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Die
Erfindung betrifft ein Plattenpaket für eine Filterpresse.
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Aus
dem Stand der Technik – beispielsweise der
GB-A-1 505 713 und
der
US-A-5,658,468 – sind Membranfilterpressen
mit austauschbaren Membranen für
die Fest-Flüssig-Trennung
bekannt. Derartige Filterpressen sind in vielfältigen Anwendungsbereichen,
beispielsweise Abwasser, Chemie, Lebensmittel, Metallurgie, Pharmazie
etc. einsetzbar. Kammerfilterpressen weisen Filtrationskammern auf,
welche durch speziell geformte Platten gebildet werden. Dabei ist
jede Kammer mindestens einseitig mit einer Membran versehen. Es
kann so jede zweite Platte als beidseitig mit Membranen belegte
Membranplatte ausgestaltet sein. Strömt nun Suspension unter Druck
in die geschlossene Filterpresse ein, so baut sich auf dem Filtermittel
ein Filterkuchen auf, bis die beiden Kuchenschichten zusammengewachsen
und die Kammern ganz mit Feststoff gefüllt sind. An diesen ersten
Schritt der Druckfiltration schließt sich ein zweiter Schritt,
die Pressfiltration an. Die elastischen Membranen werden bei der
Pressfiltration mit einem Druckmedium aufgebläht, so dass sie sich ausdehnen
und den Kuchenraum verengen. Dabei wird der dort eingebettete Kuchen
komprimiert, wodurch die Restfeuchte in den Hohlräumen des
Kuchens weiter verringert wird. Durch den Einsatz der Pressfiltration können extrem
hohe Filtrationsdrücke
während
der Druckfiltration vermieden werden, was zu einer Einsparung von
Investitions- und Energiekosten führt.
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Zur
Abdichtung der Membran in der Membranträgerplatte ist die Membran mit
einem umlaufenden Wulst versehen, der in eine ebenfalls umlaufende
Nut der Trägerplatte
eingebracht und gehalten ist. Bei Drücken oberhalb 15 bar kann der
Wulst jedoch derart deformiert werden, dass keine Abdichtung mehr
erfolgt und das Auspressmedium, beispielsweise Luft oder Wasser,
nach Außen
entweichen kann.
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Bei
den bekannten Membranplatten weist die Membran eine Öffnung auf,
durch welche die Trübe
in die Filtrationskammer eintritt. Die Membran ist dabei um die
Trübebohrung
abgedichtet und befestigt. Sie weist an dieser Stelle eine Dichtwulst
auf und ist darüber
hinaus mit einem Flansch oder einem Klemmring oder Klemmrohr mit
der Membranträgerplatte
verbunden. Im Bereich um die Eintrittsstelle der Trübe bildet
sich während
der Filtration kein oder nur ein dünner, weicher Kuchen. Beim
nachfolgenden Auspressvorgang wird die Membran dann in diese Vertiefung
im Kuchen und weiter in die Trübebohrung hineingedrückt. Die
Befestigung der Membran in diesem Bereich kann dazu führen, dass
die Membran an dieser Stelle bei Drücken über 15 bar überdehnt wird, und nach kurzer
Betriebsdauer zerreißt
oder aber aus der Befestigung herausgezogen wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Plattenpaket für eine Filterpresse
so zu gestalten, dass die Filterpresse mit Drücken über 15 bar betrieben werden
kann, ohne die Membran zu überdehnen.
Diese Aufgabe ist durch das Plattenpaket gemäß Anspruch 1 gelöst. Die
rückbezogenen
Ansprüche
betreffen Weiterbildungen dieses Plattenpakets.
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Das
erfindungsgemäße Plattenpaket
für eine Filterpresse
weist eine Anzahl von Membranplatten und Kammerplatten auf. Die
einzelnen meist quadratischen Platten sind abwechselnd nebeneinander
angeordnet. Das sich dadurch ergebende Plattenpaket wird vorzugsweise
in einem Filterpressengestell zwischen einem festen Kopfstück und einem
beweglichen Endstück
mittels einer Schließvorrichtung
an seinem gesamten Umfang eingespannt. Dabei sind die Platten vorzugsweise
senkrecht angeordnet.
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Die
erfindungsgemäße Membranplatte
weist eine Membranträgerplatte
mit einem Trägerplattenrand
zur Kontaktierung wenigstens einer Kammerplatte auf. Kontaktiert
die vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff wie PP,
PE, PVDF oder ähnlichem
bzw. einem Metall, insbesondere Aluminium, bestehende Membranplatte
eine benachbarte Kammerplatte, so wird eine Filtrationskammer zwischen
der Membranoberseite und der Kammerplatte ausgebildet. Darüber hinaus weist
die erfindungsgemäße Membranplatte
eine Membran auf. Der Rand der Membran endet dabei vor dem als eigentliche Dichtfläche dienenden
Trägerplattenrand
der Membranträgerplatte.
Die Membran ist dabei in eine an der Membranträgerplatte vorgesehene umlaufende
Nut eingesetzt. Nut und Wulst bilden dabei vorzugsweise einen ununterbrochenen
Halte- bzw. Dichtring. Die Nut bzw. der Wulst kann jedoch auch durch
Querelemente, beispielsweise Zuläufe
oder Abläufe
unterbrochen sein. Mit anderen Worten besteht vorzugsweise zwischen
der Membran und der Membranträgerplatte
im Bereich des Dichtrandes keine feste Verbindung durch Verschraubung
oder Verschweißung. Bei
der Pressfiltration kann der Druck des Nachpressmediums nur bei
geschlossener Filterpresse aufrechterhalten werden. Liegt bei geöffneter
oder sich öffnender
Presse ein Membraninnendruck an, bewegt sich die Membran aus der
Nut, wobei eine gefahrlose Druckentlastung ohne Zerstörung der Membran
erfolgt. Der Aufwand für
Sicherheitsvorkehrungen ist dadurch erheblich reduziert.
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Die
erfindungsgemäße Membranplatte
gewährleistet
durch den Einsatz der – innerhalb
oder außerhalb
der Presse – austauschbaren
erfindungsgemäßen Membran
einen besonders sicheren Betrieb der Filterpresse. Da die Membran
nicht durch einen Trübeeinlass
unterbrochen ist, kann sie sich während der Druckfiltration mit
ihrer gesamten Membranunterseite an die Oberfläche der Membranträgerplatte
anlegen. Dadurch wird eine besonders gleichmäßiger Aufbau des Filterkuchens
ermöglicht. Durch
die besonders einfache Gestaltung sowohl der Membran, als auch der
Fixierung der Membran an der Membranträgerplatte ist die Membranplatte
besonders robust und kostengünstig
herzustellen. Die Membranplatte ist dabei für alle Auspressmedien, wie
beispielsweise Luft, Wasser oder Öl, geeignet.
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Die
erfindungsgemäße Kammerplatte
für eine
Filterpresse, die ebenso wie die Membranplatte einen Plattenrand
zur Kontaktierung wenigstens einer benachbarten Platte aufweist,
verfügt über eine Anzahl
von Trübeeinläufen zum
Einbringen der Trübe in
die Filtrationskammer. Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Trübeeinlauf
je Kammerplatte vorgesehen. Es können
in einer Kammerplatte aber auch mehrere Trübeeinläufe angeordnet sein. Dies ist
insbesondere bei großen
Plat tengrößen sinnvoll.
Der Trübeeinlauf
weist dabei eine Einlauföffnung
auf, die vom Kammerplattenrand beabstandet angeordnet ist. Die Kammerplatte
besteht, wie auch bereits die Membranplatte, aus einem thermoplastischen
Kunststoff oder Metall. Der Trübeeinlauf
in Form eines Kanals oder einer Bohrung kann daher durch einfaches bearbeiten
in die Kammerplatte eingearbeitet werden. Das an der Kammerplattenoberfläche anliegende
Filtertuch wird an der vorzugsweise runden Einlauföffnung vorteilhafter
Weise mit einem Halteflansch oder einem ähnlichen Befestigungselement fixiert.
Von Vorteil ist weiterhin, dass das Filtertuch für die Kammerplatte besonders
einfach hergestellt werden kann. Eine besondere Bearbeitung der Öffnungsränder der
Filtertuchöffnung
im Bereich der Einlauföffnung
ist nicht erforderlich.
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Die
Einlauföffnung
in der Kammerplatte ist dabei gegenüber einem im Wesentlichen ebenen
Bereich der Membran angeordnet. Dieser ebene Bereich ist dabei vorzugsweise
derart angeordnet und ausgebildet, dass er die Einlauföffnung vollständig überdeckt.
Mit anderen Worten überlappt
der ebene Bereich die Öffnungsränder der
Einlauföffnung
in der Kammerplatte, wenn man senkrecht zur Kammerplattenlängsrichtung
in Richtung auf den Austrittskanal blickt. Beim Auspressen während der
Pressfiltration legt sich die Membran mit der Verstärkung also auf
den Trübeeinlauf
bzw. in den Bereich des unvollständig
gebildeten Filterkuchens. Ebenso wird ein Eindrücken der Membran in die Einlauföffnung währende der
Pressfiltration verhindert. Der das Filtertuch an der Kammerplatte
fixierende Halteflansch dient dabei zusätzlich als Abstützfläche für die Membran.
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Die
erfindungsgemäße Membran
für eine Membranplatte
zum Einsetzen in eine Filterpresse weist nach Anspruch 1 eine von
einem Membranrand eingeschlossene Membranoberfläche auf, die frei von Durchbrüchen ist.
Die Membran wird also ausschließlich
durch die Pressenschließkraft
der gegenüberliegenden
Platte gehalten. Es sind keine zusätzlichen Befestigungselemente
wie beispielsweise Schrauben, Flansche, Ringe oder Klemmen zur Fixierung
der Membran an der Membranträgerplatte vorgesehen.
Die gegenüberliegende
Platte dient dabei als Gegenlager. Somit ist eine schnellere Montage
und Demontage der Membran möglich.
Durch die einfache Geometrie der wirksamen Membranfläche wird
ein homogener Kuchenaufbau erreicht. Wird der Filterkuchen nach
der Filtration ausgewaschen, kann eine gleichmäßigere Auswaschung erreicht
werden, da durch den homogenen Kuchenaufbau Kanal- oder Rissbildungen
im Filterkuchen vermieden werden. Als Membranmaterial werden beispielsweise
spezielle Polyethylen- (PE), Polypropylen- (PP) oder Polyvinylidenfluoridwerkstoffe
(PVDF) verwendet, wodurch eine gute chemische Beständigkeit
der Membran auch bei hohen Temperaturen erreicht wird. Aber auch
andere Spezialelastomere wie EPDM, NBR, SBR, VITON etc. können verwendet
werden. Während
der Filtration passt sich die hochelastische Membran den verfahrenstechnisch
bedingten Unebenheiten der Kuchenoberfläche und den verschiedenen Packungsdichten
im Kuchen ohne bleibende Deformationen leicht an, wodurch eine gleichmäßige und
intensivere Kuchenauspressung erfolgt.
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Darüber hinaus
weist die Membranoberfläche
eine Vielzahl von Abstützelementen
auf. Diese nach Art von Rippen oder Noppen ausgebildeten Abstützelemente
führen
zu einer Kannelierung der Membranoberfläche, die zur Abstützung des
Filtertuches aus vorzugsweise Filz oder Textilgewebe dient und den
Ablauf des Filtrats ermöglicht.
Die Membranoberfläche
ist dabei vorzugsweise inert und hydrophob. Da sie auch schmutzabweisend
wirkt, wird ein Zusetzen der Ablaufkanäle verzögert oder verhindert. Die Oberfläche der
Abstützelemente
ist darüber hinaus
relativ glatt, so dass die Belastung des Filtertuches durch Reibung
zwischen Filtertuch und Membranoberfläche gering ist.
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Schließlich weist
die Membran den im Wesentlichen ebenen Bereich auf, dessen Oberfläche größer ist
als die Oberfläche
eines Abstützelements. Dieser
ebene Bereich ist dabei vom Membranrand beabstandet angeordnet.
Er dient in der Montageendposition des Plattenpakets unter anderem
dazu, die in die Filtrationskammer eingelassene Trübe nach
allen Richtungen hin gleichmäßig zu verteilen, und
ist zu diesem Zweck in der Montageendposition gegenüber einem
Trübeeinlauf
angeordnet.
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In
der in Anspruch 3 beanspruchten Ausführungsform der Erfindung weist
der ebene Bereich eine Verstärkung
auf. Diese dient vorrangig dazu sicherzustellen, dass die Membran
in ihrer Betriebsposition während
der Pressfiltration nicht in den Trübeeinlauf eingedrückt wird.
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Vorzugsweise
ist die Verstärkung
dadurch gebildet, dass das Membranmaterial in diesem Bereich einen
verstärkten
Querschnitt, also eine Verdickung, aufweist. Die Verstärkung der
Membran kann alternativ oder gleichzeitig dadurch erreicht werden, dass
ein Verstärkungsmaterial,
beispielsweise aus einem Kunststoff, Metall oder Gewebe etc., in
das Membranmaterial eingelegt ist. In beiden Fällen ist die Verstärkung der
Membran vorzugsweise derart Dimensioniert, dass sich, zusammen mit
den Abstötzelementen,
eine zur Filtrationskammer hin gerichtete, im Wesentlichen plane
Membranoberfläche
zur Auflage des Filtertuches bildet.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung nach Anspruch 6 weist die Membran eine umlaufende
Wulst zum Eingreifen in eine Nut einer Membranträgerplatte auf, wobei an der Wulst
eine Dichtlippe fest angeformt ist, deren Dichtlippenmaterial eine
geringere Shorehärte
aufweist als das Wulstmaterial. Der Wulst dient dabei sowohl der
Fixierung der Membran in der Membranträgerplatte, als auch als Dichtwulst
zum Abdichten des Plattenpakets. Die als eine Art Dichtring an der
Wulst angebrachte vorzugsweise umlaufende Dichtlippe dient dabei
insbesondere zum Abdichten der Druckkammer zwischen der Membranunterseite
und der Membranträgerplatte.
Die Lippe ist mit dem Wulst einstückig verbunden. Werden als
Dichtlippenmaterial und Wulstmaterial Kunststoffe verwendet, so
wird die Dichtlippe vorzugsweise mit dem Wulst verschmolzen.
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Der
Wulst dient vorzugsweise gleichzeitig als Auflage und damit auch
als Abdichtung zwischen der Membranträgerplatte und einer benachbarten
Platte, insbesondere einer Kammerplatte.
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Nach
Anspruch 7 ist es weiterhin vorteilhaft, den Membranrand zur Membranoberfläche mit
einer Dichtleiste zu versehen. Diese Dichtleiste ist vorzugsweise
einstückig
am Wulstmaterial angeformt und dient der zusätzlichen Abdichtung des auf
der Membranoberfläche
aufliegenden Filtertuchs, insbesondere zur Beseitigung von Leckagen
zwischen Membran und Filtertuch.
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Das
Wulstmaterial ist nach der Lehre des Anspruchs 9 mit dem Membranmaterial
identisch. Dies bedeutet, dass der Wulst in einfacher Weise zusammen
mit der Membran hergestellt werden kann. Wulst und Membran sind
dabei vorzugsweise einstückig ausgebildet.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
gemäß Anspruch
10 weist das Wulstmaterial eine Shorehärte von etwa 90° ShA auf.
Aufgrund dieser hohen Härte
wird der Wulst auch bei hohen Drücken
nicht deformiert, was zu einem besonders sicheren Funktionieren
der Membrane führt.
Nach der Lehre des Anspruchs 11 weist das Dichtlippenmaterial hingegen
eine geringere Shorehärte
auf, als das Wulstmaterial. Die Shorehärte des Dichtlippenmaterials
beträgt
vorzugsweise 70 ± 5° ShA. Von
der Shorehärte
des Wulstmaterials (90 ± 5° ShA) unterscheidet
sich die Shorehärte
des Dichtlippenmaterials also um 10 bis 25° ShA. Die somit wesentliche weichere
Dichtlippe wird bei Beaufschlagung mit Auspressdruck auf den Spalt
zwischen Wulst und Nutwand der Membranträgerplatte gedrückt, was
zu einer besonders sicheren Abdichtung führt.
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Für eine besonders
wirksame Abdichtung ist der Wulst nach Art eines U-förmigen Haltevorsprungs aus
Vollmaterial ausgebildet, wobei die Dichtlippe an der äußeren Unterkante
des Haltevorsprungs angeformt ist (Anspruch 12). Mit anderen Worten
befindet sich die Dichtlippe im Zwickel zwischen U-Grund und dem
dem Membranträgerplattenrand
zugewandten U-Schenkel des Haltevorsprungs.
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Dichtlippenmaterial
und Wulstmaterial sind dabei vorzugsweise farblich unterschiedlich
ausgebildet (Anspruch 13). Dadurch kann man sowohl bei der Herstellung
der Membran, als auch bei der Wartung der Membran leicht erkennen,
ob die Dichtlippe wie gewünscht
am Wulst angeformt ist, oder ob ein Austausch der Membran notwendig
wird.
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Besonders
vorteilhaft ist eine Membranplatte nach der Lehre des Anspruchs
15, die um ihre Mittellängsachse
spiegelsymmetrisch aufgebaut ist. Somit kann an beiden Seiten der
Membranträgerplatte
eine Membran gehalten sein, so dass die Membranplatte zwei Wirkseiten
aufweist.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn für
jede Trübezuleitung
an jeder Kammerplatte ein Einzelanschluss vorgesehen ist. Beispielsweise
kann für
die Trübezufuhr
zu den einzelnen Filtrationskammern eine externe Anschlussleitung
vorgesehen sein, an die die Kammerplatte mit lösbaren Schläuchen angeschlossen sind. Hierdurch
wird eine einfache Möglichkeit
gegeben, zu prüfen,
ob alle Kammern mit Trübe
gefüllt
werden. Eine sichere und gleichmäßige Befüllung der
Kammern ist besonders bei hohen Drücken wichtig, damit eine gleichmäßige Auslenkung der
Membran über
die gesamte Filterfläche
und damit eine geringstmögliche
Belastung der Membran gewährleistet
ist.
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Die
Einlauföffnung
schließt
sich nach der Lehre des Anspruchs 17 an einen als Trübekanal
dienenden Einlaufkanal an, der sich vom Kammerplattenrand in das
Kammerplatteninnere hinein erstreckt. Der Einlaufkanal verläuft dabei
von der Außenseite des
Kammerplattenrandes bis zur Einlauföffnung und kann dabei sowohl
parallel zur Kammerplattenlängsrichtung
als auch in einem Winkel dazu angeordnet sein. Eine schräge Anordnung
des Einlaufkanals führt,
insbesondere im Zusammenhang mit einem konischen Querschnittsverlauf
des Einlaufkanals, zu einer besonders sicheren Befüllung der
Filtrationskammer mit der Trübe.
Die Länge
des Einlaufkanals bemisst sich nach der Größe der Filtrationskammer. Der
Einlaufkanal ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass die Einlauföffnung weit
genug vom Rand der Filtrationskammer entfernt ist, um eine ausreichend
gleichmäßige Befüllung der
Filtrationskammer zu gewährleisten.
Auf der anderen Seite soll ein zu langer Einlaufkanal vermieden
werden, um eine unnötige
Verschmutzung und damit Fehleranfälligkeit des Einlaufkanals
zu vermeiden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erstreckt sich Austrittskanal im Bereich der Einlauföffnung im
Wesentlichen senkrecht zur Kammerplattenlängsrichtung (Anspruch 16).
Damit wird gewährleistet,
dass die aus der Einlauföffnung
austretende Trübe
im Wesentlichen senkrecht auf die gegenüberliegend angeordnete Membran
der Membranplatte auftrifft, um eine gleichmäßige Verteilung der Suspension
in der Filtrationskammer zu gewährleisten.
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Besonders
vorteilhaft ist die Ausführungsform
gemäß Anspruch
18, nach der Trübeeinlauf
ein Rückschlagelement
aufweist. Dieses Rückschlagelement,
das vorzugsweise in Form einer Rückschlagklappe
oder eines Rückschlagventils
ausgeführt
ist, dient dazu, die Einlauföffnung
in Richtung Einlaufkanal zu sperren. Die sich in der Filtrationskammer
befindende Trübe
oder ein weicher Filterkuchen kann somit während des Auspressens während der
Pressfiltration nicht durch den Einlaufkanal entweichen, wodurch
eine Verstopfung verhindert wird. Ebenso wird das Eindrücken der
Membran in die Einlauföffnung
während
der Pressfiltration verhindert.
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Die
Kammerplatte ist vorzugsweise um ihre Mittellängsachse spiegelsymmetrisch
aufgebaut (Anspruch 19). Dies bedeutet, dass sich an einem mittig in
der Kammerplatte angeordneten Einlaufkanal zwei Austrittskanäle anschließen, die
an ihren Enden zwei Einlauföffnungen
in benachbarte Filtrationskammern bilden.
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Eine
Filterpresse mit dem erfindungsmäßigen Plattenpaket
gewährleistet
daher einen besonders sicheren und zuverlässigen Arbeitsablauf.
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Da
kritische Stellen bei der durchbruchsfreien Membran vermieden werden,
ist die Membran wesentlich belastbarer und damit zuverlässiger.
Eine erfindungsgemäße Filterpresse
kann daher in einem Druckbereich bis mindestens 50 bar Auspressdruck arbeiten,
ohne dass es zu einer übermäßigen Belastung
der Membran kommt. Durch den hohen Auspressdruck kann die Filtrationszeit
erheblich verkürzt werden.
Aber auch wenn bei der Pressfiltration ein niedrigerer Auspressdruck,
beispielsweise bis 15 bar, verwendet wird, lässt sich die erfindungsgemäße Membran
verwenden. Alle Einzelteile der Erfindung lassen sich also sowohl
bei niedrigen, als auch bei extrem hohen Drücken verwenden, wodurch eine universelle
Verwendung gewährleistet
ist.
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Die
erfindungsgemäßen Membran-
und Kammerplatten können
auch in herkömmlichen
Filterpressen eingesetzt werden, beispielsweise unter Verwendung
von Umlenk- oder Adapterplatten. Insgesamt ergibt sich eine Membrankammerfilterpresse mit
einem unkomplizierten konstruktiven Aufbau, die einfach zu Warten
ist und eine hohe Funktionssicherheit aufweist.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben,
dass anhand der Abbildungen näher
erläutert
wird. Hierbei zeigen
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1 eine
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Membran,
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2 eine
Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Membranplatte,
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3 eine
Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kammerplatte,
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4 eine
Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Membranplatte in Kontakt
mit einer erfindungsgemäßen Kammerplatte.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Membran 1 in
Draufsicht. Die Membran 1 ist dabei auf einer Membranträgerplatte 2 fixiert.
Dabei greift eine an der Membranunterseite 3 angebrachte
umlaufende Wulst 4, in 1 mit durchbrochener
Linie dargestellt, in eine entsprechend ausgeformte Nut 5 an
der Membranträgerplatte 2 ein.
An der Membranoberfläche 6 ist
eine Vielzahl von Noppen 7 als Abstützelemente für ein Filtertuch
(nicht dargestellt) angebracht. Die Noppenzwischenräume bilden
Ablaufkanäle 8,
durch die die Trübe
während
der Filtration ablaufen kann. An diese Ablaufkanäle 8 schließen sich entsprechend
weiterführende
Kanäle
in Form von Ablaufbohrungen 9 an, die die Trübe schließlich in Eckbohrungen 10 leiten,
die in den Ecken der im Wesentlichen quadratischen Membranträgerplatte 2 angebracht
sind. Die Ablaufkanäle 8 und
-bohrungen 9 sind dabei derart dimensioniert, dass auch
große
Filtratmengen schnell angeführt
werden und das Zusetzen bzw. Verstopfen durch Feststoffe und/oder
Auskristallisation weitgehend vermieden wird. Die Noppen 7 sind
vom Membranrand 11 umgrenzt. Vom Membranrand 11 beabstandet
sind auf der Membranoberfläche 6 ebene
Bereiche 12 angeordnet, die eine gegenüber einem einzelnen Noppen 7 große Oberfläche aufweisen,
welche nicht durch einen Abflusszwischenraum 8 unterbrochen
wird.
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2 zeigt
einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Membranplatte 13,
die bezogen auf ihre Mittellängsachse 14 spiegelsymmetrisch
aufgebaut ist. Die Membranplatte 13 besteht dabei aus einer
Membranträgerplatte 2 und
zwei an gegenüberliegenden
Seiten der Membranträgerplatte 2 gehaltenen
Membranen 1. Die Membranträgerplatte 2 weist einen
verdickten Membranplattenrand 15 auf. Der Membranplattenrand 15 trägt von der
Stirnseite 16 beanstandet eine umlaufende Nut 5 mit
im Wesentlichen U-förmigen
Querschnitt. Im Anschluss an diese Nut 5 in Richtung Membranplattenmitte
verjüngt
sich die Membranträgerplatte 2 im
Querschnitt. Dadurch wird zwischen der Membranträgerplatte 2 und der
daran gehaltenen Membran 1 eine Druckkammer 17 gebildet,
wobei die Membranunterseite 3 im unbeaufschlagten Ruhezustand
im Wesentlichen parallel zur Membranträgerplatte 2 verläuft. Die
Druckkammer 17 wird durch eine von außen an der Stirnseite 16 der Membranträgerplatte
angebrachte Anschlussbuchse (nicht dargestellt) mittels eines Einzelanschlusses
an die Sammelleitung des Druckmediums angeschlossen.
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Der
die Membran 1 abschließende,
umlaufende Wulst 4 ist im Wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei der
U-Grund 18 in der Montageendstellung im Wesentlichen parallel
zum Boden 19 der Nut 5 verläuft und an diesem anliegt.
Die beiden U-Schenkel 20 des Wulstes 4 liegen
gleichzeitig an den Nutwänden 21 an,
so dass der Wulst 4 nach Art eines Haltevorsprungs in der
Nut 5 einliegt. An der äußeren, d.
h. stirnseitigen Unterkante 22 des Haltevorsprungs ist
eine Dichtlippe 23 angebracht. Diese ist mit dem Wulstmaterial
einstückig
verbunden. In der hier gezeigten Position liegt bereits die Pressenschließkraft einer
(nicht abgebildeten) gegenüberliegenden
Kammerplatte an, so dass die Dichtlippe 23 aufgrund ihrer
Weichheit bereits vollständig
in die Kontur der Nut 5 eingepresst ist.
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In
Richtung auf die Stirnseite 16 der Membranplatte 13 hin
wird die Membran 1 von einem Membranrand 11 abgeschlossen,
der in einer dafür
vorgesehenen Aufnahmekante 24 der Membranträgerplatte 2 einliegt.
Der Membranrand 11 wird zur Membranoberfläche 6 hin
von einer Dichtleiste 25 abgeschlossen, die vorzugsweise
einstückig
am Wulstmaterial angeformt ist. Diese Dichtleiste 25 dient
der zusätzlichen
Abdichtung durch das auf der Membranoberfläche 6 aufliegende Filtertuch 26 hindurch,
insbesondere zur Beseitigung von Leckagen. Das Filtertuch 26 liegt
sowohl auf den einzelnen Noppen 7 der Membran 1 als
auch auf dem ebenen Bereich 12 der Membran 1 auf.
Der ebene Bereich 12 ist dabei durch eine Verdickung des
Membranmaterials derart verstärkt,
dass die Membran 1 hier die gleiche Querschnittsdicke wie
im Bereich eines Noppens 7 aufweist.
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3 zeigt
eine erfindungsgemäße Kammerplatte 27,
die ebenso wie die Membranplatte 13 in 2 spiegelsymmetrisch
um ihre Mittellängsachse 28 aufgebaut
ist. Die Kammerplatte 27 weist einen Kammerplattenrand 29 auf,
der wie bei der Membranplatte 13 wulstartig verdickt ist.
In der Montageendposition liegen dabei die parallel zueinander verlaufenden
Plattenränder 15, 29 aneinander
an und bilden eine Filtrationskammer zur Aufnahme der Suspension.
An den Kammerplattenrand 29 schließt sich in Richtung auf die
Kammerplattenmitte eine Dichtrandschräge 30 an, in deren
Verlauf sich der Querschnitt der Kammerplatte 27 verjüngt, so
dass zwischen der Kammerplatte 27 und der Membran 1 einer anliegenden
Membranplatte 2 (nicht dargestellt) ein Filtrationsraum
entsteht. In der Kammerplatte 27 ist in weiterhin ein Trübeeinlauf
angeordnet, der im Wesentlichen aus einem Einlaufkanal 31 besteht.
Dieser Kanal 31 führt
von der Stirnseite 32 der Kammerplatte 27 durch
den Kammerplattenrand 29 und die Dichtrandschräge 30 hindurch
in das Innere der Kammerplatte 27 hinein. Dort endet der
Kanal 31 in einem T-förmigen
Endstück 33,
welches von zwei Einlauföffnungen 34 abgeschlossen
wird. Die beiden Einlauföffnungen 34 verbinden
den Einlaufkanal 31 mit den zwei Filtrationskammern, die
an gegenüberliegenden
Seiten der Kammerplatte 27 liegen. Der Austrittskanal 33 erstreckt
sich dabei im Bereich der Einlauföffnung 34 im Wesentlichen
senkrecht zur Kammerplattenlängsrichtung,
die parallel zur Mittellängsachse 28 verläuft. An
den Bereich der Einlauföffnung 34 in
Richtung Kammerplattenmitte anschließend weist die Kammerplatte 27 Noppen 7 auf,
die, wie bereits von der Membran 1 bekannt, als Abstützelemente
für das
Filtertuch 26 dienen, welches die gesamte Kammerplattenoberfläche bedeckt.
Im Bereich der Einlauföffnung 34 wird
das Filtertuch 26 durch einen Halteflansch 35 an
der Kammerplatte 27 fixiert. Zur Aufnahme des Halteflansches 35 weist
die Kammerplatte 27 einen Aufnahmebereich 36 auf,
der durch eine weitere Verjüngung
des Querschnittes der Kammerplatte 27 entsteht. Halteflansch 35 und
Aufnahme bereich 36 sind dabei derart ausgebildet, dass die
Oberfläche
des in der Aufnahme 36 einliegenden Halteflansches 35 in
einer Ebene mit der Oberfläche der
Noppen 7 der Kammerplatte 27 liegt.
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4 zeigt
schließlich
einen Teil eines erfindungsgemäßen Plattenpakets 37 mit
einer erfindungsgemäßen Membranplatte 13 und
einer daran anliegenden erfindungsgemäßen Kammerplatte 27. Durch
den Pressendruck kontaktieren sich die beiden Platten 13, 27 im
Bereich ihrer Plattenränder 15, 29,
wodurch der Wulst 4 der Membran 1 in der Nut 5 der
Membranträgerplatte 2 fest
fixiert wird. Zwischen Kammerplatte 27 und Membran 1 der
Membranplatte 13 ist die Filtrationskammer 38 ausgebildet.
Wird während
der Pressfiltration die Druckkammer 17 durch einen in der
Membranträgerplatte 2 vorhandenen
Druckmedienanschluss (nicht dargestellt) befüllt, so drückt die Membran 1 auf
den Filterkuchen in Richtung Kammerplatte 27. Der ebene
Bereich 12 der Membran 1 ist dabei derart angeordnet
und dimensioniert, dass er sich bei ausreichend hohem Druck auf
die Einlauföffnung 34 legt
und dabei deren Öffnungsränder 39 überlappt.
Ein Eindringen der Membran 1 in die Einlassöffnung 34 ist
dadurch ausgeschlossen.
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- 1
- Membran
- 2
- Membranträgerplatte
- 3
- Membranunterseite
- 4
- Wulst
- 5
- Nut
- 6
- Membranoberfläche
- 7
- Noppen
- 8
- Ablaufkanal
- 9
- Ablaufbohrung
- 10
- Eckbohrung
- 11
- Membranrand
- 12
- ebener
Bereich
- 13
- Membranplatte
- 14
- Mittellängsachse
- 15
- Membranplattenrand
- 16
- Stirnseite
- 17
- Druckkammer
- 18
- U-Grund
- 19
- Nutboden
- 20
- U-Schenkel
- 21
- Nutwand
- 22
- Unterkante
- 23
- Dichtlippe
- 24
- Aufnahmekante
- 25
- Dichtleiste
- 26
- Filtertuch
- 27
- Kammerplatte
- 28
- Mittellängsachse
- 29
- Kammerplattenrand
- 30
- Dichtrandschräge
- 31
- Trübeeinlauf
- 32
- Stirnseite
- 33
- Endstück
- 34
- Einlauföffnung
- 35
- Halteflansch
- 36
- Aufnahmebereich
- 37
- Plattenpaket
- 38
- Filtrationskammer
- 39
- Öffnungsrand