DE202016003961U1

DE202016003961U1 - Filterplatte oder Filterelement

Info

Publication number: DE202016003961U1
Application number: DE202016003961.0U
Authority: DE
Original assignee: Zeller-Engineering E K; Zeller-Engineering EK
Current assignee: JZ ENGINEERING GMBH, DE
Priority date: 2016-06-28
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2017-09-29
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: WO2018001415A1

Abstract

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.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Filterplatten oder Filterelemente. Hierzu zählen Filterplatten mit Rahmen, Kammerfilterplatten, Membranfilterplatten und beheiz- bzw. kühlbare Filterplatten und Membranfilterplatten.
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.
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)

Bei diesen Werkstoffen werden die Filterflächen gebildet, indem im Filterbereich eine Rillierung oder eine genoppte Fläche gefertigt wird.
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.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ausgehend von diesem Stand der Technik leichtere und widerstandsfähigere Filterplatten oder Filterelemente zur Verfügung zu stellen.
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.
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 ein Filtermedium selbst oder eine Filtermembran dienen.
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.

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.
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.
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.
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.
Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise bei folgenden problematischen Einsatzgebieten 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 Wärmeabstrahlung 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.
4. 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.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Filterplatte gemäß dem Stand der Technik mit zusätzlich eingefügter Noppenplatte;
2 eine weitere Filterplatte gemäß dem Stand der Technik mit einem separat eingesetzten Stützgewebe; und
3 die erfindungsgemäße Filterplatte mit einstückig hergestellten Noppen.
Wie den 1 und 2 zu entnehmen ist, konnte gemäß dem Stand der Technik lediglich eine Basisplatte 10, 20 aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt werden.
Wie in 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.
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.
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich, ist die daraus resultierende Konstruktion kompliziert und insbesondere im Falle eines Stützgewebes aus Stahl mit erheblichem Gewicht verbunden.
Erfindungsgemäß werden daher, wie in 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

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.
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.
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.
Filterplatte (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterplatte (30) oder das Filterelement vollständig aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt ist.