegenden Seiten, so dass zwei Schultern gebildet werden), und der Bereich mit verringerter Breite über der Schulter (den Schultern) bildet die Kunststofffläche mit verringerter Breite zum Eingreifen mit dem Drahtgewebe. Der Unterschied zwischen einer solchen Anordnung und einem dreieckigen Wulst ist, dass bei Ersterer die Unterseite des Drahtgewebes unmittelbar links oder rechts eines verbundenen Scheitels wenigstens bis hinunter zu der Schulter (den Schultern) vollständig unblockiert ist, während bei einem dreieckigen Wulst eine geneigte Oberfläche beim Flüssigkeitsfiltern durch das Drahtgewebe vorhanden ist. In der Praxis wird jedoch der stärkere Dreiecksquerschnitt bevorzugt, insbesondere weil bei der Aufbringung von Wärme auf die Scheitel die Höhe des Wulstes hinunter eine unterschiedliche Aufweichung auftritt.
Vorzugsweise ist die Gesamtform des Rahmens ein Rechteck, und der Flansch, der sich entlang der beiden längeren Seiten erstreckt, ist breiter als der Flansch entlang der beiden kürzeren Seiten, und wenigstens eine der kürzeren Seiten ist dafür vorgesehen, mit der entsprechenden kürzeren Seite eines ähnlichen Sieb-Stützrahmens, der genauso wie der erste aufgebaut ist, verbunden zu werden.
Zwei Siebe, die wie oben beschrieben aufgebaut sind, werden vorzugsweise in einem Stütz-Rahmengestell in einer Vibrations-Filtermaschine angebracht, wobei die kürzeren Ränder der Sieb-Stützrahmen verbunden sind, so dass die beiden Siebe einen größeren Filterbereich bilden.
Typischerweise ist bei einem Stützrahmen wie dem oben genannten eines der kürzeren Enden des Rahmens dafür vorgesehen, an einem entsprechenden Rand eines angrenzenden ähnlichen Stützrahmens zu verriegeln und abdichtend anzugreifen, so dass, wenn die beiden Rahmen zueinander geschoben werden, das Angreifen und Abdichten nur durch die Gleitbewegung des einen Rahmens bezüglich des anderen bewirkt werden.
Das abgedichtete Verriegeln des einen Rahmens an dem anderen kann dann bewirkt werden, wenn die beiden Rahmen fluchten oder wenn die beiden Rahmen zueinander einen Winkel bilden.
Es ist aus mehreren Gründen vorteilhaft, Siebe so auszubilden und mehrere solcher Siebe in einem Stützrahmengestell in einer Vibrations-Siebmaschine so anzuordnen, dass ihre Enden aneinander liegen, so dass sie einen größeren Filterbereich bilden.
Erstens erfordern, wie bereits erwähnt, einige Rüttlerkonstruktionen, dass eine erste Filterfläche im Wesentlichen horizontal ist und eine zweite Fläche nach oben in der Richtung der Partikelbewegung über das gesamte Sieb geneigt ist. Dies kann erreicht werden, indem das Gesamtsieb aus zwei kleineren Sieben gebildet wird, von denen jedes wie oben beschrieben aufgebaut ist und dafür vorgesehen ist, Rand an Rand verbunden zu werden, wo die Neigungsänderung auftreten muss.
Zweitens kann jedes einzelne Sieb eine Größe und ein Gewicht haben, die von einem Mann leicht gehandhabt werden können.
Drittens kann, wenn ein Schaden bei einem solchen Sieb auftritt, dieses einfach entfernt werden, und ein neues Sieb kann eingesetzt werden (manchmal ohne dass das unbeschädigte Sieb (die unbeschädigten Siebe) dabei bewegt werden muss (müssen)).
Bei einem Stützrahmen wie dem oben genannten ist der Querschnitt jeder Strebe vorzugsweise insgesamt rechtwinklig, und die längere Dimension verläuft insgesamt senkrecht zu der Ebene des Rahmens, und ein erster Verstärkungsdraht erstreckt sich durch jede Strebe nahe an deren Rand, der mit dem Drahtgewebe verbunden werden soll, und ein zweiter paralleler Verstärkungsdraht erstreckt sich durch jede Strebe nahe an deren gegenüberliegendem Rand, und die Drähte werden durch die Formstufe an dem Kunststoff befestigt und bilden damit einen Riegel, wodurch sie dem Aufbau Steifigkeit verleihen.
Weiterhin schneiden bei einem Stützrahmen wie dem oben genannten die Streben vorzugsweise ähnliche Streben, die sich in rechten Winkeln erstrecken, und eine zweite Anordnung von parallelen Verstärkungsdrähten ist vorgesehen, die senkrecht zu der ersten Drahtanordnung in Ebenen verlaufen, die nahe zu denen verlaufen, die die erste Anordnung enthalten, so dass ein Paar parallele beabstandete Drähte sich durch jede der Streben erstreckt.
Bei einem solchen Stützrahmen erstreckt sich jeder Verstärkungsdraht, der mit dem peripheren Flansch des Rahmens fluchtet, vorzugsweise in den Flansch hinein, an jedem von dessen Enden, um dadurch die Steifigkeit des Flansches zu erhöhen.
Vorzugsweise sind die Enden des anderen Drahtes jedes Paars gebogen, so dass sie mit dem Flansch des Rahmens fluchten, und seine gebogenen Enden erstrecken sich in die Flansche hinein, nahe an den Enden des erstgenannten Drahts, um weiter zur Verstärkung der Flansche beizutragen.
Typischerweise berühren sich die Drähte an allen Schnittpunkten und sind vorzugsweise an allen diesen Punkten verschweißt.
Vorzugsweise sind die Enden jedes Drahtpaars verschweißt, wo sie den Flansch belegen.
Bei einer Drahtrahmenanordnung für einen Stützrahmen wie den oben genannten kann ein Angreifen an Kreuzpunkten zwischen parallelen Drähten in dem Flansch bewirkt werden, indem ein sich quer erstreckender Zwischen-Fülldraht oder Lötdraht zwischen den Drahtenden verwendet wird.
Eine weitere Verstärkung kann durch zusätzliche Verstärkungsdrähte in dem Flansch vorgesehen sein, die sich parallel zu der Längsrichtung des Flansches erstrecken, so dass sie über oder unter vorstehenden Verstärkungsdrähten liegen, die sich von den Streben in den Flansch erstrecken, und die zusätzlichen Verstärkungsdrähte werden mit den vorstehenden Verstärkungsdrahtenden verschweißt.
Ein Filtersieb, das erfindungsgemäß repariert oder überholt wird, weist einen Stützrahmen auf wie oben beschrieben, der mit dem Drahtgewebe verbunden ist, wobei die Drähte des Gewebes beim fertigen Produkt straff und gespannt sind, und zu diesem Zweck werden die Drahtgewebe gespannt, wenigstens während das Rahmenmaterial abkühlt und hart wird, um die Drahtgewebe mit dem Rahmen zu verbinden.
Eine Vorrichtung, durch die ein solches Verfahren zum Reparieren oder Überholen eines Filtersiebs an einem Sieb, von dem das abgenutzte Drahtgewebe abgezogen wurde, durchgeführt werden kann, umfasst einen Boden, in den der abgezogene Rahmen eingesetzt wird, ein Drahtgewebe-Streckmittel, das den Boden umgibt, einschließlich eines Befestigungsmittels zum Befestigen der Ränder einer Bahn von Drahtgewebe, die über die obere Oberfläche des Rahmens in dem Boden gelegt ist, ein Spannmittel zum Ausüben einer Spannung auf das Drahtgewebe in wenigstens zwei unterschiedlichen Richtungen, während es so über den Rahmen gespannt ist, ein Mittel zum Erwärmen des Rahmens, um die obersten Ränder der Matrix aus Streben und die Peripherie des Rahmens weich zu machen, und ein Mittel, um das Drahtgewebe in das aufgeweichte Material zu zwingen, so dass nach dem Abkühlen das Drahtgewebe mit dem Polymerrahmen verbunden bleibt und zurück auf die Ränder des Rahmens zugerichtet bzw. getrimmt werden kann.
Die Vorrichtung wie oben beschrieben kann weiterhin ein weiteres Befestigungsmittel und Spannmittel aufweisen, um wenigstens eine zweite Drahtgewebebahn über der ersten zu befestigen zu können, um sie mit dem Rahmen zu verbinden, vorzugsweise gleichzeitig mit der ersten.
Bei einer solchen Vorrichtung kann ein zusätzliches Mittel vorgesehen sein, um Kunststoff entlang jeder der Oberflächen aufzubringen, an denen das Drahtgewebe befestigt werden soll, bevor oder nachdem das Drahtgewebe über den Stützrahmen gespannt wurde, um die Menge des Kunststoffs zu vergrößern, der zur Verfügung steht, um das Drahtgewebe mit dem Rahmen zu verbinden.
Filtermaschinen des Typs, in den Siebe wie das oben beschriebene eingepasst werden können, sind in den UK-Patentschriften 2237521 und 2299771 beschrieben; diese sind jedoch nur als Beispiele gedacht, und die Erfindung ist nicht auf die Reparatur von Sieben, die in solchen Maschinen verwendet werden, beschränkt.
Die Erfindung wird nun beispielartig unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Draufsicht auf einen Rahmen ist, über den Gewebe gespannt und befestigt werden sollen, so dass sie ein Sieb zur Verwendung als Filter in einer Vibrations-Filterausrüstung wie einem Rüttler zum Trennen von Feststoffen von der flüssigen Phase aus Öl und in Wasser enthaltene Verschmutzungen bilden;
2 eine Querschnittsansicht durch CC aus 1 ist;
3 ein Teilschnitt durch BB aus 1 ist;
4 ein Teilschnitt durch AA aus 1 ist;
5 eine Teilendansicht bei D des Rahmens aus 1 in vergrößertem Maßstab ist;
6 eine Draufsicht in verkleinertem Maßstab ist, die zwei Siebe zeigt, von denen jedes unter Verwendung eines Rahmens wie dem in 1 gezeigten aufgebaut ist, in aneinander liegender Beziehung mit fluchtenden Rändern, um eine größere Siebfläche zu bilden;
7 ein Seitenaufriss in der Richtung des Pfeils VII aus 6 ist;
8 oder 9 in vergrößertem Maßstab die beiden miteiander eingreifenden Randbereiche der beiden Rahmen aus 6 und 7 zeigen;
10 in vergrößertem Maßstab den anliegenden Bereich der beiden Rahmen im Querschnitt zeigt, der in 7 mit VIII bezeichnet eingekreist dargestellt ist;
11 eine Draufsicht von oben auf einen anderen Rahmen ähnlich dem aus 1 ist, der jedoch dafür vorgesehen ist, in anliegender Randbeziehung mit einem anderen ähnlichen Rahmen verbunden zu werden, so dass die beiden Rahmen bezüglich zueinander einen Winkel bilden, wenn sie von der Seite gesehen werden;
12 eine Endansicht bei „B" aus 11 ist;
13 ein Schnitt durch DD aus 11 ist;
14 eine Teilendansicht (in vergrößertem Maßstab) bei „B" aus 11 ist;
15 ein Teilschnitt durch AA des linken Endes des Rahmens aus 11 ist;
16 ein Teilschnitt durch AA des rechten Endes des Rahmens aus 11 ist, der detaillierter die Drahtverstärkungsstruktur zeigt, und der zeigt, wo Einsätze nötig sind, um sie in einem Formwerkzeug zu stützen;
17 ein Teilschnitt durch CC (in vergrößertem Maßstab) des Rahmens aus 11 ist;
17a und 17B zeigen, wie der Drahtrahmen durch Zwingen, die integraler Teil des geformten Rahmens werden, so dass sie die Enden der Drähte bedecken, in einem Formwerkzeug gehalten werden kann;
17C einen Abstandhalter aus gebogenem Draht zum Verhindern eines Zusammenbruchs des Drahtrahmens in dem Formwerkzeug, wenn Polymer unter Druck eingespritzt wird, zeigt,
18 eine Seitenrandansicht von zwei Rahmen des in 11 gezeigten Typs ist, wobei die Ränder aneinander anliegen;
18A eine Ansicht der Verbindung in vergrößertem Maßstab ist;
19 ein Seitenaufriss teilweise im Querschnitt eines Schnittpunkts zwischen Zeilen- und Spalten-Stützgliedern eines Rahmens wie dem in 1 gezeigten ist;
20 eine Draufsicht von oben auf den in 19 gezeigten Rahmenteil ist;
21 ein Aufriss einer Stütze zum Anordnen der Drahtverstärkungsstruktur an einem Schnittpunkt ist, wie in 19 und 20 gezeigt;
22 eine Endansicht in vergrößertem Maßstab des unteren Endes der Stütze aus 21 ist;
23 in größerem Maßstab den bevorzugten Eingriff des Meißelendes der Abstandsstütze mit einem verstärkten Stab zeigt; und
24 einen Teil eines fertiggestellten Siebs zeigt.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 stellt einen Rahmen dar, über den gewebte Drahtmaschen auf die hier beschriebene Art gespannt und befestigt werden sollen. Der Rahmen ist insgesamt mit 10 bezeichnet und umfasst eine große Zahl von rechteckigen Öffnungen von ähnlicher Größe, von denen eine mit 12 bezeichnet und durch eine geradlinige Matrix aus sich rechtwinklig schneidenden Kreuzgliedern gebildet wird, wobei eines dieser Glieder mit 14 bezeichnet ist und ein anderes durch das Bezugszeichen 16 bezeichnet ist.
An zwei gegenüberliegenden Seiten, nämlich 18 und 20, weist der Rahmen einen relativ breiten Flansch auf, dessen obere Oberfläche gewellt ist, so dass Wulste und Furchen 22 entstehen. Die anderen zwei Ränder 24, 26 und 28 sind relativ schmal und weisen nur zwei oder drei Wulste 30, 32 auf. Indem wenigstens die Wulste aus einem Kunststoff gebildet werden, der bei Erwärmung weich werden kann und der bei Abkühlung hart wird, können Drahtgewebemaschen (nicht gezeigt) über die mit Wulsten versehenen Peripheriebereiche des Rahmens gespannt werden und können in die Wulste eingebettet werden, indem die peripheren Ränder des Rahmens erwärmt werden und die Drahtmaschen in die weich gewordenen Scheitel der Wulste gedrückt werden. Indem der Kunststoff abkühlen kann, so dass die Drahtmaschen fest an ihrem Platz gehalten werden, und wenn diese vor dem Erwärmungsschritt in beide Richtungen gespannt wurden, die Spannungen durchgehend gehalten werden und danach der Kunststoff abgekühlt ist, bleiben Restspannungen in den gespannten Lagen von Drahtgewebe. Wenn, wie üblicherweise bevorzugt, die Drahtgewebe unterschiedlich gespannt wurden, so dass die Spannung in dem einen höher ist als in dem anderen, bleibt diese Differenz in den Restspannungen, die in den Drahtgeweben erhalten bleiben.
Durch das Ausbilden ähnlicher Wulste entlang der Spitze jedes der orthogonalen Kreuzglieder und eine Anordnung, bei der die Wulste der Kreuzglieder mit dem Drahtgewebe eingreifen, nachdem dieses in den Wulsten der umgebenden Flansche eingebettet wurde, durch Erwärmen des gesamten Oberflächenbereichs des Rahmens, werden die Drahtgewebemaschen an den Scheiteln der Kreuzglieder befestigt, die, wenn die Anordnung abkühlt, die Drahtgewebe fest an ihrem Platz halten und zusätzlichen Halt für diese bieten.
Bei einem typischen Beispiel hat das erste Drahtgewebe eine Maschenzahl von etwa 30 und das zweite Gewebe eine Maschenzahl in dem Bereich von 100–300. Jedes ist aus geglühtem, rostfreiem Stahldraht hergestellt – wobei der, der das erste Gewebe bildet, typischerweise einen Durchmesser im Bereich von 0,28 mm hat.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung wird der Rahmen aus einem Kunststoff hergestellt, der mit Glasfasern oder ähnlichem Verstärkungsmaterial verstärkt werden kann, und die Randbereiche und die Kreuzglieder des Rahmens sind alle mit langgestreckten Stahldrähten verstärkt, die miteinander verschweißt sind, so dass sie eine Drahtrahmen-Verstärkungsstruktur bilden, auf eine Art, die später beschrieben werden wird. Typischerweise wird Stahldraht mit einem Durchmesser von 2,5 mm verwendet, um den Verstärkungs-Drahtrahmen zu bilden.
Ein Rahmen wie der in 1 gezeigte wird typischerweise gebildet, indem der Verstärkungsrahmen in ein geeignetes Formwerkzeug eingesetzt wird und Kunststoff unter Druck in das Werkzeug gespritzt wird, so dass der Draht-Verstärkungsrahmen vollständig in dem Kunststoff eingeschlossen ist (der typischerweise mit Glasfaser verstärkt ist), so dass die Verstärkungsdrähte bei Herausnahme aus der Form vollständig in dem Kunststoff eingeschlossen sind.
Der Schnitt durch CC in 2 zeigt das Kreuzglied 14 im Schnitt, und das orthogonale Kreuzglied 16 ist gezeigt, das sich auf beiden Seiten von 14 erstreckt. Die Randbereiche 18, 20 sind durch Rahmenglieder 34 und 36 verstärkt.
Der Querschnitt durch BB in 1 ist in 3 gezeigt. Das Kreuzglied 14 ist immer noch sichtbar, aber das orthogonale Kreuzglied 38 ist jetzt gezeigt, das 14 schneidet, und die Öffnung, die von BB geschnitten wird, ist mit 40 bezeichnet.
Wulste wie 24 in der oberen Oberfläche des relativ breiten Randflansches 20 sind zu sehen, ebenso der innere der zwei Wulste entlang dem schmaleren Rand 28, nämlich der Wulst 42, der ebenfalls in 1 mit einem Bezugszeichen versehen ist. Das wulstige Ende 28 ist an gegenüberliegenden Enden bei 44, 46 abgeschnitten, wie in 1 gezeigt.
Ebenfalls in 3 gezeigt sind einige der Metall-Verstärkungsstäbe, die den Verstärkungsrahmen bilden. Zwei mit 48 und 50 bezeichnete Stäbe erstrecken sich durch den oberen bzw. unteren Bereich des Kreuzglieds 38.
Ähnliche Paare von Stäben erstrecken sich durch den oberen und den unteren Bereich jedes der parallelen Kreuzglieder, wie z. B. 16.
Durch jedes der sich orthogonal erstreckenden, mit 14 bzw. 52 bezeichneten Kreuzglieder erstrecken sich zwei ähnliche Paare von Stäben, die mit 54 und 56 bzw. 58 und 60 bezeichnet sind. An den Schnittpunkten zwischen den Stäben sind diese zusammengeschweißt, wie bei elektrischem Widerstandsschweißen.
Weitere Verstärkungsstäbe 62 und 64 erstrecken sich parallel zu den Stäben 54 und 58 durch den Randbereich 20, und dieser ist mit den verlängerten Enden der Stäbe 48 etc. widerstandsverschweißt, wo diese sich in den Flansch 20 erstrecken.
Die Verlängerungen der unteren Stäbe, z. B. 50, sind nach oben gebogen, wie bei 66 gezeigt, so dass sie sich mit gemeinsamer Erstreckung oder in Kontakt mit der Unterseite des oberen Stabs des Paares, z. B. der Verlängerung des Stabs 48, erstrecken, und sind mit dieser widerstandsverschweißt. Auf diese Weise ist die obere Schicht der schneidenden und verschweißten Stäbe, z. B. 48, 54, 58, 62, 64, an der unteren Schicht der Stäbe, z. B. 50, 56, 60 befestigt, um eine einheitliche Verstärkungsstruktur zu bilden.
4 ist ein Teilschnitt durch AA in größerem Maßstab als in 1, wodurch die Wulste 30 und 32 im Schnitt an den Enden des Rahmens, die stumpf zusammengefügt werden sollen, zu sehen sind.
4 zeigt auch die Einzelheiten der männlichen und weiblichen Verriegelungsanordnung an gegenüberliegenden Enden des Rahmens. So steht am linken Ende ein länglicher Vorsprung 68 von der linken Endfläche 70 vor und erstreckt sich über die gesamte Breite des Rahmens, während an dem anderen Ende des Rahmens die Endfläche 72 abgeschnitten ist, um einen Falz 74 zu bilden, in dem der Vorsprung 68 eines anliegenden Rahmens aufgenommen wird.
Die Endfläche 72 umfasst auch einen Aufsatz 76, der mit dem gegenüberliegenden Endbereich der Endfläche 70 des anliegenden Rahmens zusammenwirkt, um die zwei Endflächen um die Dicke des Aufsatzes 76 voneinander zu beabstanden. Dies hilft auch dabei, den Falz 78 in dem Vorsprung 68 korrekt unter der Lippe 80 entlang dem oberen Rand des Falzes 74 einzusetzen.
4 zeigt auch die kleinen Öffnungen, die über dem Schnittpunkt des Verstärkungsgitters gelassen werden können, wenn Abstandsvertiefungen oder -untersätze bei der Formwerkzeuganordnung verwendet werden, um das Verstärkungsgitter in der Werkzeuganordnung zu halten. Zwei davon sind mit 82 und 84 bezeichnet.
5 ist eine Teilendansicht in der Richtung des Pfeils D in 1 und zeigt den Aufsatz 76 und die Endfläche 72 des rechten Endes des Rahmens, wie in 4 gezeigt. Ebenso ist die Lippe 80 auch zusammen mit dem Unterschnitt 86 in der Unterseite der Schulter, die von dem Falz 74 gebildet wird, gezeigt.
6 zeigt, wie zwei Rahmen 10 und 10', von denen jeder dem in 1 gezeigten ähnlich ist, verbunden werden können, wobei die beiden Ränder 26', 28 anliegen/eingreifen, wie ausführlicher unter Bezugnahme auf spätere Figuren der Zeichnungen beschrieben werden wird.
Im Gebrauch werden die breiteren Flansche 18 und 20, 18' und 20' sowie ein Endflansch 28' in geeigneter Weise in dem Korb einer Rüttleranrodnung gegriffen. Der Endflansch 20 kann lediglich an seiner Unterseite gestützt sein, um zu ermöglichen, dass Feststoffmaterial während des Rüttelns ungehindert über diesen Rand gelangen kann.
Eine aufblasbare Greifabdichtung kann entlang der Ränder 20, 20', 28', 18' und 18 verwendet werden.
Wie in 7 gezeigt können die beiden Rahmen 10 und 10' miteiander fluchten, und bei einigen Rüttlern sind die fluchtenden Rahmen vorteilhafterweise so montiert, dass sie sich zur Horizontalen neigen, so dass sie eine Aufwärtssteigung beschreiben, die der zu filternde Schlamm aufgrund der Rüttelbewegung hinauf steigt. Typischerweise hat die Rüttelbewegung Komponenten insgesamt in der Fluchtrichtung der zwei Rahmen und insgesamt senkrecht dazu.
Die zwei aneinander anliegenden einzelnen Teile sind in vergrößertem Maßstab in 8 und 9 gezeigt, und Einzelheiten des Eingriffs sind in 10 gezeigt. 9 zeigt den Rand 28, der die vorstehende Nase umfasst, die insgesamt mit 68 bezeichnet ist und die sich über die Breite des Rahmens erstreckt und unter die Schulter 80 des Falzes 74 des zusammenwirkenden Rahmens 10 passt.
Der Aufsatz 76 kann ein separates Glied in Form einer Abdichtung aufweisen, die aus Kunststoff oder Gummi oder einer Zusammensetzung daraus bestehen kann. Alternativ kann sie, wie gezeigt, einfach einen vorstehenden Wulst aufweisen, der während des Formens in dem Material, aus dem der Rest des Rahmens aufgebaut ist, gebildet wird.
Wenn die zwei Rahmen in einem Rüttler montiert werden, wird der Rahmen 10' zuerst in den Rüttlerkorb eingesetzt, und danach der Rahmen 10. Indem das rechte Ende des Rahmens 10 angehoben wird (wie in 6 zu sehen), so dass der Rahmen 10 eine Winkelneigung bezüglich der Ebene des Rahmens 10' hat, kann die Nase 68 unter der Schulter 80 in den Unterschnitt 86 des Falzes 74 so eingesetzt werden, dass der Wulst 88 des Vorsprungs 68 mit dem Unterschnitt 86 hinter der Schulter 80 eingreift. Sobald 88 in 86 ist, kann der Rahmen 10 so abgesenkt werden, dass er mit 10' fluchtet, und wenn die Dimensionen sorgfältig gewählt werden, greift nur unter dieser Bedingung die geneigte Oberfläche 90 an der geneigten Unterseite 92 an, und der Aufsatz 76' tritt in Kontakt mit der Fläche 70 des anderen Rahmenendes. Dies ist deutlicher in 10 gezeigt.
Indem die Dimensionen so gewählt werden, kann Fluid, das zwischen den Enden des Rahmens eingeschlossen ist, wenn die zwei Rahmen zusammengeschoben werden, durch die Lücke gepresst werden, die zwischen den Oberflächen gelassen ist, um einen Ablauf durch die unterste, in 10 sichtbare Lücke zu erleichtern.
Bei einigen Rüttlern ist bevorzugt, dass die zwei Siebe wie die in 6 gezeigten (von denen jedes von einem Rahmen gebildet wird, über den gewebte Maschen gespannt sind) bezüglich einander geneigt sind anstatt miteinander zu fluchten, wie in 7 gezeigt. Zu diesem Zweck kann eine alternative Randkonfiguration verwendet werden, bei der ein Rahmenende in das andere eingepasst werden kann, mit einer kleinen Stufe zwischen den zwei oberen Oberflächen.
11 ist eine Draufsicht auf einen solchen Rahmen.
12, 13 und 14 sind Rand- und Schnittansichten, im Fall von 14 in vergrößertem Maßstab, des Rahmens aus 11.
Im Wesentlichen ist der Aufbau des zentralen Bereichs des Rahmens ähnlich wie der des Rahmens aus 1. So sind die Maschen an den äußeren Flanschen 100, 102, 104 und 106 sowie an den oberen Rändern der sich kreuzenden orthogonalen Kreuzglieder 108, 110, 112 etc. befestigt.
Die relativ breiten Flansche 100 und 102 sind in 12 bis 14 zu sehen, zusammen mit den Kreuzgliedern 110, 112.
Jedes der sich schneidenden Kreuzglieder weist an seinem oberen Rand einen Wulst auf, wie am besten aus der versteckten Einzelheit der Teile 110, 112 in 14 zu sehen ist. Die Wulste sind mit den Bezugszeichen 114, 116 bezeichnet, und es ist hervorzuheben, dass die Spitzen der Wulste 114, 116 knapp unter der Spitze der Wulste 118 entlang dem Rand 106 liegen (s. 11). Dies stellt sicher, dass, wenn das GFK-Material erwärmt wird, um die Drahtmaschen aufzunehmen, das Erwärmen und Verschweißen der Maschen an den äußeren Bereichen 100 bis 106 des Rahmens vor demjenigen über dem zentralen Bereich, der aus den sich schneidenden Kreuzgliedern 108, 110 etc. besteht, geschieht.
Die Enden 104, 106 sollen ineinander eingreifen können, und dementsprechend ist das Ende 106 mit einem Paar Backen 120, 122 ausgebildet, die sich über die gesamte Breite des Rahmenendes erstrecken und das gegenüberliegende Ende 104 eines zweiten Rahmens (nicht gezeigt) aufnehmen können. Dieses gegenüberliegende Ende umfasst einen verlängerten Flansch 124 mit drei Wulsten 126, die an dessen oberer Oberfläche ausgebildet sind, wobei die Höhe der Flansche zusammen mit der Dicke des Flansches 124 gleich dem Innenabstand zwischen der oberen und der unteren Backe 120, 122 ist, so dass ein Ende 124 in den langgestreckten Spalt, der von einem Paar Backen 120, 122 gebildet wird, geschoben werden kann.
Bei 128 divergiert die Unterseite der oberen Backe nach oben weg von der unteren Backe, um den Eintritt des Endes 124 dort hinein zu unterstützen. Da sie aus einem Material auf Kunststoffbasis ausgebildet sind, sind die Wulste 126 verformbar, und durch genaue Dimensionierung der Lücke zwischen den Backen 120, 122, so dass der Flansch 104 fest in der Lücke zwischen diesen Backen eingekeilt werden kann, bilden die Wulste 126 eine teilweise Abdichtung zwischen dem Flansch 124 und der Unterseite 128 der oberen Backe 120 des Endflanschs 106.
Wie der in 1 bis 10 dargestellte Rahmen umfasst der Rahmen aus 11 ein Gitter aus Verstärkungsstäben, die verschweißt oder auf andere Art an den Zwischenräumen des Gitters verbunden sind und aus einer unteren und einer oberen Lage aufgebaut sind – insgesamt mit 130, 132 bezeichnet – s. 15. Die Enden der unteren Lage von Stäben sind nach oben gebogen, wie bei 134 in 16, um mit den fluchtenden Stäben der oberen Lage in dem Endflansch 104 verschweißt zu werden.
Die obere und die untere Lage von Stäben enden, ohne an dem anderen Ende des Rahmens zu konvergieren, wie aus dem Teilschnitt in 15 zu ersehen ist.
Die zwei Ränder 100 und 102 sind genau so verstärkt wie der Endflansch 104, und die Enden der Stäbe 136 der unteren Lage sind nach oben gebogen, wie bei 138 in 17, um sich mit den oberen Stäben 140 zu vermischen und mit diesen verschweißt oder auf andere Art verbunden zu werden.
Alle Stäbe sind vollständig in der geradlinigen Anordnung sich schneidender Kreuzglieder angeordnet, außer an den mit Flanschen versehenen Rändern des Rahmens.
Der Teilschnitt aus 17 ist durch die Linie CC in 11 genommen, und Kreuzglieder 110 und 112 sind in beiden Figuren gekennzeichnet.
18 zeigt, wie zwei Rahmen wie die in 11 bis 17 gezeigten eingepasst werden können, so dass der eine in einem stumpfen Winkel zu dem anderen liegt. Der eine Rahmen ist mit 14 bezeichnet.
18A zeigt eine modifizierte Eingriff-Möglichkeit ähnlich dem Eingriff eines Endes, z. B. 126, in einer langgestreckten „Fassung" zwischen Backen wie 120, 122 – wobei aber beide Enden „weiblich" sind (d. h. gleich dem Ende 106), und der obere Flansch des einen in der Fassung des anderen aufgenommen und verkeilt werden kann, und eine gute Abdichtung aufrechterhalten wird. Ähnliche Bezugszeichen werden verwendet, um jeweils gleiche Gegenstände zu bezeichnen, wie bei 18A und vorherigen und folgenden Figuren.
Wie ebenfalls in 17 gezeigt, können Kunststoff-Stützeinsätze oder -untersätze wie die durch 142, 144 bezeichneten in dem Formwerkzeug angeordnet sein, so dass sie in den Zwischenräumen der sich kreuzenden Stäbe eingreifen, um so das Rahmengerüst korrekt in dem Formwerkzeug zu beabstanden, wenn dieses geschlossen wird.
Bei einer alternativen Beabstandungs-Anordnung kann das Beabstanden und Positionieren durch Stifte erreicht werden, die von den inneren Oberflächen des Formwerkzeugs vorstehen, und Öffnungen in der Kunststoff-Form können mit geeignetem Material gefüllt werden, nachdem das Werkzeug geöffnet wurde und die geformte Komponente entfernt wurde, oder können mit dem Kunststoff gefüllt werden, aus dem die Streben hergestellt sind, wenn der Rahmen während des Herstellungsverfahrens Hitze und Druck ausgesetzt ist.
Bei bevorzugten Ausführungsformen werden Abstands-Stützen oder -untersätze verwendet, da diese nicht nur benutzt werden können, um das Verstärkungs-Rahmengerüst in dem Formwerkzeug zu zentrieren, sondern dort, wo das Rahmengerüst so aufgebaut ist, dass es sich leicht nach oben und nach unten neigt, auch den richtigen Abstand zwischen der oberen und der unteren Lage von Stäben neu bilden, wenn die Formwerkzeuganordnung geschlossen wird. Eine bevorzugte Form einer solchen Abstands-Stütze ist unter Bezugnahme auf 19 bis 23 dargestellt und beschrieben.
Um Formdruck in der Werkzeuganordnung zu vermeiden, der dadurch entsteht, dass die obere und untere mit Wänden versehenen Anordnungen von Stäben/Drähten zueinander gezwungen werden, um den Abstand zwischen ihnen zu verringern, sind Abstandhalter 143 vorgesehen (typischerweise gebogene Drähte, die an der einen oder der anderen der zwei Anordnungen ausgebildet sind und eine relative Bewegung zueinander über eine kritische Dimension hinaus, die durch die Abstandhalter definiert ist, ermöglichen), wie in 17C gezeigt.
Auf ähnliche Art können Kunststoffzwingen, wie die in 17 gezeigte und mit 146 bezeichnete, in das Formwerkzeug eingesetzt werden, so dass sie die Enden der Stäbe bedecken, die andernfalls offen liegen könnten.
Bei einem bevorzugten Formwerkzeug wird das verschweißte Verstärkungs-Rahmengerüst in einem Teil der Werkzeuganordnung durch vier zurückziehbare Stifte (145) gestützt, zwei an gegenüberliegenden Seiten des Rahmengerüsts, durch doppelendige Kunststoffzwingen (146), die an einem Ende auf ein Ende eines der Stäbe (140), die das Rahmengerüst bilden, und am anderen Ende auf einen der zurückziehbaren Stifte aufgepasst sind. Nach dem Formen werden die Stifte (145) aus den blinden Öffnungen in den Zwingen (146) zurückgezogen, die während des Formens im GFK eingebettet waren, damit der geformte Gegenstand aus der Werkzeuganordnung entfernt werden kann.
Ein Beispiel ist in 17A und 17B gezeigt.
Wo die Stützeinsätze oder Zwingen nach dem Formen vorstehen, können sie durch Abschneiden oder -feilen entfernt werden.
Wie unter Bezugnahme auf 11 ff. erwähnt, können die Scheitel der Wulste in den Randflanschen des in 1 bis 10 gezeigten Rahmens auch in einer anderen Ebene liegen als die Scheitel der Wulste an den Kreuzgliedern wie z. B. 14 und 16, und bei einer bevorzugten Anordnung erstreckt (erstrecken) sich einer oder mehrere der äußeren Wulste entlang den Flanschen wie z. B. 18, 20, 26 und 28 oberhalb der Ebene, in der die Scheitel der Kreuzglieder wie z. B. 14, 16 liegen. Dadurch enthalten die Peripheriebereiche der Rahmen eine größere Menge Kunststoff, der erhitzt und weich ge macht werden muss, bevor das Drahtmaschengewebe dort hinein gezwungen werden kann, als entlang der Kreuzglieder vorhanden ist. Das Verbinden der Peripheriebereiche muss deshalb auftreten, bevor die Gewebe in Kontakt mit den Scheiteln der Kreuzglieder 14, 16 etc. treten können und mit diesen verbunden werden.
19 bis 23 zeigen in anderem und insgesamt vergrößertem Maßstab die Anordnung der bevorzugten Abstandsstützen für die Verstärkungsstäbe. Hier weist jede Stütze einen sich verjüngenden Metallstift 148 mit Meißelende auf, wie in 19 gezeigt. Das Meißelende 150 ist am besten in 21 zu sehen.
Wie in 23 gezeigt, sind die Stifte so angeordnet, dass jedes Meißelende 150 sich insgesamt senkrecht zu der Längendimension des Stabs 48 erstreckt, den es mit dem Formwerkzeug eingreifen lässt.
Durch das Meißelende 150 und die Verjüngung 152 fließt flüssiger Kunststoff um die sich verjüngenden Meißelenden herum, so dass sich ähnlich verjüngende Vertiefungen wie z. B. 154 in den Scheiteln der Kreuzglieder des Rahmens zurückbleiben, wenn das Werkzeug geöffnet wird und die Meißelenden aus der Form entfernt werden. Jede Vertiefung, die ein Stift 148 hinterlässt, legt daher nur einen winzigen Bereich 156 des Drahts frei (s. 20).
Wenn Drahtgewebe über die Scheitel des Rahmens gezogen werden und die Gewebe und der Rahmen erhitzt werden, fließt der Kunststoff in das untere Ende jeder Vertiefung, die von einem Meißelende hinterlassen wurde, z. B. 150. Dies füllt die winzige Fläche, um eine Barriere zwischen der Drahtmasche (den Drahtmaschen) und den Verstärkungsstäben wie z. B. 48 zu bilden (s. 3).
24 ist eine perspektivische Ansicht des weiblichen Endes des Rahmens 10' aus 9.
Der Dichtungswulst 76 ist über der Nut 74 zu sehen, in die die langgestreckte männliche „Nase" 68 (s. 9) passt.
Über den Rahmen sind Drahtgewebe gespannt, von denen das obere teilweise bei 158 und das untere teilweise bei 159 gezeigt ist. Zwei solche Gewebe sind übereinander über den Rahmen gespannt, wobei die Maschen des unteren Gewebes grober sind als die des oberen Gewebes, und wobei die Spannung in dem unteren Gewebe größer ist als in dem oberen.
Indem wenigstens die obere Oberfläche des Rahmens erwärmt wird und ein gleichmäßiger, nach unten gerichteter Druck auf die Gewebe ausgeübt wird, weichen die Scheitel des Kunststoffrahmens auf und lassen die Drahtgewebe in die Scheitel einsinken, die bei dem Verfahren ebenfalls abgeflacht werden. Bei der Abkühlung erhärtet sich der Kunststoff und hält die Drahtgewebe an ihrem Platz.
Die Scheitel der äußersten Wulste 160 an dem Flansch erstrecken sich aufwärts über die Scheitel der inneren Wulste desselben Flansches.
Der Stegbereich an der Verbindung zwischen zwei Sieben, wie in 7 und 18 gezeigt, sollte so klein wie möglich sein, um den Fortschritt von partikelartigem Material von einem Sieb zum nächsten nicht zu beeinträchtigen.
Ebenso sollte der vordere Rand des Siebs, wo Feststoffe über den Rand und weg von diesem transportiert werden, z. B. in ein Gefäß, auch eine möglichst kleine Fläche haben.
Die Verbindung, die durch ineinander passende Enden vorgesehen ist, wie in 18, 18A gezeigt, bewirkt, dass der Rand 120 des oberen Rahmens über den Drahtmaschen des unteren Rahmens liegt. Die nicht siebende tote Zone wird dadurch auf ein Minimum, d. h. das mit einem Wulst versehene Ende 120, reduziert.
Die Verbindung, die durch den Eingriff wie in 18, 18A vorgesehen ist, dichtet auch die Verbindung ab und verhindert ein Austreten von Flüssigkeit, und verringert, wie sich herausgestellt hat, die Gefahr des Prellens zwischen dem einen und dem anderen Rahmen über die Verbindung. Dies wird anscheinend durch die Ausbildung eines Strukturglieds durch die Verstärkungsdrähte bewirkt, und dort, wo diese gespannt sind, wie es der Fall ist, wenn das Rahmengerüst in dem Formwerkzeug von oben und von unten geschoben wird, leisten das Rahmengerüst und der Kunststoff wesentlichen Widerstand gegen Verbiegungen und minimieren dadurch eine Neigung zum Prellen.
Hochglühen wird vorzugsweise für das Verbinden der Drahtgewebe mit den Scheiteln verwendet.
Schweißdrähte werden praktischerweise zwischen übereinanderliegenden parallelen Stäben wie z. B. 48, 66 (s. 3) verwendet, wie durch das Bezugszeichen 49 bezeichnet.
Es wird auf die Zeichnungen und die verwandte Beschreibung der UK-Patentschriften 2237521 und 2299771 verwiesen, die Filtermaschinen des Typs darstellen, bei denen Siebe wie hier beschrieben montiert werden können.

Claims

Verfahren zum Reparieren oder Überholen eines Filtersiebs, das einen Stützrahmen (10) aufweist, der eine periphere Oberfläche umfasst, die mit parallelen Wulsten (22, 30, 32) ausgebildet ist, in die Drahtgewebe (158, 159) eingebettet ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Abziehen von abgenutztem oder beschädigtem Drahtgewebe von der Oberfläche des Rahmens; (b) Positionieren von frischem Gewebe über dem Rahmen und Spannen des Gewebes in geeigneter Weise; (c) Aufbringen von Wärme, um die zuvor mit Wulsten versehene Oberfläche des Rahmens, über den das frische Drahtgewebe gespannt ist, aufzuweichen, so dass dieses den so entstandenen aufgeweichten Kunststoff der Oberfläche durchdringen und darin eingebettet werden kann; (d) Abkühlenlassen des Rahmens und des ihm zugeordneten frischen Drahtgewebes; (e) Wegnehmen der aufgebrachten Spannung; und (f) Zurichten der offengelegten Drahtgeweberänder an der umgebenden Oberfläche.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kunststoff auf die Oberfläche des Rahmens aufgebracht wird, der das Drahtgewebe aufnehmen soll, bevor dieses darübergepasst wird, damit zusätzlicher Kunststoff vorhanden ist, um das Drahtgewebe mit dem Rahmen zu verbinden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt (b) der abgezogene Stützrahmen (10) in eine Form eingesetzt wird und frisches Polymermaterial in die Form eingespritzt wird, um an den Oberflächen des Rahmens Wulste (22, 30, 32) neu zu bilden, ähnlich denen, die vorhanden waren, als der Rahmen hergestellt wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Entfernung von abgenutztem oder beschädigtem Drahtgewebe von einem Stützrahmen (10) eine Kunststoffbahn mit in Draufsicht ähnlicher Größe und ähnli chem Muster wie die Öffnungen des Stützrahmens über dem zu reparierenden Rahmen mit diesem fluchtend positioniert wird, bevor oder nachdem ein neues Drahtgewebe darüber gespannt wird und bevor Wärme und Druck aufgebracht werden, damit zusätzlicher Kunststoff vorhanden ist, um das neue Drahtgewebe mit dem Rahmen zu verbinden.
Repariertes oder überholtes Filtersieb, das durch das Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 erhalten wurde, und das einen Stützrahmen (10) mit einer peripheren Oberfläche aufweist, die mit parallelen Wulsten (22, 30, 32) ausgebildet ist, von der abgenutztes oder beschädigtes Drahtgewebe abgezogen wurde, und bei dem frisches Drahtgewebe (158, 159) über dem Rahmen positioniert und gespannt ist, wobei das Drahtgewebe durch Wärme in die Oberfläche eingebettet ist, und wobei die offenliegenden Ränder des Drahtgewebes an der umgebenden Oberfläche zugerichtet werden.