DK142446B - Filterplade. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆBSC1KIIKRIFT 1 DANMARK (»DlntCI.3 B 01 D 25/12 §(21) Ansøgning nr. 2774/75 (22) Indleveret døn 19* JUTl. 1975 (24) Løbedeg 19· jUH. 1975 (44) Ansøgningen fremlagt og

fremlæggelsesskriftet offentliggjort den 5 · HOV· 1 9oQ

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (3°) Prioritet begæret fra den

2?. dec. 1974, 1505/75 Uj JP

(71) ISHIGAKI KIKO CO. LTD., 5-4-15, Nihoribaehi, Chuo-ku, Tokyo, JP.

(72) Opfinder: Akltoshi Iwatani, 5665-10 Doki-cho, Marugame, JP.

¢74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Th. Ostenfeld Patentbureau A/s.

(64) Filterplade.

Den foreliggende opfindelse angår en filterplade af den i den indledende del af kravet angivne art. Nærmere betegnet angår opfindelsen en filterplade til en filterpresse, hvori to pladelignende membraner af et elastisk materiale,som hver især har et centralt forsænket filterklædeunderstøttende leje på ydersiden samt en rundtgående kant eller krave langs periferien, er fast anbragt på for- henholdsvis bagsiden af en kærneplade på en sådan måde, at kraven på hver af membranerne er anbragt på kærnepladens periferi, og hvor i det mindste én passage for et komprimeret fluidum er ført ind til membranerne.

Der er allerede foreslået forskellige typer filterplader for en filterpresse og med membraner til presning af filterkager efter en filtreringsoperation. Efter en filtreringsoperation ekspanderes i 2 142446 membranerne ved indføring af komprimeret fluidum bag membranerne, således at filterkager på et filterklæde anbragt på membranerne presses og derved afvandes med henblik på en let udtagning og behandling heraf. Sådanne filterplader med membraner kan opdeles i to hovedtyper. Filterplader af en første hovedtype har i det mindste én pladelignende membran, der er arrangeret på overfladen af en kærne- eller filterplade. Eksempler på denne filterpladetype kendes fra beskrivelserne til U.S.A. patent nr. 3,098,429 og nr. 3,807,567. Den anden hovedtype af filterplader med membraner har en poselignende membran, der er arrangeret rundt om en kærneramme eller kærneplade. Et eksempel på denne filterpladetype kendes fra beskrivelsen til U.S.A. patent nr. 3,270,887.

En filterindretning, hvori der benyttes filterplader med membraner, er behæftet med to problemtyper med hensyn til tætning.

Under en filtreringsoperation indføres opslæmning eller væske, der skal filtreres, under tryk på filterklædet mellem filterpladerne, og opslæmningen eller væsken må således indesluttes tætsluttende mellem filterpladerne. Under en filterkagepresseoperation må det komprimerede fluidum,som indføres bag membranerne for at ekspandere disse med henblik på at presse kagerne, også indesluttes tætsluttende, således at fluidet ikke lækker ud af membranerne. Filterplader med poselignende membraner overgår filterplader med pladelignende membraner, idet den førstnævnte type har en bedre tætning under en kagepresseoperation end den sidstnævnte type, da de poselignende membraner på udmærket vis hindrer lækage af komprimeret fluidum, som indføres i membranerne.

Filterplader med poselignende membraner har imidlertid visse ulemper. Især når filterpladerne forøges med hensyn til størrelse med henblik på en forøgelse af filterarealet, eksempelvis fra én kvadratmeter til to eller tre kvadratmeter pr. plade for at opfylde nutidige krav om at en filterpresses filtreringskapacitet må forøges, bliver støbningen af sådanne poselignende membraner vanskelig på grund af disses betragteligt forøgede vægt. Desuden er indsættelse af en kærneramme eller kærneplade i sådanne poselignende membraner vanskelig på grund af membranernes forøgede størrelse, og endelig er håndteringen og vedligeholdelsen af sådanne store poselignende membraner vanskelig. I disse henseender er filterplader med pladelignende membraner mere hensigtsmæssige end filterplader med poselignende membraner.

3 162446 I ovennævnte USA patent nr. 3.807.567 beskrives filterplader med pladelignende membraner, der er mere hensigtsmæssige end filterplader med poselignende membraner med hensyn til støbning af membranerne, indretning af kærneplader i membranerne samt håndtering og vedligeholdelse som netop anført.

Eksempelvis fra tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.322.044 kendes også filterplader af den aktuelle type, hvor hver af kærnepladens overflader i randområdet er forsynet med i det mindste ét endeløst spor, hvori der er indsat en tilsvarende endeløs tætningsribbe, som er indrettet på indersiden af hver af membranerne langs disses randområde.

Den hermed opnåede tætning er imidlertid ikke tilstrækkelig effektiv, idet tætningsribben forholdsvis let kan presses helt eller delvis ud af det tilhørende spor af trykfluidet under en kagepresseoperation, hvorved der skabes lækage.

Filterpladen ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i kravets kendetegnende del angivne, hvorved der opnås en effektiv løsning af tætningsproblemet i forbindelse med filterplader med pladeformede membraner. Den endeløse tætningsribber på membranernes inderside hindrer således, sammen med sporet eller rillen på kærnepladens overflade og med bistand af membranens periferifladedele, hvis udvendige overflade rager en smule frem foran den for opfindelsen specielle yderrammes udvendige overflade, at trykfluidet lækker ud fra membranen under kagepresseoperationeme, som det vil fremgå tydeligere af det følgende. Membranens randdel, hvis udvendige overflade som netop nævnt rager en smule frem foran yderrammens udvendige overflade, hindrer lækage af opslæmning, som indføres under tryk mellem to til hinanden stødende filterplader, som det også vil blive forklaret nærmere i det følgende.

Desuden er den langstrakte kant eller krave på hver membran forsynet med en rundtgående og fremspringende del, således at kraven har en hagelignende form, og denne fremspringende del er indrettet til indsættelse i et tilsvarende spor, som er udformet i kærnepladens periferi. Dermed er membranen fast forankret langs periferien af kærnepladen ved hjælp af yderrammen, således at membranens periferi, selv hvis membranens vægt er meget stor, ikke vil kunne forskydes i retning bort fra kærnepladens periferi, '. hvilket ville forårsage en reduktion af tætningen under kagepresse- 4 U2446 operationerne.

Desuden giver filterpladen ifølge opfindelsen anledning til fremstillingsmæssige fordele, idet den for opfindelsen specielle yderramme kun kræver nøjagtig bearbejdning af to flader, nemlig sidefladerne, hvorimod visse kendte konstruktioner, eksempelvis den fra USA patentskrift nr. 3.807.567 kendte, med mere komplicerede rammer, kræver nøjagtig bearbejdning af flere flader på flere komponenter.

Den foreliggende opfindelse skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 er et frontalt billede med visse dele udeladt af en udføreisesform for filterpladen ifølge opfindelsen, fig. 2 et lodret snit i større målestok med visse dele udeladt og taget langs linien II-II i fig. 1, fig. 3 et lodret snit med visse dele udeladt gennem en del af den i fig. 1 viste filterplade, fig. 4 et sidebillede med visse dele bortskåret af den i fig. 1 viste filterplade, figurerne 5a og 5b skematiske lodrette snitbilleder med visse dele bortskåret og visende brugen af den i fig. 1 viste filterplade, og fig. 6 et lodret snitbillede med visse dele bortskåret i lighed med fig. 2 men visende en anden udførelsesform for filterpladen i-følge opfindelsen.

På tegningens fig. 1-5 vises en foretrukket udførelsesform for filterpladen ifølge opfindelsen. Den viste filterplade 10 indeholder en kærneplade 11, to membraner 12 af et elastisk materiale, såsom gummi eller syntetisk harpiks, og som er arrangeret ved for-og bagsiden af kærnepladen 11, samt en yderramme 13 anbragt ved filterpladens yderste periferi. Filterpladen 10 har et topfremspring 14, gennem hvilket der er udført en passage 15 for opslæmning, der skal filtreres.

Som det klart fremgår af fig. 2, består kærnepladen 11 af en inderplade 17 af rustfrit stål eller lignende, to yderplader 18 af hårdt gummi, syntetisk harpiks eller lignende, samt en ringindretning 19 af rustfrit stål eller lignende. Yderpladerne 18 er fastgjort til overfladerne af underpladen 17 ved hjælp af klæbemidler, således at der på hver overflade af kærnepladen 11 dannes en central fordybning 20, som ikke er overdækket af pladen 18. Hver 5 142446 af inder- og yderpladerne 17 og 18 har et topfremspring med en gen-nembrydning svarende til topfremspringet 14 på filterpladen 10, og ringindretningen 19 er indsat stramtsluttende i gennembrydningerne i yderpladerne 18, som vist i figurerne 2 og 3. Yderpladen 18 har plane udadvendende flader ved randområdet og rundt om gennembryd-ningen i topfremspringet, og disse flader efterfølges af skråt forløbende udadvendende flader, som vist i fig. 2.

Ifølge opfindelsen er hver af kærnepladens 11 udvendige overflader forsynet med et endeløst spor 21 ved randområdet, nemlig ved den plane udadvendende fladedel af yderpladen 18. Et lignende endeløst eller ringformet spor 22 er også udført i hver af kærnepladens 11 udvendige overflader rundt om kærnepladens gennembrydning tfed toppen, nemlig på hver af de udvendige overflader af ringindretningen 19. Desuden er der i de udvendige overflader af yderpladerne 18 udformet et langstrakt spor 23, der forløber hen over den nederste del af topfremspringet på kærnepladen 11. Ved periferien af kærnepladen 11 er denne forsynet med et endeløst og langstrakt spor 24, idet periferien af yderpladen 18 er udformet tilsvarende.

Hver af membranerne 12 har en form svarende til kærnepladen 11. Ifølge opfindelsen er den indvendige overflade af hver membran 12 ved randområdet forsynet med en endeløs og langstrakt tætningsribbe 25, som er indsat i det endeløse spor 21 på hver overflade af kærnepladen 11. Desuden er den indvendige overflade af hver membran 12 forsynet med en ringformet tætningsribbe 26 rundt om passagen 15, og denne ribbe er indsat i det ringformede spor 22' på hver overflade af kærnepladen 11. Endelig findes en vandret forløbende tætningsribbe 27 ved den nederste del af topfremspringet 14 på filterpladen, og denne ribbe er indsat i det vandrette spor 23 på hver overflade af kærnepladen 11.

Membranerne 12 er fast monteret på for- og bagsiden af kærnepladen 11 ved at montere langstrakte og endeløse kanter eller kraver 28, som er indrettet på membranernes 12 periferi, på periferien af kærnepladen 11 og ved at fastgøre kraverne 28 til kærnepladens periferi ved hjælp af flere med mellemrum anbragte skruer 29 indsat i gevindhuller i kærnepladen gennem klembånd 31 og kraverne 28.

Kraven 28 på hver membran 12 har et endeløst og langstrakt fremspring 32, således at kraven har en hagelignende form, og dette fremspring 32 er indsat i det endeløse spor 24 på periferien af kærnepladen 11. På sædvanlig måde er filterpladen 10 eller hver af 6 142446 membranerne 12 på de udvendige overflader forsynet med et centralt forsænket filterklædeunderstøttende leje 33, som indeholder et antal fremspring 33a og passager 33b for filtrat mellem fremspringene 33a.

Ifølge opfindelsen er yderrammen 13, der har form som en billedramme, fast monteret på periferien af kærnepladen 11, således at kraverne eller kanterne 28 på membranerne 12 er anbragt mellem periferien af kærnepladen 11 og den indvendige periferi af denne yderramme 13. Yderrammen 13 er fastgjort til kærnepladen 11 ved hjælp af skruer 34, der forløber ind i gevindhuller i kærnepladen 11, og ved hjælp af rør, der skal beskrives nærmere i det følgende. Ifølge opfindelsen er tykkelsen α af yderrammen 13 desuden indrettet således, at den er en smule mindre, eksempelvis 1 mm, end afstanden β mellem de plane udadvendende flader på randområderne af membranerne 12.

I den viste filterplade 10 er der indrettet en pakningsindretning 35 af et elastisk materiale med lille materialetykkelse, og denne pakning dækker filterpladen 10 eller dennes yderplader 18 rundt om passagen 15 for opslæmning. Pakningsindretningen har flere ringformede tætningsribber 36 på de udvendige overflader.

På sædvanlig måde er filterpladen 10 ved de nederste hjørner af de udvendige flader forsynet med udløbspassager 37 for filtrat, som står i forbindelse med passagerne 33b på støttelejet 33. Desuden er der til filterpladen 10 fastgjort to fluidumrør 38 og 39, som udmunder i membranerne 12 på steder, hvor gennembrydninger 40 henholdsvis 41 er udformet gennem kærnepladen 11. Yderrammen 13 er også fastgjort til kærnepladen 11 ved hjælp af disse rør 38 og 39.

Den viste filterplade 10 kan.benyttes i en filterpresse på konventionel måde. Fig. 5a viser brugen af sådanne filterplader på den måde, som er beskrevet i det tidligere nævnte U.S.A. patent nr. 3,807,567. Før en filtreringsoperation samles filterpladerne 10 tætsluttende ved hjælp af hydrauliske cylindre, som ikke er vist på tegningen. I dette tilfælde presses de plane periferiområde-dele af membranerne 12 på to til hinanden stødende filterplader 10 an mod hinanden gennem to mellemliggende filterklæder 42, således at disse randdele deformeres let på grund af membranernes elasticitet, og derved opnås tætning mellem filterpladerne. En opslæmning, der skal filtreres, indføres mellem klæderne 42 gennem passagen 15, en tilsvarende passage i klæderne samt et fødeaggregat 43 arrangeret mellem hver af to til hinanden stødende filterplader 10. Fødeaggre-gatet 43, der har en vandret passage 43a samt en lodret passage 43b, holdes stramt mellem filterpladerne 10, således at de udvendige 142446 7 flader af aggregatet 43 presses an mod pakningsindretningen 35 eller de ringformede ribber 36 herpå, hvorved der opnås tætning mellem filterpladerne 10 og fødeaggregatet 43.

Under en filtreringsoperation filtreres opslæmningen, der indføres under tryk mellem filterklæderne 42 gennem passagerne 15 i filterpladerne 10 og de vandrette og lodrette passager 43a og 43b i fødeaggregaterne 43, af klæderne 42, idet filterkager 44 forbliver mellem klæderne 42, og filtratet strømmer gennem passagerne 33b og 37 ind i et ikke vist filtratudledningsrør. Under en sådan filtreringsoperation er opslæmningen, der tilføres under et tryk på eksem-pelvis 3-5 kp/cm , fuldstændigt hindret i at lække på grund af de ovenfor beskrevne tætninger mellem hver af to til hinanden stødende filterplader 10 og mellem filterpladerne 10 og fødeaggregaterne 43. Det må bemærkes, at der på ingen måde vil forårsages permanente deformationer eller udmattelse af randdelene af membranerne 12 på grund af, at disse randdele rager en smule frem foran de udvendige overflader af yderrammen 13, hvilket kun tillader en lille elastisk deformation af disse dele.

Efter en filtreringsoperation indføres vand eller et andet fluidum i membranerne 12 eller filterpladerne 10 gennem røret 38 2 under et tryk på eksempelvis 7-15 kp/cm sammen med udrensningsluft gennem røret 39. I så fald ekspanderes membranerne 12 på en måde som vist i fig. 5b, således at filterkager 44 mellem filterklæderne 42 presses og derved afvandes kagerne.

Under en sådan kagepresseoperation hindres lækage af komprimeret fluidum, der indføres i membranerne 12, på følgende måde. For det første fungerer tætningsribberne 25 på indersiderne af membranerne 12, hvilke tætningsribber presses an mod bunden af sporene 21 i kærnepladerne 11, på samme måde som en O-ring, således at lækage af komprimeret fluidum mod periferien af hver filterplade 10 er hindret.

Desuden har periferien af hver membran 12 tendens til at blive forskudt mod den vandrette retning, især ved bunddelene af pladen 10 på grund af vægten af membranen 12, der søger at fremkalde en ned-trækning af periferien, hvilket resulterer i, at tætningsribberne 25 trækkes ud af sporene 21, men den hagelignende krave 28 på hver membran 12 eller den langstrakte fremspringende del 32, som er indsat i sporet 24 på periferien af kærnepladen 11, hindrer sådanne forskydninger af periferien af membranen 12. Der opnås således en tætning ved hjælp af tætningsribberne 25, selv hvis vægten af membranerne 142446 δ 12 er meget stor og/eller selv hvis der findes visse spillerum mellem periferien af membranerne 12 og den indvendige periferi af yderrammen 13.

Lækage af komprimeret fluidum mod passagen 15 for opslæmning under en kagepresseoperation hindres af de langstrakte tætningsribber 26 og 27, der er indsat i sporene 22 og 23 på kærnepladen 11, og ved hjælp af pakningsindretningen 35.

Efter en kagepresseoperation udstødes vand eller et andet fluidum, der er indført under tryk i membranerne 12, gennem røret 38, således at membranerne aflastes og kontraheres. Med henblik på en hurtig fluidumudstødning kan luft indføres i membranerne gennem røret 39. Derefter adskilles filterpladerne 10, og filterklæderne 42, der bærer afvandede kager 44, bevæges nedad sammen med fødeaggregaterne 43 for at kagerne kan aftages.

Fig. 6 viser en anden udførelsesform for tætningsribberne 25 og 27 på indersiden af hver membran 12. Hver af disse ribber 25 og 27 har en hagelignende form. Når membranen 12 ekspanderes for at presse filterkager, presses tætningsribberne 25 og 27 an mod sidevæggen af sporene 21 og 23 ved ribbernes frie kanter på grund af den spænding, der påføres membranen 12, således at den fornødne tætning opnås.

Selv om filterpladen 10 er vist på tegningen med en passage 15 for opslæmning anbragt ved toppen, kan en sådan passage udelades i de tilfælde, hvor opslæmning tilføres på anden konventionel måde.