DE8419759U1

DE8419759U1 - Membranfilterplatte

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Publication number: DE8419759U1
Application number: DE19848419759
Authority: DE
Original assignee: HANSEN-BTR-GMBH 3000 HANNOVER DE
Current assignee: HANSEN-BTR-GMBH 3000 HANNOVER DE
Priority date: 1984-07-02
Filing date: 1984-07-02
Publication date: 1984-10-31

Description

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PATENTANWALT

dipl.-phys, DR, WALTHER JWNIUS 3 Hannover

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Meine Akte:

Hansen-BIR GmT)H., Zeißstraße 13, 3000 Hannover 81

Membranfilterplatte

Die Erfindung betrifft eine Membranfilterplatte, bestehend aus einem plattenförmigen Grundkörper mit mindestens einem Rezeß, der an seinem Rand durch eine Stufe und ansteigende !lachen in die den rahmenförmigen Rand des Grundkörpers bildende Ebene übergeht, und aus mindestens einer in ihren Hächendimensionen kleineren, aus einem gummielastischen Werkstoff bestehenden Membran mit verdicktem Rand mit einer umlaufenden Rippe, die in eine umlaufende Nut im Grundkörper eingreift.

Eine derartige Membranfilterplatteist au3 der DE-OS 19 60 821 bekannt geworden. Die Grundplatte ist hier aus einem Rahmen gefertigt, in den eine topfförmige Platte eingeschweißt ist. Deren Rand bildet mit einer stufenförmigen Ausnehmung im Rand des Grundkörpers eine Schwalbenschwanznut, die zur Befestigung der Membran dient, Die Membran ist topfförmig hergestellt und weist einen einzuklemmenden Rand auf, der an seinem Außenrand eine auf den Grundkorper zu gerichtete Rippe von Schwalbenschwanzform trägt, die in die Schwalbenschwanznut eingepreßt wird. Dadurch erhält die Membran einen sicheren Sitz, den sie auch dann behält, wenn die Plattenfilterpresse geöffnet wird und das gepreßte Piltergut entnommen

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wird. Jedoch hat bei dieser Membräiifilterplatte die Membran nicht eine so lange Lebensdauer, wie sie von anderen Membranen aus dem gleichen gummielastischen Material bekannt ist.

Es ist vermutet worden, daß die Verkürzung der Lebensdauer auf die Beanspruchung des Materials durch die erheblichen Preßdrucke der Plattenfilterpressen zurüek-Bufuhren ist* Um die Lebensdauer der Membranen zu erhöhen, wurde daher durch die DE-OS 23 22 044 eine Membranfilterplatte geschaffen, die mit vermindertem Preßdruck arbeitet. Bei dieser weist der ebene Rand des Grundkörpers eine schwalbenschwanzförmige Nut auf, in die wiederum eine am Außenrand der Membran angebrachte schwalbenschwanzförmige Rippe eingelegt wird. Jeweils zwei Membranen benachbarter Grundkörper liegen hier aneinander an. Die Randebenen der Grundkörper weisen daher im gepreßten Zustand der Membranfilterplatten einen Abstand voneinander auf, der der doppelten Randstärke einer Membran entspricht. Die Kräfte der Plattenfilterpressewerden hier nur über die Membranränder übertragen. Bei niedrigen Filterdrucken ist das eine gangbare Möglichkeit* Die Lebensdauer der Membran ist hierdurch nicht erhöht. Bei höheren !Filterdrucken jedoch Büß der Druck der Plattenfilterpresse erhöht werden, damit die notwendige Dichtigkeit erzielt wird. Die Druckübertragung von Membranrand auf Membranrand führt hier dazu, daß das gummielastische Material der Membran anfängt zu fließen, wodurch die Lebensdauer: der Membran weiter verkürzt wird.

Die Erfindung hat erkannt, daß die verkürzte Lebensdauer dieser bekannten Membranen auf die Topfform der Membran zurückzuführen ist, Zum Auspressen restlicher ELüssigkeit aus dem Piltergut am Ende eines Piltriervor-

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ganges wird die Membran mit Druckluft beaufschlagt, die zwischen den Grundkörper und die Membran eingeführt wird. Diese Druckluft drückt den Filterkuchen zusammen. Hierbei muß die Membran eine Flächenverringerung hinnehmen, die bei einer topfförmigen Membran nur durch Faltungen erzielbar ist. Faltungen aber verkürzen die Lebensdauer von gummielastisehen Werkstücken außerordentlich.

Bei den beiden bekannten Membranfilterplatten ist aber die Topfform konstruktionsbedingt,um eine einwandfreie Einspannung des Membranrandes im Grundkörper zu erzielen*

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Es ist die Auf-

gäbe der Erfindung, eine Membran einfacher Formgestaltung zu schaffen, die einfach in der Herstellung ist, einfach und sicher im G-rundkörper einzuspannen ist und eine

| lange lebensdauer aufweist.

Die Erfindung besteht darin, daß die Membran im nicht durch Druck beaufschlagten Zustand eben ist, daß die Nut im Grundkörper im oder unmittelbar neben dem Bereich der den Rezeß begrenzenden Schrägfläche angeordnet ist, daß der Rand der Membran mit der Rippe ein Winkelprofil bildet, daß der Außenrand der Membran im Querschnitt keilförmig gestaltet ist und die an der G-rundplatte anliegende Seite des Membranrandes größer als die der G-rundplatte abgekehrte Seite ist und daß der Rand des .Rezesses außerhalb der umlauf enden« Nut eine Tiefe , j aufweist, die der Dicke des Membranrandes abzüglich einer Einfederungshöhe entspricht, wobei der nicht von dem Membranrand bedeckte Teil des rahmenförmigen Randes des G-rundkörpers die Dichtfläche bildet.

Der Membranrand ist hier nach Art eines Winkels gestaltet,

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dessen einer Schenkel nach außen und dessen anderer Schenkel auf den G-rundkörper zu gerichtet ist. Dabei ist das Ende des nach außen gerichteten Schenkels so gestaltet, daß eine Klemmwirkung der eingesetzten Membran an dem Grundkörper erzielt wird. Die Herstellungsformen für den Grundkörper und für die Membran WErden dadurch einfach, die Einspannung ist leicht vorzunehmen und sicher. Die Membran zeichnet sich durch eine lange lebensdauer aus. Denn im nicht durch Druck beaufschlagten Zustand ist die Membran eben, sie dehnt sich bei Druckbeaufschlagung im Eilterbetrieb. Derartige Dehnungsvorgänge köanen gummielastisehe Werkstoffe ohne Einbuße an lebensdauer vertragen. Eine faltung dieser Membran kommt in keinem Betriebszustand vor. Da der Rand des Rezesses außerhalb der umlaufenden Nut eine Tiefe aufweist, die der Dicke der Membran abzüglich einer Einferungshöhe entspricht, ist die !Pressung des Membranrandes auch bei hohen Ereßdrucken gering. Denn die hohen Ereßdrucke werden von dem nicht von der Membran bedeckten Teil des rahmenförmigen Randes des Grundkörpers übertragen, der gleichzeitig die Dichtfläche bildet.

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Vorteilhaft ist es, wenn die Wandungen der Rippe ebenso wie die Wandungen der Nut parallel zueinander verlaufen. Dadurch wird eine einfache Geometrie erzielt. Diese einfache Geometrie bedeutet eine Ersparnis an Herstellungskosten sowohl der Eorm für den Grundkörper als auch der Form für die Membran.

Weiter wird die Herstellung dadurch vereinfacht, daß die Nutwandungen ebenso wie die Wandungen der Rippe rechtwinklig zur Randebene des Grundkörpers bzw. der Merabranebene verlaufen.

Ähnlich einfach wie die Randeinspannung der Membran läßt

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sich auch der Rand der als Trübeeinlauf dienenden Öffnung einspannen, wenn mit Abstand vom Rand der Öffnung an der Membran eine Rippe und in dem Grundkörper eine Hut angeordnet ist, wobei die Membran durch eine Verschraubung an die Grundplatte angeklemmt ist·

Die hierzu dienende Verschraubung wird zweckmäßigerweise so gestaltet, daß die Verschraubung dreiteilig ist und aus zwei mit Plansch versehenen Rohrstücken besteht, daß das eine Rohrstüek des Versehraubungsteiles ein Innengewinde aufweist, in das das Außengewinde des Rohrstückes eines mittleren Versehraubungsteiles mit dem Plansch eingeschraubt ist, auf dem das zweite Verschraubungsteil mit dem Rohrstüek und dem Plansch frei verdrehbar und axial zwischen dessen Plansch und dem ersten Verschraubungsteil verschiebbar sit at, daß die an den Piltertüchern und Membranen anliegenden Plansche der Verschraubungsteile so dick sind, daß sie bis zu der Ebene der Randabdichtung reichen oder geringfügig über diese im nicht zusammengepreßten Zustand der Pilteranlage hinausstehen, und daß die an den Piltertüchern und Membranen anliegenden Plansche der Versehraubungsteile mindestens eine radiale Ausnehmung aufweisen. I

Der Vorteil dieser Verschraubung besteht darin, daß ihre Teile völlig aus Kunststoff hergestellt werden können. Denn beim Einschrauben der Verschraubung wird diese nur so eingeschraubt, daß ihre Teile relativ locker in der Öffnung in dem Grundkörper esitzen. Da die Stirnseiten der Plansche benachbarter Membranfilterplatten aneinander anliegen, wird die Membran durch den Plansch erst dann unter vollem Druck an den GrundkcJrper angepreßt, wenn die Plattenfilterpresse unter Druck gesetzt wird. Da die beiden äußeren Planschteile bei dieser Konstruktion relativ zueinander beweglich sind, wenn sie aufeinander zu

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bewegt werden, treten in den Kunststoffteilen nur geringe Zugkräfte auf, während hohe Druckkräfte auftreten können, die aber den Kunststoffteilen nicht schädlich sind.

Torteilhaft ist es, wenn auf dem Boden der Hut eine Erhebung oder ein Vorsprung vorgesehen sind. Hierdurch wird eine verbesserte Abdichtung erreicht.

Die Herstellung der in großer Stückzahl herzustellenden Membranfilterplatten wird vereinfacht, wenn der Grundteörper einstückig aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polypropylen, hergestellt ist.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 ein") Ansicht der Grundplatte,

Pig. 2 einei. Querschnitt durch einen Teil zweier nebeneinander angeordneter, zusammengepreßter Membranfilterplatten,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Teil von zwei zusammengepreßten Membranfilterplatten im Bereich des Trübeeinlaufes,

Pig. 4 einen Querschnitt durch einen Teil zweier nebeneinander angeordneter, zusammengepreßter Membranfilterplatten, anderer Bauart.

Der Grundkörper 1 weist einen ebenen Rand 2 auf, der als Dichtrand dient. Durch die Pläche 3 ist eine Stufe gebildet. Um die Höhe dieser Stufe versetzt verläuft die Anlagefläche 4 für den Membranrand 5. Diese Anlagefläche 5 geht ün die Schrägfläche 6 über, die den Rand des Rezeß bildet, dessen Grundfläche mit 7 bezeichnet ist. In diese Schrägfläche eingearbeitet ist eine Nut 8, die eine Rippe 9 aufnimmt, die am Innenrand des Membranrandes 5 angeordnet ist. Die Rippe 9 und der Membranrand 5 bilden ein winkel-

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förmiges Bauteil, aas dem Membranrand eine hohe Steifigkeit vermittelt·

Die Außenkante 10 verläuft schräg, derart, daß die Breite A der an der Grundplatte anliegenden Seite des Membranrandes größer als die Breite B der der Grundplatte abgekehrten Seite ist. Durch diese Gestaltung ist erreicht, daß der Membranrand 5 einen festen Sitz in dem Grundkörper 1 erhält.

Die Membran 11 ist im nicht mit Druck beauf sclü agten Zustand eben. Sie ist mit einer Yielzahl von Noppen 12 auf der dem Grundkörper 1 abgekehrten Seite versehen, um das nicht dargestellte !Filtertuch unter Bildung von Pließwegen für das Piltrat abstützen zu können. Zwischen dem Grundkörper 1 und der Membran 11 befindet sich ein Hohlraum 13» der im laufe des Piltriervorganges immer kleiner wird. Zwischen den Membranen 11 zweier benachbarter Grundkörper 1 befindet sich der Raum 14, in den die !Drübe eingelassen wird und in dem sich der Peststoff sammelt. Im laufe des Piltriervorganges.wird dieser Raum immer größer. Am Ende des Pil tr iervor ganges wird in die Räume 13 Druckluft eingelassen, die den Filterkuchen im Raum 14 unter Druck setzt und dadurch restliches PiI-trat aus dem Raum 14 ausdrückt.

Die Oberflächen 15 des Membranrandes 5 stehen im ungeprejDten Zustand ein wenig über die Ebene, die durch den Rand 2 des Grundkörpers 1 gebildet wird, hinaus. Das sieht man in Pig. 2 an den beiden Außenseiten. In der Mitte der Pig. 2 ist dargestellt, wie die Geometrie aussieht, wenn die beiden Grundplatten 1 in der Plattenfilterpresse zusammengepreßt sind: Dann liegen die Randflächen 2 der ■•■Grundkörper fest aneinander an und die Membranränder 5 sind so zusammengepreßt, daß sie in der gleichen iibene

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- 8 wie die Ränder 2 der Grundkörper 1 liegen.

Um zu starke Biegebeanspruchungen "beim Übergang der Membran 11 in den Membranrand 5,9 zu vermeiden, kann es zweckmäßig sein, vor dem Übergängsbereich einen im Querschnitt keilförmigen Ansatz 16 an der Membran anzuformen.

Die Grundplatte weist ein durchgehendes Loch 17 als Trübeeinfluß auf. Um dieses loch 17 herum befindet sich eine ringförmige Nut 18, Diese wird auf einem Teil ihres Umfanges mit Abstand durch die Nut 8 umgeben. Die strichlierte Linie 19 in Pig» 1 stellt diejenige Enie dar, die den Boden 7 des Rezesses begrenzt und an der der Boden 7 in die Schrägiläche 6 übergeht. Die Linie 20 stellt die Kante dar, die am Übergang von der ebenen Randfläche 2 in die Sehrägflache 10 der Stufe gebildet ist.

An der Membran 11 ist im Bereich der Öffnung für den Trübeeinfluß mit Abstand vom Rand der Öffnung eine Rippe 21 angeformt, die in die Mut 18 eingelegt ist. Der Boden dieser Nut 18 weist eine keilförmige Erhöhung 22 auf, die die Abdichtung an dieser Stelle verbessert. An einem Grundkörper 1 werden zwei Membranen 11 im Bereich des Trübeeinflusses 17 durch eine dreiteilige Verschraubung 23,24,25 befestigt. Jedes dieser drei Teile 23,24,25 der Verschraubung ist rohrförmig und weist an einem Ende einen Hansen auf. Das eine Rohrstück des Verschraubungsteiles 25 weist ein Innengewinde auf, in das das Außengewinde am Ende des Rohrstückes 24 eingeschraubt ist. Dieses Rohrstück 24 des mittleren Verschraubungsteiles weist einen ZLansch 26 auf, mit -dem das Verschraubungsteil 23 gehalten wird. Auf diesem

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mittleren VersehraubUngsteil 24 ist das Verschraubungsteil 23 frei ärehbär lind zwischen dem Flansoh 26 und dem Verschraubungsteil 25 auch axial verschiebbar. Die an den Piltertüchern und Membranen anliegenden Flansche der Verschraubungsteile 23,25 sind so dick, daß sie bis zu der Ebene 2 der Randabdiehtung reichen oder geringfügig über diese im nicht zusammengepreßten Zustand der Pilteranlage hinausstehen. Dadurch werden im zusammengepreßten Zustand der Pilteranlage Druckkräfte auf die Plansche ausgeübt, die auf die Membran und die Rippe 21 weitergeleitet werden* Diese an den Filtertüchern und Membranen anliegenden Plansche weisen mindestens eine radiale Ausnehmung 27 auf, um der Trübe einen Durchgang in die Pilterkammer 14 zu ermöglichen.

Zweckmäßigerweise sind die Nuten 8,18 so tief ausgebildet, daß zwischen der eingelegten Rippe 9,21 und dem Grund der Nut etwas Luft bleibt.

Im Ausführungsbeispiel der Pig. 4 befinden sich die Membranen 11 sehr dicht an der Ebene des Dichtrandes 2, was den Vorteil hat, daß Paltungen der Membran 11 völlig ausgeschlossen sind. Die Rippen 9 tragen an ihren Seitenwandungen Dichtlippen 29. Mittels Schrauben 3o sind die Membranen 11 an ihren Rändern 5 am Grundkörper fixiert, wobei diese Schrauben 3o durch Löcher 32 im Grundkörper 1 hindurchreichen und mit ihren beiden Köpfen die beiden Membranen 11 einer Membranfilterplatte an den Grundkörper 1 anklemmen und befestigen.

Claims

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Ansprüche :

1. Membranfilterplatte, "bestehend aus einem plattenförmigen Grundkörper mit mindestens einem Rezeß, der an seinem Rand durch eine Stufe und ansteigende Flächen in die den rahmanförmigen Rand des Grundkörpers "bildende Ebene übergeht, und aus mindestens einer in ihren !Flächendimensionen kleineren, aus einem gummielastischen Werkstoff bestehenden Membran mit -verdicktem Rand mit einer umlaufenden Rippe, die in eine umlaufende Nut im Grundkörper eingreift, dadurch gekennzeichnet,

daß die Membran (11) im nicht durch Druck beaufschlagten Zustand eben ist,

daß die Nut (8) im Grundkörper (l) im oder unmittelbar neben d^m Bereich der den Rezeß (13) begrenzenden Schrägfläche (6) angeordnet ist, daß der Rand (5) der Membran (ll) mit der Rippe (9) ein Winkelprofil bildet,

daß der Außenrand (5) der Membran (ll) im Q-ierschnitt keilförmig gestaltet ist und die an der Grundplatte (l) anliegende Seite dea Membranrandes (A) größer ist als die der Grundplatte (l) abgekehrte Seite (B), und daß der Rand des Rezesses (13) außerhalb der umlaufenden Nut (8) eine Tiefe aufweist, die der Dicke des Membranrandes (5) abzüglich einer Einfederungshöhe entspricht, wobei der nicht von dem Membranrand bedeckte Teil (2) des rahmenförmigen Randes des Grundkörpers (l) die Dichtfläche bildet und die Schließkraft überträgt.

2. Membranfilterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Wandungen der Rippe (9» 21) ebenso wie die Wandungen der Nut (8, 18) parallel zueinander verlaufen.

3. Membranfilterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Hutwandungen ebenso wie die Wandungen der Rippe (9,21) rechtwinklig zur Randebene des Grundkörpers "bzw. der Membranebene verlaufen.

L. Membranfilterplatte nach Anspruch 1, mit einer durchgehenden, als Trübeeinlauf dienenden Öffnung,

dadurch gekennzeichnet,

daß mit Abstand vom Rand der Öffnung an der Membran eise Rippe (21) und in dem Grundkörper (1) eine Nut

(18) angeordnet ist, wobei die Membran (11) durch eine Verschraubung (23₉24,25) an die Grundplatte angeklemmt ■ ist.

5. Membranfilterplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verschraubung dreiteilig ist und aus zwei mit üansch versehenen Rohrstücken besteht, daß das eine Rohrstück des Verschraubungsteiles (25) ein Innengewinde (18) aufweist, in das das Außengewinde des Rohrstückes (24) eines mittleren Versuhratibungsteiles mit dem Elansch (26) eingeschraubt ist, auf dem das zweite Verschraubungsteil (23) mit dem Rohrstück und dem 3ft.aii.sch frei verdrehbar und axial zwischen dessen ilansch (26) und dem ersten Verschraubungsteil (25) verschiebbar sitzt,

daß die an den !"iltertuciiern und Membranen anliegenden ELansche der Verschraubungsteile (23,25) so dick sind, daß sie bis zu der Ebene (2) der Randabdichtung reichen oder geringfügig über diese im nicht zusammengepreßten Zustanä der Filteranlage hinausstellen, und daß die an den illtertüchern und Membranen anliegen** den !!ansehe der Verschraubungsteile (23,25) mindestens

eine radiale Ausnehmung (27) aufweisen.

6. Membranfilterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Teile (23, 24, 25) der Verschraubung aus Kunststoff hergestellt sind.

7. Membranfilterplatte nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Boden der Nut (21) eine Erhebung (22) oder ein Vorsprung vorgesehen sind.

8. Membranfilterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (l) einstückig aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polypropylen, hergestellt ist.

9. Membranfilterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Grund der Nut (8, 18) und der Oberfläche der Rippe (9, 21) ein Hohlraum befindlich ist.

10. Membranfilterplatte nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kunststoff des Grundkörpers oder in den Kunststoffteilen der Verschraubung Metalleinlagen eingegossen sind.

11. Membranfilterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (9) mit Dichtlippen (29) versehen sind.

12. Membranfilterplatte nach Anspruch 1, ''" dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Membranen (ll) durch Schrauben (3o) an dem Grundkörper (l) befestigt sind.