рамка фильтра

Формула изобретения

1. Рамка фильтра, укладываемая в стопу для получения фильтрующей колонны, содержащая фильтрующую камеру, ограниченную днищем и боковой стенкой для приема фильтрующей плитки, прижимную пластину, выполненную на днище и которая при наложении нескольких рамок фильтра одна на другую вдвигается по крайней мере частично в нижерасположенную фильтрующую камеру для прижима размещенной в ней фильтрующей плитки, по меньшей мере один распределительный элемент, помещенный под прижимной пластиной, для распределения подлежащей фильтрации жидкости и уплотнитель для уплотнения между прижимной пластиной и боковой стенкой нижерасположенной рамки фильтра, отличающаяся тем, что уплотнитель включает в себя уплотнительный край для уплотнения между прижимной пластиной и боковой стенкой нижерасположенной рамки фильтра и уплотнительную манжету для уплотнения и поддержания распределительного элемента на прижимной пластине.

2. Рамка по п.1, отличающаяся тем, что уплотнитель удерживается замковым соединением на прижимной пластине.

3. Рамка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что уплотнитель сформирован как охватывающее уплотнительное кольцо.

4. Рамка по п.3, отличающаяся тем, что уплотнительное кольцо состоит из ударостойкой и ползучестойкой пластмассы, такой, как полиамид, полученный в процессе производства лактама.

5. Рамка по пп.1 4, отличающаяся тем, что уплотнительный край и уплотнительная манжета отогнуты.

6. Рамка по пп.3 5, отличающаяся тем, что на уплотнительном кольце выполнена охватывающая замковая манжета для запирания уплотнительного кольца на прижимной пластине.

7. Рамка по п.6, отличающаяся тем, что на прижимной пластине для замковой манжеты выполнена наклонная стопорная часть.

8. Рамка по пп.3 7, отличающаяся тем, что в уплотнительном кольце выполнены по окружности пропускные отверстия для подлежащей фильтрации жидкости.

9. Рамка по пп.1 8, отличающаяся тем, что на днище напротив уплотнителя выполнена приемная канавка для охватывающего наружного уплотнителя.

10. Рамка по пп.1 9, отличающаяся тем, что наружный край боковой стенки выполнен по крайней мере со стороны фильтрующей камеры со скошенной частью для центрирования уплотнительного кольца.

11. Рамка по пп.1 10 отличающаяся тем, что уплотнительный край уплотнителя размещен напротив уплотнительной манжеты.

12. Рамка по пп.1 11, отличающаяся тем, что уплотнительный край сформирован фланцевым кольцом, которое, несмотря за высокий модуль упругости исходного материала, гарантирует достаточную гибкость.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к рамке фильтра, укладываемой в стопу для получения фильтрующей колонны. Указанная рамка фильтра содержит фильтрующую камеру, ограниченную днищем и боковой стенкой, для укладки фильтрующей плитки прижимную пластину, которая выполнена на днище и которая при наложении нескольких рамок фильтра друг на друга вдвигается, по крайней мере, в нижерасположенную фильтрующую камеру для прижима размещенной в ней фильтрующей плитки, по меньшей мере, один распределительный элемент, помещенный под прижимной пластиной, для распределения подлежащей фильтрации жидкости и уплотнитель для уплотнения между прижимной пластиной и боковой стенкой нижерасположенной рамки фильтра.

Такая рамка фильтра уже известна из заявки WO 93/00146, которая подана тем же заявителем. Рамка фильтра этого типа используется для постройки фильтрующих колонн, особенно тех, которые могут использоваться для стерильной фильтрации при производстве напитков. Когда фильтруется пиво, дрожжевые частицы и бактерии могут быть задержаны без препятствия для прохождения мелких частиц, которые обеспечивают вкус пива.

Фильтрующее средство наносится на рамку фильтра на грунтовочной станции. Потом рамки фильтра накладываются друг на друга, образуя тем самым фильтровую колонну.

Затем подлежащая фильтрации жидкость вводится сбоку в наложенные друг на друга рамки фильтра. Чтобы обеспечить равномерное распределение подлежащей фильтрации жидкости по поверхности фильтрующего средства, на днище каждой рамки фильтра расположен распределительный элемент.

Когда рамка фильтра помещается одна на верх другой, днище, снабженное прижимной пластиной и соответствующее нижерасположенной рамке фильтра, вводит в виде пресса в фильтрующую камеру нижерасположенной рамки фильтра и придавливает фильтрующее средство. Чтобы предотвратить боковое просачивание фильтрующего средства, а затем и подлежащей фильтрации жидкости, прижимная пластина должна быть уплотнена относительно внутренней стенки фильтрующей камеры. Для выполнения такого уплотнения известные рамки фильтров снабжены в области боковой стенки, образующей фильтрующую камеру, кольцеобразными канавками, в которые вводятся тороидальные уплотнители. Эти тороидальные уплотнители уплотняют вертикальные стенки прижимной пластины.

Распределительный элемент, помещенный на нижней стороне прижимной пластины, закреплен там с помощью расположенных по окружности винтов.

Технический результат изобретения состоит в том, чтобы упростить такую конструкцию и увеличить одновременно износостойкость и надежность функционирования с обеспечением высоких требований к стерильности, и технический результат достигается тем, что уплотнитель содержит как уплотняющий край для уплотнения между прижимной пластиной и боковой стенкой нижерасположенной фильтрующей камеры, так и уплотняющую манжету для уплотнения и удержания распределительного элемента на прижимной пластине.

Это решение упрощает конструкцию в целом, т.к. уплотнитель выполняет три функции, а именно: уплотнение между прижимной пластиной и боковой стенкой, поддержание распределительного элемента и уплотнение распределительного элемента относительно прижимной пластины. Поскольку все три функции выполняются с помощью одного элемента, т.е. уплотнителя, конструкция упрощается и стоимость изготовления снижается на заметную величину. Более того, надежность функционирования увеличивается, т.к. уплотняющая манжета уплотняет также распределительный элемент.

В наиболее предпочтительном варианте выполнения изобретения уплотнитель удерживается на прижимной пластине замковым соединителем. Такое устройство уплотнителя легко исполнимо. Более того, закрепления с помощью винтов не требуется. Это исключает возможность формирования отложений, как это обнаружено в прототипе, причем отложения очень трудно удалимы в области винтовых соединений и нежелательны с точки зрения высоких требований к стерильности. Рамки фильтра и фильтрующие колонны вышеупомянутого типа имеют как правило круглую форму. В этом случае уплотнитель выполняется как охватывающее уплотнительное кольцо.

Было найдено, что в качестве материала для уплотнительного кольца подходит ударостойкая высокопрочная пластмасса. Такой пластмассой является, например, материал, известный в коммерческом применении как "Лорамид" ("Lauramid"). Это полиамидное вещество получают в процессе производства лактама. Такая пластмасса проявляет чрезвычайную пространственную стабильность и в особенности большие усилия обжатия в выемке и высокое сопротивление смещению. В результате уплотнитель остановится стойким к износу, а относительно жесткая конструкция уплотнительного края влияет также на то, что когда рамки фильтра укладываются друг на друга, уплотнительный край обеспечивает надежное выталкивающее действие по внутренней поверхности боковой стенки.

Уплотнительный край и уплотнительная манжета преимущественно отогнуты. Это означает, что расположение уплотнительной манжеты и уплотнительного края в собранном состоянии оказывает особое давление на внутреннюю поверхность боковой стенки, с одной стороны, и на распределительный элемент, с другой стороны, что усиливает оба уплотняющих воздействия и функцию поддержания.

На уплотнительном кольце выполнена охватывающая запорная манжета, зажимаемая в охватывающую запорную канавку на прижимной пластине для замкового соединения уплотнительного кольца с прижимной пластиной. Для лучшей установки уплотнителя прижимная пластина входит с устанавливаемой стороны до запорной канавки в наклонной стопорной части так, что при размещении уплотнитель растягивается в области запорной манжеты наружу до тех пор, пока запорная манжета не попадает внутрь запорной канавки.

Соединение может быть таким, что уплотнительное кольцо намертво установлено на прижимной пластине и может быть удалено лишь путем разрушения. Возможно также сделать уплотнительное кольцо удаляемым.

Чтобы обеспечить равномерный приток подлежащей фильтрации жидкости сбоку, в уплотнительном кольце по окружности выполнены пропускные отверстия для этой жидкости. При диаметре, к примеру, 70 см достаточно подавать подлежащую фильтрации жидкость с помощью от 5 до 7 распределенных по окружности пропускных отверстий. Это обеспечивает равномерное распределение над фильтрующей камерой нижерасположенного элемента фильтра.

В другом преимущественном варианте выполнения изобретения на днище напротив уплотнителя выполнена приемная канавка для охвата уплотнителя снаружи. Верхняя часть боковой стенки, таким образом, прижимается двумя приблизительно противолежащими уплотнительными поверхностями вышерасположенного элемента фильтра и надежно изолирована от входа фильтрующего средства и/или подлежащей фильтрации жидкости.

В другом варианте осуществления изобретения верхний край боковой стенки выполнен со скосом, по меньшей мере, со стороны фильтрующей камеры для центрирования уплотнительного кольца. Это обеспечивает автоматическое центрирование во время укладки в стопу после начальной грубой центровки уплотнительных колец относительно нижерасположенной фильтрующей камеры, как бы ни была вдвинута верхняя рамка фильтра своей прижимной пластиной в верхнюю часть фильтрующей камеры нижерасположенной рамки фильтра.

В другом преимущественном варианте выполнения изобретения уплотнительный край расположен на уплотнителе напротив уплотнительной манжеты. Посредством этого силы, приложенные к уплотнительной манжете и уплотнительному краю, частично компенсируют друг друга в точке их отклонения между уплотнительным краем и уплотнительной манжетой, что еще более увеличивает жесткость, а следовательно, и надежность уплотнения.

Далее изобретение пояснено более детально со ссылкой на чертежи, где: фиг. 1 является схематическим, частично перспективным основным видом двух рамок фильтра, фиг. 2 является боковым схематическим видом фильтрующей колонны, которая может быть получена объединением рамок фильтра, фиг.3 это вид в разрезе двух рамок фильтра, выполненных в соответствии с изобретением, в собранном виде, фиг 4 является частично перспективным видом в разрезе уплотнителя, используемого в изобретении.

Для объяснения базовой конструкции ссылки сделаны прежде всего на фиг.1 и 2, которые, хотя и не иллюстрируют устройство согласно изобретению, показывают, как принципиально должны быть устроены рамки фильтра для набора фильтрующей колонны.

Фиг. 1 представляет вид в разрезе двух наложенных друг на друга рамок 1 фильтра. Рамка 1 фильтра имеет круглую форму и включает в себя дно 2, охватывающую боковую стенку 3 и фильтрующую камеру 4, в которую известным образом помещена фильтрующая плитка 5 для загрунтовки (WO 93/00146).

Фильтрующая плитка 5 сверху выполнена из пористых и/или спеченных волокон 6, расположенных на днище 2, через которое фильтрат может быть удален через выпускные каналы (не показанные более детально) известным образом в процессе фильтрации. За днищем 2 следует прижимная пластина 7, которая несет распределительный элемент 8 на своей нижней части. Распределительный элемент 8 может быть составлен из нескольких слоев пористых или спеченных волокон. Подлежащая фильтрации жидкость также подается через каналы (не показанные более детально) известным образом и так, что в собранной фильтрующей колонне подлежащая фильтрации жидкость распределяется через распределительный элемент 8 по поверхности фильтрующей плитки 5, соответствующей нижерасположенной рамке 1 фильтра.

Как уже становится ясно из фиг. 1, рамки фильтра спроектированы так, что они могут быть уложены в стопу в виде колонны, формируя тем самым фильтрующую колонну 9, как схематично показано на фиг. 2. Прижимная пластина 7 с распределительным элементом 8 вдвигается в фильтрующую камеру нижерасположенного элемента фильтра и сжимает фильтрующую плитку на желаемую величину. Сжатие в фильтрующей колонне осуществляется соответствующим приводом 10 и подходящим прессом 11.

Изобретенная конструкция рамки фильтра вместе с другой рамкой фильтра показана в деталях на фиг. 3.

Этот чертеж показывает также боковую стенку 3, днище 2, на котором размещены спеченные и/или пористые волокна 6 и над которым выполнена фильтрующая плитка, и часть прижимной пластины 7. Распределительный элемент 8, который сформирован из трех слоев металлических волокон, расположен под прижимной пластиной 7.

Профилированный уплотнитель 12 окружает по окружности часть прижимной пластины 7, которая вводится внутрь нижерасположенной рамки 1 фильтра. Очертания уплотнителя ясно показаны на фиг. 4. Уплотнитель выполнен из противоударной и высокопрочной пластмассы, такой, как полиамид, который известен под названием Лорамид.

Уплотнитель имеет охватывающую запорную манжету 13, которой он фиксирует в охватывающей кольцевой канавке 14 на окружности прижимной пластины 7. Уплотнитель 12 содержит также уплотнительный край 15, который сформирован на конце почти жесткого, не достаточно гибкого фланца 16. На иллюстрации уплотнительный край 15 отогнут к внутренней поверхности боковой стенки 3, за счет чего надежно изолирует донную часть ниже расположенной рамки фильтра от фильтрующей плитки и фильтрующей камеры соответственно. Уплотнительная манжета 17 сформирована напротив уплотнительного края 15. Уплотнительная манжета 17 имеет две функции. С одной стороны, она уплотняет распределительный элемент 8. С другой стороны, она также поддерживает и прижимает край распределительного элемента к наклонной поверхности 18 и, таким образом, служит удержанию распределительного элемента. Уплотнительный фланец 16, включая и уплотнительный край 15, и уплотнительная манжетка 17 примыкают друг к другу в одной и той же точке S, что вызывает их взаимное усиление.2 Для закрепления или усиления уплотнителя внешняя стенка прижимной пластины снабжена наклонной стопорной частью 19, вдоль которой скользит запорная манжета при натягивании, благодаря чему часть запорной манжеты растягивается наружу до тех пор, пока запорная манжета не попадает внутрь запорной канавки 14. После этого уплотнитель прочно удерживается на прижимной пластине и на днище рамки фильтра.

Сквозные отверстия 20, сопряженные с впускными отверстиями (не показанными более детально), для подлежащей фильтрации жидкости выполнены в уплотнителе так, что они распределены по его окружности. При диаметре рамки фильтра, например, 70 см приблизительно от 5 до 10 тонких отверстий достаточно для протока подлежащей фильтрации жидкости.

В области напротив уплотнительного края 15 днище снабжено приемной канавкой 21, в которую вводится охлаждающий внешний уплотнитель 22. Боковая стенка 3 ниже расположенной рамки фильтра поэтому плотно вдвигается между внешним уплотнителем 22 и уплотнительным краем 15 и, таким образом, изолируется от вышерасположенной рамки фильтра.

Когда рамки фильтра вдвинуты и сжаты друг с другом в фильтрующей колонне, уплотнительный край 15 одновременно действует как чистящее средство, т. к. он освобождает боковую стенку от возможных отложений своим соскабливающим действием.

Верхняя область боковой стенки 3 снабжена скосами как на внутреннем, так и на внешних карах, что облегчает вставку боковой стенки в область между уплотнительным краем 15 и внешним уплотнителем 22.

В собранном состоянии (как показано) подлежащая фильтрации жидкость вводится с боков соответствующей рамки фильтра через соответствующие отверстия и течет через пропускные отверстия 20 в область распределительного элемента 8, так что она распределяется по фильтрующей плитке и равномерно проходит сквозь нее.

Подлежащая фильтрация жидкость далее вытекает сбоку через пористые волокна 6 в канал сбора (не показанный более детально) и оттуда на выпуск.

Уплотнитель размещен в области прижимной пластины без каких бы то ни было винтов только за счет зажимающего воздействия. Распределительный элемент 8 одновременно поддерживается замковым соединением уплотнителя, что в целом обеспечивает очень простую конструкцию и в то же время высокую степень уплотнения.

Фиг. 4 еще раз показывает детально структуру уплотнителя. Плюсы обозначают, что как уплотнительная манжетка, так и уплотнительный фланец с уплотнительным краем сформирован так, что они оказывают контактное давление на соответствующие противолежащие поверхности в их вставленном положении.