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Patent Searching and Data


Title:
FILTER CLOTH AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/087454
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a filter cloth for a filter press and to a method for producing said filter cloth. The inventive filter cloth has a filtration section through which the filtrate reaches a filter element of the filter press, and an edging section which rests against the edge of the filter element. The filtration area is provided with a cloth that differs from that of the edging section. The filtration area is woven from monofil yarns while multifil yarns are woven into the edging section.

Inventors:
MUELLER HANS RUDOLF (CH)
MAURER CHRISTOPH (CH)
Application Number:
PCT/EP2001/000713
Publication Date:
November 22, 2001
Filing Date:
January 23, 2001
Export Citation:
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Assignee:
SEFAR AG (CH)
MUELLER HANS RUDOLF (CH)
MAURER CHRISTOPH (CH)
International Classes:
B01D25/00; B01D39/08; (IPC1-7): B01D25/00; B01D25/176; B01D39/08
Foreign References:
EP0521512A11993-01-07
DE1003185B1957-02-28
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 06 30 April 1998 (1998-04-30)
Attorney, Agent or Firm:
Wunderlich, Rainer (Weber & Heim Irmgardstrasse 3 München, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Filtertuch für eine Filterpresse (50), mit einem Filtrationsbereich (12), durch welchen Filtrat in ein Filterelement (52) der Filterpresse (50) gelan gen kann, und einem Bordürenbereich (14), welcher zur Anlage an einem Rand (54) des Filterelementes (52) vorgesehen ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Filtrationsbereich (12) ein Gewebe auf weist, welches sich von dem des Bordürenbereiches (14) unterscheidet, dass der Filtrationsbereich (12) überwiegend aus Mono filGarnen gewebt ist und dass in dem Bordürenbereich (14) überwiegend Multifil Garne verwebt sind.
2. Filtertuch nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Filtrationsbereich (12) ausschließlich aus MonofilGarnen gewebt ist.
3. Filtertuch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass in dem Bordürenbereich (14) sowohl MultifilGarne als auch MonofilGarne verwebt sind.
4. Filtertuch nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass im Bordürenbereich (14) die MultifilGarne über wiegend an der Seite des Filtertuches (10) angeordnet sind, welche dem Filterelement (52) zugewandt ist.
5. Filtertuch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass dieses als ein Doppellagengewebe ausgebildet ist, dass eine untere, dem Filterelement (52) zugewandte Gewebelage ein Stützgewebe (22) ist und dass eine obere Gewebelage als eine für die Filtration wirksame Lage (24) ausgebildet ist.
6. Filtertuch nach einem der Ansprüche : l bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass ein in Abwurfrichtung eines gebildeten Filter kuchens liegender Bordürenbereich (14) an seiner vom Filterelement (52) abgewandten Oberseite überwiegend MonofilGarne aufweist.
7. Filtertuch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass im Filtrationsbereich (12) die MonofilGarne überwiegend an der Seite des Filterkuchens (10) ange ordnet sind, welche von dem Filterelement (52) abge wandt ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Filtertuches (10) für eine Filterpresse (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Filtrationsbereich (12) unterschiedlich zu dem Bordürenbereich (14) gewebt wird, dass der Filtrationsbereich (12) überwiegend aus Mono filGarnen gewebt wird und dass in dem Bordürenbereich (14) überwiegend Multifil Garne verwebt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Filtertuch (10) aus einer Gewebebahn (40) konfektioniert wird und dass die Gewebebahn (40) mit einer Breite hergestellt wird, die einer gewünschten Seitenlänge des Filtertu ches (10) entspricht.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass entlang der Randkante (42) der Gewebebahn (40) entsprechend dem gewünschten Bordürenbereich (14) des Filtertuches (10) MultifilGarne als. Kettfäden einge setzt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass entsprechend der anderen Seitenlänge des recht eckigen Filtertuches (10) in quer verlaufenden Ab schnitten (44) der Gewebebahn (40) MultifilGarne als Schussfäden zur Bildung des Bordürenbereiches (14) eingesetzt werden.
Description:
Filtertuch und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft ein Filtertuch für eine Filterpres- se, mit einem Filtrationsbereich, durch welchen Filtrat in ein Filterelement der Filterpresse gelangen kann, und einem Bordürenbereich, welcher zur Anlage an einem Rand des Fil- terelementes vorgesehen ist. Weiterhin betrifft die Erfin- dung ein Verfahren zur Herstellung des Filtertuches für ei- ne Filterpresse.

Eine Filterpresse ist eine diskontunierlich arbeitende Fil- trationsvorrichtung, welche vor allem in der Grundstoff-, Nahrungsmittel-, pharmazeutischen und chemischen Industrie eingesetzt wird. Die Filterpresse besteht in der Regel aus einer größeren Anzahl parallel geschalteter, plattenförmi- ger Filterelemente, zwischen denen Filtertücher angeordnet sind. Die Filterelemente können nicht nur plattenförmig sein, sondern auch eine andere Form aufweisen. Das Platten- paket wird an den Stirnseiten durch eine feste Joch-oder Kopfplatte und eine bewegliche Druckplatte begrenzt. Über die Druckplatte werden die plattenförmigen Filterelemente, welche aus Metall, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen, aneinandergepresst und dabei die Fil- terpresse verschlossen. Anschließend wird eine zu filtrie- rende Suspension in die Filterpresse eingeleitet, wobei Filtrat unter Bildung eines Filterkuchens an dem Filtertuch dieses durchdringt und über entsprechende Kanäle an dem plattenförmigen Filterelement abgeleitet wird. Zum Entfer- nen eines gebildeten Filterkuchens wird die axiale Spann- kraft gelöst und die plattenförmigen Filterelemente ausein- andergefahren. Der gebildete Filterkuchen an den einzelnen Filtertüchern wird abgeworfen oder über eine Rakeleinricht- ung abgestreift.

Verfahrensbedingt muss die axiale Kraft zum Aneinanderpre- sen der Filterelemente so hoch sein, dass diese den Befüll- druck der zu filtrierenden Suspension deutlich übersteigt.

Das eingesetzte Filtertuch für eine Filterpresse hat dabei nicht nur die Funktion eines Filtermediums, sondern dient auch als eine Dichtung entlang des Filterelementrandes, an welchem die angrenzenden Filterelemente gegeneinander ge- presst werden. Damit diese Dichtfunktion insbesondere an der Kontaktfläche Filterelementrand/Filtertuch ausreichend gewährleistet ist, muss das Filtertuch eine ausreichende Verformbarkeit aufweisen, damit Flüssigkeitsdurchtritte unterbunden werden.

Demgegenüber wird im Bereich der Filtrationsfläche des Fil- tertuches eine möglichst formstabile, robuste Filtertuch- struktur gewunscht.

Es ist bekannt, ein Filtertuch aus Monofil-Garnen, welche auch als Kunststoffdrähte bezeichnet werden, zu weben. Al- lerdings ist ein Gewebe aus Monofil-Garnen für ein Abdichten der Ränder der Filterelemente nicht geeignet, da sich die drahtähnlichen Garne unter dem axialen Anpressdruck nicht ausreichend elastisch verformen und bei längerer Betriebs- belastung zum Brechen neigen.

Aus diesem Grund werden bei Filtertüchern für Filterpressen Gewebe aus Multifil-Garnen eingesetzt. Derartige Multifil- Garne, unter denen nachfolgend auch Stapelfaser-Garne verstanden werden, bestehen jeweils selbst aus einer Viel- zahl von Fasern, wodurch eine bessere Verformbarkeit unter Druck und damit eine gewünschte Abdichtwirkung gegeben ist.

Nachteilig an derartigen Geweben aus Multifil-Garnen ist jedoch, dass sich im Filtrationsbereich Feststoffanlagerun- gen zwischen den einzelnen Fasern eines Multifil-Garnes bilden und derartige Gewebe nach einer relativ kurzen Be- triebszeit verfilzen und/oder verstopfen. Filtertücher aus Multifil-Garnen müssen daher bei einem Einsatz an einer Filterpresse relativ häufig gewechselt oder gereinigt wer- den, was den Nutzungsgrad einer Filterpresse reduziert und mit entsprechenden Kosten für den Ersatz der Filtertücher verbunden ist.

Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, ein Filtertuch zu schaffen, welches einen besonders wirtschaft- lichen Betrieb einer. Filterpresse. ermöglicht. Eine weitere Aufgabe ist es, ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstel- lung eines solchen Filtertuches bereitzustellen.

Der erste Teil der Aufgabe wird durch ein Filtertuch mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der zweite Teil der Aufgabe wird erfindungsgemaß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungs- formen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen An- sprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Filtertuch ist dadurch gekennzeichnet, dass der Filtrationsbereich ein Gewebe aufweist, welches sich von dem des Bordürenbereiches unterscheidet, dass der Filtrationsbereich überwiegend aus Monofil-Garnen gewebt ist und dass in dem Bordürenbereich überwiegend Multifil-Garne verwebt sind. Auf diese Weise werden bei dem erfindungsgemäßen Filtertuch die jeweiligen Vorteile eines Monofil-Gewebes und eines Multifil-Gewebes miteinander vereint. Durch die Verwendung von Monofil-Garnen im Filtrationsbereich ist ein besonders robustes und damit langlebiges Filtermedium selbst bei den relativ rauhen Betriebsbedingungen in einer Filterpresse sichergestellt. Aufgrund der glatten Garnoberfläche des Monofil-Garnes wird ein zuverlässiges, praktisch vollstAn- diges Abwerfen des Filterkuchens vom Filtrationsbereich gewährleistet. Zudem gewährt das Monofil-Gewebe eine hohe Scherfestigkeit und eine hervorragende Formstabilität.

Hingegen gewährt die Verwendung von Multifil-Garnen im Bordürenbereich, welcher an dem vorstehenden Rand des Fil- terelementes zur Anlage kommt, eine ausreichende Verform- barkeit, was für eine gute Dichtfunktion wesentlich ist.

Während bei herkömmlichen Multifil-Filtertüchern aufgrund der Berücksichtigung der Dichtfunktion die Filtertuchöff- nungen einheitlich relativ fein gewählt werden mussten, er- laubt das erfindungsgemäße Filtertuch eine hohe Gestal- tungsfreiheit bei der Öffnungsgröße im Filtrationsbereich.

Die Offnungen können vorzugsweise in einem Größenbereich von 10 Am bis lOORm liegen. Das Filtertuch kann auch an anderen Filtern zum Einsatz kommen, bei welchen ein ähn- liches Problem einer gleichzeitigen Filter-und Dichtfunk- tion besteht.

Grundsätzlich können im Filtrationsbereich in einem gewis- sen Umfang noch Multifil-Garne vorgesehen sein. Ein beson- ders robustes und langlebiges Filtertuch für eine Filter- presse wird erfindungsgemäß aber dadurch erreicht, dass der Filtrationsbereich ausschließlich aus Monofil-Garnen gewebt ist.

Im Bordürenbereich können auch nur Multifil-Garne vorgese- hen sein. Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass in dem Bordürenbereich sowohl Multifil-Garne als auch Monofil-Garne verwebt sind. Durch die Kombination der beiden Garne im Bordürenbereich wird erreicht, dass einerseits ei- ne ausreichende Verformbarkeit und Elastizität durch die Multifil-Garne gewährleistet ist, während andererseits die Monofil-Garne eine ausreichende Stabilität gegen ein Ein- reihen gewähren. Für eine gute Dichtfunktion sind bevorzugt überwiegend Multifil-Garne im Bordürenbereich vorgesehen.

Um bei der vorgenannten Ausführungsform eine ausreichende Dichtfunktion sicherzustellen, ist bevorzugt, dass im Bor- dürenbereich die Multifil-Garne überwiegend an der Seite des Filtertuches angeordnet sind, welche dem Filterelement zugewandt ist. Denn problematisch hinsichtlich der Abdich- tung ist insbesondere die Kontaktfläche zwischen dem Rand. des Filterelementes und dem aufliegenden Filtertuch. Beim Aneinanderpressen von zwei gegenüberliegenden Filterelemen- ten mit darauf aufgespannten Filtertüchern ist die Kontakt- , fläche Filtertuch/Filtertuch kaum problematisch, da selbst beim Aneinanderpressen von zwei Monofil-Geweben. eine aus- reichende Dichtigkeit. gegen einen Flüssigkeitsdurchtritt erreicht wird. Umgekehrt sind im Filtrationsbereich die Monofil-Garne überwiegend an der Filterkuchenseite, um ein gutes, weitgehend rückstandsloses Abwerfen des Filterku- chens sicherzustellen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Filtertuch als ein Doppellagengewebe ausgebildet ist, dass eine untere, dem Filterelement zuge- wandte Gewebelage ein Stützgewebe ist und dass eine obere Gewebelage als eine für die Filtration wirksame Lage ausge- bildet ist. Die obere Gewebelage kann dabei so eingestellt sein, dass eine gewünschte Öffnungsgröße zum Durchtritt für das Filtrat gegeben ist. Hierzu können relativ feine Garne verwendet werden, während die untere Gewebelage aus einem grobmaschigen Gewebe mit relativ starken Garnen herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Nutzungsdauer des Filtertuches noch dadurch erhöht, dass ein in Auswurfrichtung eines ge- bildeten Filterkuchens liegender Bordürenbereich an seiner vom Filterelement abgewandten Oberseite überwiegend oder sogar ausschließlich Monofil-Garne aufweist. Beim Abwerfen des Filterkuchens über den Randbereich besteht das Problem, dass Filterkuchenreste an dem Filtertuch im Randbereich hängen bleiben können. Diese Reste stellen beim erneuten Schliessen der Filterpresse eine außerordentliche Belastung des Filtertuches dar, so dass derartige Filterkuchenreste häufig die Ursache für Beschädigungen des Filtertuches sind. Ein Gewebe aus Monofil-Garnen mit ihren glatten Ober- seiten sorgt für ein zuverlässiges Abgleiten des Filterku- chens und reduziert damit die Gefahr von Beschädigungen des Filtertuches. Das Filtertuch kann in einer eckigen, runden oder sonstigen Form hergestellt sein. Für sogenannte Turmfilterpressen mit schrittweise umlaufendem Filtertuch- band kann das Filtertuch als ein ringförmig geschlossenes Band mit einer Vielzahl von Querbordüren ausgebildet sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Fil- tertuches für eine Filterpresse ist dadurch gekennzeich- net, dass ein Filtrationsbereich unterschiedlich zu dem Bordürenbereich gewebt wird, dass der Filtrationsbereich überwiegend aus Monofil-Garnen gewebt wird und dass in dem Bordürenbereich überwiegend Multifil-Garne verwebt werden.

Auf diese Weise lässt sich das vorbeschriebene erfindungs- gemäße Filtertuch wirtschaftlich herstellen.

Bei einer Weiterbildung dieses Verfahrens ist es besonders wirtschaftlich, dass das Filtertuch aus einer Gewebebahn konfektioniert wird und dass die Gewebebahn mit einer Breite hergestellt wird, die einer gewünschten Seitenlänge des Filtertuches entspricht. Das Filtertuch für eine Fil- terpresse mit vorgegebenen Dimensionen des Filterelementes kann so gewebt, ausgerüstet, d. h. beispeilsweise thermisch behandelt und/oder gereckt, und durch einfaches Ablängen der Gewebebahn erzeugt werden.

Dabei ist es bevorzugt, dass entlang der Randkanten der Ge- webebahn entsprechend dem gewünschten Bordürenbereich des Filtertuches Multifil-Garne als Kettfäden eingesetzt wer- den. Im Gegensatz dazu werden zum Bilden des Filtrations- bereiches in diesem Abschnitt Monofil-Garne als Kettfäden verwendet. In diesen Bereichen werden als Schussfäden eben- falls Monofil-Garne eingesetzt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass entsprechend der anderen Seitenlänge des viereckigen Filtertuches in quer verlau- fenden Abschnitten der Gewebebahn Multifil-Garne als Schussfäden zur Bildung des Bordürenbereiches eingesetzt. werden. Mit diesem Verfahren lässt sich das erfindungsge- mäße Filtertuch mit den speziell ausgebildeten Filterbe- reichen und den Bordürenbereichen durch Weben, Ausrüsten und Konfektionieren einfach herstellen.

Die Erfindung wird weiter anhand von bevorzugten Ausfüh- rungsbeispielen erläutert, welche schematisch in den bei- gefügten Zeichnungen dargestellt sind.

In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 eine Teilquerschnittsansicht durch eine Filterpresse im Filtrationsbetrieb ; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Filter- presse mit auseinandergefahrenen Filterele- menten ; Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Gewebebahn zur Herstellung eines Filtertuches nach der Er- findung und Fig. 4 eine Teilquerschnittsansicht durch ein Ge- webe eines erfindungsgemäßen Filtertuches.

Das grundsätzliche Funktionsprinzip einer Filterpresse 50 sowie die Anordnung des erfindungsgemäßen Filtertuches 10 wird schematisch im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 erläutert. Die Filterpresse 50 umfasst mehrere plattenför- mige Filterelemente 52, welche einen mittleren, mit Ablauf- kanälen versehenen Filtrationsabschnitt aufweisen, welcher von einem rahmenartigen, vorstehenden Rand 54 umschlossen ist. Die Anordnung der Ablaufkanäle sowie des Randes 54 an den Filterelementen 52 ist beidseitig vorgesehen. Ein Fil- tertuch 10 wird auf beiden Seiten des Filterelementes 52 angeordnet, wobei ein einstückiges Filtertuch 10 durch Um- schlag auf einer Seites des Filterelementes 52 verwendbar ist.

Für den Filtrationsbetrieb wird die Filterpresse 50 ge- schlossen, indem die parallel angeordneten Filterelemente 52 axial gegeneinander gepresst werden. Die einzelnen Fil- terelemente 52 grenzen mit ihren Rändern 54 aneinander an, wobei das am Rand 54 aufliegende Filtertuch 10 die Anla- gefläche abdichtet. Entsprechend dem Pfeil P1 kann in den zwischen den Filterelementen 52 bestehenden Hohlraum eine zu filtrierende Suspension unter Druck eingeleitet werden.

Unter Ausbildung eines Filterkuchens an dem Filtrationsbe- reich 12 des Filtertuches 10 durchdringt Filtrat das Fil- tertuch 10 und läuft über die Ablaufkanäle in den Filter- elementen 52 und zentralen Kanälen entsprechend dem Pfeil P2 ab. Bei Erreichen einer bestimmten Filterkuchenhöhe wird die Filterpresse 50 entsprechend Figur 2 geöffnet, wobei der auf dem Filtertuch 10 gebildete Filterkuchen nach unten abfällt oder abgestreift wird.

Um den unterschiedlichen Bedingungen im Filtrationsbetrieb gerecht zu werden, weist das erfindungsgemäße Filtertuch 10 in seinem Bordürenbereich 14, welches an dem erhöhten Rand 54 des Filterelementes 52 aufliegt, ein Gewebe auf, welches überwiegend aus Multifil-Garnen besteht. Hingegen weist das Filtertuch 10 in seinem Filtrationsbereich 12, dem soge- nannten Filtrationsfenster, ein Gewebe auf, welches über- wiegend aus Monofil-Garnen hergestellt ist.

Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Filtertuches 10 wird im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert. Das Filtertuch 10 wird aus einer Gewebebahn 40 konfektioniert. Die Gewebebahn 40 wird nach einer üblichen Webmethode durch Verweben von längs verlaufenden Kettfäden mit quer verlaufenden Schuss- fäden hergestellt. Die Gewebebahn 40 wird entsprechend einer gewünschten Breite des Filtertuches 10 gewebt und ausgerüstet, wobei entsprechend dem gewünschten Bordürenbe- reich 14 entlang den Randkanten 42 Monofil-Garne als Kett- faden verwendet werden. In einem quer verlaufenden Ab- schnitt 44, welcher ebenfalls als Berdürenbereich 14 als sogenannte Querbordüre des zu konfektionierenden Filtertu- ches 10 dienen soll, werden zusätzlich Multifil-Garne als SchussfEden eingesetzt. Die Breite des quer verlaufenden Abschnittes 44 ist für einen Umschlag um den Rand 54 des Filterelementes 52 oder etwa doppelt so groß wie die gewünschte Breite des Bordürenbereiches 14 ausgelegt. Im letzteren Fall würde ein Schneiden des Filtertuches 10 von der Gewebebahn 40 in der Mitte des Abschnittes 44 erfolgen, so dass abfallfrei die Filtertücher 10 aus der Gewebebahn 40 konfektionierbar sind. In den anderen Bereichen der Ge- webebahn 40 werden vornehmlich Monofil-Garne sowohl als Kettfäden als auch als Schussfaden verwendet.

In Fig. 4 ist eine Teilquerschnittsansicht durch ein er- findungsgemäßes Filtertuch 10 mit einem Doppellagengewebe dargestellt. Dieses Doppellagengewebe besteht aus einem un- teren, dem Filterelement zugewandten Stützgewebe 22, wäh- rend auf der sogenannten Filterkuchen-oder Satinseite ein feinmaschigeres Gewebe als filtrationswirksame Lage 24 vor- gesehen ist. Insgesamt sind ein oberer Schussfaden 26, ein mittlerer Bindefaden 28 sowie ein unterer Schussfaden vor- gesehen, welche mit feinen, oberen Kettfäden 32 sowie un- teren größeren Kettfäden 34 verwebt sind.

Die oberen Schussfaden 26 sowie die oberen feinen Kettfäden 32 bilden die filtrationswirksame Lage 24, wobei der obere Schussfaden 26 stets ein Monofil-Garn ist. Entsprechend der Anordnung in einem Bordürenbereich 14 oder einem Filtra- tionsbereich 12 können die oberen Kettfäden 32 Multifil- Garne oder Monofil-Garne sein. Das untere Stützgewebe 22 wird durch die unteren Kettfäden 34 und die unteren Schuss- fäden 30 gebildet, wobei diese Fäden in einem Bordürenbe- reich 14 Multifil-Garne sein können. Die mittleren Binde- fäden 28 dienen für eine zuverlässige Verbindung der fil- trationswirksamen Lage 24 mit dem darunter liegenden Stütz- gewebe 22.