SE412524B - Filterram for pasfilter - Google Patents

Description

. 15. 20. 25. 30. 359 3 7811208-3" Trots sin principiella enkelhet erbjuder filterkonstruk- tioner av detta slag en rad svårbemästrade konstruktionsproblem.

Filterramen måste utformas för att kunna motstå avsevärda kom- pressionskrafter. Särskilt vid vätskefiltrering blir tryckfallen över filtret stora och distanselementets styrka blir en begrän- sande faktor för hur stor flödeshastighet och hur tjock filter- kaka som kan tillåtas före rengöring och därmed hur stor kapa- citet filtret får. Trots stor mekanisk styrka måste filterramen vara flexibel så att filterduken utsättes för olika spänning under filtrering, avstängning och backspolning för att under- lätta filterkakans släppníng från duken under rengöringen. Ele- mentet måste också ha en sådan utformning att det kan uppta ål- derstöjningar hos duken med bibehållen rensningseffekt för att inte täta filterduksbyten skall erfordras. Filterramen får inte ha skarpa kanter som kan skada duken eller sådan form att allt- för skarpa veck på denna bildas under inverkan av filtrerings- trycket. Ramen måste vidare erbjuda en god inre cirkulations- miljö för filtratet efter penetrationen av filterduken och fram till och genom utloppet från filtrets inre för att inte onödiga tryckfall skall uppstå och ett olikformigt utnyttjande av pås- ytan skall nedsätta filterkapaciteten. Filterduken måste utfor- mas så att dess sömmar blir täta och så i förhållande till dis- tanselementet att den lätt kan träs på och av denna och effek- tivt avtätas mot avloppet från påsens inre, eftersom ett förbi- flöde av ofiltrerad vätska till den rena filtratströmmen i regel inte kan tolereras. Vidare skall konstruktionen vara enkel och billig att tillverka, erbjuda stor filtreringsyta på litet utrym- me, enkelt kunna in- och urmonteras i det tryckkärl där filtren är anordnade och slutligen vara utformade i material som motstår den ofta korrosiva miljö där de arbetar.

En rad påsfilterkonstruktioner har föreslagits för att komma till rätta med dessa allmänna konstruktionsproblem förutom de speciella problem som beror av varje aktuell tillämpning. För filtreringsapplikationer där kraven på kapacitet är stora och för svårfiltrerade flöden, har sådana kända konstruktioner visat sig särskilt lämpliga där filterramen består av två perforerade plåtar, vilka korrugerats och ställts så förskjutna mot varand- ra så att dalarna på den ena står i kontakt med topparna på den andra så att linjekontakt mellan de korrugerade plåtarna uppkom- ?8'112G8-3 10. 15. 20. 25. 30. 35- mer. Dessa konstruktioner ger bland annat en mycket god stabi- litet mot tryckkrafter och bibehåller sin filtreringsförmåga även under stor upplagring av svårfiltrerat, slamformigt mate- rial.

En sådan konstruktion framgår av den amerikanska patent- skriften 3 9ü8 779, vilken konstruktion innefattar två perfore- rade plåtar anordnade enligt ovan angivet mönster och vilken konstruktion är avsedd att befrias från avfiltrerat material med hjälp av tryckluftsblåsning. Konstruktionen är emellertid inte avsedd för rengöring genom backspolning och har en utform- ning som gör den olämplig för detta, bland annat genom valet av perforerade plåtar, deras korrugering och appliceringen av filterduken. g Ett annat exempel framgår av den brittiska patentskrif- ten 10940/1915 i vilken visas en påsfilterkonstruktion innefat- tande vågformade sträckmetallnät i ramkonstruktionen. I denna konstruktion har man genom bruk av extra distanselement istäl- let för direktkontakt mellan näten endast dåligt tillvaratagit de ovannämnda principerna för erhållande av god stabilitet, varigenom kapacitetsutnyttjandet också blir dåligt. Inte heller -denna konstruktion är avsedd eller lämpad för rengöring genom backspolning, och saknar lämplig flexibilitet för detta trots användning av sträckmetall, som är ett annars lämpligt material för erhållande av sådana egenskaper.

Föreliggande uppfinning avser en förbättrad filterram- konstruktion av den typ som är avsedd att insättas i såsom på- sar utformade filterdukar av flexibelt material, vilka under filtrering genomströmmas av det behandlade fluidet utifrån och in, vilken filterram innefattar två perforerade och korruge- rade plåtar så placerade i förhållande till varandra att top- parna i den ena plåten anligger mot dalarna i den andra så att linjekontakt mellan plåtarna uppkommer mellan vilka lin- jer och plåtarnas ytor kanaler för filtratet bildas samt ett avloppsrör mynnande i åtminstone någon av kanalerna för upp- samling av filtrat.

Enligt uppfinningen är perforeringarna i plåtarna utbil- dade som hålen i sträckmetallnät.

Enligt en särskilt föredragen utföringsform är plåtarna förbundna med varandra genom svetsning, företrädesvis punktsvcta- 10. 15. 20. 25. 30. 35. 5 7811208-3 ning, längs kontaktlinjerna mellan plâtarna.

Enligt en annan föredragen utföringsform är filtratka- nalerna i ramen inbördes förenade vid ramens mot kanalerna vin- kelräta kant genom ett utrymme som avgränsas av ett tråg fast- satt vid kanten och i vilket utrymme avloppsröret mynnar.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform är mate- rialet i plåtarna titan.

Användning av sträckmetallnät har flera fördelar för en konstruktion enligt uppfinningen. En perforerad plåt, där per- foreringarna utgöres av utstansade hål eller liknande kan inte nämnvärt töjas eller komprimeras i sin längdriktning. Ett sträckmetallnät däremot har öppningar som bildats genom slits- ning och dragning av plåten och kan därför under inverkan av töjande eller komprimerande krafter i plåtens plan töja sig el- ler komprimeras i högre grad än plåtar med andra perforerings- typer utan att mönstret ändras nämnvärt eller plåten bildar veck. I en ramkonstruktion enligt uppfinningen där plåtarna är korrugerade och lagda mot varandra kan därför en sträckmetall- plåt uppta betydligt större krafter och bibehålla sin flexibi- litet betydligt bättre än perfcrerade plåtar av annat slag.

Detta åstadkommas genom att öppningarna under belastning helt enkelt slutes något och denna flexibilitet erhålles utan att ramens yttermâtt förändras nämnvärt vilket är en betydande för- del i sammanhanget. Vid avlastning av trycket återtager ramen sin ursprungliga form och rörelserna bidrager till att filter- kakan lättare lossar från duken. Hålen i ett sträckmetallnät har dessutom en struktur från vilken filterduken lätt släpper vid backspolning och ger vidare god genomströmning för flui- det. Till följd av styrkan och flexibiliteten kan hålarean gö- ras stor. För att erhålla denna verkan fordras att plåtarna som nämnts läggs mot varandra så att linjestöd erhålles.

Svetsning och särskilt punktsvetsning längs kontaktlin- jerna föredrages eftersom detta ger en stabil konstruktion med ett minimum av påverkan både på flexibiliteten och på filtrat- strömningen i ramen.

Ett filtratsamlande utrymme i form av ett tråg fastsatt vid en av ramens mot kanalerna vinkelräta kanter föredrages eftersom detta ger en god filtratströmning i ramen utan blocke- ringar och därför ett jämnt utnyttjande av filterytans kapaci- 7811208-3 10. 15. 20. 25. 30. 35. tet. Ett sådant tråg bidrager vidare till att stabilisera ra- mens yttermått vid tryckbelastningen och ger en avslutning som skonar filterduken. Om även tråget utföres i perforerad plåt och företrädesvis sträckmetall kommer precis hela fil- terpåsens yta att utnyttjas till filtrering utan att stabili- teten eftersättes.

Titanmetall föredrages i konstruktionen på grund av detta materials goda motståndskraft i korrosiva miljöer, sär- skilt vid tillämpningar i klor/alkali-índustrier. Det har emel- lertid också visat sig ge god flexibilitet i konstruktionen enligt uppfinningen och kan lätt formas till sträckmetallnät och kan lätt punktsvetsas.

' Ytterligare detaljer och fördelar med uppfinningen kom- mer att framgå av den detaljerade beskrivningen nedan.

Yttermått och form på ramen enligt uppfinningen kan va- riera beroende på den aktuella tillämpningen. Normalt utföres ramen emellertid i huvudsak rektangulär med kantmått mellan 0,2 och 2 m, företrädesvis mellan 0,5 och 1,5 m. Andra former kan naturligtvis även tänkas för att anpassa ramen till ak- tuellt utrymme eller ramen kan göras rund för att kunna rote- ras kring sin axel för att genomlöpa avsättnings- respektive rensníngsfaser periodiskt.

Vid korrugeringen av de ingående plåtarna bör iakttagas att mellan 5 och 30, företrädesvis mellan 8 och 20, hela korru- geringsvågor bör finnas på ramens hela bredd, vilket innebär att våglängden kan variera mellan ramar av olika storlek. Lämp- ligen är våglängden densamma över hela ramens yta men om den varierar, t.ex. med toppar och dalar förlöpande radiellt i en rund ram, bör tillses att båda plåtarna är likformigt utforma- de så att linjekontakt kan upprätthållas.

Amplituden på korrugeringarna får inte vara för liten eftersom flexibiliteten då blir låg och risk för sammanpress- ning av dukytorna uppkommer förutom att vätskeströmningen häm- mas och får inte heller vara för stor då toppkrökningen åstad- kommer en förminskad flexibilitet hos ramen. Amplituden bör där- för vara mellan 0,] och 1,25 gånger våglängden och är helst mellan 0,25 och 0,75 gånger denna. Ramens tjocklek blir då ungefär dubbla amplituden. Böjningen i korrugeringarna bör 10. 15. 20. 25.

BO. 35. _ 7811208-3 7 för bästa flexibilitet vara jämn och inte sådan att en vass topp och dal bildas med i huvudsak raka mellanpartier.

Till följd av den inneboende stabiliteten hos konstruk- tionen enligt uppfinningen kan den plåt ur vilken sträckmetal- len drages väljas tämligen tunn. Tjockleken ligger lämpligen mellan 0,5 och 3 mm och helst mellan 0,75 och 2 mm. Den linjä- ra expansionsgraden av plåten bör ligga mellan 30 och 70, fö- reträdesvis HO och 60 procent. Slitsavståndet bör ligga mellan 2 och 20, helst mellan H och 10 mm. Det föredrages att slitsar- na är parallella med korrugeringslinjerna.

Materialet i sträckmetallnätet kan vara vilken metall som helst som motstår det behandlade mediet men särskilt lämp- ligt har titanmetall visat sig vara. Förutom att ha god mot- ståndskraft i korrosiva miljöer kan det lätt formas till sträck- metall, relativt lätt svetsas och har god styrka, god flexibi- litet och låg vikt vilket gör materialet lämpligt för en utform- ning enligt uppfinningen och särskilt för tillämpningar för slamavskiljning i klor/alkali-inudstrin där filtren arbetar i korrosiv miljö och där den avsatta filterkakan är svåravlägs- nad.

Sedan ett par sträckmetallnät tillverkats och korruge- rats till det erhållit de egenskaper som ovan angivits, place- ras de två näten mot varandra så att deras ytor inte förlöper parallellt med konstant inbördes avstånd utan är så förskjut- na i förhållande till varandra att topparna på den ena möter dalarna på den andra och således bildar kontakt mellan linjer utmed korrugeringarna och mellan kontaktlinjerna formar kana- ler för fluidet. Plåtarna kan sammanhållas på olika sätt, t.ex. bultning, genom metallband runt ramen eller med hjälp av den sammanhållande förmågan hos avslutningar runt ramens kanter, men som ovan nämnts föredrages att ett antal punktsvetsar ut- föres längs delarnas kontaktlinjer. En så framställd ram kan direkt efter komplettering med ett avloppsrör användas i en filterpåse och uppvisar god styrka och flexibilitet.

Det föredrages emellertid som ovan nämnts att åtmins- tone en och företrädesvis båda de mot kontaktlinjerna vinkel- räta kanterna av ramen förses med avslutningar i form av en längsgående plåt. Detta dels för att skydda filterpåsen mot 7811208-3 10. 15. 20. 25. 30. skarpa kanter som kan bildas av sträckmetallnätet och dels för att ytterligare stabilisera ytterdimensionerna på ramen. Åtminstone en av avslutningarna är det lämpligt att utforma så att det innesluter ett uppsamlingsutrymme för filtrat och till vilket utrymme avloppsröret kan anslutas. Avslutningen kan utformas som ett längs kanten förlöpande rör, som på nå- got sätt är öppet mot kanalerna t.ex. genom att vara träg- format. För att maximalt tillvarata den fíltrerande ytan hos filtret utföres lämpligen även avslutningen-i perforerad plåt, företrädesvis sträckmetall, varigenom punktsvetsning även här kan utnyttjas som fastsättningsmetod. Mellan avslutningarna är ramens bredd något mindre väl stabiliserad och vid högre krav på måttnoggrannhet och särskilt vid större ramkonstruk- tioner föredrages därför att ett eller flera band ínsättes och fästes mellan de mot varandra ställda korrugerade näten, parallellt med och mellan avslutningarna. Lämpligen fogas banden till näten på ett flertal och helst alla ställen för bandens skärningspunkter med kontaktlinjerna mellan näten och fogningen sker lämpligen med hjälp av punktsvetsníng.

Om de sidor av ramen, som är parallella med kontaktlin- jerna mellan näten, uppvisar skarpa kanter kan dessa sidor med fördel kompletteras med skydd, lämpligen med hjälp av plåtar eller sträckmetallnät som böjts till V-formad profil. Punkt- svetsning kan även här användas som fästmetod.

Filterpåsen, som utformas i ett mot den aktuella mil- jön resistent material, ges helst en storlek större än filter- ramen, varvid den lämpligen är obetydligt större än ramen i den parallellt med korrugeringslinjerna löpande riktningen medan den i den andra riktningen har en längd som är större än ramlängden men kortare än vad som fordras för att duken helst skall följa plåten och bottna i dalarna. Lämpligen är den mellan 5 och 20 procent kortare än plåtlängden och helst mellan 10 och 15 procent kortare. Inga hållarorgan eller lik- nande bör anordnas på dukens utsida, varigenom dukens uppblås- ning och utsvängning i samband med backspolningen blir ohind- rad för bästa avskiljning. Duken måste vara försedd med öpp- ningar dels för att kunna påträdas ramen och dels för att med- ge en genomföring för avloppsröret. Eftersom ramen enligt upp- 10. 15. 20. 25. 30. 35. 7811208-3 9 finningen är en stel konstruktion som inte kan sammanvikas måste filterpåsen ha en öppning som i längd motsvarar åtmins- tone en sida i ramen. öppningen måste efter införande av ra- men kunna förslutas tätt vilket kan ske på något känt sätt men det föredrages att dukarna är försedda med blixtlås av för påsfilter känt utförande eftersom dessa både_kan göras mycket täta och medger enkel på- och avmontering. Efter tät- ning av raminföringsöppningen måste finnas kvar en mindre öppning för avloppsröret från filtrets inre till omgivningen.

Denna kan enklast utformas som en manschett runt avloppsröret som avtätas genom knytning eller annan åtdragning.

Enheten av ram och filterpåse är avsedd att monteras i ett kärl som tillföres det fluidum som skall behandlas, vil- ket under inverkan av en pålagd tryckskillnad genomströmmar filterpåsen, strömmar genom ramen till utloppsröret och via detta ut från kärlet. Normalt anordnas ett antal filterenheter i samma kärl, exempelvis 15 till H0 stycken, och då fordras att dessa kan monteras stabilt och med relativt konstant in- bördes avstånd och samtidigt på ett enkelt demonterbart sätt så att de kan uttagas för byte av filterpåsar och annan över- syn. Filterenheten enligt uppfinningen upphänges lämpligen i avloppsröret, vilket då lämpligen är anordnat vid filterenhe-' tens topp. I det fall ramen har en avslutning i form av ett rör i anslutning till avloppsröret kan detta lätt förlängas i riktningen motsatt avloppsröret och användas som ett ytter- ligare upphängningsorgan om detta erfordras. Rengöring sker genom backspolning av filtrat eller genom särskilt tillfört fluidum eventuellt också med tillförsel av en ström på utsi- dan av dukarna. Filterenheterna skall vara monterade på ett sådant inbördes avstånd att filterduken fritt kan svänga ut och blåsas upp för avlägsnande av filterkakan. Helst bör kär- let vara utrustat med organ för avlägsnande av det frigjorda materialet.

Konstruktionen enligt uppfinningen kan användas för gasfiltrering men lämpar sig särskilt väl för vätskefiltre- ring. ' En föredragen utföringsform av ramen enligt uppfinning- en skall närmare beskrivas nedan i anslutning till figurbi- 10. 15. 20. 25 . 7811208-3 10 lagorna. I dessa visar figur l en frontvy av ramen, figur 2 ett snitt genom ramens korrugerade plåtar, figur 5 en sidovy av ramen, figur H en övre filtratuppsamlande avslutning på ramen, figur 5 ett snitt genom avloppsröret och figur 6 en nedre avslutning av ramen.

I figurerna visar position l ramens huvuddel, vilken består av två mot varandra ställda korrugerade sträckmetall- plåtar 2, vilket bäst framgår av figur 2. En övre filtrat- uppsamlande avslutning 3 är fastsatt vid delen 1. Denna är också utförd i sträckmetall och har ett tvärsnitt enligt fi- gur 4. Den nedåt vikta delen H är insatt och punktsvetsad vid och mellan plåtarna 2. Avslutningen är i sin ena ände för- längd till ett stödorgan medan i dess andra ände är insatt ett avloppsrör 5 av icke perforerat material, med profil en- ligt figur 5 och vilket rör är utrustat med en fläns 6 i sin från filtret vända ände för anslutning till en filtrntsam- lingsledning. Ramens l nedre del är försedd med en nedre av- slutning 7 av sträckmetall, vars profil framgår av figur 6, och som i likhet med den övre avslutningen 3 har en uppåt vikt del 8 vilken insättes och fästes mellan plåtarna 2. Med den heldragna linjen 9 i figur 2 markeras band som fästs mel- lan näten 2 parallellt med och på avstånd från avslutningar- na 3 och 7 för att stabilisera ramens yttermått även på dessa ställen.

K 7 Uppfinningen är inte begränsad till de beskrivna utfö- ringsformerna utan kan varieras inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (6)

10. 15. 20. 25. 7811208-3 ll Patentkrav

1. Filterram, avsedd att insättas i såsom påsar utforma- de filterdukar av flexibelt material, vilka under filtrering ge- nomströmmas av det behandlade fluidet utifrån och in, innefattan- de två perforerade och korrugerade plåtar så placerade i förhål- lande till varandra att topparna i den ena plåten anligger mot dalarna i den andra så att linjekontakt mellan plåtarna uppkom- mer mellan vilka linjer och plåtarnas ytor kanaler för filtra- tet bildas och att avloppsrör för uppsamling av filtrat mynnan- de i åtminstone något av kanalerna, k ä n n e t e c k n a d därav, att perforeringarna är utbildade som hålen i sträckmetal- nåt.

2. Ram enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att plåtarna är förbundna med varandra med hjälp av svetsning, företrädesvis punktsvetsning, längs kontaktlinjerna mellan plå- tarna.

3. Ram enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att de olika kanalerna för filtratet är inbördes förbund- na med varandra.

4. H. Ram enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d att kanalerna är inbördes förbundna genom ett utrymme längs plåtarnas kant och att avloppsröret mynnar i detta utrymme.

5. Ram enligt krav U, k ä n n e t e c k n a d därav, att utrymmet utgöres av en kanal, som begränsas av dels plåtar- nas kant och dels ett avloppstråg fastsatt vid kanten, vilket därav, tråg är utformat i perforerad plåt, företrädesvis samma plåt som i de korrugerade plåtarna.

6. Ram enligt något av kraven 1 till 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att materialet i plåtarna är titan.