DE69827046T2

DE69827046T2 - Einrichtung zum Reparieren oder Aufbereiten eines Filtersiebes

Info

Publication number: DE69827046T2
Application number: DE1998627046
Authority: DE
Inventors: Gordon James Kincardinshire Cook; Andrew Edinburgh Hughes; Arthur Robert Sutton Coldfield Bailey; George Charles Gorebridge Hartnup; 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: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2018-02-26
Also published as: EP1205265A2; EP1205265B1; DE69825329D1; US20020096470A1; DK1205261T3; JP2007190558A; GB2322590A; WO1998037988A1; DE69827046D1; US6675975B1; HK1046659B; JP4850115B2; ATE237409T1; US20020088532A1; BR9807644A; GB2337019A8; DE69824052D1; CA2281098A1; EP1205264B1; NO994245D0

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Siebe zur Verwendung als Filter in Vibrations-Filtriereinrichtungen, z. B. Rüttlern, die in der Ölbohrindustrie verwendet werden, um Feststoffe von der Flüssigphase aus Öl und Wasserschlamm, die bei Bohrvorgängen entsteht, zu trennen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Konstruktion einer Einrichtung, mit deren Hilfe ein Sieb repariert oder aufbereitet werden kann, damit ein neues Maschengewebe über einen Tragrahmen gespannt und damit befestigt werden kann, von dem abgenutztes oder beschädigtes Traggewebe entfernt worden ist, so dass die Stützrahmen solcher Siebe wiederholt verwendet werden können.
Hintergrund der Erfindung
Beispiele von Filtriereinrichtungen, in denen Siebe verwendet werden, finden sich in den UK-Patenten 2237521 und 2229771.
Ein derartiges Sieb ist in PCT/GB 95/00411 (WO 95/23655) beschrieben.
Bei früheren Konstruktionen von Sieben wurde die Sieb-Lebensdauer dadurch verlängert, dass ein verschleißhemmendes Traggewebe aus Maschendraht unterhalb eines oberen Drahtgewebes aus härterem Verschleißmaterial als zumindest dem der Oberfläche des Drahtes verwendet wurde, aus dem das untere Gewebe hergestellt war, so dass Verschleißerscheinungen aufgrund von Reibwirkung und Vibrationen im Betrieb im unteren Gewebe in höherem Maße als im oberen Gewebe aufgetreten sind. In der Beschreibung wird auch eine verbesserte Rahmenkonstruktion beschrieben, auf der ein Drahtgewebe aufgespannt und durch Verbinden mittels Klebstoff festgelegt werden kann, damit ein Separiersieb entsteht, in welchem der Rahmen aus mit Glasfasern verstärktem, Gas geblasenem Polypropylen mit länglichen Metall-Verstärkungselementen oder -stäben, die in das Polypropylen eingebettet sind, ausgebildet werden soll. Die verbesserte Rahmenkonstruktion ist in den 3–8 des älteren Patentes beschrieben.
Stand der Technik
BE 897 298 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Filtersiebes, bei dem vorzugsweise ein mit Kunststoff überzogener Metallrahmen verwendet wird, über dem eine Schicht aus Drahtgewebe gespannt und durch Beaufschlagen mit Wärme und Druck verbunden wird.
NL 79668 und GB 743 902 beschreiben ebenfalls Filtersiebe, obgleich bei keinem der Siebe ein Gewebe eingesetzt wird, das gespannt wird.
Aus diesem Stand der Technik ergibt sich kein Verfahren bzw. keine Einrichtung zum Reparieren solcher Siebe, vor allem deshalb, weil die Kosten für das Wiederherstellen korrodierter und verschmutzter Metallrahmen, das Reinigen und erneute Überziehen des Metalls mit Kunststoff und dann das erneute Überziehen des Rahmens mit Drahtgewebe aufwendig ist und es üblich war, abgenutzte Siebe nicht mehr zu verwenden. Das Reparieren war auf das Ausbessern kleiner, beschädigter Bereiche des Gewebes an Ort und Stelle beschränkt.
Es wurde vorgeschlagen, die Metallrahmen durch Stützrahmen zu ersetzen, die aus durch Glasfaser verstärktem Kunststoffmaterial hergestellt sind, und es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Einrichtung anzugeben, um Filtersiebe zu reparieren oder aufzubereiten, die einen Tragrahmen aufweisen, der aus durch Glasfasern verstärktem Kunststoffmaterial besteht, wobei die Stirnseiten von Umfangsrandbereichen des Rahmens, die während der Herstellung mit Drahtgewebe umlegt werden, und mit denen das Gewebe durch Erhitzen verbunden wird, mit einer Vielzahl von eng zueinander versetzten parallelen Kämmen versehen sind, so dass bei einem Erhitzen der Oberfläche die Spitzen der Kämme weich werden und darüber gelegtes und gespanntes Drahtgewebe unter einer entsprechenden, nach abwärts gerichteten Belastung in die weich gewordenen Spitzen der Kämme eindringen und darin eingebettet werden.
Beschreibung der Erfindung
Gemäß der Erfindung wird eine Einrichtung zum Reparieren oder Aufbereiten eines Filtersiebes vorgeschlagen, das einen aus durch Glasfasern verstärktem Kunststoffmaterial hergestelltem Tragrahmen aufweist, der Umfangsrandbereiche besitzt, die mit einer Vielzahl von eng gegeneinander versetzten parallelen Kämmen ausgebildet sind, und mit denen ein gespanntes Drahtgewebe durch Erhitzen verbunden ist, wobei dieses Gewebe sich im Betrieb abnutzen kann und dann von dem Rahmen abgestreift wird, damit es repariert oder aufbereitet werden kann. Eine derartige Rinrichtung umfaßt

(1) einen Trog zum Aufnehmen eines Filtersiebrahmens, von dem abgenutztes Drahtgewebe abgestreift worden ist,
(2) eine erste Drahtgewebe-Streckvorrichtung mit einer Befestigungsvorrichtung zum Festlegen an den Rändern einer ersten Bahn eines Drahtgewebes, das über eine Oberseite des abgestreiften Rahmens gelegt ist,
(3) eine Vorrichtung zum Ausüben einer Spannung auf das Drahtgewebe in mindestens zwei zueinander verschiedenen Richtungen, während das Drahtgewebe über den Rahmen gespannt wird,
(4) eine Heizvorrichtung zum Aufheizen des Rahmens, um die Umfangsrand-Bereiche und die obersten Ränder einer Matrix von Streben innerhalb des Rahmens weich zu machen, und
(5) eine Vorrichtung zum Beaufschlagen und zum Eindrücken des Drahtgewebes in die erweichten Kanten des Rahmens in der Weise, dass nach dem Abkühlen das Drahtgewebe mit dem Rahmen verbunden bleibt und damit das Drahtgewebe an die Ränder des Rahmens zurückgeschnitten werden kann, und die Spannung in den Drähten des Drahtgewebes, die mit dem Rahmen verbunden sind, aufrecht erhalten bleibt. Eine solche Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet ist, dass
(6) die Spannvorrichtung den Trog umschließt, und
(7) eine weitere Befestigungsvorrichtung und Spannvorrichtung vorgesehen ist, um mindestens eine zweite Bahn eines Drahtgewebes über einer ersten Bahn eines Drahtgewebes festzulegen, um eine Verbindung mit dem Rahmen zur gleichen Zeit, zu der die erste Bahn mit dem Rahmen verbunden wird, zu erzielen, wobei im Betrieb die Spannungen in den beiden Drahtgeweben unterschiedlich sein können und für unterschiedliche Restspannungen in den beiden Drahtgeweben nach dem Verbinden mit dem Rahmen verbleiben.

Filtereinrichtungen der vorbeschriebenen Art, in die Siebe in der vorerwähnten Weise eingesetzt sind, sind in den UK-Patenten Nr. 2237521 und 2299771 beschrieben; die dort beschriebenen Einrichtungen sind jedoch nur beispielsweise angegeben, und die Erfindung ist nicht auf die Verwendung solcher Siebe in diesen Einrichtungen bestimmt.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben.
1 eine Aufsicht auf einen Rahmen, auf dem Drahtgewebe aufgespannt und befestigt sind, so daß sie ein Sieb zur Verwendung als Filter in einer Vibrations-Filtriereinrichtung, z. B. einem Rüttler zum Trennen der Feststoffe von der Flüssigphase aus Öl und Wasser auf der Basis von Schlämmen gebildet wird,
2 eine Schnittansicht längs der Schnittlinie C-C der 1,
3 einen Teilschnitt längs der Schnittlinie B-B in 1,
4 einen Teilschnitt längs der Linie A-A in 1,
5 eine Teilendansicht des Rahmens in Richtung des Pfeiles D der 1 in vergrößertem Maßstab,
6 eine Aufsicht in verkleinertem Maßstab, wobei zwei Gitter gezeigt sind, deren jedes unter Verwendung eines Rahmens, wie er in 1 gezeigt ist, in aneinander stoßender, aufeinander ausgerichteter Position angeordnet sind, um eine größere Siebfläche zu bilden,
7 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles VII der 6,
8 und 9 in vergrößertem Maßstab die beiden miteinander in Eingriff stehenden Randbereiche der beiden Rahmen nach den 6 und 7,
10 in vergrößertem Maßstab und im Schnitt den aneinander stoßenden Bereich der beiden Rahmen, die in 7 mit Kreis VIII dargestellt sind,
11 eine Aufsicht auf einen anderen Rahmen ähnlich dem nach 1, der jedoch in an den Kanten anliegender Position mit einem anderen ähnlichen Rahmen verbunden ist, so daß die beiden Rahmen relativ zueinander von der Seite gesehen winkelig ausgebildet sind,
12 eine Endansicht bei B in 11,
13 einen Schnitt längs der Schnittlinie D-D in 11,
14 eine Teilendansicht (in vergrößertem Maßstab) bei B in 11,
15 einen Teilschnitt längs der Linie A-A des linken Endes des Rahmens, der in 11 gezeigt ist,
16 einen Teilschnitt bei A-A des rechten Endes des Rahmens der 11, wobei im einzelnen die Drahtverstärkungs-Struktur gezeigt ist, und wobei Einsätze verwendet werden, um die Struktur innerhalb eines Formwerkzeuges abzustützen,
17 einen Teilschnitt längs der Schnittlinie C-C (in einem vergrößertem Maßstab) des Rahmens nach 11,
17A und 17B die Art und Weise, wie der Drahtrahmen innerhalb eines Formwerkzeuges durch Zwingen (ferrules) aufgenommen werden kann, die einen integralen Teil des vergossenen Rahmens darstellen, um die Enden der Drähte zu bedecken,
17C einen gebogenen Draht-Abstandshalter, um ein Zusammenfallen des Drahtrahmens innerhalb des Gießwerkzeuges zu verhindern, wenn polymeres Material unter Druck injiziert wird,
18 eine Seitenrandansicht der beiden Rahmen des in 11 gezeigten Typs in einem an den Kanten anliegenden Eingriff,
18A eine Ansicht der Verbindung in vergrößertem Maßstab,
19 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eine Schnittstelle zwischen den Reihen- und Spalten-Tragbauteilen eines Rahmens, z. B. in 1,
20 eine Aufsicht des Rahmenteiles nach 19,
21 eine Aufsicht auf eine Abstützung zum Positionieren der Drahtverstärkungsstruktur an einer Schnittstelle, wie in den 19 und 20 gezeigt,
22 eine Endansicht in vergrößertem Maßstab des unteren Endes der Abstützung nach 21,
23 in vergrößertem Maßstab den bevorzugten Eingriff des Meißelendes des Abstands-Halters mit einem verstärktem Stab, und
24 einen Teil eines vollständigen Gitters.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Rahmen, auf den Maschendrahtgewebe aufgespannt und in der hier beschriebenen Weise verbunden sind. Der Rahmen ist generell mit 10 bezeichnet, und besitzt eine große Anzahl von ähnlich dimensionierten rechteckförmigen Öffnungen, von denen eine mit 12 bezeichnet ist, die aus einer geradlinigen Matrix von sich orthogonal schneidenden Querteilen gebildet wird, von denen einer mit 14 und ein anderer mit 16 bezeichnet ist.
Auf zwei entgegengesetzten Seiten, nämlich 18 und 20, weist der Rahmen einen verhältnismäßig breiten Flansch auf, dessen Oberseite gewellt ist, so daß Wellenberge und Wellentäler 22 entstehen. Die anderen beiden Kanten 24, 26 und 28 sind relativ schmal und weisen nur zwei oder drei Kämme 30, 32 auf. Durch Ausbilden mindestens der Kämme aus Kunststoffmaterial, das bei Erwärmung weich werden kann, und das beim Abkühlen erhärtet, können Maschendrahtgewebe (nicht dargestellt) über die kammförmigen Umfangsbereiche des Rahmens gesetzt und in die Kämme eingebettet werden, indem die Umfangskanten des Rahmens erhitzt und die Drahtmaschen in die erweichten Spitzen der Kämme eingedrückt werden. Wenn das Kunststoffmaterial abkühlt, werden dann die Drahtmaschen sicher an Ort und Stelle gehalten, und wenn sie in beiden Richtungen vor dem Aufheizschritt unter Spannung gesetzt werden und material abgekühlt ist, verbleiben Restspannungen in den gestreckten Schichten des Drahtgewebes. Wenn, wie üblich bevorzugt, die Drahtgewebe differenziell gespannt werden, so daß die Spannung in dem einen Gewebe höher als in dem anderen ist, bleibt der Unterschied in den Restspannungen, die in den Drahtgeweben zurückbleiben, erhalten.
Durch Ausbilden ähnlicher Kämme auf der Oberseite eines jeden orthogonalen Querbauteiles und durch eine Anordnung in der Weise, daß die Kämme der Querbauteile in Eingriff mit dem Drahtgewebe bestehen, nachdem letzteres in die Kämme der umgebenden Flansche eingebettet worden ist, sowie durch Erhitzen des gesamten Oberflächenbereiches des Rahmens werden die gewobenen Drahtmaschen mit den Spitzen der Querbauteile befestigt, die bei einer Abkühlung der Anordnung die Drahtgewebe einwandfrei an ihrem Platz halten und eine zusätzliche Stütze ergeben.
Bei einem typischen Ausführungsbeispiel hat das erste Drahtgeflecht eine Maschenweite von etwa 30 und das zweite Geflecht eine Maschenweite im Bereich von 100 bis 300. Jedes dieser Geflechte ist aus vergütetem korrosionsbeständigem Stahldraht hergestellt – das erste Gewebe weist dabei einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,28 nm auf.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung wird der Rahmen aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das mit Glasfasern oder ähnlichem Verstärkungsmaterial verstärkt wird, und die Kantenbereiche sowie die Querbauteile des Rahmens sind alle mit länglichen Stahldrähten verstärkt, die miteinander verschweißt werden, so daß sie eine den Drahtrahmen verstärkende Struktur ausbilden, wie dies weiter unten beschrieben wird. Ein typischer Stahldraht von 2,5 mm Durchmesser wird verwendet, um den Verstärkungs-Drahtrahmen zu konstruieren.
Ein Rahmen, wie er beispielsweise in 1 gezeigt ist, wird in typischer Weise dadurch hergestellt, daß das verstärkende Rahmenwerk in ein geeignetes Formwerkzeug eingesetzt wird, und das Kunststoffmaterial unter Druck in das Werkzeug injiziert wird, so daß der Drahtverstärkungsrahmen vollständig von Kunststoffmaterial umgeben wird (typischerweise verstärkt mit Glasfasern), so daß bei einer Entnahme aus der Form die Verstärkungsdrähte vollständig von Kunststoffmaterial umschlossen sind.
Der Schnitt CC in 2 zeigt das Querbauteil 14 im Schnitt, und das dazu rechtwinklig verlaufende Querbauteil 16 erstreckt sich zu beiden Seiten des Querbauteils 14. Die Randbereiche 18, 20 sind durch Rahmenbauteile 34 und 36 verstärkt.
Der Schnitt BB in 1 ist in 3 dargestellt. Das Querbauteil 14 ist sichtbar, das rechtwinklig dazu verlaufende Querbauteil 38 ist jedoch so dargestellt, daß es das Querbauteil 14 schneidet, und die Öffnung, die durch BB geschnitten wird, ist mit 40 bezeichnet.
Kämme, z. B. 24 in der Oberseite des relativ breiten Randflansches 20 sind in der Zeichnung sichtbar, ebenso ist der innere der beiden Kämme längs der schmaleren Kante 28, nämlich der First 42 sichtbar, der ebenfalls in 1 zu Bezugszwecken identifiziert ist. Das Kammende 28 ist an entgegengesetzen Enden bei 44, 46 weggeschnitten, wie in 1 gezeigt.
In 3 sind einige der Metall-Verstärkungsstäbe, die das Verstärkungs-Rahmenwerk bilden, dargestellt. Zwei Stäbe, die mit 48 und 50 bezeichnet sind, erstrecken sich durch die oberen und unteren Bereiche des Querbauteiles 38.
Ähnliche Paare von Stäben erstrecken sich durch die oberen und unteren Bereiche eines jeden der parallelen Querbauteile, z. B. 16.
Durch jedes der rechtwinklig zueinander verlaufenden Querbauteile, die mit 14 und 52 bezeichnet sind, erstrecken sich zwei ähnliche Paare von Stäben 54 und 56 sowie 58 und 60. An den Schnittstellen zwischen den Stäben sind sie miteinander verschweißt, z. B. durch elektrisches Widerstandsschweißen.
Weitere Verstärkungs-Stäbe 62 und 64 verlaufen parallel zu den Stäben 54 und 58 durch den Randbereich 20, und dieser ist durch Widerstandsschweißen mit den verlängerten Enden der Stäbe 48 usw. verbunden, wo sie sich in den Flansch 20 erstrecken.
Die Verlängerungen der unteren Stäbe, z. B. 50, werden nach oben gebogen, wie mit 66 bezeichnet, so daß sie sich gleich weit wie oder in Kontakt mit der Unterseite der oberen Stange des Paares, z. B. die Verlängerung des Stabes 48, erstrecken, und damit durch Widerstandsschweißen verbunden sind. Auf diese Weise wird die obere Lage von sich kreuzenden und verschweißten Stäben, z. B. 48, 54, 58, 62, 64 mit der unteren Lage von Stäben, z. B. 50, 56, 60 befestigt, so daß eine einteilige verstärkte Konstruktion entsteht.
4 ist ein Teilschnitt längs der Schnittlinie A-A in größerem Maßstab als in 1, wobei die Kämme 30 und 32 im Schnitt an den Enden des Rahmens sichtbar sind, die stumpf aneinander stoßen.
4 zeigt im Detail die patrizenförmigen und die matrizenförmigen Verriegelungs-Anordnungen auf entgegengesetzten Seiten des Rahmens. So steht am linksseitigen Ende ein länglicher Vorsprung 68 aus der linksseitigen Endfläche 70 hervor und erstreckt sich über die gesamte Breite des Rahmens, während am anderen Ende des Rahmens die Endfläche 72 abgeschnitten ist, damit ein Falz 74 entsteht, der den Ansatz 68 eines angrenzenden Rahmens aufnimmt.
Die Endfläche 72 weist einen Ansatz 76 auf, der mit dem gegenüberliegenden Endbereich der Endfläche 70 des angrenzenden Rahmens zusammenwirkt, damit die beiden Endflächen voneinander um die Dicke des Ansatzes 76 im Abstand gehalten werden. Dies unterstützt auch das Einsetzen des Falzes in den Vorsprung 68 genau unterhalb der Lippe 80 längs der oberen Kante des Falzes 74.
4 zeigt ferner die kleinen Öffnungen, die oberhalb der Schnittstelle des Verstärkungsgitters verbleiben können, wenn Abstandsmulden oder Auflagen in der Formwerkzeugbestückung verwendet werden, um das Verstärkungsgitter innerhalb der Werkzeugbestückung zu positionieren. Zwei hiervon sind mit 82 und 84 dargestellt.
5 ist eine Teil-Endansicht in Richtung des Pfeiles D der 1 und zeigt den Ansatz 76 und die Endfläche 72 des rechtsseitigen Endes, wie in 4 dargestellt. Entsprechend ist die Lippe 80 zusammen mit der Unterschneidung 86 in der Unterseite der durch den Falz 74 geschaffenen Schulter gezeigt.
6 zeigt, wie zwei Rahmen 10 und 10', deren jeder ähnlich dem in 1 gezeigten Rahmen ist, miteinander verbunden werden können, wobei die beiden Kanten 26', 28 aneinander stoßen/miteinander in Eingriff stehen, wie in Verbindung mit nachstehend erläuterten Figuren der Zeichnung besser dargestellt wird.
Im Betrieb werden die breiteren Flansche 18 und 20, 18' und 20', sowie ein Endflansch 28' in entsprechender Weise innerhalb des Korbes einer Rüttelanordnung erfaßt. Der Endflansch 20 kann nur auf seiner Unterseite abgestützt sein, damit die Möglichkeit besteht, daß das Feststoffmaterial über diese Kante während des Rüttelns unbehindert fortschreiten kann.
Eine aufblasbare Klemmdichtung kann längs der Kanten 20, 20', 28', 18' und 18 verwendet werden.
Wie in 7 gezeigt, können die beiden Rahmen 10 und 10' aufeinander ausgerichtet sein, und bei manchen Rüttlern ist es von Vorteil, daß die aufeinander ausgerichteten Rahmen so befestigt werden, daß sie gegen die Horizontale geneigt sind, so daß sie eine aufwärts geneigte Ebene darstellen, auf der der Schlamm, der gefiltert werden soll, auf Grund der Rüttelbewegung transportiert wird. Typischerweise hat die Rüttelbewegung Komponenten, die in Richtung der Ausrichtung der beiden Rahmen und etwa senkrecht dazu verlaufen.
Die beiden getrennten Teile, die die Stoßstelle bilden, sind in vergrößertem Maßstab in den 8 und 9 gezeigt, und eine Einzelheit des Eingriffes ist in 10 dargestellt. 9 zeigt die Kante 28, die die vorstehende Nase aufweist, die generell mit 68 bezeichnet ist und die sich quer zur Breite des Rahmens erstreckt sowie unter die Schulter 80 des Falzes 74 des Rahmens 10 paßt.
Der Ansatz 76 kann ein getrenntes Bauteil in Form einer Dichtung aufweisen, die aus Kunststoff oder Gummi oder einem Verbund daraus besteht. Andererseits kann er, wie dargestellt, einfach einen vorstehenden kamm ausbilden, der bei dem Formvorgang in dem Material gebildet wird, aus dem der Rest des Rahmens hergestellt ist.
Wenn die beiden Rahmen in einem Rüttler angeordnet sind, wird der Rahmen 10' zuerst in den Rüttlerkorb eingeführt, und anschließend daran der Rahmen 10. Durch Anheben des rechten Endes des Rahmens 10 (wie in 6 dargestellt), in der Weise, daß der Rahmen 10 im Winkel relativ zur Ebene des Rahmens 10' angeordnet ist, kann die Nase 68 unterhalb der Schulter 80 in die Unterschneidung des Falzes 74 eingesetzt werden, so daß der Kamm 88 des Vorsprungs 68 mit der Unterschneidung 86 hinter der Schulter 80 in Eingriff kommt. Wenn der Kamm 88 in der Unterschneidung 86 angeordnet ist, kann der Rahmen 10 so abgesenkt werden, daß er mit 10' ausgerichtet ist, und durch sorgfältige Wahl der Dimension kommt – nur in diesem Zustand – die geneigte Fläche 90 in Eingriff mit der geneigten Unterseite 92, und der Ansatz 76' gibt Kontakt mit der Stirnseite 70 des anderen Rahmenendes. Dies ist deutlicher in 10 gezeigt.
Wenn eine derartige Dimensionierung vorgenommen wird, kann die gesamte Flüssigkeit, die zwischen den Enden des Rahmens eingeschlossen ist, wenn die beiden Rahmen zusammengefügt werden, durch den Spalt gedrückt werden, der zwischen den Oberflächen belassen ist, um einen Abfluß durch den untersten Spalt, der in 10 sichtbar ist, zu erleichtern.
Bei manchen Rüttlern wird bezvorzugt, daß die beiden Gitter, die in 6 gezeigt sind (wobei jedes Gitter durch einen Rahmen mit darüber gespanntem Maschengewebe ausgebildet ist) relativ zueinander geneigt angeordnet werden, anstatt daß sie so wie in 7 gezeigt, aufeinander ausgerichtet sind. Hierzu kann eine alternative Kanten-Konfiguration verwendet werden, wobei die Anordnung so gewählt wird, daß ein Rahmenende in das andere mit einer kleinen Stufe zwischen den beiden Oberseiten eingepaßt wird. 11 ist eine Aufsicht auf einen solchen Rahmen.
Die 12, 13 und 14 stellen Rand- und Schnittansichten (in vergrößertem Maßstab im Falle der 14) des in 11 gezeigten Rahmens dar.
Im Prinzip ist die Konstruktion des zentralen Bereichs des Rahmens ähnlich der des Rahmens nach 1. So sind die Maschengitter mit externen Flanschen 100, 102, 104 und 106 verbunden, ferner mit den oberen Kanten von sich schneidenden orthogonalen Querbauteilen, wie z. B 108, 110, 112 usw.
Die verhältnismäßig breiten Flansche 100 und 102 sind in den 12–14 zusammen mit den Querbauteilen 110, 112 sichtbar.
Jedes der einander schneidenden Querbauteile ist kammartig längs der oberen Kante ausgebildet, wie sich aus dem verdeckten Detail von Teilen 110, 112 in 14 ergibt. Die Kämme sind mit Bezugsziffern 114, 116 bezeichnet und die Spitzen der Kämme 114, 116 liegen unmittelbar unter den Spitzen der Kämme 118 längs der Kante 106 (siehe 11). Dies stellt sicher, daß dann, wenn das GRP-Material erhitzt wird, um die Drahtmaschen aufzunehmen, das Beheizen und Verschweißen der Maschen mit den äußeren Bereichen 100 bis 106 des Rahmens früher als das über dem zentralen Bereich, der aus sich kreuzenden Querbauteilen 108, 110 usw. besteht, erfolgt.
Die Enden 104, 106 sind so ausgebildet, daß sie in der Lage sind, ineinander zu greifen, und entsprechend ist das Ende 106 mit zwei Backen 120, 122 versehen, die sich über die gesamte Breite des Rahmenendes erstrecken, und die das gegenüberliegende Ende 104 eines zweiten Rahmens (nicht dargestellt) aufnehmen können. Dieses entgegengesetzte Ende besitzt einen verlängerten Flansch 124 mit drei Kämmen 126, die auf der Oberseite ausgebildet sind, wobei die Höhe der Flansche kombiniert mit der Dicke des Flansches 124 gleich dem inneren Abstand zwischen den oberen und unteren Backen 120, 122 ist, so daß ein Ende 124 in den länglichen Schlitz, der durch die beiden Backen 120, 122 gebildet wird, gedrückt werden kann.
Bei 128 divergiert die Unterseite der oberen Backe nach oben von der unteren Backe weg, damit das Einführen des Endes 124 erleichtert wird. Die Kämme 126, die aus einem Material auf Kunststoffbasis hergestellt sind, sind deformierbar ausgebildet, und dadurch, daß der Spalt zwischen den Backen 120, 122 exakt dimensioniert ist, kann der Flansch 104 in den Spalt zwischen diesen Backen eingesetzt werden, wobei die Firste 126 eine teilweise Abdichtung zwischen dem Flansch 124 und der Unterseite 128 der oberen Backe 120 eines Endflansches 106 bilden.
Ähnlich wie in Verbindung mit dem Rahmen nach den 1–10 dargestellt, weist der Rahmen nach 11 ein Gitter aus Verstärkungsstäben auf, die an den Zwischenräumen des Gitters verschweißt oder in sonstiger Weise miteinander verbunden sind, und ist aus oberen und unteren Lagen hergestellt, wie allgemein mit 130 und 132 bezeichnet (15). Die Enden der unteren Lage von Stäben sind, wie mit 134 in 16 gezeigt, nach oben abgebogen, so daß sie mit den ausgerichteten Stäben der oberen Lage im Endflansch 104 verschweißt werden können.
Die oberen und unteren Lagen von Stäben enden, ohne daß sie an dem anderen Ende des Rahmens konvergieren, wie sich aus dem Teilschnitt nach 15 ergibt.
Die beiden Kanten 100 und 102 sind in gleicher Weise wie der Endflansch 104 verstärkt, und die Enden der Stäbe 136 der unteren Lage sind, wie mit 138 in 17 gezeigt, nach oben gebogen, wo sie auf die oberen Stäbe 140 treffen und mit ihnen verschweißt oder in sonstiger Weise verbunden werden.
Alle Stäbe sind vollständig innerhalb der geradlinigen Anordnung von sich kreuzenden Querbauteilen eingeschlossen, mit Ausnahme der geflanschten Kanten des Rahmens.
Der Teilschnitt nach 17 ist längs der Linie CC in 11 geführt, und Querbauteile 110 und 112 sind in beiden Figuren bezeichnet.
18 zeigt, wie zwei Rahmen, z. B. die in den 11–17 gezeigten, so aufeinander eingestellt werden können, daß der eine in einem kleinen Winkel relativ zum anderen liegt. Der eine Rahmen ist mit 14 bezeichnet.
18a zeigt eine modifizierte Möglichkeit eines Eingriffs ähnlich dem Eingriff eines Endes, z. B. 126, in einen länglichen „Sockel" zwischen Backen, z. B. 120, 122 – wobei beide Enden matrizenartig ausgebildet sind (z. B. äquivalent dem Ende 106), und der obere Flansch des einen aufgenommen und im Sockel des anderen verkeilt sein kann, damit eine gute Abdichtung aufrechterhalten wird. Ähnliche Bezugsziffern werden zur Bezeichnung von gemeinsamen Gegenständen bezeichnet, z. B. in 18A und in vorausgehenden und nachfolgenden Figuren.
Wie ebenfalls in 17 gezeigt, können abstützende Einsätze oder Auflagen (stools), die mit 142 und 144 bezeichnet sind, in dem Formwerkzeug so positioniert sein, daß sie mit den Zwischenräumen in den sich schneidenden Stäben in Eingriff kommen, wodurch das Rahmenwerk innerhalb des Formwerkzeuges den richtigen Abstand erhält, wenn das Werkzeug geschlossen wird.
In einer alternativen Abstands-Anordnung kann der Abstand und die Position durch Finger erreicht werden, die von den Innenflächen des Formwerkzeuges vorstehen, und alle Öffnungen in der Kunststoff-Form können mit entsprechendem Material gefüllt werden, nachdem das Werkzeug geöffnet worden ist und der geformte Gegenstand entfernt worden ist, oder können mit Kunststoffmaterial gefüllt werden, aus dem die Streben gebildet sind, wenn der Rahmen Wärme und Druck während des Herstellvorganges ausgesetzt wird.
Bevorzugte Anordnungen verwenden Abstandsmulden oder Auflagen (stools), da diese nicht nur zum Zentrieren des Verstärkungs-Rahmenwerkes innerhalb des Formwerkzeuges verwendet werden können, sondern auch dort, wo das Rahmenwerk so konstruiert ist, daß es sich leicht nach oben und unten ausbaucht; sie legen den korrekten Abstand zwischen den oberen und unteren Feldern von Stäben erneut fest, wenn das Formwerkzeug geschlossen ist. Eine bevorzugte Ausführungsform einer solchen Abstandsstütze ist in Verbindung mit den 19–23 dargestellt und beschrieben.
Um zu verhindern, daß der Formdruck innerhalb des Werkzeuges die oberen und unteren Wandbereiche oder Stäbe/Drähte zusammendrückt, damit der Abstand dazwischen verringert wird, sind Abstandshalter 143 (typischerweise gebogene Drähte) vorgesehen, die zu einer von zwei Gruppen ausgebildet sind, und die eine Relativbewegung aufeinander zu über eine durch die Abstandshalter definierte kritische Dimension zulassen, wie in 17C dargestellt.
In ähnlicher Weise können Kunststoff-Ringe, wie die in 17 dargestellten und mit 146 bezeichneten, in das Formwerkzeug so eingesetzt werden, daß sie die Enden der Stäbe überdecken, die sonst frei liegen.
Bei einem bevorzugten Formwerkzeug wird das geschweißte Verstärkungs-Rahmenwerk in einem Teil des Werkzeugs durch vier zurückziehbare Stifte 145, und zwar jeweils zwei an entgegengesetzten Seiten des Rahmenwerks, mit Hilfe von doppelendigen Kunststoff-Zwingen 146 (ferrules) abgestützt, die jeweils an einem Ende an ein Ende eines der Stäbe (140), die das Rahmenwerk ausbilden, und am anderen Ende an einen der zurückziehbaren Stifte angesetzt sind. Nach dem Gießen werden die Stifte 165 von den Blindlöchern in den Eisenzwingen 146 zurückgezogen, die während des Gießvorganges in die GRP eingebettet worden sind, damit der verpresste Gegenstand aus dem Werkzeug entfernt werden kann. Ein Beispiel ist in den 17A und 17B gezeigt.
Wenn Halteeinsätze oder Zwingen nach dem Verpressen vorstehen, können sie durch Abschneiden oder durch Feilen entfernt werden.
Wie in Verbindung mit den 11 ff. erläutert, können die Scheitel der Kämme in den Kantenflanschen des Rahmens nach den 1–10 auch in einer anderen Ebene im Vergleich zu den Scheiteln der Kämme auf den Querbauteilen, z. B. 14 und 16, liegen, und in einer bevorzugten Ausführungsform können ein oder mehrere der äußeren Kämme längs der Flansche, z. B. 18, 20, 26 und 28 sich über die Ebene hinaus erstrecken, die die Scheitel der Querbauteile, z. B. 14, 16 enthalten. Auf diese Weise enthalten die Umfangsbereiche der Rahmen eine größere Menge an Kunststoffmaterial, das erhitzt und erweicht werden muß, bevor das Drahtmaschengewebe eingesetzt werden kann, als dies längs der Querbauteile vorhanden ist. Das Verbinden der Umfangsbereiche muß somit erfolgen, bevor die Gewebe in Kontakt mit den Querbauteilen 14, 16 usw. kommen und mit den Scheiteln der Kämme verbunden werden.
Die 19–23 zeigen in unterschiedlichem und generell vergrößertem Maßstab die Lage der bevorzugten Abstands-Stützen für die Verstärkungsstäbe. Hierbei weist jede Stütze einen sich verjüngenden Metallstift 148 mit meißelförmigem Ende auf, wie in 19 gezeigt ist. Das Meißelende läßt sich am besten der 21 entnehmen.
Wie in 23 dargestellt, sind die Bolzen so angeordnet, daß jedes Meißelende 150 sich etwa rechtwinklig zu der Längenabmessung des Stabes 48 erstreckt, mit dem er im Formwerkzeug in Eingriff kommt.
Auf Grund des meißelförmigen Endes 150 und der Schräge 152 fließt das flüssige Kunststoffmaterial um die sich verjüngenden meißelförmigen Enden herum in solcher Weise, daß sich ähnlich verjüngende Aussparungen, z. B. 154, in den Scheiteln der Querbauteile des Rahmens ausbilden, wenn das Werkzeug geöffnet wird, und die meißelförmigen Enden aus der Form entnommen werden. Jede Aussparung, die durch einen Bolzen 148 ausgebildet wird, gibt nur eine sehr kleine Fläche 156 des Drahtes frei (siehe 20).
Wenn Drahtgewebe über die Scheitel des Rahmens gespannt und die Gewebe und der Rahmen erhitzt werden, fließt Kunststoffmaterial in das untere Ende einer jeden Aussparung, die durch ein Meißelende, z. B. 105, zurückgeblieben ist. Dies füllt die kleine Fläche, damit eine Barriere zwischen den Drahtmaschen und den Verstärkungsstäben, z. B. 48, erzielt wird (siehe 3).
24 ist eine perspektivische Ansicht des Matrizenendes des Rahmens 10' der 9.
Der Versiegelungskamm 76 stellt sich über der Nut 74 dar, in die die längliche patrizenförmige „Nase" 68 (siehe 9) paßt.
Über den Rahmen sind Drahtgewebe gespannt, das obere Gewebe ist teilweise mit 158 und das untere Gwebe ist teilweise mit 159 gezeigt. Zwei solche Gewebe, von denen eines über dem anderen liegt, werden über den Rahmen gespannt, die Maschenweite des unteren Gewebes ist dabei grober als die des oberen Gewebes, und die Spannung im unteren Gewebe ist größer als die im oberen Gewebe.
Durch Erhitzen mindestens der Oberseite des Rahmens und durch Aufbringen eines gleichförmigen, nach unten wirkenden Druckes auf die Gewebe erweichen die Scheitel des Kunststoffrahmens und ermöglichen, daß die Drahtgewebe in die Scheitel einsinken, die im Laufe des Prozesses dadurch abflachen. Bei Abkühlung erhärtet das Kunststoffmaterial und legt die Drahtgewebe an der eingenommenen Stelle fest.
Die Scheitel der äußersten Kämme 160 auf dem Flansch erstrecken sich über die Scheitel der inneren Kämme des gleichen Flansches hinaus nach oben.
Der Bereich der Verbindung zwischen zwei Sieben, z. B. nach den 7 und 18, soll so klein wie möglich sein, damit die Weiterbewegung des partikelförmigen Materials von einem Sieb zum anderen nicht behindert wird.
In gleicher Weise soll die Vorderkante des Siebes dort, wo Feststoffe über die Kante und darüber hinaus wandern, z. B. in ein Aufnahmegefäß, eine möglichst kleine Fläche haben.
Die Verbindung, die durch gegenseitiges Anpassen der Enden, wie z. B. in den 18, 18A entsteht, bewirkt, daß die Kante 120 des oberen Rahmens über dem Maschengitter des unteren Rahmens zu liegen kommt. Die nicht zur Siebwirkung beitragende Totfläche wird dadurch auf ein Minimum reduziert, z. B. auf das Kammende 120.
Die Verbindung, die durch den Eingriff, wie er in den 18, 18A dargestellt ist, erhalten wird, dichtet auch die Verbindungsstelle ab und verhindert ein Austreten der Flüssigkeit. Es wurde ferner festgestellt, daß die Gefahr des Auftretens von Schlägen zwischen einem Rahmen und dem anderen quer zur Verbindung reduziert wird. Dies wird offensichtlich auf Grund der Ausbildung eines Konstruktionsteils durch die Verstärkungsdrähte und dort, wo diese unter Spannung stehen, erreicht, wie dies der Fall ist, wenn das Rahmenwerk von oben und unten in dem Formwerkzeug Stoßkräften ausgesetzt wird, wobei das Rahmenwerk und das Kunststoffmaterial sich einer Biegung in erheblichem Umfange widersetzen, und damit jede Tendenz eines Rückprallens minimiert wird.
Ein Teilerhitzen wird vorzugsweise verwendet, um die Drahtgewebe mit den Scheiteln zu verbinden.
Schweißdrähte werden zweckmäßigerweise zwischen übereinander liegenden parallelen Stäben, z. B. 48, 66 (siehe 3) verwendet, wie mit Bezugsziffer 49 dargestellt.
Die Zeichnungen und die zugehörige Beschreibung der UK-Patentschriften 2 237 521 und 2 299 771 werden erwähnt, um auf Filtriereinrichtungen solcher Art hinzuweisen, in denen Siebe der vorbeschriebenen Beuweise Anwendung finden.

Claims

Einrichtung zum Reparieren oder Aufbereiten eines Filtersiebes, das einen aus mit Glasfasern verstärktem Kunststoffmaterial hergestelltem Tragrahmen aufweist, der Umfangsrandbereiche besitzt, die mit einer Vielzahl von eng gegeneinander versetzten parallelen Kämmen ausgebildet sind, und mit denen ein gespanntes Drahtgewebe durch Erhitzen verbunden ist, wobei dieses Gewebe sich im Betrieb abnutzen kann und dann von dem Rahmen abgestreift wird, damit es repariert oder aufbereitet werden kann, mit (1) einem Trog zum Aufnehmen eines Filtersiebrahmens, von dem abgenutztes Drahtgewebe abgestreift worden ist, (2) einer ersten Drahtgewebe-Streckvorrichtung mit einer Befestigungsvorrichtung zum Festlegen an den Rändern einer ersten Bahn eines Drahtgewebes, das über eine Oberseite des abgestreiften Rahmens gelegt ist, (3) einer Vorrichtung zum Ausüben einer Spannung auf das Drahtgewebe in mindestens zwei zueinander verschiedenen Richtungen, während das Drahtgewebe über den Rahmen gespannt wird, (4) einer Heizvorrichtung zum Aufheizen des Rahmens, um die Umfangsrand-Bereiche und die obersten Ränder einer Matrix von Streben innerhalb des Rahmens weich zu machen, und (5) einer Vorrichtung zum Beaufschlagen und zum Eindrücken des Drahtgewebes in die erweichten Kanten des Rahmens in der Weise, dass nach dem Abkühlen das Drahtgewebe mit dem Rahmen verbunden bleibt und damit das Drahtgewebe an die Ränder des Rahmens zurückgeschnitten werden kann, und die Spannung in den Drähten des Drahtgewebes, die mit dem Rahmen verbunden sind, aufrecht erhalten bleibt, dadurch gekennzeichnet, dass (6) die Spannvorrichtung den Trog umschließt, und (7) eine weitere Befestigungsvorrichtung und Spannvorrichtung vorgesehen ist, um mindestens eine zweite Bahn eines Drahtgewebes über einer ersten Bahn eines Drahtgewebes festzulegen, um eine Verbindung mit dem Rahmen zur gleichen Zeit, zu der die erste Bahn mit dem Rahmen verbunden wird, zu erzielen, wobei im Betrieb die Spannungen in den beiden Drahtgeweben unterschiedlich sein können und für unterschiedliche Restspannungen in den beiden Drahtgeweben nach dem Verbinden mit dem Rahmen verbleiben.
Einrichtung nach Anspruch 1, bei der eine zusätzliche Vorrichtung vorgesehen ist, um Kunststoffmaterial längs einer jeden der Oberflächen aufzubringen, mit denen das Drahtgewebe vor oder nach dem Strecken des Drahtgewebes über den Stützrahmen festgelegt ist, derart, dass die Menge an Kunststoffmaterial, die zur Verbindung der Drahtgewebe mit dem Rahmen während des Aufheiz- und Press-Schrittes zur Verfügung steht, erhöht wird.