(57)【要約】      （修正有）【課題】締付け手段による濾布の濾過ドラムへの装着を改良する濾過遠心分離機の提供。【解決手段】濾過遠心分離機は、濾過ドラム１０、濾布３０及び締付けリング４０を備え、濾過ドラムは、内面２１に形成された周辺溝１９を有し、濾布は、濾過ドラムに挿入可能であり、濾過ドラムに挿入される際に、軸方向Ｘ及び半径方向Ｒを規定し且つその軸端部に周縁部３２を有する中空円筒形状を形成し、懸濁液から固形物を保持し且つ懸濁液の液体が通過可能で、濾布３０は、周縁部に少なくとも二つのリボン層３６、３８によって形成される周辺リボン構造３４を有し、濾布が濾過ドラムに挿入されると、周辺リボン構造が濾過ドラムの周辺溝１９に受け取られ、締付けリングは、半径方向且つばね弾性的に柔軟であり、周辺溝に受け取られた周辺リボン構造を、半径方向外向きに濾過ドラムに押し付けるように、濾過ドラムの内部に配置可能な濾過遠心分離機。【選択図】図２
2016117059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固液懸濁液から固形物を濾過する濾過遠心分離機であって、
その内面に形成され且つその周方向に延びる周辺溝を有する濾過ドラムと、
前記濾過ドラムに挿入可能であり、少なくとも前記濾過ドラムに挿入される際に、軸方向及び半径方向を規定し且つその軸端部に周縁部を有する中空円筒形状を形成し、濾過される前記懸濁液から前記固形物を保持し且つ濾過される前記懸濁液の液体が通過可能であるように構成されており、前記周縁部のうちの少なくとも一の周縁部に、少なくとも実質的に互いに重なりあい且つ互いに貼り付けられた少なくとも二つのリボン層によって形成される周辺リボン構造を備える、濾布であって、前記濾布が前記濾過ドラムに挿入されると、前記周辺リボン構造が前記濾過ドラムの前記周辺溝に受けとられる濾布と、
前記濾布とは別体にて形成されており、閉じた状態で一体形成されており、半径方向且つばね弾性的に柔軟であり、前記周辺溝に受け取られた前記周辺リボン構造を、半径方向外向きに前記濾過ドラムに押しつけることにより、前記濾布が前記濾過ドラムにしっかり保持されたままになるように、前記周辺溝に対向した前記濾過ドラムの内部に配置可能である、締付けリングと、
を備えることを特徴とする濾過遠心分離機。
【請求項２】
前記周辺リボン構造は、前記濾布と同じ材料によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の濾過遠心分離機。
【請求項３】
前記周辺リボン構造は、前記濾布の前記一の周縁部に、縫合及び／又は溶接及び／又は接着されることを特徴とする請求項１又は２に記載の濾過遠心分離機。
【請求項４】
前記周辺リボン構造の一のリボン層は、任意には前記半径方向において最も内側のリボン層であるが、前記一のリボン層は、前記濾布によって形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の濾過遠心分離機。
【請求項５】
前記周辺リボン構造の少なくとも二のリボン層は、任意には前記周辺リボン構造の全てのリボン層であるが、前記少なくとも二のリボン層は、前記濾布の前記周縁部を折り返すことを介して、任意には前記濾布の前記周縁部をヘミングすることを介して、前記濾布によって形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の濾過遠心分離機。
【請求項６】
前記半径方向において最も内側のリボン層は、前記周辺溝の外で前記濾布に向かって延び且つ濾布と重なる、フラップ部を備えており、前記フラップ部を用いて前記周辺リボン構造は濾布に固定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の濾過遠心分離機。
【請求項７】
前記濾布は、織布材から、任意にはプラスチック製織布材から作成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の濾過遠心分離機。
【請求項８】
前記濾布は、周方向に閉じて一体形成されている濾布であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の濾過遠心分離機。
【請求項９】
前記締付けリングは、金属から、任意にはばね鋼から作成される締付けリングであることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の濾過遠心分離機。
【請求項１０】
前記締付けリングは、モノリシックに作成され、或いは前記締付けリングは、フラットストリップをリング状に曲げて、当接長手方向端部の縁間を溶接することを介して作成されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の濾過遠心分離機。
【請求項１１】
前記周辺リボン構造の容積は、前記周辺溝の容積と少なくとも実質的に等しく、前記周辺リボン構造は、前記周辺溝を実質的に完全に占めることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の濾過遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過ドラムと、周辺リボン構造を備える濾布と、それらとは別体にて、閉じた状態で一体形成され、周辺リボン構造を半径方向外向きに濾過ドラムに押しつけることにより濾布が濾過ドラムにしっかり保持されたままになるような締付けリングと、を備えた、固液懸濁液から固形物をろ過する濾過遠心分離機等の、濾過遠心分離機の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
濾過遠心分離機は、例えば、医薬品、食品、又は精製化学薬品を製造する製薬業、食品産業、化学工業において用いられる。
【０００３】
濾過遠心分離機の可能な構造種類としては、例えば不連続ピーラー遠心分離機が公知である。これは濾過ドラムを備えているが、当該濾過ドラムは、ハウジングに回転可能に支持されており、当該濾過ドラムには、濾過される固液懸濁液が、濾過ドラム内に突出する懸濁液供給装置によって供給される。更に、固形物排出装置が濾過ドラム内に突出しており、それを用いて、濾過された固形物が濾過ドラムから排出される。加えて、ピーラー遠心分離機は、濾過ドラムの内壁に、通常濾布である濾過手段を備えており、その濾過手段は、固形物を固液懸濁液から分離し、特に、例えば締付け手段によって濾過ドラム内で実質的にずれないように、しっかり保持される。
【０００４】
動作中、濾過される固液懸濁液は、懸濁液供給装置を介して回転濾過ドラムに供給される。濾過ドラムの回転によって、濾過される固液懸濁液は、半径方向外向きに濾過ドラムの半径方向内壁に、即ち濾布に押しつけられる。懸濁液の液体は、濾布上に付着した固形物と濾布とに浸透し、（例えば排水穴、又は排水路を用いて）濾過ドラムから排出又はむしろ遠心分離される。固形物は、濾布上に濾過ケーキとして留まり、例えば液体を遠心分離することにより液体及び固形物の分離が必要な程度だけ得られた際には、排出装置を用いて、例えば濾過ケーキを剥ぎとるピーリングナイフを用いて、固形物が濾過ドラムから最終的に排出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように、濾布の破損や製品損失、並びに製品汚染を防止するために濾布ずれに起因した固形物による濾布のしわの生成又は迂回が生じないように、濾布が濾過ドラムにしっかり取り付けられていることが、このような濾過遠心分離機の機能には重要である。特に、しわの生成は、固形物排出中のピーリングナイフによる濾布の破損につながり、ダウンタイムの増加、再洗浄、濾布の取替コストを意味しうる。
【０００６】
同様に、濾過ドラムへの濾布の装着は、作業者が好ましくは一人で容易に迅速に行えることが必要であり、また、濾布と対応する締付け手段は、費用効率が高く、且つ濾過遠心分離機の利用分野の幅を最大限とするのに適していることが必要である。異なる濾布や対応する装着手段の数を維持して、製造コストや保管費用を低く保つためには、特に、溶媒を含む固液懸濁液等、できるだけ多様な物質の濾過に適していることが必要である。
【０００７】
従って、前述の要請の下、締付け手段による濾布のドラムへの装着改良が継続的に望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、濾布が締付け手段によって道具なしに数工程で濾過ドラムに装着可能であり、締付け手段が濾過遠心分離機の複数の利用分野に適するように形成されており、濾布がしっかり装着されるような、遠心分離機を提供する。これにより、濾過ドラムでの濾布ずれが防止され、同時に、簡単且つ迅速な設置が達成され、製造コストや保管費用が低く保たれる。更に、締付けリング及び濾布は、費用効率の高い材料から簡単に製造でき、これにより、締付け手段及び濾布の費用を低く保つことができる。
【０００９】
本発明の一の様態によれば、固液懸濁液から固形物を濾過する濾過遠心分離機（例えば不連続（ピーラー）遠心分離機、例えば本発明の背景技術で述べられた遠心分離機）は、（半径方向）内面（例えば濾過ドラムのフィルタジャケットの半径方向内面）に形成され且つ周方向に（例えば連続的に周方向に、例えば全面的に又は３６０度連続的に周方向に）延びる周辺溝を有する濾過ドラムと、該濾過ドラムに挿入可能であり、少なくとも前記濾過ドラムに挿入される際に、軸方向及び半径方向を規定し且つその軸端部に周縁部（例えば、第１軸端部に第１周縁部と、第２軸端部に第２周縁部と）を有する中空円筒形状を形成し、濾過される前記懸濁液から前記固形物を保持し且つ濾過される前記懸濁液の液体が通過可能であるように構成されており、前記周縁部のうちの少なくとも一の周縁部に、少なくとも実質的に互いに重なりあい且つ互いに貼り付けられた少なくとも二つ（例えばちょうど二、ちょうど三、ちょうど四等）のリボン層によって形成される周辺リボン構造を備える、濾布であって、該濾布が前記濾過ドラムに挿入されると、前記周辺リボン構造が前記濾過ドラムの前記周辺溝に受けとられる濾布と、前記濾布とは別体にて（例えば別部品として）形成されており、閉じた状態で一体形成されており、半径方向且つばね弾性的に柔軟であり、前記周辺溝に受け取られた前記周辺リボン構造を、半径方向外向きに前記濾過ドラムに押しつける（例えばばね弾性的に締める）ことにより、前記濾布が前記濾過ドラムにしっかり保持されたままになるように、前記周辺溝に対向した前記濾過ドラムの内部に配置可能である、締付けリングと、を備える。締付けリングが閉じた状態で一体形成されているという特徴は、閉じたリング（形状）が、一体（統合体）として備わるという意味である。即ち、締付けリングは、そのリング形状が非破壊的に（再び）開けないような、着脱不可能エンドレスリング（即ち、着脱不可能にエンドレスなリング）である。即ち、リング形状を（再び）開くためには、締付けリングの一部が、（例えば機械的又は熱的にリングを切断するか、エンドレスリング形状を形成する接続に機械的過大応力をかけて当該接続を切断することにより）破壊される必要がある。従って、締付けリングには、着脱可能な留め具は存在せず、それ故、ドラムに挿入されるためには半径方向内向きに弾性変形されなければならない。一の実施形態によれば、リングは、一のモノリシックな統合体として形成される。更に、周辺リボン構造は、例えば濾布が保持及び／又は支持される例えば支持ふるい（構造）及び／又は支持ストレーナを含まない。即ち、周辺リボン構造では、そのような支持ふるい（構造）及び／又は支持ストレーナが省略されるか、存在しない。一の実施形態によれば、周辺リボン構造及び／又は周辺リボン構造に隣接する濾布の一部は、締付けリングによって周辺リボン構造を周辺溝に押しつけ可能であるように、半径方向外向きに変形可能な柔軟性を有する。前記柔軟性とは、周辺リボン構造に半径方向外向きに作用する５バール又は２バールよりも低い圧力等の低圧であって、上記変形には十分であるように提供される。
【００１０】
締付けリングの半径方向の押圧力は、その半径方向のばね弾性に基づいており、それに応じて、締付けリングは、濾過ドラムに挿入するために例えばいくらか半径方向内向きに押しつけられる。そして前述のように濾過ドラムに配置される際、その弾性復元力によって元の形状に戻って、周縁部に受け取られた周辺リボン構造を半径方向外向きに濾過ドラムに押しつける。
【００１１】
前記周辺リボン構造は、例えば、前記濾布と同じ材料によって、例えば同じ織布材によって形成される。しかしながら、周辺リボン構造のリボン層は、濾布とは異なる及び／又は互いに異なる材料から夫々形成されてよい。
【００１２】
前記周辺リボン構造は、前記濾布の前記一の周縁部に、例えば縫合、溶接、又は接着される。例えば、周辺リボン構造のリボン層は、互いに縫合及び／又は溶接及び／又は接着されてよく、その後パッケージとして濾布に共通に縫合及び／又は溶接及び／又は接着されてよい。しかしながら、周辺リボン構造のリボン層は、濾布に順に縫合及び／又は溶接及び／又は接着されてもよい。
【００１３】
周辺リボン構造のリボン層は、例えば軸方向において互いに異なる幅を有し、例えば、半径方向において外側のリボン層は、半径方向において内側のリボン層よりも、軸方向において狭い又は広い幅を（例えば周辺溝の断面形状に応じて）有する。更に、リボン層は、例えば半径方向から見て等しい厚さであり、例えば濾布と同じ厚さでよく、或いは（例えば周辺溝の断面形状に応じて）例えば半径方向において、濾布とは異なる及び／又は互いに異なるような厚さを有する。更に、周辺リボン構造の容積は、例えば、周辺溝の容積と少なくとも実質的に等しく、周辺リボン構造は、例えば、周辺溝を実質的に完全に占める。従って、周辺リボン構造は、対応する周辺溝において、デッドスポットをできるだけ減少させ且つできるだけ正確及び／又は形状適合させた、周辺リボン構造の嵌め合いを達成できるように、濾過ドラムの対応する周辺溝の形状に適合されうる。
【００１４】
前記周辺リボン構造の一のリボン層は、任意には前記半径方向において最も内側のリボン層であるが、前記一のリボン層は、例えば、前記濾布によって、任意には濾布の一の周縁部によって形成される。
【００１５】
前記周辺リボン構造の少なくとも二のリボン層は、任意には前記周辺リボン構造の全てのリボン層であるが、前記少なくとも二のリボン層は、例えば、前記濾布の前記周縁部を折り返すことを介して、任意には前記濾布の前記周縁部をヘミングすることを介して、前記濾布によって形成される。
【００１６】
前記半径方向において最も内側のリボン層は、前記周辺溝の外で前記濾布に向かって延び且つ濾布と重なる、フラップ部又はトルク部を備えており、該フラップ部又はトルク部を用いて前記周辺リボン構造は濾布に固定されている。
【００１７】
前記濾布は、例えば、織布材から、任意にはプラスチック製織布材から作成される。更に、前記濾布は、例えば、周方向に閉じて一体形成されている濾布である。後者は、閉じた円周形状が一体形成されるという意味である。
【００１８】
前記締付けリングは、例えば、金属から、任意にはばね鋼から作成される締付けリングである。前記締付けリングは、例えば、モノリシックに作成され、或いはフラットストリップをリング状に曲げて、当接長手方向端部の縁間を溶接することを介して作成される。締付けリングは、周辺リボン構造が周辺溝と締付けリングとの間に配置されると、締付けリングの外側により、半径方向に作用する押圧力が周辺リボン構造に付加されるように、例えば、濾過ドラムの周辺溝の直径と少なくとも実質的に等しい又は僅かに小さい（外径）直径を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の各種実施形態に係る濾過遠心分離機の模式的断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示す図１の領域Ａの拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す図１の領域Ａの拡大図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示す図１の領域Ａの拡大図である。
【図５】本発明の第４実施形態を示す図１の領域Ａの拡大図である。
【図６】本発明の第５実施形態を示す図１の領域Ａの拡大図である。
【００２０】
図面では、同一又は類似の部品に対して同じ参照符号が用いられる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明について、図面を参照して実施形態を用いて詳細に説明する。
【００２２】
図１及び図６に示すように、本発明の各種実施形態に係る、固液懸濁液から固形物を濾過する濾過遠心分離機１は、濾布３０と、締付けリング４０とを備える。
【００２３】
本発明の各種実施形態に係る濾過ドラム１０は、中空円筒形状を有するドラムジャケット１１と、ドラムジャケット１１の軸端部（例えば図１では、ドラムジャケット１１の右端部）で接続され、ドラムジャケット１１のこの端部に交差する第１ドラム底部１３と、ドラムジャケット１１の他の（例えば逆側の）軸端部（例えば図１では、ドラムジャケット１１の左端部）で接続され、中央開口部１７を備える第２ドラム底部（ドラムカラー）１５と、を備える。
【００２４】
更に、本発明の各種実施形態に係る濾過ドラム１０は、濾過ドラム１０の第１軸側１２において濾過ドラム１０の（半径方向）内面２１に、任意にはドラムジャケット１１の第１軸側においてドラムジャケット１１の（半径方向）内面に形成された、一の（例えば第１）周辺溝１９を備える。更に、濾過ドラム１０は、濾過ドラムの第１軸側とは逆側である濾過ドラム１０の第２軸側１４において濾過ドラム１０の（半径方向）内面２１に、任意には濾過ドラムの第１軸側とは逆側であるドラムジャケット１１の第２軸側においてドラムジャケット１１の（半径方向）内面に形成された、例えば第２周辺溝２０を備える。更に、周辺溝１９は、濾過ドラム１０の周方向に、任意にはドラムジャケット１１の周方向に延びる。周辺溝２０も、濾過ドラム１０の周方向に、任意にはドラムジャケット１１の周方向に延びる。
【００２５】
本発明の各種実施形態に係る濾布３０は、（例えば後述される遠心分離カバー４３が開けられた状態で）開口部１７を介して濾過ドラムに挿入可能である。濾布３０は、少なくとも濾過ドラム１０に挿入される際に、軸方向Ｘ及び半径方向Ｒを規定する中空円筒形状を有する（図２から図６を参照）。例えば、濾布３０は、濾過ドラム１０に挿入可能であり、且つ中空円筒形状を形成する、（例えば濾布シートの長手方向端部の両方の縁間を縫合することにより）周方向に閉じた濾布として形成されてよい。さもなければ、濾布３０は、濾布シートの長手方向端部の両方を内部で重ね合わせることにより、濾過ドラム１０に挿入可能であり、且つ濾過ドラム１０に中空円筒形状を形成する、（開いた又は閉じていない）濾布シートとしても形成されてよい。加えて、濾布３０は、軸端部に周縁部を備え、例えば濾布３０の第１軸端部に第１周縁部と、第２軸端部に第２周縁部とを備える。図２から図６において、図１を参照すると左側である、濾布３０の軸端部における一の周縁部３２のみが例示される。
【００２６】
濾布３０は、濾過される懸濁液から固形物を保持し且つ濾過される懸濁液の液体が通過可能であるように更に構成されている。このため、濾布３０は、濾過のために所定のメッシュサイズ（又は孔幅）を有する織布材、例えばプラスチック製織布材、例えばポリプロピレン織布材、から作成されるが、これらに限定されない。例えば、濾布３０は、フェルト材から作成されてもよく、或いは濾布３０は、編んだ濾布であってよい。基本的には、濾布の濾過特性及び材料特性は、遠心分離機における目的の利用分野やその利用に適するように選択されてよい。
【００２７】
更に、本発明の各種実施形態に係る濾布３０は、周縁部のうちの少なくとも一の（例えば一方のみ又は両方の）周縁部において、周辺リボン構造３４を備える。周辺リボン構造３４は、半径方向Ｒに少なくとも実質的に互いに重なりあい且つ互いに貼り合わされた（例えば互いに縫合された及び／又は互いに溶接された）少なくとも二つ（例えばちょうど二、ちょうど三、ちょうど四等）のリボン層によって形成される。濾布３０が濾過ドラム１０に挿入されると、周辺リボン構造３４が濾過ドラム１０の周辺溝１９に受けとられる。リボン層は、軸方向Ｘにおいて互いに異なる幅を有してよく、例えば、半径方向Ｒにおいて外側のリボン層は、半径方向Ｒにおいて内側のリボン層よりも、軸方向Ｘにおいて狭い又は広い幅を（例えば周辺溝の断面形状に応じて）有してよい。リボン層は、更に、半径方向Ｒから見て等しい厚さであり、例えば濾布３０と同じ厚さでよく、或いは（例えば周辺溝の断面形状に応じて）半径方向Ｒにおいて、濾布とは異なる及び／又は互いに異なるような厚さを有してよい。更に、周辺リボン構造の容積は、例えば、周辺溝の容積と少なくとも実質的に等しく、周辺リボン構造は、例えば、周辺溝を実質的に完全に占める。従って、周辺リボン構造３４は、対応する周辺溝において、デッドスポットをできるだけ減少させ且つできるだけ正確及び／又は形状適合させた、周辺リボン構造３４の嵌め合いを達成できるように、濾過ドラム１０の対応する周辺溝の形状に適合されうる。
【００２８】
本発明における図２に示した第１実施形態では、周辺リボン構造３４は、一方が他方の上に配置された二のリボン層３６及び３８によって形成される。更に、図２における周辺リボン構造３４は、濾布３０の一の周縁部３２に縫合される。例えば、二つのリボン層３６及び３８は、互いに縫合されてよく、その後パッケージとして濾布３０に共通に縫合されてよい。しかしながら、二つのリボン層３６及び３８は、濾布３０に逐次縫合されてもよい。しかしながら、第１実施形態の周辺リボン構造３４は、溶接及び／又は接着等の異なる方法で濾布３０の周縁部３２に付加的に又は交互に取り付けられてもよい。本発明の第１実施形態では、周辺リボン構造３４（及び／又は周辺リボン構造３４のリボン層３６及び３８）は、濾布３０と同じ織布材から作成される。これは、中でも、周辺リボン構造の耐久性が、濾布３０の耐久性と少なくとも実質的に同じであるという利点があり、これにより、濾布３０と比較して周辺リボン構造３４の早期の摩耗や濾過ドラム１０への装着不良による濾布３０の破損が防止される。
【００２９】
本発明における図３に示した第２実施形態では、第２実施形態に係る周辺リボン構造３４’は、一方が他方の上に配置された二つのリボン層３６’及び３８’（例えば第１リボン層３６’及び第２リボン層３８’）により形成される。本発明の第２実施形態では、二つのリボン層３６’及び３８’は、本発明の第１実施形態について既に述べたように、縫合、溶接及び／又は接着により濾布３０に取り付けられてもよい。本発明の第２実施形態における二つのリボン層３６’及び３８’は、濾布３０とは異なる材料から作成される。更に、第２実施形態における二つのリボン層３６’及び３８’は、濾布３０とは異なり、且つ互いに異なる材料、例えばプラスチック材、ゴム材、フェルト材等から作成されてよい。例えば、濾布３０は、織物材から作成されてよいが、一方、リボン層３６’及び３８’は、織物材からは夫々作成されず、例えばプラスチック（例えばフラットプラスチックストリップ）、ゴム、フェルト等の、例えば一体的及び／又はモノリシックに形成されたストリップから作成される。
【００３０】
本発明における図４に示した第３実施形態では、第３実施形態に係る周辺リボン構造３４’’の二つのリボン層のうちの一の（例えば第１）リボン層３６’’は、任意には半径方向Ｒにおいて最も内側の層であるが、濾布３０によって、任意には濾布３０の周縁部３２によって形成される。第２リボン層３８’’は、前述のように、例えば縫合、溶接及び／又は接着を介して濾布３０に取り付けられてよい。それ故、第２リボン層３８’’は、濾布３０と同じ織物材から作成される。その結果、中でも、第１実施形態について前述したように、周辺リボン構造３４’’の耐久性が、濾布３０の耐久性と同じであるという利点をもたらす。しかしながら、第２リボン層３８’’は、濾布３０とは異なる材料、例えばプラスチック材、ゴム材、フェルト材等から作成されてよい。例えば、濾布３０は、織物材から作成されてよいが、一方、第２リボン層３８’’は、織物材からは夫々作成されず、例えばプラスチック（例えばフラットプラスチックストリップ）又はゴムの、例えば一体的及び／又はモノリシックに形成されたストリップから作成される。
【００３１】
本発明における図５に示した第４実施形態では、周辺リボン構造３４’’’は、三つのリボン層３６’’’、３８’’’、及び３９により形成され、半径方向Ｒにおいて最も内側のリボン層３９は、周辺溝の外で濾布３０に向かって走行し且つ濾布３０と重なる、フラップ部３９’を備えており、該フラップ部を用いて周辺リボン構造３４’’’は濾布３０に取り付けられる（例えば縫合及び／又は溶接及び／又は接着される）。しかしながら、周辺リボン構造３４’’’は、二つのリボン層のみ、即ち、半径方向Ｒにおいて最も内側であり且つフラップ部３９’を有するリボン層３９と、第２リボン層３６とを備えてもよい。リボン層３６’’’、３８’’’、及び３９は、濾布３０と同じ材料から夫々形成されてよく、或いは濾布とは異なる及び／又は互いに異なる材料から夫々形成されてよい。例えば、リボン層３９は濾布３０と同じ織物材から形成されてよいが、一方リボン層３６’’’及び３８’’’は、濾布３０とは異なる材料から形成されてよい。
【００３２】
本発明の第５実施形態では、図６に示すように、周辺リボン構造３４’’’’の少なくとも二つ（例えばちょうど二、ちょうど三、ちょうど四等）のリボン層は、周縁部３２を折り返すことを介して、任意には周縁部を３２折り返して縫う（又はヘムを取る）ことを介して、濾布３０によって形成される。例えば、周辺リボン構造３４’’’’の全てのリボン層３６’’’’は、図６の場合のように、濾布３０によって形成されてよい。しかしながら、一定数（例えばちょうど二、ちょうど三、ちょうど四等）のリボン層が濾布３０によって形成され、更なるリボン層が濾布３０によって形成されたリボン層に取り付けられてよい。全てのリボン層３６’’’’が濾布３０によって形成される本発明の第５実施形態に係る図６に示した周辺リボン構造３４’’’’も、周辺リボン構造が濾布と同じ耐久性を有するという前述の利点を有する。
【００３３】
本発明の各種実施形態に係る締付けリング４０は、濾布３０とは別体にて形成される。これにより、例えば締付けリング４０の摩耗の場合には、締付けリングのみを高費用効率で取り替える必要があり、濾布３０を使用し続けることができる。更に、締付けリング４０は、閉じた状態であり、一体として形成される（即ち、締付けリングはエンドレスリングの形態で、即ちそのリング形状が非破壊的に（再び）開けないように作成される。即ち、リング形状を（再び）開くためには、締付けリングの一部が、（例えば機械的又は熱的にリングを切断するか、エンドレスリング形状を形成する接続に機械的過大応力をかけて当該接続を切断することにより）破壊される必要がある）。締付けリング４０は、周辺溝に受け取られた周辺リボン構造３４、３４’、３４’’、３４’’’、及び３４’’’’を、半径方向外向きに濾過ドラム１０に押しつけることにより、濾布３０が濾過ドラム１０にしっかり保持されたままになるように、周辺溝１９に対向した濾過ドラム１０の内部に配置可能である。このため、締付けリング４０は、周辺リボン構造３４、３４’、３４’’、３４’’’、及び３４’’’’が周辺溝１９と締付けリング４０との間に配置されると、締付けリング４０の外側４１により、半径方向に作用する押圧力が周辺リボン構造３４、３４’、３４’’、３４’’’、及び３４’’’’に付加されるように、例えば、濾過ドラムの周辺溝１９の直径と少なくとも実質的に等しい又は僅かに小さい（外径）直径を有する。更に、締付けリング４０は、半径方向且つばね弾性的に柔軟であり、半径方向外向き及び内向きに押しつけられることにより濾過ドラム１０に挿入可能であり、濾過ドラム１０に挿入される際に元の形状に戻ることができる。前述の締付けリング４０は、濾過ドラム１０に装着するための特別な道具は必要とせず、一人の人間により簡単な工程を介して簡単に手動で装着及び脱着されてよいので、製造コスト及び管理コストや濾過遠心分離機１のダウンタイムが少なくなる。
【００３４】
本発明の各種実施形態に係る締付けリング４０は、金属から、任意にはばね鋼から作成される締付けリングであってよい。更に、締付けリングは、モノリシックに作成されよく（例えば単一の型でエンドレスリングとして鋳造されてよく）、或いはフラット（金属）ストリップをリング状に曲げて、当接長手方向端部の縁間を溶接することを介して作成されてよい（即ち、リング形状は非破壊的に（再び）開けない）。フラットストリップの端部同士は、重なり合ってもよく、非破壊的に互いに溶接するか、リベットで留めるか、他の方法で固定されてよい。しかしながら、締付けリングは、金属とは異なる材料、例えばプラスチック又は複数の材料の組み合わせから作成することもできる。金属から作成された締付けリングを用いると、費用効率良く製造できる。更に、金属から作成された締付けリングは、濾過遠心分離機の複数の利用分野、特に製薬業に適しており、長寿命であり、再生利用可能である。
【００３５】
本発明の各種実施形態に係る濾過遠心分離機１は、図１に示すように、開くように機枠４５又は装置ハウジングに回動可能に接続された遠心分離機カバー４３を更に備える。遠心分離機カバー４３では、固液懸濁液を濾過ドラム１０に供給する懸濁液供給装置５５と、固形物を濾過ドラム１０から排出する固形物排出装置５０とが取り付けられている。遠心分離機カバー４３が閉じた状態では、遠心分離機カバー４３は、濾過ドラム１０の開口部１７を密封状態で閉めており、懸濁液供給装置５５及び固形物排出装置５０は、濾過ドラム１０に突出して、遠心分離機カバー４３と機枠４５との間に密封状態で形成された空間４７に濾過ドラム１０が配置されるように、機枠４５と共に濾過ドラム１０を囲んでいる。更に、空間４７に接続された液体排出装置５７は、空間４７の最低点の高さで機枠４５に設けられる。濾過ドラム１０は、駆動軸６０に片側接続され、駆動軸６０によって機枠４５に突出状態で取り付けられる。濾過ドラム１０は、駆動軸６０に対して、伝達装置７０、例えば図１に示したベルトドライブ、チェーンドライブ、又はギアドライブを介して、駆動装置６５、例えば電気駆動から伝達されるトルクによって駆動される。しかしながら、駆動軸６０は、クラッチを介して駆動装置６５に接続されてもよく、又は駆動装置６５の出力軸と一体形成されてもよい。
【００３６】
図１に示した濾過遠心分離機の機能は、以下の通りである。濾過される固液懸濁液は、懸濁液供給装置５５によって濾過ドラム１０に供給される。濾過ドラム１０は、駆動装置６５によって回転され、これにより、固液懸濁液が濾過ドラム１０の内面２１に押しつけられる。固液懸濁液の液体は、内面２１に取り付けられた濾布３０と、濾過ドラム１０とに（例えば濾過ドラム１０の穴を用いて）浸透可能であり、従って、濾過ドラム１０から空間４７を通って遠心分離機カバー（例えば遠心分離機カバーの内壁）４３及び機枠４５に遠心分離できる。液体は、液体排出装置５７によって空間４７から最終的に排出される。固液懸濁液の固形物は、濾布３０上に留まり、このような方法で固液懸濁液から分離される。最後に、液体が十分に吐出されると、濾過ケーキとして濾布３０に存在する固形物は、固形物排出装置５０を用いて、例えば濾過ドラム１０を回転制御して固形物排出装置５０を介して濾布３０から固形物を剥ぎ取ることにより（例えば固形物排出装置５０に設けられたピーリングナイフを用いて）、濾布３０から除去され、固形物排出装置５０を用いて濾過ドラム１０から排出される。
【図１】
2016117059.tif 000003
【図２】
2016117059.tif 000004
【図３】
2016117059.tif 000005
【図４】
2016117059.tif 000006
【図５】
2016117059.tif 000007
【図６】
2016117059.tif 000008
【外国語明細書】
Filter Centrifuge
Field of the Invention
The present invention relates to a filter centrifuge, such as a filter centrifuge for filtering solid from a solid-liquid-suspension, which filter centrifuge comprises a filter drum, a filter cloth comprising a circumferential ribbon structure, and a clamping ring which is formed separately therefrom, closed and in one piece and which presses the circumferential ribbon structure radially outwards against the filter drum such that the filter cloth thereby remains firmly held in the filter drum.
Background of the Invention
Filter centrifuges are, for example, used in the pharmaceutical industry, the foods industry and the chemical industry for processing pharmaceutical agents, foods or fine chemicals.
As a possible type of construction of a filter centrifuge, for example a discontinuous peeler centrifuge is known. It comprises a filter drum which is rotatably supported in a housing and to which a solid-liquid-suspension to be filtered is supplied by a suspension supply device protruding into the filter drum. Further, a solid discharge device additionally protrudes into the filter drum by means of which the filtered solid is discharged from the filter drum. In addition, the peeler centrifuge comprises a filter means, which is usually a filter cloth, at an inner wall of the filter drum, which filter means serves for separating the solid from the solid-liquid-suspension and is firmly held, in particular in such a way that it is not able to shift substantially, in the filter drum by, e.g., clamping means.
During operation, the solid-liquid-suspension to be filtered is fed to the rotating filter drum via the suspension supply device. Due to the rotation of the filter drum, the solid-liquid-suspension to be filtered is pushed radially outwards to the radially inner wall of the filter drum and therefore to the filter cloth. The liquid of the suspension penetrates the filter cloth as well as the solid matter depositing on the filter cloth and is discharged or rather centrifuged from the filter drum (e.g., by means of drainage bores or drainage channels). The solid remains as filter cake on the filter cloth and, when, for example, a required degree of separation of liquid and solid is obtained by centrifuging the liquid, the solid is finally discharged from the filter drum by means of the discharge device, for example by means of a peeling knife which peels off the filter cake.
As mentioned above, it is important for the function of such filter centrifuges that the filter cloth is attached firmly in the filter drum such that a generation of wrinkles or circumvention of the filter cloth by the solid due to a displacement of the filter cloth cannot occur in order to prevent damage to the filter cloth and loss of product as well as product contamination. In particular, the generation of wrinkles can lead to a destruction of the filter cloth by the peeling knife during discharge of the solid which can mean a longer down time, a re-cleaning, and replacement costs of the filter cloth.
It is likewise required that mounting of the filter cloth into the filter drum can be carried out easily and quickly by the operating personnel, preferably by a single person, and that the filter cloth as well as the corresponding clamping means are cost-efficient and are suitable for a maximized bandwidth of applications of the filter centrifuges, in particular for as many types of materials to be filtered as possible, such as solid-liquid-suspensions that contain solvents, in order to keep the number of different filter cloths and corresponding mounting means and thus also production costs and storage costs low.
Therefore, under the above requirements, there is a continuous demand for improving the mounting of the filter cloth in the drum by clamping means. 
Summary of the invention
The invention provides a filter centrifuge in which a filter cloth can be mounted in the filter drum without tools and in few steps by a clamping means, which clamping means can be formed in such a manner that it is suitable for a plurality of applications of the filter centrifuge, and in which a firm mount of the filter cloth is given, whereby a displacement of the filter cloth in the filter drum is prevented and, simultaneously, a simple and quick installation is achieved and production costs and storage costs are kept low. Further, the clamping ring as well as the filter cloth can be manufactured from cost-efficient materials and in a simple manner, whereby the costs for the clamping means as well as the filter cloth can be kept low.
According to an aspect of the present invention, a filter centrifuge (e.g. a discontinuous (peeler) centrifuge, for example a centrifuge as described in the background of the invention) for filtering solid from a solid-liquid-suspension comprises: a filter drum comprising a circumferential groove, which groove is formed in an (radially) inner surface of the filter drum (e.g. a radially inner surface of a filter jacket of the filter drum) and runs (e.g. continuously circumferentially, for example all around or by full 360 degrees continuously circumferentially) in the circumferential direction of the filter drum; a filter cloth which is insertable into the filter drum, forms, at least when inserted into the filter drum, a hollow cylindrical shape which shape defines an axial direction and a radial direction and which shape has circumferential edges provided at axial ends thereof (e.g. a first circumferential edge at a first axial end and a second circumferential edge at a second axial end), is configured to hold back the solid from the suspension to be filtered and to allow the liquid of the suspension to be filtered to pass therethrough, and comprises, at at least one of the circumferential edges, a circumferential ribbon structure which is formed by at least two (e.g. exactly two, exactly three, exactly four, etc.) ribbon layers which at least substantially overlap each other in the radial direction and are attached to one another, wherein, with the filter cloth inserted into the filter drum, the circumferential ribbon structure is received in the circumferential groove of the filter drum; and a clamping ring which is formed separately (e.g. as a separate component) from the filter cloth, is formed closed and as one piece, is radially spring-elastically pliable, and is disposable inside of the filter drum opposite to the circumferential groove so as to press (e.g. spring-elastically clamp) the circumferential ribbon structure, which is received in the circumferential groove, radially outwardly against the filter drum so that the filter cloth thereby remains firmly held in the filter drum. The feature that the clamping ring is formed closed and as one piece means that the closed ring (shape) is provided as one (integral) piece. That is, the clamping ring is a non-detachably endless ring (i.e., is a ring which is endless in a non-detachable manner) such that its ring shape cannot be non-destructively (re)opened. That is, in order to (re)open the ring shape, a portion of the clamping ring needs to be destroyed (e.g., by mechanically or thermally cutting the ring or by mechanically overstressing and breaking the connection by means of which the endless ring shape is formed). Correspondingly, the clamping ring is free of any detachable fasteners and, hence, has to be elastically deformed radially and inwardly in order to be inserted into the drum. According to an embodiment, the ring is formed as one monolithically integral piece. Further, the circumferential ribbon structure does, e.g., not include any supporting sieve (structure) and/or supporting strainer, on which, e.g., otherwise the filter cloth may rest and/or may be supported. In other words, the circumferential ribbon structure omits and/or is free of any such supporting sieve (structure) or supporting strainer. According to an embodiment, the circumferential ribbon structure and/or that portion of the filter cloth which is immediately adjacent to the circumferential ribbon structure are/is of such flexibility that they/it can be radially and outwardly deformed in order to allow the circumferential ribbon structure to be pressed into the circumferential groove by the clamping ring. The said flexibility may be such that low pressures acting on the circumferential ribbon structure in a radial outward direction, such as lower than 5 bar or lower than 2 bar, are sufficient to provide the afore described deformation.
The radial pressing force of the clamping ring is based on its radial spring elasticity according to which the clamping ring is, for example, pressed somewhat radially inwardly for being inserted into the filter drum, wherein, when it is disposed in the filter drum as described above, it then springs back into its original shape due to its elastic restoring force so as to press the circumferential ribbon structure received in the circumferential groove radially outwards against the filter drum.
The circumferential ribbon structure is, for example, formed by the same material, e.g., by the same woven fabric material, as the filter cloth. However, the ribbon layers of the circumferential ribbon structure may be respectively formed by materials which are different from the filter cloth and/or different from each other.
The circumferential ribbon structure is, e.g., stitched or welded or adhered to the one circumferential edge of the filter cloth. For example, the ribbon layers of the circumferential ribbon structure may be stitched and/or welded and/or adhered together and then be commonly stitched and/or welded and/or adhered to the filter cloth as a package. However, the ribbon layers of the circumferential ribbon structure may also be stitched and/or welded and/or adhered to the filter cloth one after another.
The ribbon layers of the circumferential ribbon structure comprise, e.g., widths in the axial direction, which are different from each other, wherein, for example, the ribbon layer that is in the radial direction further outside comprises (e.g., depending on the cross-sectional shape of the circumferential groove) a smaller or greater width in the axial direction than the ribbon layer that is in the radial direction further inside. Further, the ribbon layers have, for example, the same thickness when viewed in the radial direction and are, for example, as thick as the filter cloth or comprise, for example, (e.g., depending on the cross-sectional shape of the circumferential groove) thicknesses in the radial direction which are different from the filter cloth and/or from each other. Further, the volume of the circumferential ribbon structure is, for example, at least substantially equal to the volume of the circumferential groove, and the circumferential ribbon structure, for example, substantially completely fills out the circumferential groove. Thus, the circumferential ribbon structure can be adapted to the shape of the corresponding circumferential groove of the filter drum so that a fit, providing as reduced as possible dead spot and being as accurate and/or form-fitting as possible, of the circumferential ribbon structure in the corresponding circumferential groove can be achieved.
A ribbon layer of the circumferential ribbon structure, optionally the ribbon layer that is the innermost in the radial direction, is, for example, formed by the filter cloth, optionally by the one circumferential edge of the filter cloth.
At least two ribbon layers of the circumferential ribbon structure, optionally all ribbon layers of the circumferential ribbon structure, are, for example, formed by the filter cloth through folding back the circumferential edge of the filter cloth, optionally through hemming the circumferential edge of the filter cloth.
The ribbon layer which is the innermost in radial direction comprises a flap portion or tongue portion which runs out of the circumferential groove towards the filter cloth and is overlapped with the filter cloth and by means of which the circumferential ribbon structure is fixed to the filter cloth.
The filter cloth is made, for example, from a woven fabric material, optionally from a plastic woven fabric material. Further, the filter cloth is, for example, a filter cloth which is circumferentially closed and formed as one piece. The latter means that the closed circumferential shape is formed as one piece.
The clamping ring is, e.g., a clamping ring which is made of metal, optionally of spring steel. The clamping ring is, for example, made monolithically or through bending a flat strip into a ring shape and through welding the abutting longitudinal ends edge to edge. The clamping ring comprise, for example, an (outer) diameter which is at least substantially equal to or slightly smaller than the diameter of the circumferential groove of the filter drum such that, with a circumferential ribbon structure arranged between the circumferential groove and the clamping ring, a radially acting pressing force is applied to the circumferential ribbon structure by an outer side of the clamping ring.
Short Description of the Drawings
Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a filter centrifuge according to various embodiments of the present invention.
Fig. 2 is an enlarged view of an area A of Fig.1 which illustrates a first embodiment of the present invention.
Fig. 3 is an enlarged view of an area A of Fig.1 which illustrates a second embodiment of the present invention.
Fig. 4 is an enlarged view of an area A of Fig.1 which illustrates a third embodiment of the present invention.
Fig. 5 is an enlarged view of an area A of Fig.1 which illustrates a fourth embodiment of the present invention.
Fig. 6 is an enlarged view of an area A of Fig.1 which illustrates a fifth embodiment of the present invention.
In the figures, the same reference signs are used for the same or similar components.
Detailed Description
The invention will be described in detail by means of embodiments with reference to the drawings.
As shown in Fig. 1 and Fig. 6, a filter centrifuge 1 for filtering solid from a solid-liquid-suspension according to various embodiments of the present invention comprises a filter drum 10, a filter cloth 30 and a clamping ring 40.
The filter drum 10 according to various embodiments of the present invention comprises a drum jacket 11 which has a hollow cylindrical shape, a first drum bottom 13 which is connected therewith at an axial end of the drum jacket 11 (e.g., in Fig. 1, the right end of the drum jacket 11) and which closes this end of the drum jacket 11, and a second drum bottom (e.g. a drum collar) 15 which is connected therewith at the other (e.g. the opposite) axial end of the drum jacket 11 (e.g., in Fig. 1, the left end of the drum jacket 11) and which comprises a central opening 17.
Further, the filter drum 10 according to various embodiments of the present invention comprises a (e.g. first) circumferential groove 19 which is formed in a (radially) inner surface 21 of the filter drum 10 at a first axial side 12 of the filter drum 10, optionally in a (radially) inner surface of the drum jacket 11 at a first axial side of the drum jacket 11. Further, the filter drum 10 comprises, for example, a second circumferential groove 20 which is formed in the (radially) inner surface 21 of the filter drum 10 at a second axial side 14, which is opposite to the first axial side of the filter drum, of the filter drum 10, optionally in the (radially) inner surface of the drum jacket 11 at a second axial side of the drum jacket 11, which second axial side is opposite to the first axial side 12 of the drum jacket 11. Further, the circumferential groove 19 runs in the circumferential direction of the filter drum 10, optionally in the circumferential direction of the drum jacket 11.The circumferential groove 20 also runs in the circumferential direction of the filter drum 10, optionally in the circumferential direction of the drum jacket 11.
The filter cloth 30 according to various embodiments of the present invention is insertable into the filter drum through the opening 17 (e.g. with a centrifuge cover 43, to be described later, being open).The filter cloth 30 has, at least when inserted into the filter drum 10, a hollow cylindrical shape which defines an axial direction X and a radial direction R (see Figs. 2 to 6). For example, the filter cloth 30 may be formed as a circumferentially closed filter cloth (e.g. by stitching both longitudinal ends of a filter cloth sheet edge to edge) which is insertable into the filter drum 10 and forms the hollow cylindrical shape. Otherwise, the filter cloth 30 may also be formed as a (open or non-closed) filter cloth sheet which is inserted into the filter drum 10 and forms the hollow cylindrical shape in the filter drum 10 by overlapping both longitudinal ends of the filter cloth sheet therein. In addition, the filter cloth 30 comprises circumferential edges present at axial ends thereof, e.g. a first circumferential edge at a first axial end and a second circumferential edge at a second axial end of the filter cloth 30. In Figures 2 to 6, only the one circumferential edge 32 at the axial end, that is on the left side with reference to Fig. 1, of the filter cloth 30 is exemplarily shown.
The filter cloth 30 is further configured to retain the solid from the suspension to be filtered and to allow the liquid of the suspension to be filtered to pass therethrough. For this, the filter cloth 30 is presently made of a woven fabric material, e.g. of a plastic woven fabric material, e.g. of a polypropylene woven fabric material, which has a predetermined mesh size (or aperture width) for the filtration, is, however, not limited thereto. For example, the filter cloth 30 may also be made from a felt material, or the filter cloth 30 may be a knitted filter cloth. Basically, the filtration characteristics and the material characteristics of the filter cloth may be selected suitably for the intended application and use of the centrifuge.
Further, the filter cloth 30 according to various embodiments of the present invention comprises at at least one (e.g. at only one or at both) of the circumferential edges a circumferential ribbon structure 34. The circumferential ribbon structure 34 is formed by at least two (e.g. exactly two, exactly three, exactly four, etc.) ribbon layers which at least substantially overlap each other in the radial direction R and are attached to one another (e.g. stitched to each other and/or welded to each other). With the filter cloth 30 inserted into the filter drum 10, the circumferential ribbon structure 34 is received in the circumferential groove 19 of the filter drum 10. The ribbon layers may have widths which are different from each other in the axial direction X, wherein, for example, the ribbon layer that is in the radial direction R further outside may have (e.g. depending on the cross-sectional shape of the circumferential groove) a smaller or a greater width in the axial direction X than the ribbon layer which is in the radial direction R further inside. The ribbon layers may further be equally thick when seen in the radial direction R and, e.g., be as thick as the filter cloth 30 or may (e.g. depending on the cross-sectional shape of the circumferential groove) have thicknesses in the radial direction R, which thicknesses are different from the filter cloth and/or from each other. Further, the volume of the circumferential ribbon structure is, for example, at least substantially equal to the volume of the circumferential groove, and the circumferential ribbon structure, for example, substantially completely fills out the circumferential groove. Thus, the circumferential ribbon structure 34 can be adapted to the shape of the corresponding circumferential groove of the filter drum 10 such that a fit, having as reduced as possible dead spot and being as accurate and/or form-fitting as possible, of the circumferential ribbon structure 34 in the corresponding groove can be achieved.
In the first embodiment, shown in Fig. 2, of the present invention, the circumferential ribbon structure 34 is formed by two ribbon layers 36 and 38 which are disposed one upon the other. Further, the circumferential ribbon structure 34 in Fig. 2 is stitched to the one circumferential edge 32 of the filter cloth 30. For example, the two ribbon layers 36 and 38 may be stitched together and may then be commonly stitched to the filter cloth 30 as a package. However, the two ribbon layers 36 and 38 may also be successively stitched to the filter cloth 30. However, the circumferential ribbon structure 34 of the first embodiment may also be additionally or alternatively attached to the circumferential edge 32 of the filter cloth 30 in a different manner, such as by welding and/or adhering. In the first embodiment of the present invention, the circumferential ribbon structure 34 is (and/or the ribbon layers 36 and 38 of the circumferential ribbon structure 34 are) made from the same woven fabric material as the filter cloth 30. This has, among others, the advantage that the durability of the circumferential ribbon structure is at least substantially the same as that of the filter cloth 30, whereby an early wear of the circumferential ribbon structure 34 in comparison to the filter cloth 30 and thus a possible damage of the filter cloth 30 due to a defective mounting in the filter drum 10 may be prevented.
In the second embodiment, shown in Fig. 3, of the present invention, the circumferential ribbon structure 34’ according to the second embodiment is formed by two ribbon layers 36’ and 38’ (e.g. a first ribbon layer 36’ and a second ribbon layer 38’) which are disposed one upon the other. In the second embodiment of the invention, the two ribbon layers 36’ and 38’ may also be attached to the filter cloth 30 by stitching, welding and/or adhering as already described above for the first embodiment of the invention. The two ribbon layers 36’ and 38’ of the second embodiment of the present invention are made from a material that is different from the filter cloth 30. Further, the two ribbon layers 36’ and 38’ of the second embodiment may be made from materials that are different from the filter cloth 30 and also different from each other, e.g. from a plastic material, a rubber material, a felt material, etc.. For example, the filter cloth 30 may be made from a woven fabric material, whereas the ribbon layers 36’ and 38’ are respectively not made from a woven fabric material, but are made from, e.g., an integrally and/or monolithically formed strip of, for example, plastic (e.g. a flat plastic strip), rubber, felt, etc..
In the third embodiment, shown in Fig. 4, of the present invention, a (e.g. first) ribbon layer 36’’ of the two ribbon layers of the circumferential ribbon structure 34’’ according to the third embodiment, optionally the layer that is the innermost in the radial direction R, is formed by the filter cloth 30, optionally by the circumferential edge 32 of the filter cloth 30. The second ribbon layer 38’’ may be attached to the filter cloth 30 through, for example, stitching, welding and/or adhering thereto as described before. Here, the second ribbon layer 38’’ is made from the same woven fabric material as the filter cloth 30 which results among other things in the advantage, which was described above for the first embodiment, of the same durability of the circumferential ribbon structure 34’’ and the filter cloth 30. However, the second ribbon layer 38’’ may also be made from a material which is different from the filter cloth 30, e.g. a plastic material, a rubber material, a felt material, etc.. For example, the filter cloth 30 may be made from a woven fabric material, whereas the second ribbon layer 38’’ is respectively not made from a woven fabric material, but made from, e.g., an integrally and/or monolithically formed strip of plastic (e.g. a flat plastic strip) or rubber.
In the fourth embodiment, shown in Fig. 5, of the present invention, the circumferential ribbon structure 34’’’ is formed by three ribbon layers 36’’’, 38’’’ and 39, wherein the ribbon layer 39 that is the innermost in radial direction R comprises a flap portion 39’ which runs out of the circumferential groove towards the filter cloth 30, and which is overlapped with the filter cloth 30, and by means of which the circumferential ribbon structure 34’’’ is attached (e.g. stitched and/or welded and/or adhered) to the filter cloth 30. However, the circumferential ribbon structure 34’’’ may also comprise only two ribbon layers, namely the ribbon layer 39 that is the innermost in radial direction R and that has the flap portion 39’, and a second ribbon layer 36. The ribbon layers 36’’’, 38’’’ and 39 may be respectively formed from the same material as the filter cloth 30 or may be respectively formed from materials which are different from the filter cloth and/or from each other. For example, the ribbon layer 39 may be formed from the same woven fabric material as the filter cloth 30, whereas the ribbon layers 36’’’ and 38’’’ may be formed from a material that is different therefrom.
In the fifth embodiment of the present invention, as exemplary shown in Fig. 6, at least two (e.g., exactly two, exactly three, exactly four, etc.) ribbon layers of the circumferential ribbon structure 34’’’’ are formed by the filter cloth 30 through folding back, optionally hemming, the circumferential edge 32. For example, all ribbon layers 36’’’’ of the circumferential ribbon structure 34’’’’ may be formed by the filter cloth 30, as it is the case in Fig. 6. However, only a certain number (e.g., exactly two, exactly three, exactly four, etc.) of the ribbon layers may be formed by the filter cloth 30 and further ribbon layers may be attached to the ribbon layers formed by the filter cloth 30. The circumferential ribbon structure 34’’’’, shown in Fig. 6, according to the fifth embodiment of the present invention, in which all ribbon layers 36’’’’ are formed by the filter cloth 30, also has the above described advantage that the circumferential ribbon structure has the same durability as the filter cloth.
The clamping ring 40 according to various embodiments of the present invention is formed separately from the filter cloth 30. In case of, for example, wear of the clamping ring 40, it is hereby achieved that only the clamping ring needs to be replaced cost-efficiently and that the filter cloth 30 can be continued to be used. Moreover, the clamping ring 40 is closed as well as formed as one piece (That is, the clamping ring is made in the form of an endless ring, i.e. such that its ring shape cannot be non-destructively (re)opened; i.e., in order to (re)open the ring shape, a portion of the clamping ring needs to be destroyed (e.g., by mechanically or thermally cutting the ring or by mechanically overstressing and breaking the connection by means of which the endless ring shape is formed)) and is disposable inside the filter drum 10 opposite to the circumferential groove 19 in order to press the circumferential ribbon structure 34, 34’, 34’’, 34’’’ and 34’’’’, which is received in the circumferential groove, radially outwardly against the filter drum 10 such that the filter cloth 30 thereby remains firmly held in the filter drum 10. For this, the clamping ring 40 comprises, for example, a(n) (outer) diameter which is at least substantially equal to or slightly smaller than the diameter of the circumferential groove 19 of the filter drum such that, with the circumferential ribbon structure 34, 34’, 34’’, 34’’’ and 34’’’’ arranged between the circumferential groove 19 and the clamping ring 40, a radially acting pressing force is applied to the circumferential ribbon structure 34, 34’, 34’’, 34’’’ and 34’’’’ by an outer side 41 of the clamping ring 40. Further, the clamping ring 40 is radially spring-elastically pliable so as to be insertable into the filter drum 10 by being radially and inwardly pressed, and so as to spring back to its original shape when it is inserted into the filter drum 10. Since the described clamping ring 40 does not require any special tool for mounting the same in the filter 10 and may be mounted and dismounted manually in a simple manner with a few simple steps by a single person, the manufacturing costs and maintenance costs as well as the down time of the filter centrifuge 1 may be reduced.
The clamping ring 40 according to various embodiments of the present invention may be a clamping ring formed from metal, optionally from spring steel. Further, the clamping ring may be manufactured monolithically (e.g. may be cast as an endless ring in a single mould) or by bending a flat (metal) strip into a ring shape and by welding the abutting longitudinal ends edge to edge (i.e., the ring shape cannot be (re)opened in a nondestructive manner). The ends of the said flat strip may also overlap and may be welded or riveted or otherwise fixed to each other in a non-detachable manner. It is, however, also possible that the clamping ring is made from a material that is different from metal, e.g. from plastic, or from a combination of materials. By using a clamping ring made from metal, it can be manufactured in a cost-efficient manner. Further, a clamping ring made from metal is suitable for a plurality of applications of the filter centrifuge, in particular in the pharmaceutical industry, and offers a long life span and reusability.
The filter centrifuge 1 according to various embodiments of the present invention may, as shown in Fig. 1, further comprises a centrifuge cover 43 which is pivotably connected to a machine frame 45 or a machine housing in order to be opened. At the centrifuge cover 43, there are attached a suspension supply device 55 for supplying the solid-liquid-suspension to the filter drum 10 as well as a solid discharge device 50 for discharging the solid from the filter drum 10. In the closed-condition of the centrifuge cover 43, the centrifuge cover 43 closes the opening 17 of the filter drum 10 in a sealed manner, wherein the suspension supply device 55 and the solid discharge device 50 protrude into the filter drum 10, and surrounds the filter drum 10 together with the machine frame 45 such that the filter drum 10 is disposed in a room 47 which is formed in a sealed manner between the centrifuge cover 43 and the machine frame 45. Further, a liquid discharge device 57 which is in connection with the room 47 is provided in the machine frame 45 at the level of a lowest point of the room 47. The filter drum 10 is connected unilaterally to a drive shaft 60 and is attached to the machine frame 45 by the drive shaft 60 in an overhung manner. The filter drum 10 is driven by torque which is transmitted from a drive device 65, e.g. an electric drive, via a transmission device 70, e.g. a belt drive as shown in Fig. 1 or a chain drive or a gear drive, to the drive shaft 60. However, the drive shaft 60 may also be connected to the drive device 65 via a clutch or be integrally formed with the output shaft of the drive device 65.
The function of the filter centrifuge shown in Fig. 1 is as follows. The solid-liquid-suspension to be filtered is supplied to the filter drum 10 by means of the suspension supply device 55. The filter drum 10 is rotated by the drive device 65, whereby the solid-liquid-suspension is pushed towards the inner surface 21 of the filter drum 10. The liquid in the solid-liquid-suspension is able to penetrate the filter cloth 30, which is attached to the inner surface 21, and the filter drum 10 (e.g. by means of bores in the filter drum 10) and can therefore be centrifuged from the filter drum 10 into the room 47 to the centrifuge cover (e.g. an inner wall of the centrifuge cover) 43 and to the machine frame 45. The liquid is finally discharged from the room 47 by means of the liquid discharge device 57. The solid in the solid-liquid-suspension is retained by the filter cloth 30 and is separated from the solid-liquid-suspension in this way. Finally, when reaching a sufficient ejection of the liquid, the solid present at the filter cloth 30 as a filter cake is removed from the filter cloth 30 by means of the solid discharge device 50, e.g., by peeling the solid from the filter cloth 30 through the solid discharge device 50 (e.g. by means of a peeling knife provided at the solid discharged device 50) by rotating the filter drum 10 in a controlled manner, and is discharged from the filter drum 10 by means of the solid discharge device 50.
1.            Filter centrifuge (1) for filtering solid from a solid-liquid-suspension, comprising:
a filter drum (10) comprising a circumferential groove (19) which is formed in an inner surface (21) of the filter drum (10) and runs in circumferential direction of the filter drum (10);
a filter cloth (30) which
- is insertable into the filter drum (10),
- forms, at least when inserted into the filter drum (10), a hollow cylindrical shape which defines an axial direction (X) and a radial direction (R) and which has circumferential edges at the axial ends (32) thereof,
- is configured to retain the solid from the suspension to be filtered and to allow the liquid of the suspension to be filtered to pass therethrough, and
- comprises, at at least one of the circumferential edges (32), a circumferential ribbon structure (34; 34‘; 34‘‘; 34‘‘‘; 34‘‘‘‘) which is formed by at least two ribbon layers (36,38; 36‘,38‘;36‘‘,38‘‘; 36‘‘‘,38‘‘‘,39; 36‘‘‘‘) which at least substantially overlap each other in the radial direction and are attached to one another, wherein, with the filter cloth (30) inserted into the filter drum (10), the circumferential ribbon structure (34; 34‘; 34‘‘; 34‘‘‘; 34‘‘‘‘) is received in the circumferential groove (19) of the filter drum (10); and
a clamping ring (40) which
- is formed separately from the filter cloth (30),
- is formed closed and as one piece,
- is radially spring-elastically pliable, and
- is disposable inside of the filter drum (10) opposite to the circumferential groove (19) so as to press the circumferential ribbon structure (34; 34‘; 34‘‘; 34‘‘‘; 34‘‘‘‘), received in the circumferential groove (1), radially outwardly against the filter drum (10) so that the filter cloth (30) thereby remains firmly held in the filter drum (10).
2.            Filter centrifuge (1) according to claim 1, wherein the circumferential ribbon structure (34; 34‘; 34‘‘; 34‘‘‘; 34‘‘‘‘) is formed by the same material as the filter cloth (30).
3.            Filter centrifuge (1) according to claim 1 or 2, wherein the circumferential ribbon structure (34; 34‘; 34‘‘; 34‘‘‘; 34‘‘‘‘) is stitched and/or welded and/or adhered to the one circumferential edge (32) of the filter cloth (30).
4.            Filter centrifuge (1) according to any one of the preceding claims, wherein a ribbon layer (36’’) of the circumferential ribbon structure (34‘‘), optionally the ribbon layer (36’’) that is the innermost in the radial direction (R), is formed by the filter cloth (30). 
5.            Filter centrifuge (1) according to any one of the preceding claims, wherein at least two ribbon layers (36’’’’) of the circumferential ribbon structure (34‘‘‘‘), optionally all ribbon layers (36’’’’) of the circumferential ribbon structure (34‘‘‘‘), are formed by the filter cloth (30) through folding back the circumferential edge (32) of the filter cloth (30), optionally through hemming the circumferential edge (32) of the filter cloth (30).
6.            Filter centrifuge (1) according to any one of the claims 1 to 3, wherein the ribbon layer (39) that is the innermost in radial direction (R) comprises a flap portion (39’) which runs out of the circumferential groove (19) towards the filter cloth (30) and overlaps with the filter cloth (30), and by means of which the circumferential ribbon structure (34’’’) is fixed to the filter cloth (30).
7.            Filter centrifuge (1) according to any one of the preceding claims, wherein the filter cloth (30) is made from a woven fabric material, optionally from a plastic woven fabric material.
8.            Filter centrifuge (1) according to any one of the preceding claims, wherein the filter cloth (30) is a filter cloth (30) which is circumferentially closed and formed as one piece.
9.            Filter centrifuge (1) according to any one of the preceding claims, wherein the clamping ring (40) is a clamping ring (40) which is made from metal, optionally from spring steel.
10.            Filter centrifuge (1) according to any one of the preceding claims, wherein the clamping ring (40) is made monolithically or wherein the clamping ring (40) is made through bending a flat strip into a ring shape and through welding the abutting longitudinal ends edge to edge.
11.            Filter centrifuge (1) according to any one of the preceding claims, wherein the volume of the circumferential ribbon structure (34; 34‘; 34‘‘; 34‘‘‘; 34‘‘‘‘) is at least substantially equal to the volume of the circumferential groove (19), and the circumferential ribbon structure substantially completely fills out the circumferential groove (19).
1.            Abstract
A Filter centrifuge (1) for filtering solid from a solid-liquid-suspension comprises:  a filter drum (10); a filter cloth (30); and a clamping ring (40).  The filter drum comprises a circumferential groove (10) which groove is formed in an inner surface (21) of the filter drum.  The filter cloth is insertable into the filter drum, forms, when inserted into the filter drum, a hollow cylindrical shape which shape defines an axial direction (X) and a radial direction (R) and which shape has circumferential edges at the axial ends (32) thereof, and is configured to hold back the solid from the suspension and to let the liquid of the suspension pass therethrough.  The filter drum comprises at the circumferential edges a circumferential ribbon structure which is formed by at least two ribbon layers.  The clamping ring is radially spring-elastically pliable, and is disposable inside of the filter drum so as to press the circumferential ribbon structure, received in the circumferential groove, radially outwardly against the filter drum.
2.            Representative Drawing
Fig. 2
Figure 1 
2016117059.tif 000009
Figure 2
2016117059.tif 000010
Figure 3 
2016117059.tif 000011
Figure 4 
2016117059.tif 000012
Figure 5 
2016117059.tif 000013
Figure 6 
2016117059.tif 000014