WO2018096105A1 - Filterelement, insbesondere filterplatte, in sandwichbauweise - Google Patents

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WO2018096105A1
WO2018096105A1 PCT/EP2017/080377 EP2017080377W WO2018096105A1 WO 2018096105 A1 WO2018096105 A1 WO 2018096105A1 EP 2017080377 W EP2017080377 W EP 2017080377W WO 2018096105 A1 WO2018096105 A1 WO 2018096105A1
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WO
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cover plates
filter element
filter
core medium
medium
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PCT/EP2017/080377
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Inventor
Johann Zeller
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Jz Engineering Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • 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
    • B01D25/164—Chamber-plate presses, i.e. the sides of the filtering elements being clamped between two successive filtering plates
    • 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
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1669—Cellular material
    • B01D39/1676—Cellular material of synthetic origin

Definitions

  • Filter element in particular filter plate, in sandwich construction
  • the present invention relates to a filter element, in particular a
  • Filter plate for filter presses and / or filter towers. These include filter plates with frames, chamber filter plates, membrane filter plates and heatable or coolable filter and membrane filter plates. These filter plates are used vertically and horizontally mounted in machines such as filter presses or filter towers. In special applications, these filter plates can also be used in drum or disc filters. Filter presses are versatile. The size of the separated filter presses and / or filter towers. These include filter plates with frames, chamber filter plates, membrane filter plates and heatable or coolable filter and membrane filter plates. These filter plates are used vertically and horizontally mounted in machines such as filter presses or filter towers. In special applications, these filter plates can also be used in drum or disc filters. Filter presses are versatile. The size of the separated
  • Solids range from the ⁇ range (eg, enzymes) up to the mm range (eg sewage sludge).
  • the filter surfaces range from less than 1 m 2 for small laboratory processes to over 1, 000 m 2 for large presses.
  • Filter elements made of the following materials:
  • thermoplastics including PP, PVDF
  • CFRP Carbon fiber reinforced plastic
  • the filter plates were made made the same material throughout, as the materials are favorable. This is less expensive than the effort to operate to combine different materials.
  • relatively cheap materials eg. B. at high temperatures and / or chemical stress. This applies, for example, in the petrochemical industry.
  • the trend is also toward higher temperatures during filtration, since the filtration performance usually rises with the temperature.
  • polypropylene (PP) can only be used up to an upper temperature limit of about 90 ° C.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the invention task is thus based on this prior art to provide lighter and / or less expensive, resistant filter elements or filter plates, which have a sufficiently high strength and a sufficiently high area moment of inertia.
  • the invention is achieved by a filter element, in particular a filter plate, for filter presses and / or filter towers, which comprises at least in some areas two spaced apart outer cover plates and arranged between the outer cover plates inner core medium.
  • the generally thin outer cover plates with preferably high strength and / or chemical resistance are applied to the core material in the middle of the filter element, in particular the filter plate.
  • the design of the cover plates is carried out according to the required process pressures, temperatures and chemical stress.
  • the Core material is generally cheaper than the high-strength cover plates. In the expensive materials such.
  • Carbon fiber reinforced plastic it is therefore of interest to save on the filter plates material and use only in the places material where this is necessary for reasons of chemical resistance and / or strength.
  • This arrangement offers several advantages. This makes it possible, in the expensive materials used for filter elements or filter plates, to significantly save on material, without the moment of inertia or the strength or even the chemical resistance of the filter element or the filter plate change negatively. By less needed expensive
  • Material such as. As stainless steel, titanium and carbon fiber reinforced
  • the cover plates can be any suitable material.
  • the cover plates can be any suitable material.
  • cover plates are conceivable, such.
  • metals glass fiber reinforced plastics, ceramics, u. a.
  • the core medium may be formed of hard foam.
  • Hard foam for example polyvinyl chloride (PVC) as commonly used Sandwich construction material, polystyrene (PS) or polyurethane (PU), has a relatively low density and is inexpensive.
  • PVC polyvinyl chloride
  • PS polystyrene
  • PU polyurethane
  • the core medium may be formed in a honeycomb-like structure, wherein the honeycombs of the honeycomb-like structure may be arranged such that their center axes are aligned substantially orthogonal to planes of the cover plates. Honeycomb structures, which are often in
  • Lightweight design offer the advantage of a very low density with the greatest possible stability in the desired direction along the central axes of the honeycomb - here orthogonal to the cover plate levels.
  • the core medium but also as rib constructions (also from the expensive materials), ceramic, hard tissue, u. a. be formed. Given a sufficient number of support points distributed over the plane of the plate and / or, for example, rib constructions, it is also conceivable that the core medium is formed from air or gas. The material of the core medium is usually cheaper than the cover plates.
  • the filter element may comprise first partial regions in which the core medium is arranged between the cover plates, and second partial regions in which a support medium is arranged which has a higher compressive strength in a direction orthogonal to the plane of the cover plates than the core medium.
  • a support medium is needed in areas that are exposed to higher loads. These include the pressure ranges of the plates at a sealing edge, at support cams and at inlet zones, which are responsible for the absorption of the filter press
  • the support medium preferably has a higher compressive strength than the core medium, but under certain circumstances may also be formed from the same material as the core medium or as the cover plates.
  • the filter element comprise first subregions, in which the core medium is arranged between the cover plates, and comprise second subregions, in which the cover plates abut each other, in particular a projection of a cover plate rests against the other cover plate or a projection of a cover plate rests against a projection of the other cover plate ,
  • the cover plates may abut one another in partial regions or have projections which rest against one another and thus provide the necessary pressure resistance in certain regions.
  • the filter element may comprise first partial regions in which the core medium is arranged between the cover plates, second partial regions in which a support medium is arranged which has a higher compressive strength than the core medium in a direction orthogonal to the plane of the cover plates, and third portions include, in which the cover plates abut each other, in particular a projection of a cover plate on the other cover plate is present or a projection of a cover plate rests against a projection of the other cover plate.
  • Supporting medium as well as projections may be provided, so that too
  • the support medium may be made of the same material as the core medium. This structure represents a particularly inexpensive variant of the present invention.
  • the cover plates can be insoluble with the core medium be connected, which ensures a particularly stable construction of the sandwich filter element and the sandwich filter plate.
  • Joining processes come here z. B. in metallic materials welding and z.
  • plastics in particular carbon fiber reinforced plastics, gluing in question.
  • the composite of cover plates to core medium to safely absorb the thrust forces from the cover plates to the core medium.
  • cover plates may be fixedly but releasably connected to the core medium, whereby the core medium is exchangeable.
  • the cover plates can be riveted, for example, with the core medium or
  • Core medium safely absorb the shear forces from the cover plates to the core medium.
  • the cover plates may have a substantially smooth surface on an outer side opposite an inner side facing the core medium.
  • a cover plate with a smooth surface is particularly simple and inexpensive to produce.
  • a nubs or grooves profiled profile may be attached on the substantially smooth surface of the outside of the cover plates.
  • This profile can be plugged, screwed, riveted, glued etc. and serves as a support for a filter medium, in particular a filter textile or a filter cloth, a metal mesh, or a filter membrane.
  • the grooving or knob area is necessary for filtrate removal and ensures that particles contained in the fluid to be filtered can be better retained and absorbed by the filter medium.
  • the structures may, for. B. in the form of metal mesh or plastic plates with knobs on the
  • cover plates may be opposite to an inner side facing the core medium
  • the present invention can be applied in filter presses, which comprises a plurality of strained filter elements of the types described here and a tensioning device, by means of which the filter elements are compressed.
  • FIG. 1 a a filter plate according to an embodiment of the
  • Figure 1 b is a sectional view of the filter plate of Figure 1 a along the
  • FIG. 2a shows an enlarged view marked A in FIG.
  • FIG. 2b shows an enlarged view marked B in FIG.
  • FIG. 2c shows an enlarged view marked C in FIG
  • Figure 3a shows a portion of a filter plate with attached
  • Figure 3b shows a portion of a filter plate with one piece
  • FIG. 1a shows a filter plate 10 for use in filter presses and / or filter towers.
  • the filter plate 10 comprises a peripheral sealing edge or edge region 12 with corner bores 14-1, 14-2, 14-3, 14-4 as a drain for a filtered fluid, an inlet region 16 with an inlet opening 18 and support cam regions 20-1, 20-. 2, 20-3, 20-4 for stabilizing the filter plate.
  • the sealing edge 12 includes a filter region F into which the mass to be filtered is introduced via the inlet opening 18.
  • Figure 1 b shows a sectional view of the filter plate of Figure 1 a along the section line 1 -1. Shown are the edge region 12, the corner hole 14- 4, the inlet region 16 with the inlet opening 18, the support cam region 20-2 and an upper cover plate 22-1 and a lower cover plate 22-2. The area between the cover plates 22-1, 22-2, in which none
  • FIG. 2a shows an enlarged view labeled A in FIG
  • edge region 12 may have four corner holes 14-1, 14-2, 14-3, 14-4, of which the corner hole 14-4 is shown. These can be provided for the passage of a filtered fluid and not shown channels with the Filtering area F be connected to forward the filtered fluid.
  • the four corner holes 14-1, 14-2, 14-3, 14-4 can be connected to one another via further channels.
  • the cover plates 22-1, 22-2 can in first portions, which are not exposed to relevant pressure forces by, for example, closing forces of the filter presses, the
  • Core medium 24 may be arranged. These areas are for those in the
  • a support medium 12-S may be arranged in the remaining portions, which on the one hand has a higher strength than the core medium 24 and on the other hand should also be chemically resistant, since it also as
  • FIG. 2b shows an enlarged view marked B in FIG. 1B
  • the inlet region 16 of the filter plate 10 Representation of an inlet region 16 of the filter plate 10.
  • the inlet region 16, the inlet opening 18, via which the mass to be filtered is fed into the filter area F and which is surrounded by a support medium 16-S, and in the surrounding areas comprise the core medium 24.
  • the task of the support medium 16-S may in turn be a supporting and a sealing, wherein here also an additional seal may be provided.
  • FIG. 2 c shows an enlarged view marked C in FIG. 1 b
  • support cam portion 20-2 of the filter plate 10 Representation of a support cam portion 20-2 of the filter plate 10.
  • support media 12- S and 16-S can in the support cam portions 20-1, 20-2, 20-3, 20-4 support cam 20-4 S be provided, which give the filter plate assembly greater stability and optimally absorb the forces applied by the filter press closing forces and can distribute the load.
  • FIG. 3a shows a portion of a filter plate 10 with attached Nub profile 28 according to an embodiment of the present invention.
  • the filter plate 10 has a thickening 26, which is preferably made of a different material than that of
  • Filter plate 10 is formed.
  • the thickening 26 is necessary so that in the middle of the filter plate 10, a cavity, the filter area F, can be formed, in which the pulp is introduced and in which it can then be filtered.
  • the cover plates 22-1, 22-2 each have a smooth
  • knob profile 28 is attached, alternatively screwed, riveted or glued.
  • the knobs or grooves serve as a support for a filter medium 30, in particular a filter fabric 30 or a filter cloth 30, or a filter membrane for filtering particles, dirt and suspended particles from the pulp.
  • a knob or groove structure may aid the filtering action of the filter medium 30, facilitate drainage of the filtered fluid, and prevent it from direct contact with any of the cover plates 22-1, 22-2.
  • FIG. 3b shows a partial region of a filter plate 100 with an integrally formed studded profile 128 according to an alternative embodiment of the present invention. Unlike the one described above
  • Filter plate 10 with a knob profile 28 the knobs 128 are integrally formed with the filter plate 100 in each case on the outer sides 122-1 a, 122-2a of the cover plates 122-1, 122-2 in this alternative embodiment. These nubs 128 are necessary for Filtratabtechnisch and serve as a support for the filter medium 30 or the filter membrane.
  • the one-piece design of the studded cover plates 122-1, 122-2 eliminates the effort to attach an additional knob or groove profile 28 to filter elements or the filter plates 100. Also soiling between the filter plate 100 and the cover plates 122-1, 122-2 and mounted thereto grooved or knob profile 28 can be avoided.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

Filterelement (10), insbesondere Filterplatte (10), für Filterpressen und/oder Filtertürme, welches zumindest in Teilbereichen zwei voneinander beabstandete äußere Deckplatten (22-1, 22-2) sowie ein zwischen den äußeren Deckplatten (22-1, 22-2) angeordnetes inneres Kernmedium (24) umfasst.

Description

Filterelement, insbesondere Filterplatte, in Sandwichbauweise
Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere eine
Filterplatte, für Filterpressen und/oder Filtertürme. Hierzu zählen Filterplatten mit Rahmen, Kammerfilterplatten, Membranfilterplatten und beheiz- bzw. kühlbare Filter- und Membranfilterplatten. Diese Filterplatten kommen in vertikal sowie horizontal montierter Position in Maschinen wie Filterpressen oder Filtertürmen zum Einsatz. In speziellen Anwendungsbereichen können diese Filterplatten auch in Trommel- oder Scheibenfiltern verwendet werden. Filterpressen sind vielfältig einsetzbar. Die Größe der abzutrennenden
Feststoffe reicht dabei vom μιτι-Bereich (z. B. Enzyme) bis hinauf in den mm- Bereich (z. B. Klärschlamm). Die Filterflächen reichen von weniger als 1 m2 bei kleinen Laborprozessen bis hin zu über 1 .000 m2 bei Großpressen.
Verwendet werden sie in der Lebensmittelindustrie, der chemischen, der keramischen oder der pharmazeutischen Industrie. Ebenso findet man sie in der Metallurgie und im Bergbau.
Gemäß dem Stand der Technik werden solche Filterplatten bzw.
Filterelemente aus folgenden Werkstoffen hergestellt:
- Holz
- Metalle, z. B. Stahl, Edelstahl Titan, Guss, Aluminium, u. a.
- Thermoplaste (u.a. PP, PVDF)
- Duroplaste (u.a. GFK)
- kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK).
Bei den bisher üblich verbauten Werkstoffen wurden die Filterplatten aus durchgehend gleichem Material gefertigt, da die Werkstoffe dafür günstig sind. Dies ist kostengünstiger als den Aufwand zu betreiben, verschiedene Werkstoffe zu kombinieren. Dabei gibt es für verschiedene Anwendungen bei den bisher verwendeten, relativ günstigen Werkstoffen keine Lösungen, z. B. bei hohen Temperaturen und/oder chemischer Belastung. Dies trifft u. a. in der petrochemischen Industrie zu. Auch geht der Trend zu höheren Temperaturen während der Filtration, da die Filtrationsleistungen meist mit der Temperatur steigen. Der zumeist verwendete Werkstoff Polypropylen (PP) ist aber nur bis zu einer Temperaturobergrenze von etwa 90 °C einsetzbar. Der alternativ verwendete Werkstoff Polyvinylidenfluorid (PVDF) ist relativ schwer und wie auch kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff sehr teuer. Die Erfindungsaufgabe liegt somit ausgehend von diesem Stand der Technik darin, leichtere und/oder kostengünstigere, widerstandsfähige Filterelemente oder Filterplatten bereitzustellen, welche eine ausreichend hohe Festigkeit sowie ein ausreichend hohes Flächenträgheitsmoment aufweisen. Die Erfindungsaufgabe wird gelöst durch ein Filterelement, insbesondere eine Filterplatte, für Filterpressen und/oder Filtertürme, welches zumindest in Teilbereichen zwei voneinander beabstandete äußere Deckplatten sowie ein zwischen den äußeren Deckplatten angeordnetes inneres Kernmedium umfasst.
Grundlage einer solchen Sandwichbauweise ist es, ein höheres
Flächenträgheitsmoment für die Innenbereiche der Platten zu erreichen, wozu die in der Regel dünnen, äußeren Deckplatten mit vorzugsweise hoher Festigkeit und/oder chemischer Beständigkeit auf das Kernmaterial in der Mitte des Filterelements, insbesondere der Filterplatte, aufgebracht werden. Die Auslegung der Deckplatten erfolgt dabei entsprechend der benötigten Verfahrensdrücke, der Temperaturen und der chemischen Belastung. Der Kernwerkstoff ist in der Regel günstiger als die hochfesten Deckplatten. Bei den teuren Werkstoffen wie z. B. Edelstahl, Titan und
kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff ist es demzufolge von Interesse, an den Filterplatten Material zu sparen und nur an den Stellen Material einzusetzen, an denen dies aus Gründen der chemischen Beständigkeit und/oder der Festigkeit von Nöten ist.
Diese Anordnung bietet mehrere Vorteile. So wird es möglich, bei den teuren, für Filterelemente bzw. Filterplatten verwendeten Werkstoffen, deutlich an Material zu sparen, ohne dass sich das Flächenträgheitsmoment bzw. die Festigkeit oder auch die chemische Beständigkeit des Filterelements bzw. der Filterplatte negativ verändern. Durch weniger benötigten teuren
Werkstoff, wie z. B. Edelstahl, Titan und kohlenstofffaserverstärkten
Kunststoff, sinken auch die Herstellungskosten.
Besonders bevorzugt können die Deckplatten aus
kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellt sein, welcher gegenüber den übrigen aus dem Stand der Technik bekannten Werkstoffen folgende Vorteile aufweist:
- niedrigere Dichte
- wesentlich höhere Festigkeit
- höherer E-Modul
- höhere Temperaturbeständigkeit, insbesondere auch hinsichtlich der Abmessungen
- relativ großer Temperaturbereich für den Einsatz.
Jedoch sind auch andere Werkstoffe für die Deckplatten denkbar, wie z. B. Metalle, glasfaserverstärkte Kunststoffe, Keramik, u. a.
Ferner kann das Kernmedium aus Hartschaum ausgebildet sein.
Hartschaum, beispielsweise Polyvinylchlorid (PVC) als häufig verwendeter Sandwichbau-Werkstoff, Polystyrol (PS) oder Polyurethan (PU), weist eine relativ geringe Dichte auf und ist kostengünstig. Außerdem ist z. B. PVC sehr haltbar. Alternativ kann das Kernmedium in einer wabenartigen Struktur ausgebildet sein, wobei die Waben der wabenartigen Struktur derart angeordnet sein können, dass deren Mittelachsen im Wesentlichen orthogonal zu Ebenen der Deckplatten ausgerichtet sind. Wabenstrukturen, welche oftmals im
Leichtbau Anwendung finden, bieten den Vorteil einer sehr niedrigen Dichte bei größtmöglicher Stabilität in der gewünschten Richtung entlang der Mittelachsen der Waben - hier orthogonal zu den Deckplattenebenen.
Grundsätzlich kann das Kernmedium aber auch als Rippenkonstruktionen (auch aus den teuren Werkstoffen), aus Keramik, Hartgewebe, u. a. gebildet sein. Bei einer ausreichenden Anzahl an über die Plattenebene verteilten Stützpunkten und/oder beispielsweise Rippenkonstruktionen ist es auch denkbar, dass das Kernmedium aus Luft oder Gas gebildet ist. Der Werkstoff des Kernmediums ist in der Regel günstiger als der der Deckplatten.
Vorzugsweise kann das Filterelement erste Teilbereiche umfassen, in welchen das Kernmedium zwischen den Deckplatten angeordnet ist, und zweite Teilbereiche umfassen, in welchen ein Stützmedium angeordnet ist, welches in einer Richtung orthogonal zur Ebene der Deckplatten eine höhere Druckfestigkeit aufweist als das Kernmedium. Ein solches Stützmedium ist in Bereichen nötig, welche höheren Belastungen ausgesetzt sind. Dazu zählen die Druckbereiche der Platten an einem Dichtrand, an Stütznocken und an Einlaufzonen, welche für die Aufnahme der von der Filterpresse
aufgebrachten Schließkräfte ausgelegt sind. Das Stützmedium weist vorzugsweise eine höhere Druckfestigkeit als das Kernmedium auf, kann aber unter Umständen auch aus demselben Werkstoff wie das Kernmedium oder wie die Deckplatten gebildet sein.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Filterelement erste Teilbereiche umfassen, in welchen das Kernmedium zwischen den Deckplatten angeordnet ist, und zweite Teilbereiche umfassen, in welchen die Deckplatten aneinander anliegen, insbesondere ein Vorsprung einer Deckplatte an der anderen Deckplatte anliegt oder ein Vorsprung einer Deckplatte an einem Vorsprung der anderen Deckplatte anliegt. Als
Alternative zu einem Stützmedium können die Deckplatten in Teilbereichen aneinander anliegen oder Vorsprünge aufweisen, welche aneinander anliegen, und so für die nötige Druckfestigkeit in bestimmten Bereichen sorgen. Ein Vorteil ist hier, dass eventuell kein zusätzliches Material außer das der Deckplatten nötig ist, ein Nachteil besteht darin, dass der
Deckplattenwerkstoff üblicherweise teurer und schwerer als der des
Kernmediums ist.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform kann das Filterelement erste Teilbereiche umfassen, in welchen das Kernmedium zwischen den Deckplatten angeordnet ist, zweite Teilbereiche umfassen, in welchen ein Stützmedium angeordnet ist, welches in einer Richtung orthogonal zur Ebene der Deckplatten eine höhere Druckfestigkeit aufweist als das Kernmedium, und dritte Teilbereiche umfassen, in welchen die Deckplatten aneinander anliegen, insbesondere ein Vorsprung einer Deckplatte an der anderen Deckplatte anliegt oder ein Vorsprung einer Deckplatte an einem Vorsprung der anderen Deckplatte anliegt. Als weitere Alternative können je nach Festigkeitsanforderung in einem bestimmten Teilbereich sowohl ein
Stützmedium als auch Vorsprünge vorgesehen sein, so dass auch
unterschiedliche Druckfestigkeitsanforderungen berücksichtigt werden können.
Das Stützmedium kann aus dem gleichen Werkstoff hergestellt sein wie das Kernmedium. Dieser Aufbau stellt eine besonders kostengünstige Variante der vorliegenden Erfindung dar.
Vorzugsweise können die Deckplatten unlösbar mit dem Kernmedium verbunden sein, was einen besonders stabilen Aufbau des Sandwich- Filterelements bzw. der Sandwich-Filterplatte gewährleistet. Als
Fügeverfahren kommen dabei z. B. bei metallischen Werkstoffen Schweißen und z. B. bei Kunststoffen, wie insbesondere kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen, Kleben in Frage. Der Verbund von Deckplatten zu Kernmedium soll die Schubkräfte von den Deckplatten zu dem Kernmedium sicher aufnehmen.
Als Alternative können die Deckplatten fest aber lösbar mit dem Kernmedium verbunden sein, wodurch das Kernmedium austauschbar ist. Die Deckplatten können dabei beispielsweise mit dem Kernmedium vernietet oder
verschraubt sein. Auch hier soll der Verbund von Deckplatten zu
Kernmedium die Schubkräfte von den Deckplatten zu dem Kernmedium sicher aufnehmen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Deckplatten auf einer einer dem Kernmedium zugewandten Innenseite entgegengesetzten Außenseite eine im Wesentlichen glatte Oberfläche aufweisen. Eine solche Deckplatte mit glatter Oberfläche ist besonders einfach und kostengünstig herzustellen.
An der im Wesentlichen glatten Oberfläche der Außenseite der Deckplatten kann ein Noppen oder Rillen aufweisendes Profil angebracht sein. Dieses Profil kann aufgesteckt, angeschraubt, angenietet, angeklebt etc. sein und dient als Auflage für ein Filtermedium, insbesondere ein Filtertextil bzw. ein Filtertuch, ein Metallgewebe, oder eine Filtermembran. Die Rillierung oder der Noppenbereich ist zur Filtratableitung notwendig und sorgt dafür, dass in dem zu filternden Fluid enthaltene Partikel besser festgehalten und von dem Filtermedium aufgenommen werden können. Die Strukturen können z. B. in Form von Metallgittern oder Kunststoffplatten mit Noppen auf den
Deckplatten befestigt sein. Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die Deckplatten an einer einer dem Kernmedium zugewandten Innenseite entgegengesetzten
Außenseite zumindest im Bereich einer Filterfläche einstückig mit Noppen oder Rillen ausgebildet sein. Auch diese Rillen oder Noppen sind zur Filtratableitung notwendig und dienen als Auflage für ein Filtermedium oder eine Filtermembran. Durch die einstückige Ausbildung der genoppten oder rillierten Deckplatten entfällt der Aufwand, ein zusätzliches Noppen- oder Rillenprofil an Filterelementen bzw. den Filterplatten anbringen zu müssen. Auch Verschmutzungen zwischen Filterplatte und daran angebrachtem Rillen- oder Noppenprofil können so vermieden werden. Auch Platten, z. B. Metallplatten, mit strukturierter Oberfläche sind hier denkbar.
Besonders günstig kann die vorliegende Erfindung in Filterpressen angewendet werden, welche eine Mehrzahl von miteinander verspannten Filterelementen der hier beschriebenen Arten sowie eine Spannvorrichtung umfasst, mittels welcher die Filterelemente zusammengedrückt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 a eine Filterplatte gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Figur 1 b eine Schnittansicht der Filterplatte aus Figur 1 a entlang des
Schnittverlaufs 1 -1 ;
Figur 2a eine in Figur 1 b mit A gekennzeichnete vergrößerte
Darstellung eines Randbereichs der Filterplatte;
Figur 2b eine in Figur 1 b mit B gekennzeichnete vergrößerte
Darstellung eines Einlaufbereichs der Filterplatte; Figur 2c eine in Figur 1 b mit C gekennzeichnete vergrößerte
Darstellung eines Stütznockenbereichs der Filterplatte;
Figur 3a einen Teilbereich einer Filterplatte mit aufgestecktem
Noppenprofil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Figur 3b einen Teilbereich einer Filterplatte mit einstückig
ausgebildetem Noppenprofil gemäß einer alternativen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 1 a zeigt eine Filterplatte 10 zur Verwendung in Filterpressen und/oder Filtertürmen. Die Filterplatte 10 umfasst einen umlaufenden Dichtrand bzw. Randbereich 12 mit Eckbohrungen 14-1 , 14-2, 14-3, 14-4 als Ablauf für ein filtriertes Fluid, einen Einlaufbereich 16 mit einer Einlauföffnung 18 sowie Stütznockenbereiche 20-1 , 20-2, 20-3, 20-4 zur Stabilisierung der Filterplatte. Der Dichtrand 12 schließt einen Filterbereich F ein, in welchen die zu filternde Masse über die Einlauföffnung 18 eingeleitet wird. Figur 1 b zeigt eine Schnittansicht der Filterplatte aus Figur 1 a entlang des Schnittverlaufs 1 -1. Dargestellt sind der Randbereich 12, die Eckbohrung 14- 4, der Einlaufbereich 16 mit der Einlauföffnung 18, der Stütznockenbereich 20-2 sowie eine obere Deckplatte 22-1 und eine untere Deckplatte 22-2. Der Bereich zwischen den Deckplatten 22-1 , 22-2, in welchem keines aus
Dichtrand 12, Einlaufbereich 16 und Stütznockenbereich 20-1 , 20-2, 20-3, 20-4 angeordnet ist, ist mit einem Kernmedium 24 ausgefüllt.
Figur 2a zeigt eine in Figur 1 b mit A gekennzeichnete vergrößerte
Darstellung eines Randbereichs 12 der Filterplatte 10. Wie erwähnt, kann der Randbereich 12 vier Eckbohrungen 14-1 , 14-2, 14-3, 14-4 aufweisen, wovon die Eckbohrung 14-4 dargestellt ist. Diese können für den Ablauf eines filtrierten Fluides vorgesehen sein und über nicht dargestellte Kanäle mit dem Filterbereich F verbunden sein, um das gefilterte Fluid weiterzuleiten.
Vorteilhaft können die vier Eckbohrungen 14-1 , 14-2, 14-3, 14-4 über weitere Kanäle miteinander verbunden sein. Zwischen den Deckplatten 22-1 , 22-2 kann in ersten Teilbereichen, welche keinen relevanten Druckkräften durch beispielsweise Schließkräfte der Filterpressen, ausgesetzt sind, das
Kernmedium 24 angeordnet sein. Diese Bereiche sind für den in der
Filterkammer F anliegenden Arbeitsdruck ausgelegt. Vorzugsweise kann in den übrigen Teilbereichen ein Stützmedium 12-S angeordnet sein, welches einerseits über eine höhere Festigkeit als das Kernmedium 24 verfügt und andererseits auch chemisch resistent sein sollte, da es auch als
Dichtmaterial an den Eckbohrungen 14-1 , 14-2, 14-3, 14-4 sowie den zugehörigen Verbindungskanälen eingesetzt werden kann. Alternativ kann aber auch eine zusätzliche Dichtung vorgesehen sein. Figur 2b zeigt eine in Figur 1 b mit B gekennzeichnete vergrößerte
Darstellung eines Einlaufbereichs 16 der Filterplatte 10. Der Einlaufbereich 16 kann die Einlauföffnung 18, über welche die zu filternde Masse in den Filterbereich F zugeführt wird und welche von einem Stützmedium 16-S umgeben ist, sowie in den umliegenden Bereichen das Kernmedium 24 umfassen. Aufgabe des Stützmediums 16-S kann wiederum eine stützende und eine dichtende sein, wobei auch hier eine zusätzliche Dichtung vorgesehen sein kann.
Figur 2c zeigt eine in Figur 1 b mit C gekennzeichnete vergrößerte
Darstellung eines Stütznockenbereichs 20-2 der Filterplatte 10. Zusätzlich zu den in den Druckbereichen der Filterplatte 10 angeordneten Stützmedien 12- S und 16-S können in den Stütznockenbereichen 20-1 , 20-2, 20-3, 20-4 Stütznocken 20-S bereitgestellt sein, welche der Filterplattenanordnung eine größere Stabilität verleihen sowie die von der Filterpresse aufgebrachten Schließkräfte optimal aufnehmen und die Last verteilen können.
Figur 3a zeigt einen Teilbereich einer Filterplatte 10 mit aufgestecktem Noppenprofil 28 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Bereich des Dichtrands 12 weist die Filterplatte 10 eine Verdickung 26 auf, welche vorzugsweise aus einem anderen Material als dem der
Filterplatte 10 gebildet ist. Die Verdickung 26 ist notwendig, damit in der Mitte der Filterplatte 10 ein Hohlraum, der Filterbereich F, gebildet werden kann, in welchen die Trübe eingeleitet und in welchem es anschließend gefiltert werden kann. Die Deckplatten 22-1 , 22-2 weisen jeweils eine glatte
Innenseite 22-1 i, 22-2i sowie eine glatte Außenseite 22-1 a, 22-1 b auf. Auf die Außenseiten 22-1 a, 22-2a ist das Noppenprofil 28 aufgesteckt, alternativ angeschraubt, angenietet oder angeklebt. Die Noppen oder Rillen dienen als Auflage für ein Filtermedium 30, insbesondere ein Filtertextil 30 bzw. ein Filtertuch 30, oder eine Filtermembran zur Filterung von Partikeln, Schmutz und Schwebeteilchen aus der Trübe. Eine Noppen- oder Rillenstruktur kann die filternde Wirkung des Filtermediums 30 unterstützen, den Abfluss des gefilterten Fluides erleichtern und von einem direkten Kontakt mit einer der Deckplatten 22-1 , 22-2 abhalten.
Figur 3b zeigt einen Teilbereich einer Filterplatte 100 mit einstückig ausgebildetem Noppenprofil 128 gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Gegensatz zur oben beschriebenen
Filterplatte 10 mit einem Noppenprofil 28, sind die Noppen 128 bei dieser alternativen Ausführungsform einstückig mit der Filterplatte 100 jeweils an den Außenseiten 122-1 a, 122-2a der Deckplatten 122-1 , 122-2 ausgebildet. Auch diese Noppen 128 sind zur Filtratableitung notwendig und dienen als Auflage für das Filtermedium 30 oder die Filtermembran. Durch die einstückige Ausbildung der genoppten Deckplatten 122-1 , 122-2 entfällt der Aufwand, ein zusätzliches Noppen- oder Rillenprofil 28 an Filterelementen bzw. den Filterplatten 100 anbringen zu müssen. Auch Verschmutzungen zwischen Filterplatte 100 bzw. den Deckplatten 122-1 , 122-2 und daran angebrachtem Rillen- oder Noppenprofil 28 können so vermieden werden.

Claims

Ansprüche
1 . Filterelement (10; 100), insbesondere Filterplatte (10; 100), für
Filterpressen und/oder Filtertürme,
dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (10; 100) zumindest in Teilbereichen zwei voneinander beabstandete äußere Deckplatten (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) sowie ein zwischen den äußeren Deckplatten (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) angeordnetes inneres Kernmedium (24) umfasst.
2. Filterelement (10; 100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatten (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) aus
kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellt sind. 3. Filterelement (10; 100) nach einem der Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmedium (24) aus Hartschaum
ausgebildet ist.
4. Filterelement (10; 100) nach einem der Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmedium (24) in einer wabenartigen
Struktur ausgebildet ist, wobei die Waben der wabenartigen Struktur derart angeordnet sind, dass deren Mittelachsen im Wesentlichen orthogonal zu Ebenen der Deckplatten (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) ausgerichtet sind.
5. Filterelement (10; 100) nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch
gekennzeichnet, dass das Filterelement (10; 100) erste Teilbereiche umfasst, in welchen das Kernmedium (24) zwischen den Deckplatten (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) angeordnet ist, und zweite Teilbereiche (12; 16; 20-1 , 20-2, 20-3, 20-4) umfasst, in welchen ein Stützmedium (12-S;
16-S; 20-S) angeordnet ist, welches in einer Richtung orthogonal zur Ebene der Deckplatten (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) eine höhere Druckfestigkeit aufweist als das Kernmedium (24).
Filterelement (10; 100) nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (10; 100) erste Teilbereiche umfasst, in welchen das Kernmedium (24) zwischen den Deckplatten (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) angeordnet ist, und zweite Teilbereiche umfasst, in welchen die Deckplatten (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) aneinander anliegen, insbesondere ein Vorsprung einer Deckplatte (22- 1 , 22-2; 122-1 , 122-2) an der anderen Deckplatte (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) anliegt oder ein Vorsprung einer Deckplatte (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) an einem Vorsprung der anderen Deckplatte (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) anliegt.
Filterelement (10; 100) nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (10; 100) erste Teilbereiche umfasst, in welchen das Kernmedium (24) zwischen den Deckplatten (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) angeordnet ist, zweite Teilbereiche (12; 16; 20-1 , 20-2, 20-3, 20-4) umfasst, in welchen ein Stützmedium (12-S; 16- S; 20-S) angeordnet ist, welches in einer Richtung orthogonal zur Ebene der Deckplatten (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) eine höhere
Druckfestigkeit aufweist als das Kernmedium (24), und dritte
Teilbereiche umfasst, in welchen die Deckplatten (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) aneinander anliegen, insbesondere ein Vorsprung einer
Deckplatte (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) an der anderen Deckplatte (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) anliegt oder ein Vorsprung einer Deckplatte (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) an einem Vorsprung der anderen Deckplatte (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) anliegt.
Filterelement (10; 100) nach einem der Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützmedium (12-S; 16-S; 20-S) aus dem gleichen Werkstoff hergestellt ist wie das Kernmedium (24).
9. Filterelement (10; 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatten (22-1 , 22-2; 122-1 , 122- 2) unlösbar mit dem Kernmedium (24) verbunden sind. 10. Filterelement (10; 100) nach einem der Ansprüche 1 -8, dadurch
gekennzeichnet, dass die Deckplatten (22-1 , 22-2; 122-1 , 122-2) fest aber lösbar mit dem Kernmedium (24) verbunden sind.
1 1 . Filterelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatten (22-1 , 22-2) auf einer einer dem
Kernmedium (24) zugewandten Innenseite (22-1 i, 22-2i)
entgegengesetzten Außenseite (22-1 a, 22-2a) eine im Wesentlichen glatte Oberfläche (22-1 a, 22-2a) aufweisen. 12. Filterelement (10) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass an der im Wesentlichen glatten Oberfläche (22-1 a, 22-2a) der Außenseite (22-1 a, 22-2a) der Deckplatten (22-1 , 22-2) ein Noppen oder Rillen aufweisendes Profil (28) angebracht ist. 13. Filterelement (100) nach einem der Ansprüche 1 -10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Deckplatten (122-1 , 122-2) an einer einer dem Kernmedium (24) zugewandten Innenseite (122-1 i, 122-2i) entgegengesetzten Außenseite (122-1 a, 122-2a) zumindest im Bereich einer Filterfläche (F) einstückig mit Noppen (128) oder Rillen
ausgebildet sind.
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