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Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtriervorrichtung für zu reinigende Fluide, insbesondere thermoplastische Kunststoffschmeizen, bestehend aus einem Gehäuse, das zumindest einen Einlasskanal für das zu filtnerende Material und zumindest einen Auslasskanal für das filtrierte Material aufweist, In welchem ein Siebnestträger mit zumindest zwei Siebnestern zwischen Filtrierstellung und Rückspülstellung verlagerbar geführt ist.
Bei einer solchen bekannten Filtriervorrichtung strömt in der Filtrierstellung das Fluid durch den Einlasskanal und gelangt über die in den Siebnestträger eingearbeiteten Zuströmkanäle zu den Siebnestern und durchströmt diese. Das gereinigte Fluid fliesst über die ebenfalls in den Siebnestträger eingearbeiteten Abströmkanälen in den Auslasskanal. In der Rückspülstellung wird ein Teil des von einem Sieb abströmenden, gereinigten Fluids über einen Zuströmkanal, der mit dem Auslasskanal ver-bunden ist, für die Rückspülung eines zu reinigenden Siebes verwendet, wobei das Fluid im Rückstrom einen Grossteil der darin befindlichen Verunreinigungen entfernt und aus den Siebbohrungen herausdrückt und diese über einen weiteren Kanal, der mit dem Zuströmkanal in Verbindung steht, aus der Filtriervorrichtung ausscheidet.
Wie bereits ausgeführt, wird ein Teil der gereinigten Schmelze dem Produktionsfluss entnommen und dazu verwendet, die mit Verunreinigungen belegten Siebe zu spülen. Da in der Rückspülstellung die Verbindung zwischen Einlasskanal und Zuströmkanal unterbrochen ist und eine Verbindung zwischen Auslasskanal und dem Zuführkanal als Rückspülkanal hergestellt ist, herrscht im Zuführkanal ein Überdruck gegenüber dem Zuströmkanal, der bestimmt wird durch den Rückdruck, hervorgerufen durch die Strömungswiderstände, die beim Durchströmen des Produktionsflusses in den Strömungskanälen der nachgeschalteten Vorrichtungen auftreten.
Den grössten Strömungswiderstand weist dabei üblicherweise die Lochplatte für die Granulierung auf.
Dieser Rückdruck Ist bei gegebener Geometrie vor allem vom Massestrom der Materialviskosität und besonders bei thermoplastischen Kunststoffen von der Temperatur der Schmelze abhängig.
Der Rückspülmassestrom wird daher einerseits durch den Rückdruck und andererseits durch die Strömungswiderstände, die hauptsächlich beim Durchströmen des Materials durch das Sieb hervorgerufen werden, bestimmt.
Durch eine Drossel kann bei diesen Erfindungen der Strömungswiderstand und somit der Rückspülmassestrom bei gleichbleibendem Rückdruck verändert werden. Da sich diese jedoch Im Inneren des Siebträgers befindet, kann sie während des Produktionsbetriebes nicht verstellt und somit nicht den momentanen Betriebsbedingungen angepasst werden.
Das Verhältnis der Masseströme zwischen Produktion und Rückspülung sollte ein gewisses Mass nicht unterschreiten, da sonst Probleme in den nachfolgenden Vorrichtungen, beispielsweise bei der Stranggranulierung durch zu geringen Produktionsfluss, geben kann, wo es zum Abreissen einzelner Stränge kommen kann.
Grundsätzlich Ist der Rückspüleffekt, d. h. die Reinigung der Siebe, um so besser, je grösser der Massestrom mit dem das zu reinigende Sieb gespült wird, ist.
Diese beschriebenen Probleme sind bekannt und Lösungen dafür gehören zum Stand der Technik.
Diese bekannten Filtriervorrichtungen haben gemeinsam, dass ein Speichervolumen während der Filtrierstellung mit Material gefüllt und beim Rückspülvorgang aufgebraucht wird und damit der Produktionstrom nicht merklich verringert wird. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass in sehr kurzer Zeit ein grosser Rückspülmassestrom durch das oder die zu reinigende (n) Sieb (e) gepresst werden kann, ohne den Produktionsstrom durch das Sieb wesentlich zu vermindern. Die Nachteile liegen jedoch in der komplizierten und damit aufwendigen Bauweise.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, die bekannten Vorrichtungen zu verbessern und eine Filtriervorrichtung mit einfacher und kompakter Bauweise zu schaffen, ohne dass Einbussen der Siebflächen und hinsichtlich der Regulierbarkelt des Rückspülmassestromes auftreten und bei der diese in einfacher Weise den Gegebenheiten der nachfolgenden Einrichtung und den momentanen Produktionsbedingungen angepasst werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Filtriervorrichtung der eingangs beschriebenen Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Die Unteransprüche bilden ebenso wie Anspruch 1 gleichzeitig einen Teil der Beschreibung.
Bei dieser Filtriervorrichtung wird der Rückspülkanal zur Gänze durch den Abströmkanal ersetzt, so dass sich dadurch keine stehende Kunststoffschmelze in den Kanälen des Siebnestträgers befindet und wodurch die Verkrackung des thermoplastischen Kunstmaterials vermieden wird. Dies wird gemäss der Erfindung mit einem partiellen Ringkanal, sowohl im Zufluss als auch im Abfluss des Fluids dadurch erreicht, dass beim Verdrehen des Siebnestträgers der Abströmkanal bis zu einem voreingestellten Wert geöffnet wird.
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B. mittelsDrehimpulsgeber über ein Bedienterminal als Vorwahlwert für den Antrieb eingegeben werden.
In der Filtrierstellung werden sowohl die im Gehäuse als auch die im Siebnestträger angeordneten Kanäle der in Produktion befindlichen Siebe laufend von der Schmelze durchströmt, so dass ein thermischer Abbau, d. h. eine Verkrackung des Kunststoffmaterials und somit ein damit verbundener erheblicher Qualitätsverlust, nicht auftritt.
Ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik liegt auch darin, dass die Erfindung auch mit nur einem einzigen Trägerköper funktionstüchtig ist, wobei bei der erfinderischen Ausführungsform mit einem Siebnestträger mindestens zwei Siebe im Siebkörper angeordnet sein müssen.
Die Erfindung ist jedoch auch auf zwei oder mehrere Trägerkörper erweiterbar. Um die Siebfläche bei einer möglichst kleinen Baugrösse des Gehäuses bzw. des Siebnestträgers möglichst gross zu machen, ist es auch möglich, eine Anordnung mit vier Sieben in einem Siebnestträger zu verwenden.
Bei der Anwendung von 4 Sieben befinden sich in der Filtrierstellung drei Siebe in Produktionsbetrieb, während sich ein Sieb in der Siebwechselposition befindet.
In der Rückspülstellung befinden sich hingegen zwei Siebe in Produktionsbetrieb und ein Sieb In Rückspülstellung.
Das in Siebwechselstellung befindliche Sieb ist durch eine Abdeckung weitgehend vor dem Sauerstoffeinfluss geschützt.
Um der thermischen Schädigung des Materials im Sammelraum und im Abströmkanal entgegenzuwirken ist vorgesehen, den Siebkörperträger in geringen Zeitabständen, in Abhängigkeit von der thermischen Stabilität des zu filtrierenden Fluids, um 360. geteilt durch die Anzahl der sich im Siebnestträger befindlichen Siebe, weiter zu drehen, ohne dabei in der Rückspülposition anzuhalten. Dadurch werden die vorher erwähnten Räume, in denen sich stehende Schmelze befindet, während sich das Sieb in der Siebwechselstellung befindet, immer wieder von Neuem durchströmt und dadurch unnötige Materia) schädi- gungen vermieden.
Bei einer Anordnung von einem Siebnestträger mit je zwei Sieben, die um 180. zueinander versetzt auf diesem angebracht sind, befinden sich in der Filtrierstellung immer beide Sieb im Produktionsbetrieb und es bildet sich keine stehende Schmelze aus, da sich währenddessen kein Sieb in der Siebwechseistellung befindet und somit alle Kanäle durchströmt werden. Allerdings kann dann, wenn sich der Siebnestträger in Siebwechselstellung befindet nur die Hälfte der Siebfläche, d. h. nur eines der beiden Siebe, zum Filtrieren genützt werden.
Dieser Nachteil kann durch die Anordnung von zwei Siebnestträgern mit je zwei Sieben behoben werden, was jedoch einen erheblichen Mehraufwand bedeutet.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung einer Ausführungsform eines Siebwechslers beschrieben, bei der ein Siebnestträger verwendet wird, bei dem zwei um 180. zueinander versetzte Siebnester in diesem eingebettet sind.
Es zeigt :
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Filtriervorrichtung, mit dem Siebträger in Filtrierstellung ;
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Filtriervorrichtung, gemäss Fig. 1, nach dem Schnitt t-t. auf der
Ebene des Abführungsringkanals ;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Filtriervorrichtung, gemäss Fig. 1 ;
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Filtriervorrichtung, gemäss Fig. 3, nach Schnitt 11-11, auf der Ebene des Zuführungsringkanals ;
Fig. 5 einen Längsschnitt durch das Gehäuse der Filtriervorrichtung mit dem Siebnestträger, unge- schnitten, in Siebwechselstellung, bei geöffnetem Deckel ;
Fig. 6 einen Querschnitt durch die Filtriervorrichtung, gemäss Fig. 5, nach Schnitt 111-111 ;
Fig. 7 einen Längsschnitt durch das Gehäuse der Filtriervorrichtung mit einem Teilauschnitt aus dem
Siebnestträger, in Rückspülstellung ;
Fig. 8 einen Querschnitt durch die Filtriervorrichtung, gemäss Fig. 7, nach Schnitt IV-IV, auf der Ebene des Zuführungsringkanals und des Ausscheidekanals.
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, in dem der angetriebene Siebnestträger 2 in Form eines Rotationszylinders samt den zwei Siebnestern 3 gelagert ist und einem schwenkbar gelagerten Deckel 12 seitlich verschlossen ist.
Das zu filtrierende thermoplastische Matenal gelangt über einen Einlasskanal 4, der in einen, nicht über den ganzen Umfang geführten Zuführungsringkanal 5 übergeht, zum Siebnestträger 2.
In den Siebnestträger 2 sind zwei Siebnester eingebettet, von denen jedes aus einer Druckplatte 13 und einer Stegplatte 14 besteht, zwischen denen eine Filtereinlage 7 zur Filtrierung des Kunststoffmatenals eingelegt ist. Wenn sich der Siebnestträger 2 in der Produktionposition befindet, wie in Fig. 1 und Fig. 2
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dargestellt, dann strömt das Fluid, vom Zuführungsringkanal 5 kommend, über die Zuströmkanäle zu den beiden Siebnestern 3. Der zustromseitige, partielle Zuführungsringkanal 5 ist relativ zum Siebnestträger 2 so angeordnet, dass einerseits die Mittellinie des Zuführungsringkanals 5 in einer Ebene liegt, zu der die Mittellinie des Siebnestträgers 2 orthogonal steht und dass andererseits der Zuführungsringkanal sich genau über der Öffnung des Zuströmkanals 6 befindet.
Die Mittellinie des Zuführungsringkanals 5 bzw. der Öffnung des Zuströmkanals 6 ist um das Mass A in Richtung der Zylindererzeugenden zu der Ausnehmung im Siebnest 3 versetzt. Das Fluid strömt in Richtung der Zylindererzeugenden aus dem Zuströmkanal 6 über die Stegplatte 14 und gelangt durch deren Bohrungen zu der Filtereinlage 7 durch die es durchgedrückt wird.
Über die Bohrungen in der Druckplatte 13 erreicht das Fluid den Sammelraum 15.
Die Strömungsrichtung des Fluides durch das Siebnest 3 steht normal auf die Zylindererzeugende des Siebnestträgers 2. Über den Abströmkanal 8 gelangt das gereinigte Fluid zum Abführungsringkanal 9, der nicht über den ganzen Umfang eingearbeitet ist und zum Auslasskanal 10 führt. Der Abführungsringkanal 9 ist relativ zum Siebnestträger 2 derart angeordnet, dass einerseits die Mittellinie des Abführungsringkanals (9) in einer Ebene liegt, zu der die Mittellinie des Siebnestträgers 2 orthogonal steht und dass andererseits der Abführungsringkanal 9 sich genau über der Öffnung des Abströmkanals 8 befindet.
Die Mittellinie des Abführungsringkanals 9 bzw. der Öffnung des Abströmkanals 8 ist um das Mass B (siehe Fig. 3) in Richtung der Zylindererzeugenden zu der Ausnehmung im Siebnestträger 2 versetzt.
Fig. 3 zeigt den Siebwechsler in der Siebwechselstellung, d. h. um 90. im Uhrzeigersinn gegenüber der vorher beschriebenen Position verdreht.
Das in der Siebwechselstellung befindliche Sieb 7, das nicht vom Fluid durchströmt wird, da Zuström- 6 und Abströmkanäle 7 nicht von den jeweiligen partiellen Ringkanälen 5 und 9 erreicht werden, kann bei vorherigem Öffnen des Deckels 12 durch eine Öffnung im Gehäuse 1 heraus genommen und gereinigt oder durch ein neues Sieb ersetzt werden.
Das andere Sieb 7 ist In Produktionsbetrieb. Der geschlossene Deckel 12 hat die Aufgabe den Wärmefluss an die Umgebung zu verringern. Ausserdem wird durch Schliessen des Deckels 12 durch einen S) ebnestha ! ter 18 sichergestellt, dass sich das wieder eingelegte, gereinigte oder neue Sieb 7 in der richten Lage im Siebnestträger 2 befindet.
In Fig. 4 Ist der Siebnestträger in der Rückspüiposition, d. h. um 50. -70. gegenüber der Siebwechselstellung verdreht, dargestellt, in der ein Sieb 7 der sogenannten Rückspülung ausgesetzt ist und das andere Sieb 7 befindet sich in Produktion und wird wie eingangs beschrieben vom Fluid durchströmt.
Über der Öffnung des der Rückspülung ausgesetzten Siebnestes 3 befindet sich die Öffnung des Rückspülkanals 8, der ins Freie bzw. in einen Auffangbehälter führt.
Bei dem in Produktion befindlichen Siebnest 3, wird die Zuströmkanalöffnung 6 vom zuströmseitlgen. partiellen Zuführungsringkanal 5 überdeckt.
In der Rückspülstellung wird die Öffnung des Abströmkanals 8 vom abströmseitigen, partiellen Abführungsringkanal 9 gerade überdeckt. Dadurch ergibt sich eine offene Querschnittsfläche, durch die bereits filtriertes Fluid über den Abströmkanal 8 zum Sammelraum 15 gelangt. Durch Verdrehen des Slebnestträgers 2 kann die Grösse der Querschnittsfläche und somit der Massedurchfluss für diese Rückspülung variiert werden. Durch den Differenzdruck zwischen Auslass-10 und Ausscheidekanal 11 wird das Sieb 7 mit umgekehrter Durchflussrichtung als beim Produktionsbetrieb vom Fluid durchsetzt und die Verunreinigungen zum Grossteil aus dem Sieb 7 gedrückt.
Die Verunreinigungen werden mit dem Fluid über den Ausscheidekanal 11 ausgespült. Nach Beendigung des Rückspülvorganges wird der Siebnestträger 2 wieder in Produktionsposition gebracht.
Die Stegplatten 14 der Siebe 7 sind jeweils mittig mit einer Abstützung 16 versehen.
Bezugszefchenverzeichnis
1 Gehäuse
2 Siebnestträger
3 Siebnest
4 Einlasskanal
5 Zuführungsringkanal
6 Zuströmkanal
7 Filtereinlage bzw. Sieb
8 Abströmkanal
9 Abführungsringkanal
10 Auslasskanal
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11 Ausscheidekanal
12 Deckel
13 Druckplatte des Siebnestes 3
14 Stegplatte des Siebnestes 3
15 Sammelraum des Siebnestes 3
16 Abstützung der Stegplatte 14
17 Öffnung für den Siebwechsel
18 Siebnesthalter des Deckels 12 Patentansprüche 1.
Filtriervorrichtung für zu reinigende Fluide, insbesondere thermoplastische Fluide mit einem Gehäuse, in dem ein als Rotationszylinder ausgeführter, angetriebener Siebnestträger für zumindest zwei Siebne- ster drehbar gelagert ist. dadurch gekennzeichnet, dass ein einströmseitiger Zuführungsringkanal (5) sowie ein ausströmseitiger Abführungsringkanal (9) über einen Teil, insbesonders wenigstens der
Hälfte, des Umfanges des Siebnestträgers (2) in das Gehäuse (1) eingearbeitet sind und partielle
Ringkanäle (5) und (9) bilden, deren Mittellinien orthogonal zu den Zylindererzeugenden des Siebnest- trägers (2) stehen und um das Mass C in Richtung der Zylindererzeugenden voneinander beabstandet angeordnet sind und bei Verdrehen des Siebnestträgers (2) die Filtrierstellung (F)
oder die Siebwech- selstellung (S) oder die Rückspülstellung (R) einstellbar sind, wobei In der Siebwechselstellung und in der Rückspülstellung eines Siebnestes (3) die Filtrierstellung des anderen Siebnestes (3) eingestellt bleibt.