NL1024557C2

NL1024557C2 - Filterinrichting voor het scheiden van een deeltjeshoudende vloeistof in een concentraat en een permeaat.

Info

Publication number: NL1024557C2
Application number: NL1024557A
Authority: NL
Inventors: Jan Tump
Original assignee: Membracon Filtration B V
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2005-04-20
Also published as: EP1524026A1; EP1524026B1; US20050082216A1; DE602004011441T2; PL1524026T3; ATE384572T1; DE602004011441D1

Description

V

*

FILTERINRICHTING VOOR HET SCHEIDEN VAN EEN DEELTJESHOUDENDE VLOEISTOF IN EEN CONCENTRAAT EN EEN PERMEAAT

De uitvinding betreft een filterinrichting voor het scheiden van een te filtreren vloeistof met een eerste concentratie deeltjes in een gefiltreerde vloeistof met een tweede, hogere concentratie deeltjes en een permeaat, 5 omvattend een in een cilindervormig huis in axiale richting opgenomen cilindervormig filterelement dat aan een eerste eindvlak is ingericht voor het in axiale richting inlaten van de te filtreren vloeistof en aan een tegenoverliggend tweede eindvlak is ingericht voor het in axiale richting uitlaten 10 van de gefiltreerde vloeistof en dat verder is voorzien van uitlaatmiddelen voor het permeaat, waarbij het huis is voorzien van inlaatmiddelen voor het inlaten van de te filtreren vloeistof en uitlaatmiddelen voor het uitlaten van de gefiltreerde vloeistof en het permeaat. De gefiltreerde 15 vloeistof met de tweede, hogere concentratie deeltjes wordt algemeen aangeduid als concentraat.

Een dergelijke filterinrichting, waarbij het filterelement bijvoorbeeld een membraan omvat dat spiraalvormig is gewikkeld om een van openingen voorziene 20 centrale buis, is bekend. Deze fiterinrichting wordt bijvoorbeeld toegepast voor het filtreren van elektroforeselakken.

Van elektroforeselakken is bekend dat deze bij stilstand een sterke neiging tot sedimentatie (uitzakken) vertonen. Om 25 deze reden wordt het cilindervormige filterelement bij voorkeur verticaal geplaatst, waarbij het huis van het filterelement aan zijn onderzijde is voorzien van een inlaatleiding voor te filtreren lak en aan zijn bovenzijde is voorzien van een uitlaatleidingen voor gefiltreerde lak en 30 voor helder permeaat.

Aan bekende verticaal plaatsbare filterinrichtingen is het nadeel verbonden dat het vervangen van het filterelement arbeidsintensief en zwaar werk is. De inlaat- en 1024557 2 uitlaatleiding moeten in voorkomende gevallen worden ontkoppeld van de leidingen waarop ze zijn aangesloten, en de filterinrichting, die een gewicht van ca. 35 kg kan hebben, moet met behulp van een hijsinrichtig van zijn locatie worden 5 verwijderd om elders gereviseerd te worden. Het uitnemen van het filterelement uit het huis wordt op zich vaak bemoeilijkt doordat de ruimte tussen het manteloppervlak van het filterelement en het huis na verloop van tijd gevuld raakt met sediment uit de te filtreren vloeistof, en het 10 filterelement aldus vastkoekt aan het huis.

Uit de Europese octrooiaanvrage EP-A-0647464 is een filterinrichting bekend waarvan het filterelement een membraanfiltratiemodule omvat, die aan zijn eindvlakken is voorzien van een ringvormige afdichtende pakkinghuls. Aldus 15 wordt voorkomen dat te filtreren vloeistof de ruimte tussen het manteloppervlak van het filterelement en het huis binnendringt. Bij deze filterinrichting zijn aan de onder- en bovenzijde van het huis respectievelijk een inlaat- en een uitlaatleiding gekoppeld, waarvan er ten minste één moet 20 worden ontkoppeld bij het verwisselen van het filterelement. Bovendien heeft deze filterinrichting het inherente nadeel dat deze als gevolg van de plaats van inlaat- en uitlaatleiding aan respectievelijk de onder- en bovenzijde van het huis op de bedrijfslokatie relatief veel ruimte 25 vraagt.

Het is een doel van de uitvinding een filterinrichting te verschaffen die gedurende een relatief lange periode operationeel is, alvorens het nodig is het filterelement te vervangen.

30 Het is voorts een doel een filterinrichting te verschaffen waarvan het filterelement op eenvoudige en snelle wijze uit het huis verwijderbaar is, zonder de noodzaak inlaat- of uilaatleidingen los te koppelen van het huis.

Beoogd wordt voorts een filterinrichting die compact is, 35 en die op zijn bedrijfslokatie relatief weinig ruimte inneemt.

Deze doelen worden bereikt, en andere voordelen worden 1024557 3 behaald, met een filterinrichting van het in de aanhef genoemde type, waarbij overeenkomstig de uitvinding het huis is ingericht voor het leiden van de gefiltreerde vloeistof in een ruimte tussen het filterelement en het huis in een 5 richting tegengesteld aan de richting van de te filtreren vloeistof door het filterelement.

Door de gefiltreerde vloeistof in tegenstroom door de ruimte tussen het filterelement en het huis te leiden, wordt stilstand van de gefiltreerde vloeistof in die ruimte, en 10 daardoor sedimentatie voorkomen. Als gevolg hiervan wordt de periode tussen de plaatsing van een nieuw filterelement en de noodzakelijke vervanging daarvan aanmerkelijk verlengd.

Doordat de stroomrichtingen van de te filtreren vloeistof en van de gefiltreerde vloeistof aan elkaar tegengesteld zijn, 15 is het zonder meer mogelijk de inlaat- en uitlaatleidingen aan eenzelfde zijde van het huis aan te verschaffen, als gevolg waarvan een bijzonder compacte en dus ruimtebesparende filterinrichting wordt verkregen.

In een uitvoeringsvorm van een filterinrichting 20 overeenkomstig de uitvinding omvatten de inlaatmiddelen een inlaatruimte, waarvan een wanddeel tenminste ten dele wordt gevormd door het eerste eindvlak, alsmede een in deze ruimte uitmondende inlaatleiding, staat het tweede eindvlak in open verbinding met een zich tenminste tussen het manteloppervlak 25 van het filterelement en het huis uitstrekkende uilaatruimte, en omvatten de uitlaatmiddelen een distaai ten opzichte van het tweede eindvlak geplaatste uitlaatopening in de uitlaatruimte.

In deze uitvoeringsvorm is bijvoorbeeld het huis aan zijn 30 binnenzijde voorzien van een aan de wand vloeistofdicht aansluitende ring voor het dragen van het filterelement, waarbij het eerste eindvlak van dat filterelement vloeistofdicht aansluit aan de binnenzijde van die ring, waarbij het eerste eindvlak, de ring en een daaraan 35 aansluitend deel van het huis de inlaatruimte vormen.

Bij voorkeur is in een uitvoeringsvorm van een filterinrichting volgens de uitvinding de inlaatruimte vrij 1024557 1____ 4 van de cilindermantel en de eindvlakken van het huis aangebracht, waarbij een wanddeel van de inlaatruimte tenminste ten dele wordt gevormd door het eerste eindvlak van het filterelement.

5 In deze uitvoeringsvorm is tussen de wanden van de inlaatruimte en van de wanden van het huis een tussenruimte aanwezig, waardoor gefiltreerde vloeistof in een richting tegengesteld aan de stromingsrichting van de te filtreren vloeistof geleid kan worden naar een uitlaatleiding, die op 10 een opening in een wand van het huis dicht bij de inlaatleiding uit dat huis kan aansluiten.

In een voordelige uitvoeringsvorm omvat de inlaatruimte een cilindervormige ruimte waarvan een eindvlak wordt gevormd door het eerste eindvlak van het filterelement.

15 Deze uitvoeringsvorm biedt het voordeel dat deze op eenvoudige wijze en uit relatief weinig onderdelen te vervaardigen is.

In weer een uitvoeringsvorm is het huis samengesteld uit een houderdeel waaraan het filterelement losbaar is gekoppeld 20 en waarvan zich een inlaatleiding voor te filtreren vloeistof en een uitlaatleiding voor gefiltreerde vloeistof uitstrekken, en een met het houderdeel losbaar koppelbaar dekseldeel.

Deze uivoeringsvorm biedt het voordeel dat bij vervanging 25 van het filterelement alleen het dekseldeel van het huis ontkoppeld behoeft te worden van het houderdeel, terwijl het houderdeel niet van de daaraan gekoppelde in- en uitlaatleidingen ontkoppeld hoeft te worden, maar op zijn bedrijfslokatie kan blijven.

30 Om het verwijderen van het dekseldeel volgens deze laatste uitvoeringsvorm te vergemakkelijken is dit bij voorkeur voorzien van handgrepen.

In een ruimtebesparende uitvoeringsvorm is het huis verticaal plaatsbaar en strekken een inlaatleiding voor te 35 filtreren vloeistof en een uitlaatleiding voor gefiltreerde vloeistof zich in bedrijfstoestand op een hoogte nabij de onderzijde vanaf het manteloppervlak van het huis uit.

1024557 5

In een praktisch voordelinge uitvoeringsvorm omvatten de uitlaatmiddelen een zich vanaf de uitlaatopening uitstrekkende uitlaatleiding, waarbij deze uitlaatleiding en de inlaatleiding zich door eenzelfde eindvlak van het huis 5 uitstrekken.

Een filterinrichting volgens deze uitvoeringsvorm is bijzonder compact, als gevolg waarvan deze op zijn bedrijfslokatie relatief weinig ruimte inneemt.

In een volgende ruimtebesparende uitvoeringsvorm is het 10 huis verticaal plaatsbaar en strekken een inlaatleiding voor te filtreren vloeistof en een uitlaatleiding voor gefiltreerde vloeistof zich in bedrijfstoestand vanaf de onderzijde van het huis uit.

De uitvinding zal in het volgende worden toegelicht aan 15 de hand van uitvoeringsvoorbeelden, onder verwijzing naar de tekeningen.

In de tekeningen tonen

Fig. 1 in een schematische axiale doorsnede een eerste uitvoeringsvorm van een filterinrichting volgens de 20 uitvinding,

Fig. 2 in een schematische axiale doorsnede een tweede uitvoeringsvorm van een filterinrichting volgens de uitvinding,

Fig. 3 in een vereenvoudigde axiale doorsnede een derde 25 uitvoeringsvorm van een filterinrichting volgens de uitvinding, en

Fig. 4 in een vereenvoudigde axiale doorsnede een vierde uitvoeringsvorm van een filterinrichting volgens de uitvinding.

30 In de figuren worden overeenkomstige onderdelen aangeduid door dezelfde verwijzingsgetallen.

Fig. 1 toont een verticaal plaatsbare filterinrichting 10 met een cilindervormig huis 4 en een cilindervormig filterelement 5, dat wordt gedragen door een aan de wand van 35 het huis 4 aansluitende ring 14, afgedicht door een O-ring 15. Het filterelement 5 is aan zijn onderste eindvlak 6 ingericht voor het in axiale richting inlaten van een te 1024557 _ _ _ 6 * filtreren vloeistof (voorgesteld door pijlen 1) en is aan zijn bovenste eindvlak 7 ingericht voor het in axiale richting uitlaten van gefiltreerde vloeistof (zogeheten concentraat, voorgesteld door pijlen 2), en is verder 5 voorzien van uitlaatmiddelen voor perraeaat (voorgesteld door pijl 3). Door de onderzijde van het huis 4, de ring 14, de 0-ring 15 en het onderste eindvlak 6 wordt een inlaatruimte 12 omsloten, waarin een inlaatleiding 8 uitmondt. Het bovenste eindvlak 7 staat in open verbinding met een uitlaatruimte 11 10 tussen het manteloppervlak van het filterelement 5 en het huis 4, in de wand waarvan distaai ten opzichte van het tweede eindvlak 7 een uitlaatopening 13 is aangebracht, waarop een uitlaatleiding 9 is aangesloten. In de afgeheelde configuratie is de stromingsrichting van de te filtreren 15 vloeistof 1 door het filterelement 5 tegengesteld aan die van het concentraat 2 langs de buitenzijde van het filterelement 5. Door het huis 4 strekt zich verder een uitlaatleiding voor permeaat 3 uit.

Fig. 2 toont een verticaal plaatsbare filterinrichting 20 20 met een cilindervormig huis 4', 4" en een cilindervormig filterelement 5, dat wordt gedragen door een inlaatkamer 16 die vrij van de wanden van het huis 4', 4” is aangebracht, waarbij de bovenzijde van de inlaatkamer 16 wordt gevormd door het onderste eindvlak 6 van het filterelement 5, 25 afgedicht door een 0-ring 15. Het huis 4f, 4" is samengesteld uit een houderdeel 4' en een dekseldeel 4", die losbaar met elkaar zijn gekoppeld door middel van flenzen 17', 17". In het houderdeel 4' is de inlaatkamer 16 bevestigd (op niet getoonde wijze), vanaf de onderzijde van het houderdeel 4' 30 strekt zich een in de inlaatkamer 16 uitmondende inlaatleiding 8 uit, in de bodem 27 is een uitlaatopening 13 aangebracht waarop een uitlaatleiding 9 is aangesloten. Door het dekseldeel 4" strekt zich een uitlaatleidig voor permeaat • 3 uit.

35 Fig. 3 toont een praktische uitvoeringsvorm van een filterinrichting 30 met een samengesteld huis 4', 4" en een cilindervormig filterelement 5, dat wordt gedragen door een 1024557 ____ 7 binnenomtreksrand 18 van een inlaatkamer 16 die vrij van de wanden van het huis 4', 4" op drie poten 19 rust, waarbij de bovenzijde van de inlaatkamer 16 wordt gevormd door het onderste eindvlak 6 van het filterelement 5, afgedicht door 5 een O-ring 15. Vanaf de onderzijde van de cilindermantel van het houderdeel 4' strekt zich een in de inlaatkamer 16 uitmondende inlaatleiding 8 uit, in de cilindermantel is een uitlaatopening 13 aangebracht waarop een uitlaatleiding 9 is aangesloten. Door het dekseldeel 4" strekt zich een 10 uitlaatleiding 21 voor permeaat 3 uit, die met een stootrand 22 afsteunt op het bovenvlak 7 van het filterelement 5, met twee O-ringen 23 vloeistofdicht in een centrale permeaatbuis in het filterelement 5 steekt, en met een derde O-ring 24 tussen flenzen 26', 26" aan de bovenzijde van het dekseldeel 15 4" is afgedicht. Bij het vervangen van het filterelement 5 wordt eerst de permeaatleiding 21 uit het filterelement 5 en het huis 4" getrokken, waarna de flenzen 17', 17" ontkoppeld worden en het dekseldeel .4" aan daartoe aangebrachte handgrepen 25 omhoog getild kan worden. Vervolgens wordt het 20 filterelement 5 van de rand 18 van de inlaatkamer 6 getild, die desgewenst ook uit het houderdeel 4' genomen kan worden voor onderhoud of reiniging.

Fig. 4 toont een een filterinrichting 40, die verschilt van de in fig. 3 getoonde filterinrichting 30, doordat de 25 inlaatleiding 8 en de uitlaatleiding 9 zich beide vanaf de bodem 27 van het houderdeel 4' van het huis neerwaarts uitstrekken, en uitmonden in respectieve verzamelleidingen 28, 29, waarop meerdere filterinrichtingen 40 parallel aangesloten kunnen zijn.

30 Opgemerkt zij dat de uitvindingsgedachte zich uitstrekt tot andere uitvoeringsvormen dan de hier getoonde, bijvoorbeeld tot filterinrichtingen met een samengesteld huis, waarbij een inlaatleiding voor te filtereren vloeistof of een uitlaatleiding voor concentraat zich uitstrekt door 35 een bodemvlak, en een uitlaatleiding voor concentraat of een inlaatleiding voor te filtreren vloeistof zich door het mantelvlak van het huis uitstrekt, en tot filterinrichtingen 1024557 8 waarbij de uitlaatleiding voor het permeaat zich aan eenzelfde zijde van het huis uitstrekt als de inlaatleiding voor te filtreren vloeistof of de uitlaatleiding voor concentraat.

1 024557___

Claims

1. Filterinrichting (10f 20, 30, 40) voor het scheiden van een te filtreren vloeistof (1) met een eerste concentratie deeltjes in een gefiltreerde vloeistof.(2) met een tweede, hogere concentratie deeltjes en een permeaat (3), 5 omvattend een in een cilindervormig huis (4, 4', 4") in axiale richting opgenomen cilindervormig filterelement (5) dat aan een eerste eindvlak (6) is ingericht voor het in axiale richting inlaten van de te filtreren vloeistof (1) en aan een tegenoverliggend tweede eindvlak (7) is ingericht 10 voor het in axiale richting uitlaten van de gefiltreerde vloeistof (2) en dat verder is voorzien van uitlaatmiddelen (21) voor het permeaat (3), waarbij het huis (4, 4', 4”) is voorzien van inlaatmiddelen (8, 12, 16) voor het inlaten van de te filtreren vloeistof (1) en uitlaatmiddelen (9, 13) voor 15 het uilaten van de gefiltreerde vloeistof (2) en het permeaat (3), met het kenmerk, dat het huis (4, 4', 4") is ingericht voor het leiden van de gefiltreerde vloeistof (2) in een ruimte (11) tussen het filterelement (5) en het huis (4, 4', 4") in een richting tegengesteld aan de richting van de te 20 filtreren vloeistof (1) door het filterelement (5).

2. Filterinrichting (10, 20, 30, 40) volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inlaatmiddelen een inlaatruimte (12, 16), waarvan een wanddeel tenminste ten dele wordt gevormd door het eerste 25 eindvlak (6) van het filterelement (5), alsmede een in deze ruimte (12, 16) uitmondende inlaatleiding (8) omvatten, het tweede eindvlak (7) in open verbinding staat met een zich tenminste tussen het manteloppervlak van het filterelement (5) en het huis (4, 4', 4") uitstrekkende 30 uilaatruimte (11), en de uitlaatmiddelen een distaai ten opzichte van het tweede eindvlak (7) geplaatste uitlaatopening (13) in de uitlaatruimte (11) omvatten.

3. Filterinrichting (10) volgens conclusie 2, met het 1024557 kenmerk, dat het huis (4) aan zijn binnenzijde is voorzien van een aan de wand vloeistofdicht aansluitende ring (14) voor het dragen van het filterelement (5), waarbij het eerste eindvlak (6) van dat filterelement (5) vloeistofdicht 5 aansluit aan de binnenzijde van die ring (14), waarbij het eerste eindvlak (6), de ring (14) en een daaraan aansluitend deel van het huis (4) de inlaatruimte (12) vormen.

4. Filterinrichting (20, 30, 40) volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de inlaatruimte (16) vrij van de 10 cilindermantel en de eindvlakken van het huis (4, 4', 4") is aangebracht, waarbij een wanddeel van de inlaatruimte (16) tenminste ten dele wordt gevormd door het eerste eindvlak (6) van het filterelement (5).

5. Filterinrichting (20, 30, 40) volgens conclusie 4, met 15 het kenmerk, dat de inlaatruimte een cilindervormige ruimte (16) omvat waarvan een eindvlak wordt gevormd door het eerste eindvlak (6) van het filterelement (5).

6. Filterinrichting (20, 30, 40) volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het huis is 20 samengesteld uit een houderdeel (4') waaraan het filterelement (5) losbaar is gekoppeld en waarvan zich een inlaatleiding (8) voor te filtreren vloeistof (1) en een uitlaatleiding (9) voor gefiltreerde vloeistof (2) uitstrekken, en een met het houderdeel losbaar koppelbaar 25 dekseldeel (4").

7. Filterinrichting (30, 40) volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het dekseldeel (4") is voorzien van handgrepen (25) .

8. Filterinrichting (30) volgens een der voorgaande 30 conclusies, met het kenmerk, dat het huis (4’, 4") verticaal plaatsbaar is en een inlaatleiding (8) voor te filtreren vloeistof (1) en een uitlaatleiding (9) voor gefiltreerde vloeistof (2) zich in bedrijfstoestand op een hoogte nabij de onderzijde (27) vanaf het manteloppervlak van het huis (4', 35 4") uitstrekken.

9. Filterinrichting (20, 30, 40) volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de 1024557 uitlaatmiddelen een zich vanaf de uitlaatopening (13) uitstrekkende uitlaatleiding (9) omvatten, waarbij deze uitlaatleiding (9) en de inlaatleiding (8) zich door eenzelfde eindvlak van het huis (4, 4") uitstrekken.

10. Filterinrichting (20, 40) volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het huis (4, 4', 4") verticaal plaatsbaar is en een inlaatleiding (8) voor te filtreren vloeistof (1) en een uitlaatleiding (9) voor gefiltreerde vloeistof (2) zich in bedrijfstoestand vanaf de onderzijde (27) van het huis (4, 10 4', 4") uitstrekken. 1024557