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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Filtersektor für
eine Filterscheibe eines rotierenden Filters, wobei die
Filterscheibe eine Vielzahl von Filtersektoren aufweist
und der Filtersektor zwei in Abstand liegende plattenförmige
Elemente enthält, welche im Vergleich zur Dicke des
Filtersektors dünn sind und eine Hauptebene haben. Aus
der Hauptebene ragen Vorsprünge nach außen heraus, die
in dem Material der plattenförmigen Elemente ausgeformt
sind. Die Vorsprünge sind dazu ausgebildet, ein Filtertuch
im Abstand von der Hauptebene zu halten. Die Vorsprünge
haben eine Materialdicke, die im wesentlichen der
Materialdicke der Hauptebene entspricht.
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Eine große Vielfalt von Filtersektoren ist bekannt, wie
zum Beispiel durch GB-A-894 318, DE-B-24 07 218, US-A-3
917 534, US-A-3 971 722, US-A-4 686 040 und US-A-931 179
offenbart. In Betrieb sind solche Filtersektoren hohen
äußeren Drücken ausgesetzt, die dazu führen, daß die
plattenförmigen Elemente gegeneinander gedrückt werden.
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Gemäß der GB-A-894 318 ist, um dies zu verhindern und auch
sonst die Filtersektoren zu versteifen, eine Vielzahl von
Abstandshaltemitteln aus mit Synthetikharz imprägniertem
lamellierten Material zwischen die beiden plattenförmigen
Elemente eingefügt, wobei diese Abstandshaltemittel durch
Nieten oder ähnliches am Platz gehalten werden, welche
die beiden plattenförmigen Elemente zusammenhalten.
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Zum selben Zweck sind gemäß der DE-B-24 07 218 die beiden
plattenförmigen Elemente intern mit integrierten radial
gerichteten Stütznocken versehen, die an ihren Enden jeweils
zusammengefügt und von Schrauben durchdrungen sind, die
beiden plattenförmigen Elemente zusammenhalten, welche
aus Metall gegossen sind.
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In dem Filtersektor gemäß der US-A-3 917 534 sind die
plattenförmigen Elemente in einem Stück aus Plastikmaterial
gebildet. Zwischen den Elementen erstrecken sich feste
Stützen, die in die Elemente integriert sind und die Elemente
auseinanderhalten. Ferner ist der Raum zwischen den Elementen
mit härtendem Schaumplastikmaterial ausgefüllt, welches
ferner eine Kompression der Elemente verhindert und den
gesamten Sektor mit erhöhter Steifheit versieht.
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Die US-A-3 971 722 offenbart einen Filtersektor, der zwei
identische plattenförmige Elemente aufweist, die aus
Plastikmaterial gebildet sind, vorzugsweise Polyurethan.
Auf den Innenseiten der Elemente sind feste
Abstandshaltemittel integriert, welche, wenn sie die beiden Elemente
zusammenhalten, miteinander verbunden sind, um die beiden
Elemente gegen externe und interne Drücke
auseinanderbzw. zusammenzuhalten.
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In dem Filtersektor gemäß der US-A-4 686 040 erstreckt
sich eine Vielzahl von Rippen im wesentlichen senkrecht
zur Radialrichtung und ist zwischen den plattenförmigen
Elementen angeordnet, welche aus gepreßter Metallplatte
hergestellt sind, die im Vergleich zur Dicke des
Filtersektors dünn ist.
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Gemäß der US-A-4 931 179 ist der Raum zwischen den beiden
plattenförmigen Elementen, welche aus gepreßter Metallplatte
hergestellt sind, die im Vergleich zur Dicke des
Filtersektors dünn ist, mit einer härtenden Vergußmasse
ausgefüllt, die an den plattenförmigen Elementen festhaftet
und diese im Abstand voneinander hält, während sie den
Filtersektor mit erhöhter Festigkeit gegenüber Verformung
versieht.
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Manche der erwähnten Lösungen erfordern bedeutsame Arbeit,
die ausgeführt werden muß, um einen Filtersektor
herzustellen, wie z.B. die Herstellung von Löchern, das
Anpassen von Abstandshaltern und das Festnieten deren Nieten
(GB-A-894 318), die Herstellung von Löchern, das Anpassen
und Festziehen von Schrauben (DE-B-24 07 218), das Anpassen
und die Befestigung von Rippen auf den plattenförmigen
Elementen (US-A-4 686 040) und das Ausfüllen des Raumes
zwischen den beiden plattenförmigen Elementen mit härtender
Vergußmasse (US-A-3 917 534 und 4 931 179). In der Lösung
nach GB-A-894 318 sind ebenfalls Hitzepressen zur
Lamellierung der plattenförmigen Elemente notwendig.
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In den anderen erwähnten Lösungen sind teure Formen zum
Gießen (DE-B-24 07 218) oder zum Formen der plattenförmigen
Elemente (US-A-3 971 722) oder zum Formen eines kompletten
Filtersektors (US-A-3 917 534) notwendig. Ferner sind die
Gieß- und Formprozeduren sehr zeitaufwendig.
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Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine
neue Lösung des Problems zu finden, einen Filtersektor
der oben diskutierten Gattung herzustellen, in welchem
die plattenförmigen Elemente dünn im Vergleich zur Dicke
des Sektors, widerstandsfähig gegen Kompression der beiden
plattenförmigen Elemente und fest gegenüber anderer
Verformungen sind.
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Ein anderes Problem verbunden mit Filtersektoren, in welche
Filtrat durch Löcher in den plattenförmigen Elementen in
den Raum zwischen den beiden plattenförmigen Elementen
eingeführt wird, um über einen Auslaß abgelassen zu werden,
ist, daß das Volumen des Raumes oft so groß ist, daß Filtrat
darin den Filtersektor nicht verläßt, bevor es so weit
umgelaufen ist, daß Filtrat zurück durch das Filtertuch
fließt und darauf abeglagerten Filterkuchen erneut
befeuchtet.
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In dem Filter gemäß der US-A-4 686 040 ist dieses Problem
gelöst, indem ein gewisses Volumen des Raumes durch eine
der erwähnten Rippen vom Rest abgeschnitten ist, oder indem
eine Vergußmasse dieses Volumen des Raumes ausfüllt.
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In dem Filter gemäß der US-A-4 931 170 füllt die härtende
Vergußmasse das Volumen des Raumes zwischen den
plattenförmigen Elementen aus, welches nicht als radialer Kanal zum
Führen von Filtrat zum Auslaß des Filtersektors verwendet
wird.
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Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine
Lösung für das Problem finden, das Volumen des Raumes
zwischen den plattenförmigen Elementen eines Filtersektors
so klein wie möglich zu halten.
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Um diese Aufgaben zu lösen, verwendet die vorliegende
Erfindung relativ dünnes Plattenmaterial für die beiden
plattenförmigen Elemente, wobei dieses Material verformbar
und schweißbar ist. Das Material ist vorzugsweise säurefestes
korrosionsbeständiges Stahlblech oder alternativ geeignetes
synthetisches Material, welches mit sich selbst heiß
verschweißt oder möglicherweise verklebt werden kann.
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Ein Hauptmerkmal der Erfindung ist, daß die plattenförmigen
Elemente an ihren Innenseiten mit Vorsprüngen versehen
sind, die einander zugewandt sind und die einander
entsprechen. Die Vorsprünge haben vorzugsweise flache an
den Enden zusammengefügte Oberflächen, durch welche die
plattenförmigen Elemente miteinander verbunden sind,
vorzugsweise durch Punktschweißen. Wird ein Filtersektor
gemäß der Erfindung hergestellt, so werden flache
plattenförmige Rohlinge, wie beispielsweise Metallplatten
oder Plastikplatten gleicher Dicke, in bekannter Art und
Weise gepreßt, um Ausbauchungen oder ausgedehnte Rippen
zu bilden, welche das Filtertuch im Abstand von den Elementen
auf der Außenseite der plattenförmigen Elemente halten.
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Zugleich werden nach innen gerichtete Vorsprünge in Form
von Ausbauchungen mit vorzugsweise flachen Kuppen gepreßt.
Während des Pressvorganges wird das Material im wesentlichen
nur zwischen den nach außen gerichteten Vorsprüngen und
der Hauptebene sowie zwischen den nach innen gerichteten
Vorsprüngen und der Hauptebene gedehnt. Daraus resultiert,
daß das Material an den flachen Kuppen der Vorsprünge
dieselbe oder im wesentlichen dieselbe Materialdicke
beibehält wie die Hauptplatte, welche nach dem Pressvorgang
flach bleibt. Vorteilhafterweise ermöglicht dies ein
Punktschweißen zwischen zwei nach innen gerichteten
Vorsprüngen.
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Die Erfindung ist im folgenden beschrieben, wobei auf die
begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen
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Fig. 1 eine ebene Ansicht des Filtersektors gemäß der
Erfindung ist;
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Fig. 2 einen Ausschnitt II von Figur 1 mit vergrößertem
Maßstab zeigt;
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Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III von
Fig. 2 zeigt;
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Fig. 4 das Detail IV des Schnittes von Fig. 3 mit
vergrößertem Maßstab zeigt;
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Fig. 5 das Detail V des Schnittes von Fig. 3 mit dem
selben Maßstab wie in Fig. 4 zeigt;
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Fig. 6 das Detail VI von Fig. 2 mit dem selben Maßstab
wie in Fig. 4 und 5 zeigt; und
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Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII von
Fig. 2 mit vergrößertem Maßstab gegenüber Fig.
2 zeigt.
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Der in Fig. 1 gezeigte Filtersektor 1 hat die Form eines
geneigten Kreissektors mit einer abgestumpften Ecke. Das
radial innere Ende 2 des Sektors 1 ist ein Auslaßende,
welches so angepaßt ist, daß ein nicht gezeigter Filterrotor
angeschlossen werden kann, so daß Filtrat von dem Sektor
1 zu einem Auslaß für Filtrat geleitet werden kann. Ferner
hat der Filtersektor 1 zwei im wesentlichen radial
begrenzende Ränder 3, 4, von denen der Rand 4 an der Stelle
5 schräg abgeschnitten ist, um Platz zu schaffen für ein
nicht gezeigtes axiales Filtratleitungsrohr derart, wie
z.B. in der US-A-4 931 179 gezeigt. Radial nach außen ist
der Sektor durch einen gewölbten äußeren Rand 6 begrenzt.
In konventioneller Art und Weise enthält der Filtersektor
zwei plattenförmige Elemente 7, 9 (siehe Fig. 3), die Form
eine relativ dünner Platten haben, welche spiegelbildlich
zueinander sind und jeweils eine große Anzahl von
Ausbauchungen 10 haben, die von der Hauptebene 9 auf den
Platten 7, 8 hervorragen. Diese Ausbauchungen dienen dazu,
ein nicht gezeigtes Filtertuch oder ein entsprechendes
Filtermittel im Abstand von der Hauptebene 9 zu halten.
Die Ausbauchungen 10 sind gleichmäßig über die Oberflächen
der Platten 7, 8 verteilt und füllen den Raum sowohl in
Radialrichtung als auch in Umfangsrichtung aus. In der
gezeigten Ausführung sind die Ausbauchungen 10 länglich
und erstrecken sich im wesentlichen radial, wobei aber
auch andere Formen möglich sind. Ferner ist in der Hauptebene
9 eine Anzahl von Löchern 11 vorgesehen, um das Filtrat
in das Innere des Filtersektors 1 zu dem Raum zwischen
den Platten 7 und 8 zu leiten.
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Gemäß der vorliegenden Erfindungen sind die Platten 7,
8 getrennt von den nach außen gerichteten Ausbauchungen
10 mit einer Anzahl von nach innen gerichteten Ausbauchungen
12 versehen, die ebenfalls gleichmäßig über die Hauptebene
9 verteilt sind, hier als Gegen-Ausbauchungen bezeichnet.
In der gezeigten Ausführung ist das Flächenverhältnis
zwischen den nach außen gerichteten Ausbauchungen 10 und
den Gegen-Ausbauchungen 12 4:1, das Verhältnis der Verteilung
in Radialrichtung sowie in Umfangsrichtung 2:1.
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Wie am besten aus den Fig. 4 und 7 ersichtlich, ist jede
Gegen-Ausbauchung 12 so angeordnet, daß jede Gegen-
Ausbauchung 12' der Platte 7 mit einer Gegen-Ausbauchung
12" der Platte 8 zusammengefügt ist. Gemäß der Erfindung
ist bei dem zusammenfügen genügend Oberflächenkontakt der
beiden Platten 7, 8 vorhanden, so daß sie an ihren
Kontaktflächen aneinander punktgeschweißt werden können.
Vorteilhafterweise definieren die Oberflächen der Gegen-
Ausbauchungen 12, 12" Flächen 13, die so ausgedehnt sind,
daß Punktschweißelektroden von der Außenseite des zu
montierenden Filtersektors zu entgegengesetzten Gegen-
Ausbauchungen 12', 12" problemlos eingeführt werden können.
In der gezeigten Ausführung erstrecken sich die Gegen-
Ausbauchungen 12', 12" in Umfangsrichtung des Filtersektors
1 derart, daß jede der zusammengefügten Gegen-Ausbauchungen
12 mit zwei oder mehr Schweißpunkten 14 zusammengeschweißt
werden kann.
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Durch die über die gesamte Oberfläche des Sektors relativ
eng verteilten Gegen-Ausbauchungen 12 und die einfache
Art und Weise, in welcher die Gegen-Ausbauchungen
gleichzeitig mit den Ausbauchungen 10 geformt werden, sowie
durch die einfach hergestellte Verbindung zwischen den
Platten 7 und 8 über die Gegen-Ausbauchungen 12, erreicht
der Filtersektor gemäß der Erfindung in einer einfacheren
Art und Weise als früher eine große Widerstandsfähigkeit
gegenüber Kompression. Der Grund dafür ist die große Anzahl
von Gegen-Ausbauchungen, die zu kurzen Abständen zwischen
Gegen-Ausbauchungen in Radialrichtung sowie in
Umfangsrichtung führt. Dies führt folglich bei gegebener
Materialdicke zu geringerer Durchbiegung der Hauptebene,
als wenn die Gegen-Ausbauchungen mit größeren Abständen
voneinander angeordnet wären. Da die Durchbiegung der
Hauptebene somit minimiert ist, können die Gegen-
Ausbauchungen niedrig ausgeführt werden, ohne eine totale
Kompression der Hauptebenen der beiden Platten gegeneinander
zu riskieren, was zur Hemmung des Filtratflusses innerhalb
des Filtersektors führen kann. Zugleich führt die geringe
Höhe der Ausbauchungen dazu, daß das innere Volumen der
Filtersektoren so klein wie möglich gehalten werden kann,
was vorteilhaft ist, wenn das innere Volumen zum Ablassen
des Filtrats verwendet wird. Die große Anzahl von Gegen-
Ausbauchungen führt auch zu einer großen Anzahl von
Verbindungspunkten zwischen den Platten und dadurch zu
einer besonderen Verdrehungssteifheit des Filtersektors.
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Bei bestimmten Anwendungen der vorliegenden Erfindungen,
die nicht in den Zeichnungen gezeigt sind, kann es
vorteilhaft sein, die Gegen-Ausbauchungen in verschiedenen
Höhen auszuführen, so daß Gegen-Ausbauchungen am Auslaßende
des Filtersektors relativ hohe und Gegen-Ausbauchungen
in Richtung des entgegengesetzten Endes abnehmende Höhen
haben. Dies führt zu einer zunenmenden internen
Querschnittsfläche des Filtersektors in Richtung des Auslaßendes, was
einem erhöhten Filtratfluß in Richtung des Auslaßendes
des Filtersektors entspricht.
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Vorteilhafterweise kann ein Kantenstreifen 15, der den
in Fig. 5 gezeigten Querschnitt hat, als ein
Abstandshaltemittel und Verbindungsmittel zwischen den Platten 7, 8
an den Kanten 3 bis 6 des Filtersektors 1 verwendet werden.
Der Kantenstreifen 15 enthält einen im wesentlichen U-
förmiges Zwischenteil 16, der so ausgebildet ist, daß er
zwischen die beiden Platten 7 und 8 eingebracht werden
kann, und zwei Außenteile 17, die so ausgebildet sind,
daß sie die beiden Platten 7 und 8 umgreifen. Der
Zwischenteil 16 enthält einen Zentralabschnitt 18, dessen
Ausdehnung der Höhe der beiden Gegen-Ausbauchungen 12
entspricht, das heißt dem Abstand zwischen den Hauptebenen
9 der Platten 7, 8. Zwei Schenkelteile 19, 20 erstrecken
sich entlang der Hauptebene 9 bis zum Rand des Filtersektors
1, wo die Außenteile 17 jeweils zu Anfang Schenkelteile
21, 22 bilden, die voneinander fortweisen und jeweils in
Schenkelteile 23, 24 umgebogen sind, die sich über die
Platten 7, 8 erstrecken und elastisch gegen die Ausbauchungen
10 drücken. Der Kantenstreifen 15 ist an den Platten 7,
8 des Filtersektors durch Punktschweißen der Schenkelteile
19, 20 des Zwischenteiles an die Hauptebene der Platten
7, 8 zwischen den Ausbauchungen 10 befestigt.
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Sich von konventionellen Kantenabschlüssen von Filtersektoren
unterscheidend bildet der Kantenstreifen 15 eine "offene"
Kante durch die Tatsache, daß der Zwischenteil sich zwischen
den Platten 7, 8 erstreckt. Dies hat zum Vorteil, daß eine
mögliche Verbindung zwischen Filterkuchen der beiden
Sektorenseiten an dieser Stelle leichter unterbrochen wird,
was im Gegenzug ein verbessertes Entfernen der Filterkuchen
herbeiführt.
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Am Auslaßende 2 des Filtersektors 1 ist ein
Auslaßverbindungsstück 25 vorgesehen, das zwei L-Profile 26 und
27 aufweist. Die Profile 26, 27 sind an die Platten 7,
8 geschweißt und sind zur Verbindung mit dem vorher erwahnten
Filterrotor vorgesehen.
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Obwohl Punktschweißen hier als bevorzugte Art und Weise
dargestellt wird, um die Gegen-Ausbauchungen 12 zu verbinden,
ist es selbstverständlich, daß ebenso andere Arten der
Verbindung, wie Kleben, Nieten oder Schrauben, verwendet
werden können, um die vielen Vorteile der Erfindung zu
nutzen.