Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung für eine Extrusionsanlage, in deren Materialkanal ein zwischen dem Extruder und einem Spritzwerkzeug angeordnetes, in Lochplatten gebettetes Siebpaket liegt.
Es ist bekannt, dass praktisch alle Schneckenpressen für die Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe mit einem Filter ausgerüstet werden können. Diese sind als im Materialstrom liegende Siebe ausgebildet, die einerseits Fremdkörper oder nur ungenügend aufgeschlossene Materialpartikel ausfiltrieren und andererseits den Aufbau des Drucks im Extruder beeinflussen sollen. Die Siebe sind aus mehreren Sieblagen zusammengesetzte Siebpakete, die zwischen Lochplatten eingebettet sind. Da diese Siebpakete ausgewechselt werden müssen, wenn ein gewisser Verschmutzungsgrad erreicht ist, was normalerweise alle 2-3 Tage der Fall ist, so ist der mit dem Auswechseln der Siebpakete verbundene Aufwand verhältnismässig gross. Zudem muss jeweils beim Auswechseln der Siebpakete die Extrusionsanlage abgestellt werden.
Um das aufwendige Auswechseln und Reinigen dieser Siebpakete zu umgehen, ist es bekannt, Filterwechselanlagen zu verwenden, die das Auswechseln der Siebpakete praktisch während des Betriebes ermöglichen. Bei einer bekannten Filterwechselanlage werden zwei Lochplatten, in denen die Siebpakete eingebettet sind, in einen Schieber eingearbeitet. Bei Verschiebung dieses Schiebers nach der einen Seite arbeitet das eine Siebpaket und bei Verschieben nach der anderen Seite das andere Siebpaket. Das jeweils ausserhalb des Materialstroms liegende Siebpaket kann hierbei gereinigt werden. Das Verschieben der Schieberplatte erfolgt zweckmässig hydraulisch, da die hierzu notwendigen Kräfte entsprechend den auftretenden spezifischen Drucken, z. B.
bis 400 kp/cm2, beträchtlich sein können.
Bekannt sind weiter Ventil-Siebwechsel-Anlagen mit zwei voneinander unabhängigen materialführenden Kanälen, die mit einem Siebpaket versehen sind. Durch das Einstellen der Ventile wird der Materialstrom so geleitet, dass jeweils ein Kanal unbenutzt bleibt und demnach das Auswechseln verschmutzter Siebpakete ermöglicht.
Weiter ist eine Filterwechselanlage bekannt, bei welcher ein Siebband den Materialstrom kreuzt und je nach Bedarf weitertransportiert wird. Hierbei sind jedoch aufwendige Dichtungseinrichtungen erforderlich.
Weiter sind Filterwechselanlagen bekannt, bei welchen der Materialstrom durch ein arbeitendes Siebpaket umgelenkt wird, während das andere Siebpaket entgegen der Durchflussrichtung rückgespült wird. Auch diese Anlage ist entsprechend der für die Rückspülung erforderlichen Kanalanordnung aufwendig und kompliziert.
Neben ihrer aufwendigen und teuren Bauweise haben die meisten bekannten Filterweeinelanlagen besondere Massnahmen vorzusehen, um beim Wechseln eines Siebpakets das Einziehen von Luft zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtereinrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, dass bei einfachster Ausführung derselben eine einwandfreie Abdichtung nach aussen und ein ununterbrochener Betrieb mit fortlaufender Reinigung des Siebpakets erreicht wird.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass das Siebpaket und die Lochplatten einen kreisförmigen Durchlass bilden und um einen exzentrisch zum Materialkanal angeordneten Zapfen drehbar sind.
Die Filtervorrichtung nach der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt und nachfolgend beschrieben.
Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch das Anschluss stück eines Extruders und eines Anschlussflansches für ein Spritzwerkzeug einer zwischen diesen beiden Teilen angeordneten Filtervorrichtung.
In der Figur ist ein, an einem nichtdargestellten Extruderzylinder anschliessendes Anschlussstück 1 dargestellt, dessen Materialkanal von einem kreisrunden Querschnitt beispielsweise in einen ovalen Querschnitt übergeht und zudem in seiner Achse nach abwärts geneigt ist. An einem Ende ist ein Spannflansch 3 mit dem Anschlussstück 1 verbunden, der Bohrungen 4 aufweist. Das Anschlussstück 1 bildet an seiner spannflanschseitigen Stirnseite 5 eine Dichtfläche für eine Filtervorrichtung 6. Die Filtervorrichtung 6 besteht aus zwei zueinander zentrierten Lochplatten 7, 8, zwischen denen ein Siebpaket 9, das aus mehreren Sieblagen besteht, eingebettet ist.
Die Lochplatte 8 weist am Umfang einen Zahnkranz auf, dessen Zähne 10 mit einem nichtdargestellten Antriebszahnrad in Eingriff stehen und so eine Drehung der Filtervorrichtung 6 um einen in der Stirnseite 5 des Anschlussstücks 1 liegenden Lagerzapfen 11, auf den die beiden Lochplatten 7, 8 gelagert sind, ermöglichen. Die Lochplatten 7, 8 und das Siebpaket 9 der Filtervorrichtung 6 bilden einen kreisringförmigen Durchlass, von dem jeweils ein Teil beim Drehen der Filtervorrichtung 6 vor der Mündung des Materialkanals 2 des Anschlussstücks 1 liegt.
An die Filtervorrichtung 6 schliesst stromabwärts ein Anschlussflansch 12 an, dessen Materialkanal 13 in einen mit einem Aussengewinde 14 versehenen Anschluss 15 für ein nichtdargestelltes Spritzwerkzeug mündet. Der Anschlussflansch 12 bildet mit seinerStirnseite 16 die zweite Dichtfläche für die Filtervorrichtung 6. Der Anschlussflansch 12 weist Bohrungen 17 auf, die den Bohrungen 4 des Spannflansches 3 entsprechen. In die Bohrungen 4, 17 sind Schraubenbolzen 18 mit Muttern 19 eingesetzt, mit denen die zwischen den Flanschen 3, 12 liegende Filtervorrichtung 6 soweit eingespannt werden kann, dass eine einwandfreie Dichtung erreicht wird. Werden die Schraubenbolzen 18 über Federn 20, z. B. Tellerfedern, auf die Flanschen 3, 12 abgestützt, so kann die Klemm- oder Einspannkraft für die Filtervorrichtung 6 sehr genau eingestellt werden.
Zudem erreicht man durch die Anordnung der Federn 20 eine Überdrucksiche- rung für die Extrusionsanlage.
Durch die zu den Materialkanälen 2, 13 exzentrische Lage des Lagerzapfens 11 erreicht man, dass ein Teil des kreisringförmigen Durchlasses der Teile 7, 8 ausserhalb des Materialstroms liegt und deshalb der Reinigung zugänglich ist. In der Figur ist eine Ausführungsmöglichkeit gezeigt, bei welcher die Reinigung des Siebpakets 9 durch Rückspülung erreicht wird.
Zu diesem Zweck werden in den Stirnseiten 5, 16 Vertiefungen 21, 22 vorgesehen, von denen die stromabwärts gelegene Vertiefung 21 durch einen Verbindungskanal 23 mit dem Materialkanal 13 des Anschlussflansches verbunden ist. Die stromaufwärts gelegene Vertiefung 22 ist mit einem ins Freie mündenden Austrittskanal 24 verbunden. In den Verbindungs- kanal 23 ragt zudem eine Drosselschraube, mit der der Materialdurchfluss vom Kanal 13 in die Vertiefung 21 gedrosselt werden kann.
Die beschriebene Filtervorrichtung 6 wird wie folgt betrieben:
Vom Extruder fliesst der Materialstrom durch das An schlussstück 1 und durch die im Materialkanal liegende Partie der Lochplatten 7, 8 und des Siebpakets 9 in den Materialkanal 13 und von dort in das Werkzeug, z. B. ein Blaskopf.
Der kreisringförmige Durchlass der Filtervorrichtung 6 wird nun so gedreht, dass periodisch eine Teildrehung erfolgt. Auch ein langsames kontinuierliches Drehen des Durchlasses ist möglich. Das Drehen der Filtervorrichtung 6 erfolgt hierbei über die Zähne 10. Anstelle der Zähne 10 können auch Rasten angeordnet sein, in die eine manuell oder motorisch angetriebene Klinke einrastet und eine Teildrehung vornimmt.
Beim Weiterdrehen der Filtervorrichtung 6 gelangen die ver schmutzten Teile des Siebpakets in die durch die Vertiefungen 21, 22 gebildete Kammer. Durch den im Materialkanal 13 herrschenden Druck fliesst Material durch den Verbindungskanal 23 in die Vertiefung 21 und durch das Siebpaket 9 in die Vertiefung 22 und von dort durch den Austrittskanal 24 ins Freie. Dieser Durchfluss verläuft entgegengesetzt dem Durchfluss im Materialkanal 2, so dass die am Siebpaket 9 angelagerten Teilchen weggespült werden und das Siebpaket für den erneuten Einsatz im Materialkanal 2 zur Verfügung steht. Durch die automatisch erfolgende Rückspülung des Siebpakets 9 kann die Filtervorrichtung 6 dauernd in Betrieb stehen, ohne dass ein Druckanstieg infolge Verschmutzung des Siebpakets auftreten würde.
Die Filtervorrichtung 6 besteht, wie aus der Figur ersichtlich ist, aus wenigen Teilen und ist dementsprechend einfach in ihrem Aufbau. Die Stirnseiten 5, 16 müssen zur Erreichung einer guten Abdichtung aus gehärtetem Material bestehen und plangeschliffen sein, während die Lochplatten 7, 8 zweckmäs sig aus einem Material mit guten Gleiteigenschaften, z. B.
Bronze, ausgeführt sein können.
Unabhängig davon, ob die Drehung der Teile 7, 8, 9 periodisch oder kontinuierlich erfolgt, erreicht man durch die beschriebene Filtervorrichtung, dass auch kein noch so kurzer Unterbruch des Materialstroms eintritt, wenn das Siebpaket 9 in eine neue Stellung gebracht wird. Zudem erreicht man, dass durch die Rückspülung das Einziehen von Luft mit Sicherheit vermieden wird.
The invention relates to a filter device for an extrusion plant, in the material channel of which there is a sieve pack, which is arranged between the extruder and an injection molding tool and embedded in perforated plates.
It is known that practically all screw presses for processing thermoplastics can be equipped with a filter. These are designed as sieves lying in the material flow, which on the one hand filter out foreign bodies or only insufficiently digested material particles and on the other hand are intended to influence the build-up of pressure in the extruder. The screens are made up of several layers of screens, which are embedded between perforated plates. Since these sieve packs have to be exchanged when a certain degree of soiling is reached, which is normally the case every 2-3 days, the effort involved in changing the sieve packs is relatively great. In addition, the extrusion system must be switched off each time the screen packs are replaced.
In order to avoid the laborious exchange and cleaning of these sieve packs, it is known to use filter changing systems which enable the sieve packs to be changed practically during operation. In a known filter changing system, two perforated plates, in which the screen packs are embedded, are incorporated into a slide. When this slide is moved to one side, one screen pack works and when this slide is moved to the other side, the other screen pack works. The screen pack located outside the material flow can be cleaned here. The slide plate is expediently moved hydraulically, since the forces required for this purpose correspond to the specific pressures occurring, e.g. B.
up to 400 kp / cm2, can be considerable.
Also known are valve-screen changing systems with two independent material-carrying channels which are provided with a screen package. By adjusting the valves, the flow of material is directed in such a way that one channel remains unused, which means that dirty screen packs can be replaced.
A filter changing system is also known in which a sieve belt crosses the material flow and is transported further as required. However, complex sealing devices are required here.
Filter changing systems are also known in which the material flow is deflected by a working sieve pack, while the other sieve pack is backwashed against the direction of flow. This system is also expensive and complicated in accordance with the channel arrangement required for backwashing.
In addition to their complex and expensive construction, most of the known filter wine cellars have to take special measures to prevent air being drawn in when changing a sieve pack.
The invention is based on the object of designing a filter device of the type described at the outset in such a way that, with the simplest design, a perfect seal to the outside and uninterrupted operation with continuous cleaning of the sieve pack is achieved.
This object is achieved according to the invention in that the sieve package and the perforated plates form a circular passage and are rotatable about a pin which is arranged eccentrically to the material channel.
The filter device according to the invention is shown in the accompanying drawing using an exemplary embodiment and is described below.
The figure shows a longitudinal section through the connection piece of an extruder and a connection flange for an injection molding tool of a filter device arranged between these two parts.
In the figure, a connection piece 1 adjoining an extruder cylinder (not shown) is shown, the material channel of which merges from a circular cross-section into an oval cross-section, for example, and is also inclined downward in its axis. At one end, a clamping flange 3 is connected to the connection piece 1, which has bores 4. The connection piece 1 forms a sealing surface for a filter device 6 on its clamping flange-side face 5. The filter device 6 consists of two perforated plates 7, 8 centered on one another, between which a sieve packet 9, which consists of several sieve layers, is embedded.
The perforated plate 8 has a toothed ring on the circumference, the teeth 10 of which mesh with a drive gear (not shown) and thus a rotation of the filter device 6 about a bearing pin 11 located in the end face 5 of the connector 1 on which the two perforated plates 7, 8 are mounted , enable. The perforated plates 7, 8 and the sieve pack 9 of the filter device 6 form an annular passage, a part of which lies in front of the opening of the material channel 2 of the connector 1 when the filter device 6 is rotated.
A connection flange 12 adjoins the filter device 6 downstream, the material channel 13 of which opens into a connection 15 provided with an external thread 14 for an injection mold (not shown). The end face 16 of the connecting flange 12 forms the second sealing surface for the filter device 6. The connecting flange 12 has bores 17 which correspond to the bores 4 of the clamping flange 3. Screw bolts 18 with nuts 19 are inserted into the bores 4, 17, with which the filter device 6 located between the flanges 3, 12 can be clamped to such an extent that a perfect seal is achieved. If the screw bolts 18 via springs 20, for. B. disc springs, supported on the flanges 3, 12, so the clamping or clamping force for the filter device 6 can be set very precisely.
In addition, the arrangement of the springs 20 provides an overpressure safety device for the extrusion system.
The eccentric position of the bearing pin 11 with respect to the material channels 2, 13 ensures that part of the circular passage of the parts 7, 8 lies outside the material flow and is therefore accessible for cleaning. The figure shows an embodiment in which the cleaning of the sieve pack 9 is achieved by backwashing.
For this purpose, recesses 21, 22 are provided in the end faces 5, 16, of which the downstream recess 21 is connected by a connecting channel 23 to the material channel 13 of the connecting flange. The upstream depression 22 is connected to an outlet channel 24 opening into the open. A throttle screw with which the material flow from the channel 13 into the recess 21 can be throttled also protrudes into the connection channel 23.
The filter device 6 described is operated as follows:
From the extruder, the material stream flows through the connector 1 and through the part of the perforated plates 7, 8 and the sieve pack 9 located in the material channel into the material channel 13 and from there into the tool, e.g. B. a blow head.
The circular passage of the filter device 6 is now rotated in such a way that a partial rotation takes place periodically. Slow, continuous rotation of the passage is also possible. The rotation of the filter device 6 takes place via the teeth 10. Instead of the teeth 10, notches can also be arranged, into which a manually or motor-driven pawl engages and performs a partial rotation.
As the filter device 6 continues to rotate, the contaminated parts of the screen pack get into the chamber formed by the depressions 21, 22. As a result of the pressure prevailing in the material channel 13, material flows through the connecting channel 23 into the recess 21 and through the sieve package 9 into the recess 22 and from there through the outlet channel 24 into the open. This flow runs in the opposite direction to the flow in the material channel 2, so that the particles deposited on the screen package 9 are washed away and the screen package is available for reuse in the material channel 2. As a result of the backwashing of the sieve pack 9, which takes place automatically, the filter device 6 can be in constant operation without a pressure increase due to contamination of the sieve pack occurring.
As can be seen from the figure, the filter device 6 consists of a few parts and is accordingly simple in its construction. The end faces 5, 16 must be made of hardened material to achieve a good seal and be ground flat, while the perforated plates 7, 8 expediently made of a material with good sliding properties, eg. B.
Bronze.
Regardless of whether the parts 7, 8, 9 rotate periodically or continuously, the filter device described ensures that the material flow is not interrupted, no matter how brief, when the sieve pack 9 is brought into a new position. In addition, the backwashing ensures that the drawing in of air is definitely avoided.