DE19528360C2 - Rohr-Spiralkerze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kerzenfilter bestehend aus mindestens einem perforierten Filterelement, wobei die Außenseite des Filterelements wendelförmig umlaufende Rillen aufweist.

Bei der Filtrierung mittels Kerzenfilter ist es von entscheidender Bedeutung, daß der Filterkuchen unter allen Betriebsbedingungen, insbesondere bei wechselnden Füllständen im Druckbehälter sicher haftet.

Das Problem des instabilen Filterkuchens stellt sich insbesondere bei Verfahren, die ein chargenweises Abfiltern erfordern, speziell bei biotechnologischen Verfahren. Dabei muß beim Filtern während des Entleerens der Filterkuchen auch oberhalb des Flüssigkeitsspiegels stabil bleiben. Nur dann kann der Filterkuchen hinterher auch vollständig von dem Filtertuch durch Innendruck abgelöst werden.

Die Filtertücher werden durch das wiederholte Reinigen, das durch Rückspülen unter Druck erfolgt, einer Wechselbeanspruchung unterzogen, deren Art und Stärke die Lebensdauer der Filtertücher bestimmt. Da Brüche und Löcher in den Filtertüchern in den seltensten Fallen tolerierbar sind, muß jedes schadhafte Filtertuch sofort ausgetauscht werden, was zu kostenaufwendigen Betriebsunterbrechungen führt.

Ein gattungsgemäßes Kerzenfilter ist aus der Schrift DE 44 19 104 A1 bekannt. Dieses Filterelement weist eine stützende wendelförmige makroskopische Struktur auf. Bei dieser Schrift wird jedoch diese makroskopische Struktur durch die Elastizität des Filtertuches in Verbindung mit einer das Filtertuch stützenden Drahtwendel erzielt, deren Stützstellen weit auseinander liegen können. Eine solche Konstruktion ist jedoch nur dann brauchbar, wenn die auftretenden Differenzdrücke in Verbindung mit der Stützweite der das Filtertuch abstützenden Wendel die zulässige Festigkeit des Filtertuchs nicht übersteigt.

Die DE-OS 15 36 928 zeigt eine Filterkerze, bei der das das Filtertuch stützende Filterelement zylindrisch geformt ist. Die Stützhülse selbst wird aus zwei Gruppen von Stäben gebildet, wobei die Stäbe jeder Gruppe spiralförmig mit gleicher Steigung in praktisch entgegengesetzten spiraligen Richtungen angeordnet sind unter Bildung eines Netzes mit offenen Räumen. Der Zeichnung entnimmt der Fachmann, daß dieses Netz offensichtlich in der Größenordnung der Dicke des Filtertuches dimensioniert ist. Zweck ist das Abließen des Filtrats zu erleichtern. Eine Stützwirkung für den Filterkuchen ist nicht beabsichtigt.

Dieselbe Aufgabe hat eine aus DE-GM 19 02 534 bekannte Verrippung, die wie ein Gewinde um den Filterkörper herumläuft, damit hinter dem Filtergewebe keine Kammern, sondern ein einziger zusammenhängender Raum gebildet wird. Der Abstand zwischen den Abflußkanten ist so gering, daß der darüberliegende Filterschlauch minimal einschnürt. Die aus DE-GM 19 02 534 bekannte Verrippung ist somit vergleichbar mit den netzartigen Abstützungen aus der DE-OS 15 36 928. Beide bilden Oberflächenstrukturen, die zur Förderung des Abströmens des Filtrats dienen. Sie dienen jedoch nicht der Stützung und dem Abreinigen des Filterkuchens. Dasselbe gilt für die US 3,503,516.

Ein anderes Kerzenfilter ist aus CH 658 405 A5 bekannt. Es besteht aus einem Bündel perforierter Stützrohre, die um eine dem Filtratabfluß dienendes Zentralrohr gleichen Durchmessers angeordnet sind. Die Stützrohre sind zur Verbesserung des Filtratablaufes mit Längsrippen versehen. Dadurch kann ein Stützgewebe entfallen.

Nachteilig an einem derartigen Filterelement ist, daß der Filterkuchen bei einer Trocknung nur ungenügend stabilisiert wird. Beim Trocknen schrumpft der Filterkuchen. Es bilden sich Risse. Der Filterkuchen wird instabil und kann in sich zusammensacken. Soll nach der Trocknung eine Spülung mit einem weiteren Lösungsmittel durchgeführt werden, wird der in sich zusammengesackte Filterkuchen nur unzulänglich durchspült, der größte Anteil des Spülmittels fließt durch die nun unbedeckten Bereiche des Filters ab, ohne eine Reinigungswirkung entfalten zu können. Die zur Spülung benötigten Lösungsmittelmengen vergrößern sich daher, was unnötige Kosten verursacht.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Filterelement anzugeben, das bei guter Stützwirkung des anhaftenden Filterkuchens das Filtertuch möglichst schont und dadurch eine hohe Standzeit des Filtertuchs erwarten läßt und das ein vollständiges Abwerfen des Filterkuchens ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Außenfläche aus einer Teilfläche mindestens eines wendelförmig ausgebildeten Rohres besteht und zwischen den Rillen kreissegmentförmig nach außen gewölbt ist.

Die Fläche, mit der der Filterkuchen am Filterelement haftet, wird dadurch vorteilhaft vergrößert, außerdem wird der Filterkuchen zusätzlich entgegen der Richtung der Schwerkraft abgestützt. Auch nach der Trocknung, d. h. nach Auftreten von Rissen im Filterkuchen, wird der Filterkuchen ausreichend abgestützt, und kann daher nicht in sich zusammenstürzen. Eine auf die Trocknung folgende Spülung kann daher problemlos durchgeführt werden.

Die Herstellung des Filterelements wird dadurch kostengünstiger, daß die Außenfläche des Filterelements aus einer Teilfläche mindestens eines spiralförmig ausgebildeten Rohres besteht. Zur kostengünstigen Herstellung von Rohren stehen Verfahren zur Verfügung, die somit zur Herstellung des Filterelements genutzt werden können.

Ist eine zentrale Achse als lineares Zentralrohr ausgebildet, wird der Aufbau des Filterelements zusätzlich stabilisiert. Auf die Enden des Zentralrohres können jeweils Kappen gesteckt werden, die das Filterelement nach oben und nach unten abschließen. Das Zentralrohr nimmt im Betrieb die Kräfte auf, die sich aus dem Differenzdruck ergeben.

Eine gute Abstützung des Filterkuchens wird dann erreicht, wenn die spiralförmig umlaufende Rille eine Steigung von 5° bis 60° aufweist, die beste Abstützung wird erreicht, wenn die spiralförmig umlaufende Rille eine Steigung von 30° aufweist.

Claims (10)

1. Kerzenfilter bestehend aus mindestens einem perforierten (6, 7) Filterelement, dessen Außenfläche (14) wendelförmig umlaufende Rillen (2) aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Außenfläche (14) aus einer Teilfläche mindestens eines wendelförmig ausgebildeten Rohres (23) besteht und zwischen den Rillen (2) kreissegmentförmig nach außen gewölbt ist.

2. Kerzenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Achse als lineares Zentralrohr (25) ausgebildet ist.

3. Kerzenfilter nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die umlaufende Rille (2) eine Steigung von 5° bis 60°, vorzugsweise 30°, aufweist.

4. Kerzenfilter nach Anspruch 1, 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Außenseite der Rohre (23, 25) untereinander verbunden sind.

5. Kerzenfilter nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (15) aus einem polymeren Kunststoff, vorzugsweise Polyvinyldifluorid oder Polypropylen besteht.

6. Kerzenfilter nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rohre (23, 25) zu einem Rohrbündel zusammengefaßt sind und das Rohrbündel vorzugsweise aus Rohren gleichen Durchmessers aufgebaut ist.

7. Kerzenfilter nach Anspruch 1, 2, 3,4, 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bündel aus sechs Rohren (23) aufgebaut ist.

8. Kerzenfilter nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bündel aus sechs Rohren (23) und einem Zentralrohr (25) aufgebaut ist.

9. Kerzenfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (15) an seiner Außenseite Rippen (4) aufweist.

10. Kerzenfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Filterelements (15) mit einem strumpfartigen, vorzugsweise elastischen, Filtergewebe (1) überzogen ist.