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Die Erfindung bezieht sich auf einen profilierten Haltestab zum Aufnehmen
von kreisförmigen Spaltfilterelementen, z. B. Filtemngscheiben, dessen Querschnitt
ein regelmäßiges Vieleck ist.
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Solche Haltestäbe sollen nicht nur die Filterelemente, also z. B.
die Filterringe, konzentrisch übereinander halten und dadurch eine gleichmäßige
Spaltbreite und Filterung bewirken, sondern sie müssen auch die filtrierte Flüssigkeit
in Ausnehmungen-aufnehmen und nach oben oder unten ableiten.
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Hierzu ist es bereits bekannt, die Querschnitte der Haltestäbe als
Vielecke, z, B. Dreiecke, auszubilden oder Rundstäbe zu verwenden, die am Umfang
teilungsgerecht Längsnuten aufweisen, welche der Sammlung und Weiterleitung der
filtrierten Flüssigkeit dienen. Die stehengebliebenen Teile des Haltestabes müssen
verhältnismäßig genau dem Innendurchmesser der Spaitfilterelemente, z. B. den Spaltfilterscheiben,
entsprechen, damit diese Elemente nach dem Auffädeln auf den Haltestab eine konzentrische,
einheitliche, Filterstab oder Filterkerze genannte Säule bilden.
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Es ist auch bekannt, zur Filtrierung von Bier und anderen Getränken
auf solche Spaltfilter eine Voranschwemmung von I Kieselgur und laufende Zudosierung
vorzunehmen, so daß die Filterkerzen eigentlich nur als Unterlage für das Filterhilfsmittel
Kieselgur dienen. Hierbei ist die Gefahr vorhanden, daß die Filtrierung und das
Absetzen des Trubes an der Außenseite der Filterscheiben ungleichmäßig ist, wenn
die Haltestäbe auf der Innenseite des Spaltfilterelementes einen verhältnismäßig
großen Umfangsteil überdecken und damit den Filtrataustritt aus den Filterspalten
stören.
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Es sind zwar auch sogenannte Radialspaltfilter bekannt, deren Filterscheiben
auf Haltestäben mit vieleckigem Querschnitt und verhältnismäßig kleinen, an den
Spaltfilterscheiben anliegenden Teilflächen aufgereiht sind. Diese Ausbildung der
Haltestäbe dient jedoch der radialen Fixierung und Halterung der auf radiale Toleranzen
sehr empfindlichen Radialspaltelemente. Die Haltestäbe solcher Filter können jedoch
die Strömungswege des Filtrates und damit die Filtrierung nicht wesentlich beeinflussen;
ohnehin sind solche Filter nicht für die Anschwemmung von Kieselgur u. dgl. vorgesehen.
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Es hat sich andererseits weiter herausgestellt, daß in den Sammelkanälen,-
also den Nuten der Haltestäbe, beim Filtrieren nur eine geringe - Strömungsgeschwindigkeit
auftritt, wodurch in der Flüssigkeit verbliebene Feststoffe oder durch das Filtrieren
mit Filterhilfsmittel erst mit in die Flüssigkeit hineingekommene Feststoffe absinken
und sedimentieren können. Das ist besonders dann der Fall, -wenn,- wiezuvor geschiIdert,
die Anschwemmung auf der Außenseite der Spaltfilterelemente ungleichmäßig ist.
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Das Sediment setzt sich im Inneren der Sammelkanäle zwischen den Filterelementen
und dem Haltestab fest und führt dort und auch in den Spalten der Spaltfilterelemente
zu Verkrustungen und Versteinungen, die eine Öffnung und Reinigung der aus Filterelementen
und dem Haltestab bestehenden Filterstäbe oder Filterkerzen erforderlich machen.
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Aufgabe der Erfindung ist es also, den Filtereffekt durch Verbesserung
der Gleichmäßigkeit der Anschwemmung und durch Verminderung der Neigung zum Sedimentieren
mitgerissener Teilchen im Inneren der Filterkerzen zwischen den Spaltfilterelementen
und-dem
Haltestab zu verbessern. Dabei soll das Profil des Haltestabes eine genaue und einfache
Fertigung erlauben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
daß das Vieleck, das der Haltestabquerschnitt darstellt, mit konvex nach außen gewölbten
Seiten ausgebildet ist. Auch bei Haltestäben mit geringer Eckenzahl (z. B. mit dreieck-
oder viereckförmigem Querschnitt), die auf Grund der wenigen Ecken eine besonders
geringe Berührungsfläche mit den Spaltfilterelementen besitzen und damit eine gleichmäßige
Anschwemmung von außen her erlauben, kann wegen der erfindungsgemäß konvex nach
außen gewölbten Stabseiten ein verhältnismäßig kleiner Querschnitt der Sammelkanäle
erreicht werden, wobei sichelartige Krummungsquerschuitte entstehen. Diese Querschnitte
sind wesentlich kleiner als diejenigen, die bei normalen drei- oder viereckförmigen
Profilen entstehen. Die durch den verringerten Querschnitt fließende Strömung hat
eine verhältnismäßig große Geschwindigkeit und nimmt ohne weiteres alle etwa noeh
in der Flüssigkeit befindlichen Fest- oder Schwebestoffe mit sich fort, ohne daß
es zum Absinken und zur Sediment- und zur Krustenbildung kommen könnte.
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Gleichzeitig erstreckt sich der Sammelkanal beieiner solchen Ausbildung
im Querschnitt betrachtet jeweils von Führungsstelle zu Führungsstelle des Haltestabes,
und die Wandung jedes Sammelkanals am Haltestab ist ein in ungebrochener Linie verlaufendes
glattes Kurvenslück. Die Fertigung solcher Haltestäbe ist technisch einfach und
wirtschaftlich; das Profil kann z. B. leicht durch Ziehen des Stabes erzeugt werden.
Darüber hinaus ist eine gute Festigkeit vorhanden; eine nachträgliche Bearbeitung,
z. B. das Einfräsen von Nuten, kann entfallen.
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Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß als Vieleck ein
gleichseitiges Dreieck vorgesehen ist, dessen Ecken mit jeweils gleichen, nach außen
gewölbten Kreisbogenstücken miteinander verbunden sind, wobei die Radien-der Kreisbogenstücke
größer als der Umkreisradius und kleiner, höchstens gleich dem-fachen des Umkreisradius
sind.
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Als einfachste Kurve zum Verbinden der Dreieckpunkte bietet sich
ein ausgewölbter Kreisbogen an, wobei der Radius des Kreisbogens in jedem Fall größer
sein muß, als der Radius des Innendurchmessers der Spaltfilterelemente, damit ein
sichelförmiger Querschnitt des Sammelkanals entsteht. Größer als das Produkt aus
Innenradius der Filterscheibe und (» Gleichdick «) sollte der Radius des Verbindungskreisstückes
zwischen je -zwei Ecken des Profilquerschnittes nicht sein, weil dann wieder der
freie Querschnitt zwischen den Spaltfilterelementen und dem Haltestab zu gtoß wird
und das Sedimentieren begünstigt. Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen,
daß die Kanten der aneinander anstoßenden gewölbten Seiten des Haltestabes gebrochen
und entsprechend dem Innendurchmesser der Spaltfilterelemente abgerundet sind.
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Die Abrundungen der Stabkanten entsprechen etwa dem Innendurchmesser
der Spaltfilterscheiben und erlauben das leichte Einfädeln der Spalttilterscheiben
durch Anpassung an die Innendurchmesser dieser Filterelemente. Durch die Abrundung
entstehen an Stelle einer Linienberührung zwei Kanten, so daß der Haltestab dann
insgesamt sechs Kanten aufweist, von denen jeweils zwei unmittelbar nebeneinanderliegen;
ihr
Abstand ist gering, z. B. 1 mm.
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Die Verbindungskreisbögen mit den Radien Rb beginnen dann jeweils
an diesen neuen gebrochenen Kanten.
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Weiter wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Verhältnis
der Radien der Kreisbogenstücke zu dem Umkreisradius etwa 1,25 ist.
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Dieses Verhältnis R/r X 1,25 hat sich als günstig bei Spaltfilterringscheiben
für die Filtration von Getränken, z. B. Bier, Wein und von Würze u. dgl., erwiesen,
wobei diese Flüssigkeiten zur Durchführung einer Anschwemmfiltration mit Filterhilfsmitteln
versetzt werden.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch
dargestellt. F i g. 1 zeigt im Aufriß einen Haltestab 1 mit am unteren Ende angeordneten
und als ringförmige Spaltfilterscheiben 2 ausgebildeten Spaltfilterelementen, die
aufeinander aufgesetzt und insgesamt auf dem Haltestab aufgefädelt sind. Bei der
Filtration ist die gesamte Länge des Haltestabes 1 mit Spaltfilterscheiben 2 besetzt.
Der Haltestab ist unten dicht abgeschlossen und oben an einem Sammelbehälter oder
Sammelkanal angeschlossen, so daß durch die Flüssigkeitswege3, die zwischen dem
Haltestab 1 und den Spaltfilterscheiben 2 entstehen, das Filtrat abgeführt werden
kann.
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Die unflltrierte Flüssigkeit fließt etwa in Richtung des Pfeiles 4
in den Filterstab. Die Trubstoffe und die der Flüssigkeit zugegebenen Filterhilfsstoffe,
z. B.
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Kieselgur, lagern sich auf der Außenfläche der gestapelten Filterscheiben
an und bilden so das Filterbett.
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F i g. 2 stellt die Draufsicht zu F i g. 1 dar. Der Haltestab 1 ist
schraffiert dargestellt. Die Sammelkanäle 3 werden durch die profilierte Form des
Haltestabes 1 zusammen mit der Innenwandung der Spaltfilterscheibe 2 gebildet. Auf
den einzelnen Spaltfilterscheiben 2 sind erhöhte Abstandsflächen 2' angeordnet,
die beim Aufeinanderstapeln der Filterringscheiben die Höhe des Spaltes festlegen.
F i g. 3 zeigt die Draufsicht auf die Spaltfilterscheibe 2 mit dem Lochradius r'
und den Abstandsflächen 2'. Gemäß F i g. 4 weist der Haltestab 1 einen etwa quadratischen
Querschnitt auf, wobei jedoch die Seiten konvex nach außen gewölbt sind und so die
Flüssigkeitsleitkanäle 3 zwischen dem Haltestab 1 und dem Spaltfilterscheibenstapel
2 durch eine glatte Wand ohne Vorsprünge so verengen, daß in den Kanälen 3 ge-
nügend
Strömungsgeschwindigkeit herrscht, um jede Sedimentierung und das Absetzen zufällig
mit in die Kanäle 3 gekommener Fest- oder Trubstoffe zuverlässig zu vermeiden.
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Gemäß Fig. 5 weist der Haltestab 1 einen dreieckigen Querschnitt
auf, wobei gemäß der Erfindung der Radius Rb größer als der Radius r und kleiner,
höchstens gleich dem Wert r 3 ist. Die drei Kanten des Haltestabes 1 sind gebrochen
und weisen einen umschreibenden Kreis mit einem Radius r auf, der weitgehend dem
Innenradius r'der Filterringscheibe 2 entspricht. Auf den einzelnen Filterringscheiben
2 sind Abstandflächen 2' angeordnet, die beim Aufeinanderstapeln der Filterringscheiben
die Höhe des Spaltes festlegen.
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An Stelle von Bogen-Dreiecken, -Vierecken können auch Bogen-Fünfecke
entsprechende Verwendung finden. Als besonders günstig hat sich die Verwendung von
Bogen-Dreiecken für das Querschnittsprofil der Haltestäbe mit einem Verhältnis von
Rdr 1,25 ergeben.