DE9016242U1 - Filtermodul - Google Patents

Description

PATENTANWALT

ÖIPL.-Ing. EWALD OPPERMANN

D-6050 OFFENBACH (MAIN) AM WIESENGRUND 35 ■ TELEFON (M$) 864006 · KABEL EWOPAT

E. Begerow GmbH & Co. 28. November 1990

An den Nahewiesen 24 Op/dö

254/7 6536 Langenlonsheim

Filtermodul

Die Erfindung bezieht sich auf ein Filtermodul zum Filtrieren flüssiger Medien entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Filtermodule sind bekannt (DE-G 87 17 200.3). Hierbei dient das Zentralrohr dem Aufreihen und Halten der gestapelten Filterzellen zur Bildung einer Moduleinheit, sowie zum Sammeln und Abführen des aus den Filterzellen anfallenden Fi]-trats.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filtermodul der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung für weitere Anwendungsbereiche weiterzubilden.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird der Innenraum des Zentralrohrs zur Bildung eines zweistufigen Filters bzw. eines Filters mit in Durchströmungsrichtung nachgeordneter Austauschersäule od. dgl. ausgenutzt. So kann beispielsweise das aus den Filterzellen anfallende Vorfiltrat

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im Inneren des Zentralrohrs einer nachgeschalteten Feinfiltration unterworfen werden. Zusätzlich zu der Erstfiltration an den vergleichsweise dünnen Filterschichten der Filterzellen kann mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Filtermodul im Zentralrohr eine Zweitfiltration mit langen Filterwegen im Filterkörper erfolgen. Anstelle von oder gleichzeitig mit der Zweitfiltration kann eine weitere Behandlung des Vorfiltrats im Zentralrohr vorgenommen werden. Beispielsweise kann das Vorfiltrat einem Ionenaustausch unterworfen werden. In der Kammer des Zentralrohrs können aber auch katalytische Substanzen untergebracht sein, die in gewünschter Weise auf die durchströmende Flüssigkeit einwirken. Es ist ersichtlich, daß durch den erfindungsgemäßen Vorschlag der Anwendungsbereich eines derartigen Filtermoduls erheblich vergrößert wird.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausbildungen des Filtermoduls gehen aus den Unteransprüchen 2 und 3 hervor, welche die Kammer im Inneren des Zentralrohrs definierende Merkmale enthalten.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 das in einen Filterapparat eingebaute

und mit diesem im Längsschnitt dargestellte Filtermodul,

Fig. 2 das Zentralrohr aus Fig. 1 in einer

vergrößerten Längsschnittdarstellung,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Zentralrohr

entlang der Linie IH-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen weiteren Querschnitt durch das

Zentralrohr entlang der Linie IV-IV in Fig. 2 und

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Fig. 5 die Halteelemente für die kammerbil

denden Stützplatten in einer vergrößerten und auseinandergezogenen Schnittdarstellung.

Das in Fig. 1 dargestelle Filtermodul besteht aus einer Mehrzahl aufeinandergestapelter kreisringförmiger Filterzellen 1, die jeweils aus zwei kreisringförmigen einander entsprechenden Filterschichten 2 und einem dazwischen angebrachten Distanzelement 3 zum Offenhalten von Strömungswegen zwischen den beiden Filterschichten 2 gebildet sind. Die Distanzelemente 3 sind in Fig. 1 nur schematisch angegeben. Arn Außenumfang sind die beiden Filterschichten 2 jeder Filterzelle 1 unter Abdichtung des zwischen ihnen durch das Distanzelement 3 definierten Innenraums 4 gepreßt und zusammengehalten. Am Innenumfang bilden die Filterschichten 2 zusammen mit den Distanzelementen 3 Vorfiltratdurchlässe, die an einem Zentralrohr 5 enden. Im Bereich des Innenumfangs zwischen den Außenseiten der Filterschichten 2 benachbarter Filterzellen 1 ist jeweils eine ringförmige Abdichtung 6 eingelegt, die dafür sorgt, daß kein Unfiltrat zwischen den Filterzellen hindurch zu dem Zentralrohr 5 gelangen kann.

Auf das Zentralrohr 5 sind die Filterzellen 1 unter Zwischenlage der Abdichtungen 6 aufgefädelt. Das Zentralrohr 5 ist an seinem Außenumfang mit achsparallel angebrachten längsnutartigen Vorfiltratsammelkanälen 7 versehen, von denen eine Mehrzahl über den Umfang des Zentralrohrs 5 verteilt angeordnet ist, wie insbesondere aus Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 2 hervorgeht. In Fig. 1 sind zur Vereinfachung nur die beiden diagonal gegenüberliegend in der Zeichenebene befindlichen Vorfiltratsammelkanäle 7 dargestellt. Das Zentralrohr 5 ist in seinem Inneren über einen Teil seiner Länge als Kammer 8 zur Aufnahme eines Filterkörpers, eines Austauschermediums od. dgl. (nicht dargestellt) ausgebildet. Die Ausbildung der

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Kammer wird weiter unten noch näher erläutert. Nur auf der oberen Seite der Kammer 8 sind im Zentralrohr 5 Durchlaßöffnungen 9 für das Vorfiltrat in der Wandung des Zentralrohrs 5 angebracht, die mit den längsnutartigen Vorfiltratsammelnkanälen 7 kommunizieren. Im Bereich der Kammer 8 besitzt das Zentralrohr 5 daher eine geschlossene Wandung, sodaß das in die Vorfiltratsammelkanäle 7 gelangende und über die Durchlaßöffnungen 9 in den oberen Innenraum des Zentralrohrs 5 übertretende Vorfiltrat gezwungen ist, die Kammer 8 zu durchströmen.

Die Filterzellen 1 werden an dem Zentralrohr 5 in axial zusammengepreßter Lage durch ein unteres Adapterelement 10 und ein oberes Adapterelement 11 zusammengehalten. Das untere Adapterelement 10 besitzt einen axial nach außen gerichteten Anschlußstutzen 12 für die dichte Verbindung mit einer Anschlußöffnung 13 in der Bodenplatte 14 des Filterapparats. Der Anschlußstutzen 12 greift in den Abschnitt größeren Durchmessers der als Stufenbohrung ausgebildeten Anschlußöffnung ein und ist durch Dichtungen 15 gegenüber der Bodenplatte abgedichtet. An der Bodenplatte 14 ist ein das Filtermodul umhüllendes Filtergehäuse 16 abgedichtet befestigt. Verriegelungsvorsprünge 17 des Anschlußstutzens 12 greifen bajonettartig mit entsprechenden Verriegelungselementen 18 der Bodenplatte 14 ein, wodurch das Filtermodul lösbar an der Bodenplatte 14 befestigt ist.

Das untere Adapterelement 10 besitzt einen konzentrisch damit angeordneten Tragflansch 19, auf welchen sich der aus den Filterzellen 1 gebildete Stapel unter Zwischenlage einer Dichtung 20 abstützt. Weiterhin ist an dem unteren Adapterelement 10 und ebenfalls in konzentrischer Anordnung ein Rohrvorsprung 21 angebracht, der in das Zentralrohr 5 eingreift. Die Innenräume des Rohrvorsprungs 21 und des Anschlußstutzens 12 bilden gemeinsam eine Stufenbohrung, die mit der Anschluß-

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Öffnung 13 kommuniziert.

Das obere Adapterelement 11 weist einen axial nach außen gerichteten Zentriervorsprung 22 auf, der mit einer am Filtergehäuse 16 befestigten Zentrierfeder 23 eingreift. Das obere Adapterelement 11 besitzt einen damit konzentrischen Druckflansch 24, welcher der oberen Filterzelle 1 des Filterzellenstapels unter Zwischenlage einer Dichtung 20 anliegt. Der Tragflansch 19 und der Druckflansch 24 bilden planparallel zueinander ausgerichtete plattenförmige Elemente, zwischen denen der Filterzellenstapel gepreßt ist. Weiterhin ist auch am Druckflansch 24 und konzentrisch damit ein Rohrvorsprung angebracht, der in das zugeordnete Ende des Zentralrohrs 5 eingreift. Zwischen benachbarten Filterzellen 1 ist jeweils eine ringförmige Dränagevorrichtung 26 eingelegt, die im gezeigten Beispiel eine schematisch angedeutete Gitterstruktur aufweist. Jede der Dränagevorrichtungen 26 stützt die einande^ zugekehrten Filterschichten 2 benachbarter Filterzellen 1 gegeneinander ab, d.h. die Filterschichten liegen den Dränagevorrichtungen 26 stets an. Aufgrund ihrer offenen Struktur behindern die Dränagevorrichtungen 26 nicht den Eintritt des Unfiltrats aus den zwischen den Filterzellen 1 vorhandenen Zwischenräumen in die Filterschichten 2. Für die Verwendbarkeit des erfindungsgemäßen Filtermoduls als zweistufiges Filter oder Filter mit nachgeschalteter zusätzlicher Flüssigkeitsbehandlung ist die Anbringung von Dränagevorrichtungen 26 nicht zwingend erforderlich.

Die Kammer 8 zur Aufnahme des Filterkörpers bzw. eines Austauschermediums od. dgl. (nicht dargestellt) wird oben und unten von je einer flüssigkeitsdurchlässigen Stützplatte 27 begrenzt. Die Stützplatten und deren Befestigung im Zentralrohr 5 sind in Fig. 1 nur schematisch angedeutet. Näheres geht aus den Fig. 2 bis 5 hervor. Wie aus Fig. 2 entnehmbar ist, ist die Kammer 8 durch zwei mit Abstand zueinander im Zentral-

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rohr 5 angeordnete Ringschultern 28 und 29 definiert, die durch Bohrungsabschnitte größeren Durchmessers innerhalb des Zentralrohrs 5 gebildet sind. An diesen Ringschultern 28 und 29 ist jeweils die flüssigkeitsdurchlässige Stützplatte 27 für den zweiten Filterkörper, das Austauschermedium od. dgl. gehalten. Für die Halterung jeder Stützplatte 27 ist jeweils eine Vorrichtung gemäß. Fig. 5 vorgesehen, die aus einem Haltring 30 und einem Befestigungsring 31 besteht. Der Haltering 30 weist eine dreifach gestufte Innenbohrung auf, deren mittlerer Bohrungsabschnitt 32 die Stützplatte 27 aufnimmt und deren äußerer Bohrungsabschnitt 33 der Aufnahme des Befestigungsrings 31 dient. Ein innerer Bohrungsabschnitt 34 besitzt einen gegenüber dem mittleren Bohrungsabschnitt kleineren Durchmesser, wodurch ein Ringflansch 35 für die Anlage der Stützplatte 27 gebildet ist. Der Durchmesser der im Befestigungsring 31 vorgesehenen Durchgangsöffnung 36 entspricht etwa dem Durchmeser des inneren Bohrungsabschnitts 34. Nach Anbringung der Stützplatte 27 im Haltering 30 wird der Befestigungsring 31 in den äußeren Bohrungsabschnitt 33 eingeschoben und dort auf geeignete Weise befestigt. Ein aus der Stützplatte 27, dem Haltering 30 und dem Befestigungsring 31 bestehendes Element wird auf die Ringschulter 28 aufgesetzt und dort in geeigneter Weise flüssigkeitsdicht befestigt. Anschließend wird der Filterkörper bzw. das Austauschermedium od. dgl. in die Kammer 8 eingebracht, wonach ein weiteres Element 27, 30, 31 auf die Ringschulter 29 aufgesetzt und entsprechend befestigt wird.

In der Bodenplatte 14 befindet sich eine Zufuhröffnung 37 für das Unfiltrat. Das in das Filtergehäuse 16 über die Zufuhröffnung 37 eintretende Unfiltrat tritt an allen Stellen durch die Filterschichten 2 hindurch und tritt an den Innenflächen derselben als Vorfiltrat aus, das aus den Innenräumen 4 über die VorfiltratsammelKanäle 7 und die Durchlaßöffnungen 9 in den oberhalb der oberen Stützplatte 27 befindlichen Innenraum

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des Zentralrohrs 5 gelangt. Das in den Innenraum des Zentralrohrs 5 übertretende Vorfiltrat ist gezwungen, die Kammer 8 und damit den dort untergebrachten Filterkörper, das Austauschermedium od. dgl. in Richtung zum Anschlußstutzen 12 hin axial zu durchströmen, aus welchem es als Endfiltrat austritt. Die Stützplatten 27 sind bezüglich ihrer Porösität so ausgebildet, daß sie das in der Kammer 8 befindliche Medium sicher zurückhalten, die Strömung der zu behandelnden Flüssigkeit jedoch so wenig wie möglich behindern. Der Strömungsverlauf ist in Fig. 1 schematisch durch Pfeile angegeben.

Claims (3)

E. Begerow GmbH J Co. 254/7 SchutzanSprüche

1. Filtermodul zum Filtrieren flüssiger Medien, bestehend aus einer Mehrzahl aufeinandergestapelter kreisringförmiger Filterzellen (1), die jeweils aus zwei kreisringförmigen, am Außenumfang dicht zusammengepreßten Filterschichten (2) und einem dazwischen angebrachten Distanzelement (3) zum Offenhalten von Strömungswegen zwischen den beiden Filterschichten (2) gebildet sind, wobei die Filterzellen (1) auf ein mit Durchlaßöffnungen (9) für das aus den Filterzellen anfallende Filtrat versehenes Zentralrohr (5) aufgereiht, in gegenseitiger Abdichtung zwischen benachbarten Filterzellen (1) zusammengepreßt und durch an den beiden Enden des Zentralrohrs (5) befestigte Adapterelemente (10, 11) auf dem Zentralrohr gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralrohr (5) über einen Teil seiner Länge als Kammer (8) zur Aufnahme eines Filte,rkörpers, eines Austauschermediums od. dgl. ausgebildet ist, wobei Durchlaßöffnungen (9) für das Vorfiltrat der Filterzellen (1) nur auf einer Seite der Kammer (8) im Zentralrohr (5) vorgesehen sind und mit axial gerichteten längsnutenartigen Xanälen (7) für das Vorfiltrat kommunizieren, die in der Außenfläche des Zentralrohrs (5) angebracht sind.

2. Filtermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (8) durch zwei mit Abstand zueinander im Zentralrohr (5) angeordnete Ringschultern (28, 29) definiert ist, an denen jeweils eine flüssigkeitsdurchlässige Stützplatte (27) od. dgl. für den Filterkörper, das Austauschermedium od. dgl. gehalten ist.

3. Filtermodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Halterung der Stützplatten (27) an den Ringschultern (28, 29) jeweils eine aus einem Haltering (30) und einem Befestigungsring (31) bestehende und im Zentralrohr (5)

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zu befestigende Vorrichtung vorgesehen ist, deren Haltering (30) eine dreifach gestufte Innenbohrung aufweist, deren mittlerer Bohrungsabschnitt (32) die Stützplatte (27) aufnimmt, deren äußerer im Durchmesser größter Bohrungsabschnitt (33) der Aufnahme des Befestigungsrings (31) dient und deren innerer im Durchmesser kleinster Bohrungsabschnitt (34) mit dem mittleren Bohrungsabschnitt (32) einen Ringflansch (35) für die Anlage der Stützplatte (27) bildet.