WO2018001415A1 - Filterplatte oder filterelement - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
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- B01D25/00—Filters formed by clamping together several filtering elements or parts of such elements
- B01D25/12—Filter presses, i.e. of the plate or plate and frame type
- B01D25/21—Plate and frame presses
- B01D25/215—Construction of the filter plates, frames
Definitions
- the present invention relates to filter plates or filter elements. Which includes
- Filter plates with frame, chamber filter plates, membrane filter plates and heatable or coolable filter plates and membrane filter plates.
- filter plates are installed in horizontal and vertical position, and used in machines such as filter towers or filter presses. In special applications, these filter plates or filter elements can also be used in drum or disc filters.
- the filter plates consist of a base plate, are mounted on the knobs or grooves.
- Thermoplastics including PP, PVDF
- the filter surfaces are formed by a grooving or a dimpled surface is made in the filter area.
- the grooves or nubs are either in the tool for the production of
- the parts are mechanically processed or reshaped.
- Object of the present invention is to provide starting from this prior art lighter and more resistant filter plates or filter elements.
- the filter plate or the filter element comprises a base plate made of carbon fiber reinforced plastic, which is made in one piece with the knobs or grooves. Preferably, it is made entirely of carbon fiber reinforced plastic.
- the filter plate made entirely of carbon fiber reinforced plastic or completely made of carbon fiber reinforced Plastic filter element is provided at least in the region of a filter surface with nubs or grooves produced in one piece thereof, which serve as a support for the filter medium itself or a filter membrane.
- the filter surface can be made depending on the requirements profile with grooves or knobs of different design, wherein the grooves or knobs are integrally formed with the base plate.
- knobs or grooves can not only serve as a support for a filter medium, but they can also be used to prevent membranes from direct contact with the base plate.
- the present invention can be used, for example, in the following problematic be used:
- Carbon fiber reinforced plastic can take advantage of the lower weight of these materials and the lower board cost. Compared to the PVDF plates, the plate can be built much thinner and so be housed in the same package length more filter cake; higher capacity can be produced in the same press.
- the carbon plate according to the invention can be worked in higher pressure ranges than other plastic plates.
- the plate thickness is lower than other plastic plates.
- the carbon plate according to the invention is cheaper.
- the plate thickness can be reduced when changing to the carbon plates according to the invention because of the higher strength. This allows more filter plates to be inserted into the filter press, thus increasing the capacity of the press.
- FIG. 1 shows a filter plate according to the prior art with additionally inserted nubs.
- FIG. 2 shows a further filter plate according to the prior art with a support fabric used separately;
- FIG 3 shows the filter plate according to the invention with nubs made in one piece.
- a base plate 10, 20 are made of carbon fiber reinforced plastic.
- a plate 12 had to be used with nubs of another material to keep the filter medium or filter cloth 14 spaced from the plate and to allow drainage of the filtrate.
- Fig. 2 shows another solution of the prior art, in which in addition a support fabric 22 with a fixed edge, e.g. made of steel, was used to keep the filter cloth or filter medium 24 at the required distance.
- a support fabric 22 with a fixed edge e.g. made of steel
- the required nubs 31 made in one piece with the base plate, wherein the knobs 31 or grooves 32 are made of carbon fiber reinforced plastic or other plastic, which can be processed simultaneously with the carbon fiber plate, so that no additional parts are required, and the filter medium or filter cloth 34 rests directly on the nubs 31 formed integrally with the plate 30 made of carbon fiber reinforced plastic.
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Abstract
Filterplatte (30) oder Filterelement mit einer Basisplatte (30), auf der Noppen (31) oder Rillen (32) ausgebildet sind, für Filtertürme oder Filterpressen, wobei die Basisplatte (30) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff besteht und die Noppen (31) oder Rillen (32) einstückig mit der Basisplatte (30) ausgebildet sind, und die ausschließlich aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellte Filterplatte (30) oder das vollständig aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellte Filterelement zumindest im Bereich einer Filterfläche mit einstückig daraus hergestellten Noppen oder Rillen versehen ist, die als Auflage für ein Filtermedium (34) selbst oder eine Filtermembran dienen.
Description
Beschreibung
Filterplatte oder Filterelement
Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft Filterplatten oder Filterelemente. Hierzu zählen
Filterplatten mit Rahmen, Kammerfilterplatten, Membranfilterplatten und beheiz- bzw. kühlbare Filterplatten und Membranfilterplatten.
[0002] Diese Filterplatten werden in horizontaler und vertikaler Position eingebaut, und in Maschinen wie Filtertürmen oder Filterpressen verwendet. In besonderen Anwendungen können diese Filterplatten oder Filterelemente auch in Trommel- oder Scheibenfiltern verwendet werden. Die Filterplatten bestehen aus einer Basisplatte, auf der Noppen oder Rillen angebracht sind.
Stand der Technik
[0003] Gemäß dem Stand der Technik wurden solche Filterplatten bzw. Filterelemente aus folgenden Werkstoffen hergestellt:
Holz
- Stahl, Edelstahl, Guss
Thermoplaste (u.a. PP, PVDF)
- Duroplaste (u.a. GFK)
[0004] Bei diesen Werkstoffen werden die Filterflächen gebildet, indem im Filterbereich eine Rillierung oder eine genoppte Fläche gefertigt wird.
[0005] Die Rillen oder Noppen werden entweder im Werkzeug für die Herstellung der
Platten schon vorgesehen oder diese Filterfläche wird anschließend in einem weiteren
Fertigungsschritt gefertigt. Dabei werden die Teile mechanisch bearbeitet oder umgeformt.
Darstellung der Erfindung
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ausgehend von diesem Stand der Technik leichtere und widerstandsfähigere Filterplatten oder Filterelemente zur Verfügung zu stellen.
[0007] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Filterplatte oder das Filterelement eine Basisplatte aus kohlefaserverstärktem Kunststoff umfasst, die einstückig mit den Noppen oder Rillen hergestellt ist. Vorzugsweise ist es vollständig aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt.
[0008] Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die ausschließlich aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellte Filterplatte oder das vollständig aus kohlefaserverstärktem
Kunststoff hergestellte Filterelement zumindest im Bereich einer Filterfläche mit einstückig daraus hergestellten Noppen oder Rillen versehen ist, die als Auflage für Filtermedium selbst oder eine Filtermembran dienen.
[0009] Kohlefaserverstärkter Kunststoff ist für Filterplatten neu und weist gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Werkstoffen folgende Vorteile auf:
- niedrigere Dichte zu den meisten eingesetzten Werkstoffen
- wesentlich höhere Festigkeit zu den meisten eingesetzten Werkstoffen
- höherer E-Modul verglichen mit den meisten Werkstoffen
- geringe Änderung der Abmessungen bei Temperaturänderungen
- geringere Wärmeleitfähigkeit als die meisten eingesetzten Werkstoffe
- relativ großer Temperaturbereich für den Einsatz.
[0010] Filterplatten, die aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt sind, wurden
bisher nicht in der Filtration eingesetzt. Es war nämlich nicht möglich, auf der Basisplatte aus kohlefaserverstärktem Kunststoff die für eine Filtration nötige Oberfläche mit Rillierung oder mit Noppen versehen, zu fertigen. Bisher konnte ausschließlich eine Basisplatte aus kohlefaserverstärktem Kunststoff ohne Rillen oder Noppen verwendet werden. Auf diese Basisplatte musste dann mit hohem Aufwand eine zusätzliche Stützkonstruktion aufgebaut werden, auf der dann wieder das Filtermedium aufliegen konnte.
[0011] Erfindungsgemäß ist es erstmals gelungen, die Basisplatte aus kohlefaserverstärktem Kunststoff selbst mit einer geeigneten Filterfläche zu versehen, wobei die Filterfläche je nach Anforderungsprofil mit Rillen oder Noppen unterschiedlicher Ausführung hergestellt werden kann, wobei die Rillen oder Noppen einstückig mit der Basisplatte ausgebildet sind.
[0012] Diese Noppen oder Rillen können nicht nur als Auflage für ein Filtermedium dienen, sondern sie können auch dazu verwendet werden, Membranen vom direkten Kontakt mit der Basisplatte abzuhalten.
[0013] Erfindungsgemäß ist erstmals der hohe finanzielle Aufwand für die zusätzliche
Auflage und auch die schwierige Befestigung dieser Auflage nicht mehr nötig, trotzdem können die oben genannten technischen Vorteile des kohlefaserverstärkten Kunststoffes vollständig ausgenutzt werden. Weiterhin entfällt das bisherige Problem der Verschmutzung zwischen kohlefaserverstärkter Kunststoff-Basisplatte und der eingesetzten Noppenplatte oder dem Stützgewebe. Mit der erfindungsgemäßen Filterplatte aus kohlefaserverstärktem Kunststoff mit einstückig integrierter Filteroberfläche können jetzt die Vorteile des kohlefaserverstärkten Kunststoffes erstmals für die Filterplatte als Ganzes genutzt werden.
[0014] Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise bei folgenden problematischen Ein-
satzgebieten benutzt werden:
1. Hohe Temperaturen:
Bisher musste auf die günstige PP-Platte verzichtet werden und auf PVDF oder Metalle ausgewichen werden. Mit kohlefaserverstärktem Kunststoff kann der Vorteil des geringeren Gewichtes dieser Werkstoffe und der geringeren Plattenkosten genutzt werden. Im Vergleich zu den PVDF-Platten kann die Platte wesentlich dünner gebaut werden und so in der gleichen Paketlänge mehr Filterkuchen untergebracht werden; in derselben Presse kann höhere Kapazität produziert werden.
Im Vergleich zur Metallplatte liegt ein wesentlich geringerer Wärmeleitwert vor, so dass geringere Wärmeab Strahlung vorliegt. Die Energie wird im Plattenpaket gehalten, an der Presse ist die Verletzungsgefahr für Personal wesentlich geringer.
2. Höhere Drücke:
Mit der erfindungsgemäßen Carbonplatte kann in höheren Druckbereichen gearbeitet werden als bei anderen Kunststoffplatten. Die Plattendicke ist geringer als bei anderen Kunststoffplatten. Im Vergleich zu Metallplatten ist die erfindungsgemäße Carbonplatte günstiger.
3. Kapazitätssteigerung:
Bei vorhandener Filterpresse mit Kunststoffplatten kann bei einem Wechsel auf die erfindungsgemäßen Carbonplatten wegen der höheren Festigkeit die Plattendicke verringert werden. Damit können mehr Filterplatten in die Filterpresse eingesetzt werden und damit die Kapazität der Presse gesteigert werden.
[0015 ] Temperaturverhalten :
Bei großen Plattenformaten und wechselnden Temperaturen in der Filterpresse ist die Auslegung der Platten an den Kontaktstellen zur Filterpresse einfacher. Bei Kunststoffplatten muss der große Längenausdehnungskoeffizient berücksichtigt werden, bei Carbonplatten spielt die Temperaturänderung keine Rolle. Damit wird die Konstruktion vereinfacht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0016] Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:
[0017] Fig. 1 eine Filterplatte gemäß dem Stand der Technik mit zusätzlich eingefügter Nop-
penplatte;
[0018] Fig. 2 eine weitere Filterplatte gemäß dem Stand der Technik mit einem separat eingesetzten Stützgewebe; und
[0019] Fig. 3 die erfindungsgemäße Filterplatte mit einstückig hergestellten Noppen.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
[0020] Wie den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, konnte gemäß dem Stand der Technik lediglich eine Basisplatte 10, 20 aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt werden.
[0021] Wie in Fig. 1 dargestellt, musste dann noch eine Platte 12 mit Noppen aus einem anderen Material eingesetzt werden, um das Filtermedium oder Filtertuch 14 von der Platte beabstandet zu halten und einen Abfluss des Filtrats zu ermöglichen.
[0022] Fig. 2 zeigt eine andere Lösung aus dem Stand der Technik, bei der zusätzlich ein Stützgewebe 22 mit festem Rand, z.B. aus Stahl, eingesetzt wurde, um das Filtertuch oder Filtermedium 24 in dem erforderlichen Abstand zu halten.
[0023] Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, ist die daraus resultierende Konstruktion kompliziert und insbesondere im Falle eines Stützgewebes aus Stahl mit erheblichem Gewicht verbunden.
[0024] Erfindungsgemäß werden daher, wie in Fig. 3 dargestellt, die erforderlichen Noppen 31 einstückig mit der Basisplatte hergestellt, wobei die Noppen 31 oder Rillen 32 aus kohlefaserverstärktem Kunststoff oder einem anderen Kunststoff hergestellt sind , der sich gleichzeitig mit der Kohlefaserplatte verarbeiten lässt, so dass keine Zusatzteile mehr erforderlich sind, und das Filtermedium oder Filtertuch 34 direkt auf den einstückig mit der Platte 30 aus kohlefaserverstärktem Kunststoff ausgebildeten Noppen 31 aufliegt.
Claims
Ansprüche
[0001] Filterplatte (30) oder Filterelement mit einer Basisplatte (30), auf der Noppen (31) oder Rillen (32) ausgebildet sind, für Filtertürme oder Filterpressen, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (30) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff besteht und die Noppen (31) oder Rillen (32) einstückig mit der Basisplatte (30) ausgebildet sind.
[0002] Filterplatte (30) oder Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ausschließlich aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellte Filterplatte (30) oder das vollständig aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellte Filterelement zumindest im Bereich einer Filterfläche mit einstückig daraus hergestellten Noppen oder Rillen versehen ist, die als Auflage für ein Filtermedium (34) selbst oder eine Filtermembran dienen.
[0003] Filterplatte (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass deren Noppen (31) bzw. Rillen (32) aus einem zweiten Kunststoff bestehen, der einstückig mit der Basisplatte (30) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff ausgebildet ist.
[0004] Filterplatte (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterplatte (30) oder das Filterelement vollständig aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt ist.
Applications Claiming Priority (2)
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