DE202004020442U1

DE202004020442U1 - Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids

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Publication number: DE202004020442U1
Application number: DE202004020442U
Authority: DE
Original assignee: Maag Pump Systems Textron GmbH
Current assignee: Maag Pump Systems GmbH
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2014-08-20

Abstract

Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren einer polymeren Schmelze, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung, insbesondere einen Extruder, zur Erzeugung eines kontinuierlichen Stromes des unter Druck stehenden Fluids, insbesondere der polymeren Schmelze, umfaßt und eine hiernach angeordnete Filtereinrichtung mit mindestens einem Filter zum Filtrieren des Fluids sowie ein danach vorgesehenes Werkzeug aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bereich stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung (1) eine Erfassungseinrichtung (11, 14, 15) zur Erfassung von mindestens einem Ist-Wert eines Arbeitsparameters des Fluids zugeordnet ist, daß stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung (1) desweiteren im Strom des Fluids eine Drossel (5) vorgesehen ist und daß die Erfassungseinrichtung (11, 14, 15) den mindestens einen Ist-Wert mit einem vorgebbaren Soll-Wert des Arbeitsparameters vergleicht und bei einer Abweichung des mindestens einen Ist-wertes von dem vorgebbaren Soll-Wert eine Stellgröße zur Veränderung des Öffnungsgrades der Drossel (5) derart erzeugt, daß mit zunehmender Verschmutzung des mindestens einen Filters (8, 8a,...

Description

Die vorliegende Neuerung betrifft eine erste Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren einer polymeren Schmelze, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Schutzanspruchs 1 sowie eine zweite Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren einer polymeren Schmelze, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Schutzanspruchs 2.
Um Fluide, insbesondere polymere Schmelzen, zu verarbeiten, ist es bekannt, diese Fluide bzw. polymeren Schmelzen mittels geeigneter Vorrichtungen zu filtrieren. Hierbei wird ein unter Druck stehender Strom des Fluids in der Regel durch einen Extruder erzeugt und kontinuierlich durch ein Filter geführt, so daß dementsprechend das so filtrierte Fluid einem Werkzeug zugeführt werden kann. Beispielhaft wird hier nur aus dem umfangreichen Stand der Technik auf die DE 44 08 803 , DE 196 12 790 und DE 195 19 519 verwiesen, die, wie die vorliegende Anmeldung, vorzugsweise die Filtration von polymeren Schmelzen und hierbei eingesetzte Vorrichtungen beschreiben.
Bei den bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen steigt mit zunehmenden Verschmutzungsgrad des Filters der stromauf des Filters herrschende Druck ständig an, so daß bei Erreichen eines üblicherweise nicht gemessenen Druckgrenzwertes ein kontinuierlicher oder diskontinuierlich durchgeführter Filterwechsel stattfinden muß. Dieser Filterwechsel wird in der Regel nach empirisch ermittelten Zeitabläufen durchgeführt, wobei bei dem kontinuierlichen Filterwechsel der Filtrationsprozeß nicht unterbrochen wird, während beim diskontinuierlichen Filterwechsel hier eine Unterbrechung und ein Austausch bzw. eine Reinigung des Filters erfolgt.
Die auf den bekannten Filtriervorrichtungen durchzuführenden Verfahren weisen den Nachteil auf, daß das jeweils zu filtrierende Fluid einer zyklischen Druckschwankung unterliegt, die sich aus einem ersten, druckerhöhenden Teilzyklus, hervorgerufen durch die zunehmende Verschmutzung des Filters, ggf. einem zweiten, in der Regel recht kurz ablaufenden, den Druck weiter erhöhenden Teilzyklus, verursacht durch die Auswechslung bzw. die Reinigung des Filters, und einem dritten Teilzyklus zusammensetzt, wobei zu Beginn dieses dritten Teilzyklusses ein Druckniveau stromauf des Filters erreicht wird, das dem anfänglichen Druckniveau des ersten Teilzyklusses entspricht. Dieses anfängliche Druckniveau des dritten Teilzyklusses kommt dadurch zustande, daß ein frisches, d.h. unbeladenes Filter aufgrund der Reinigung des Filters oder des Austausches desselben dann wieder für die weitere Filtration zur Verfügung steht, wobei dieses unbeladene Filter bei der Durchführung des weiteren Filtrierprozesses wieder erneut mit Schmutz beladen wird, wie dies zuvor für den ersten Teilzyklus beschrieben ist.
Die zuvor bei den bekannten Vorrichtungen beschriebenen, zyklisch ablaufenden Druckschwankungen stromauf des Filters können, abhängig von dem jeweils zu filtrierenden Fluid und insbesondere abhängig von der jeweils zu filtrierenden polymeren Schmelze, zu unerwünschten Veränderungen des zu filtrierenden Systems führen. So können insbesondere bei empfind lichen polymeren Schmelzen, d.h. bei solchen Schmelzen, die abhängig von dem jeweils herrschenden Druck ihre chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften ändern, unerwünschte Fehlproduktionen auftreten.
Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen der angegebenen Art zur Verfügung zu stellen, die ein besonders schonendes Filtrieren eines Fluids, insbesondere ein besonders schonendes Filtrieren einer polymeren Schmelze, ermöglichen.
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Schutzanspruchs 1 sowie durch eine weitere Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Schutzanspruchs 2 gelöst.
Die neuerungsgemäß Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren einer polymeren Schmelze, weist eine Einrichtung, insbesondere einen Extruder, zur Erzeugung eines kontinuierlichen Stromes des unter Druck stehenden Fluids, insbesondere der polymeren Schmelze, auf. Desweiteren sind in Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids gesehen hiernach eine Filtereinrichtung mit mindestens einem Filter zum Filtrieren des Fluids sowie ein danach vorgesehenes Werkzeug angeordnet. Bei der neuerungsgemäßen Vorrichtung ist dem Bereich stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung eine Erfassungseinrichtung zur Messung bzw. Erfassung von mindestens einem Ist-Wert eines Arbeitsparameters des Fluids zugeordnet und desweiteren ist stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung im Strom des Fluids eine Drossel vorgesehen. Die Erfassungseinrichtung vergleicht den mindestens einen gemessenen bzw. erfaßten Ist-Wert des Arbeitsparameters mit einem vorgebbaren Soll-Wert desselben Arbeitsparameters. Bei einer Abweichung des mindestens einen Ist-Wertes von dem vorgebbaren Soll-Wert erzeugt die Erfassungseinrichtung eine Stell größe zur Veränderung des Öffnungsgrades der Drossel derart, daß mit zunehmender Verschmutzung des mindestens einen Filters der Öffnungsgrad der Drossel kontinuierlich vergrößert wird.
Eine weitere Lösung der vorstehend genannten Aufgabe schlägt vor, daß die neuerungsgemäße Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren einer polymeren Schmelze, eine Einrichtung, insbesondere einen Extruder, zur Erzeugung eines kontinuierlichen Stromes des unter Druck stehenden Fluids, insbesondere der polymeren Schmelze, umfaßt. Hiernach sind in Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids gesehen eine Filtereinrichtung mit mindestens einem Filter zum Filtrieren des Fluids sowie ein danach vorgesehenes Werkzeug angeordnet. Stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung ist bei dieser weiteren Lösung der neuerungsgemäßen Vorrichtung im Strom des Fluids eine auf einen Ist-Wert des Grades der Drosselung einstellbare Drossel vorgesehen, wobei dem Bereich stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung eine Erfassungseinrichtung zur Messung und Erfassung von mindestens einem Ist-Wert des Arbeitsparameters des Fluids zugeordnet. Der Ist-Wert des Grades der Drosselung wird so lange verändert, bis der über die Erfassungseinrichtung erfaßte Ist-Wert des Arbeitsparameters des Fluids einen eingebbaren und konstanten Soll-Wert einnimmt.
Die neuerungsgemäßen Vorrichtungen weisen eine Reihe von Vorteilen auf. So ist zunächst festzuhalten, daß bei den neuerungsgemäßen Vorrichtungen der Zeitpunkt des Filterwechsels nicht etwa, wie bei den bekannten Vorrichtungen, empirisch festgelegt wird, sondern dieser Zeitpunkt exakt aufgrund erfaßter Meßwerte bestimmt wird. Hierdurch wird es möglich, daß eine mittels der neuerungsgemäßen Vorrichtungen durchgeführte Filtrierung des Fluids besonders reproduzierbar gestaltet wird, so daß dementsprechend die neuerungsgemäßen Vorrichtungen mit einem reduzierten Personalaufwand betrieben werden können, ohne daß unerwünschte Stillstandszeiten auftreten. Bedingt dadurch, daß bei den neuerungsgemäßen Vorrichtungen zusätzlich zu dem jeweils mindestens einen Filter, das im Laufe der Benutzung zunehmend mit Schmutz beladen wird, wodurch sich der Druck stromauf des Filters in dem zu filtrierenden Fluid ändert, jeweils noch eine ebenfalls einen Gegendruck erzeugende Drossel vorhanden ist, deren Öffnungsgrad und somit auch deren Gegendruck veränderbar und insbesondere anpaßbar ist, läßt sich bei den neuerungsgemäßen Vorrichtungen der in Folge der zunehmenden Filterverschmutzung bewirkte steigende Druck stromauf des Filters durch eine Erhöhung des Öffnungsgrades der Drossel kompensieren, so daß die neuerungsgemäßen Vorrichtungen eine druckkonstante Filtration des Fluids unter Beibehaltung eines gleichbleibenden Mengenstromes an filtriertem Fluid pro Zeiteinheit zum Werkzeug und/oder unter Beibehaltung einer konstanten Temperatur und/oder einer konstanten Viskosität ermöglichen. Hierbei erlauben insbesondere die neuerungsgemäßen Vorrichtungen, daß diese Druckkonstanz stromauf der Filter herrscht, wodurch vorzugsweise bei druckempfindlichen polymeren Schmelzen unerwünschte chemische und/oder physikalische Eigenschaftsveränderungen der polymeren Schmelze vermieden werden. Diese Druckkonstanz, die insbesondere stromauf des Filters bei den neuerungsgemäßen Vorrichtungen vorhanden ist, schont desweiteren die dort positionierte Einrichtung zur Erzeugung des unter Druck stehenden Stromes des Fluids, wobei es sich hierbei vorzugsweise um einen Extruder, eine entsprechende Pumpe oder um einen unter Druck stehenden Fluidvorrat handelt. Desweiteren bewirkt die bei den neuerungsgemäßen Vorrichtungen vorgesehene Druckkonstanz, daß die oftmals in dem zu filtrierenden Fluid enthaltenen Gase, die vor dem Filtrationsprozeß zu entfernen sind, an ein und derselben Stelle stromauf des Filters abgelassen werden können, was bei den bekannten Vorrichtungen wegen der zuvor beschriebenen Druckzyklen nicht der Fall ist. Hierdurch wird das zu filtrierende Fluid, bei dem es sich vorzugsweise um eine polymere Schmelze handelt, optimal entgast, was einen erheblichen positiven Einfluß auf die Qualität des durch das Werkzeug erzeugten Werkstückes hat, so daß bei den neuerungsgemäßen Vorrichtungen nicht nur verbesserte Werkstücke (Extrudate) hergestellt werden können sondern auch die Quote an fehlerhaften Werkstücken verringert wird.
Klarstellend ist anzumerken, daß der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriff Fluid insbesondere eine polymere Schmelze abdeckt, wobei bevorzugte Beispiele für eine derartige polymere Schmelze die Kunststoffe Polypropylen, Polyethylen, Hochdruckpolypropylen, Niederdruckpolyethylen, lineares Niederdruckpolyethylen, Polystyrol, Polyamid, Alkyl-Butadien-Styrol (ABS), Polyester, Polyoxymethylen (POM), Polyacrylate, insbesondere Polymethylmethacrylate (PMMA) und Polyvinylchlorid umfaßt. Desweiteren ist klarstellend anzumerken, daß alle im Singular verwendeten Begriffe, so zum Beispiel das "Filter", in der vorliegenden Beschreibung nicht nur den einen Begriff, so zum Beispiel ein einziges Filter, umfaßt, sondern daß hierunter auch eine beliebige Anzahl dieser Begriffe, so zum Beispiel eine beliebige Anzahl von Filtern, fällt. Weiterhin ist festzuhalten, daß alle Begriffe, die mit "und/oder" verknüpft sind, sowohl additiv als auch alternativ aufzufassen sind, wobei diese Aussage auch dann gilt, wenn bei einer Aufzählung von mehr als zwei Begriffen nur die beiden letzten Begriffe mit "und/oder" verbunden sind, so daß bei dieser Art der Aufzählung alle Begriffe oder nur ein Teil der Begriffe additiv oder alternativ miteinander verknüpft sind. Die Begriffe stromauf und stromab beziehen sich stets auf die Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids.
Die zuvor beschriebene weitere Lösung der neuerungsgemäßen Vorrichtung erlaubt die Durchführung einer Verfahrensvariante zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren einer polymeren Schmelze. Hierbei wird ein unter Druck stehender Strom des Fluids kontinuierlich durch mindestens ein Filter geführt und hiernach das so filtrierte Fluid einem Werkzeug zugeführt. Der Strom des zu filtrierenden und/oder des filtrierten Fluids wird mit Hilfe einer im Strömungsweg angeordneten Drossel gedrosselt, wobei jedoch der Ist-Wert des Grades der Drosselung auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird. Desweiteren wird ein Ist-Wert eines Arbeitsparameters des Fluids gemessen und der Ist-Wert des Grades der Drosselung so lange verändert, bis der zuvor genannte Ist-wert des Arbeitsparameters des Fluids einen eingebbaren und konstanten Soll-Wert einnimmt. Um dies zu erreichen, weist auch diese Lösung der neuerungsgemäßen Vorrichtung eine Erfassungseinrichtung auf, die dem Bereich stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung zugeordnet ist. Diese weitere Lösung der neuerungsgemäßen Vorrichtung unterscheidet sich von der ersten Lösung der neuerungsgemäßen Vorrichtung darin, daß bei der weiteren Lösung der Grad der Drossel vorgegeben wird, daß ein Ist-Wert eines Parameters des Fluids gemessen wird und daß der Ist-Wert des Grades der Drosselung so lange verändert wird, bis der Ist-Wert des Arbeitsparameters des Fluids einen eingebbaren und konstanten Soll-Wert einnimmt, so daß auch diese weitere Lösung eine reproduzierbare und druckkonstante Filtration des Fluids ermöglicht.
Mit anderen Worten stellt man bei der weiteren Lösung der neuerungsgemäßen Vorrichtung den Grad der Drosselung ein und verändert diesen so lange, bis der Ist-Wert des Arbeitsparameters einen konstanten, eingebbaren Soll-Wert einnimmt, wobei diese Abstimmung im Laufe des Filtrationsprozesses und mit zunehmender Verschmutzung des Filters ständig wiederholt und entsprechend angepaßt wird.
Bezüglich des Ist-Wertes des Arbeitsparameters des Fluids, der bei der neuerungsgemäßen Vorrichtungen zu messen ist, ist allgemein festzuhalten, daß hierfür jede Meßmethode und damit jeder Meßwert geeignet ist, der sich bei einer Änderung des Verschmutzungsgrades des Filters ebenfalls ändert. Insbesondere wird bei der neuerungsgemäßen Vorrichtung als Ist-Wert des Arbeitsparameters des Fluids der Druck, die Durchflußmenge, die Durchflußgeschwindigkeit, die Temperatur und/oder die Viskosität des zu filtrierenden Fluids und/oder des filtrierten Fluids gemessen.
Bei den zuvor erläuterten neuerungsgemäßen Vorrichtungen ist die Erfassungseinrichtung insbesondere derart ausgebildet, daß die Erfassungseinrichtung als Ist-Wert des Arbeitsparameters des Fluids einen solchen Meßwert erfaßt, der sich bei einer Änderung des Verschmutzungsgrades des Filters ebenfalls ändert. Insbesondere wird die Erfassungseinrichtung derart ausgebildet, daß sie als Ist-Wert des Arbeitsparameters des Fluids den Druck, die Durchflußmenge, die Durchflußgeschwindigkeit, die Temperatur und/oder die Viskosität des Fluids erfaßt.
Soll mit Hilfe der neuerungsgemäßen Vorrichtungen ein stark verschmutztes Fluid, so beispielsweise eine polymere Schmelze eines Recycling-Materials, filtriert werden, so bietet es sich an, daß hierbei Ausführungsformen der neuerungsgemäßen Vorrichtungen angewendet werden, bei denen der Strom des filtrierten Fluids durch eine stromab des Filters angeordnete Drossel gedrosselt wird. Diese Ausführungsformen haben den Vorteil, daß die Drossel nicht so leicht verschmutzt werden kann, da das diesbezügliche Drosselelement nur mit filtriertem Fluid in Kontakt kommt.
Ist hingegen das zu filtrierende Fluid nur gering verschmutzt, sehen andere Ausgestaltungen der neuerungsgemäßen Vorrichtungen vor, daß die Drossel stromauf des Filters angeordnet ist, so daß dementsprechend der Strom des zu filtrierenden Fluids gedrosselt wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtungen sieht vor, daß die Erfassungseinrichtung jeweils einen Druckmeßfühler zur Erfassung des Fluiddruckes stromauf oder stromab oder stromauf und stromab der Filtereinrichtung aufweist, wobei in den zuerst genannten beiden Fällen, bei denen der Fluiddruck stromauf oder stromab der Filtereinrichtung erfaßt wird, ein Druck und im letzten Fall (stromauf und stromab) ein Differenzdruck gemessen wird. Desweiteren ist die Erfassungseinrichtung so ausgestaltet, daß der so als Arbeitsparameter des Fluids erfaßte Druck-Ist-Wert oder der Differenzdruck-Ist-Wert mit dem vorgebbaren, d.h. einstellbaren, Druck-Soll-Wert bzw. Differenzdruck-Soll-Wert verglichen wird und daß sobald der Ist-Wert den Soll-Wert übersteigt, eine Stellgröße erzeugt wird, die eine Vergrößerung des Öffnungsgrades der Drossel bewirkt. Diese Ausführungsformen der neuerungsgemäßen Vorrichtungen weisen den entscheidenden Vorteil auf, daß hierdurch in besonders einfacher und reproduzierbarer Weise insbesondere der Druck stromauf der Filtereinrichtung konstant gehalten werden kann, wobei als zusätzlicher Vorteil dieser Ausführungsformen festzuhalten ist, daß die hier vorgesehenen Druckmeßfühler preiswert sind und sich durch eine wartungsarme und störunanfällige Betriebsweise auszeichnen.
Eine andere Ausgestaltung der neuerungsgemäßen Vorrichtungen weist eine solche Erfassungseinrichtung auf, die mit mindestens einen Temperaturmeßfühler zur Erfassung der Fluidtemperatur stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung oder zur Erfassung einer Differenztemperatur versehen ist. Der hierdurch erfaßte Temperatur-Ist-Wert des Fluids bzw. der Differenztemperatur-Ist-Wert wird in der Erfassungseinrichtung mit dem vorgebbaren Temperatur-Soll-Wert bzw. vorgebbaren Differenztemperatur-Soll-Wert verglichen, so daß sobald der Ist-Wert den Soll-Wert überschreitet, eine Stellgröße von der Erfassungseinrichtung erzeugt wird, die eine Vergrößerung des Öffnungsgrades der Drossel bewirkt. Diese Ausführungsform wird bevorzugt dann angewandt, wenn mit der neuerungsgemäßen Vorrichtung eine dünnflüssige polymere Schmelze filtriert werden soll.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der neuerungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß hierbei die Drossel stromauf der Filtereinrichtung angeordnet ist. Diese Ausführungsform wird immer dann bevorzugt angewendet, wenn das zu filtrierende Fluid nur einen relativ geringen Verschmutzungsgrad aufweist, so daß hierbei nicht die Gefahr besteht, daß die Funktionsfähigkeit der Drossel durch abgelagerte Schmutzpartikel beeinträchtigt wird.
Bei einer Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtungen ist der jeweiligen Drossel, die stromauf der Filtereinrichtung angeordnet ist, ein Ventil zugeordnet oder dieses Ventil ist einstückig mit der Drossel ausgebildet, wobei dieses Ventil in seiner geöffneten Stellung einen Fluidstrom zur Atmosphäre hin ableitet. Diese Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung wird immer dann bevorzugt verwendet, wenn das jeweils zu filtrierende Fluid, insbesondere die zu filtrierende polymere Schmelze, dazu neigt, schon bei kurzen Stillstandszeiten partikelförmige Agglomerate auszubilden. Diese partikelförmigen Agglomerate können dann mittels des Ventils zu Beginn der Filtration aus der neuerungsgemäßen Vorrichtung abgeführt werden, so daß diese Agglomerate nicht schon zu Beginn der Filtration das Filter verschmutzen.
Eine andere Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß hierbei die Drossel stromab der Filtereinrichtung angeordnet ist. Diese Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung wird, wie bereits vorstehend erwähnt, immer dann angewandt, wenn das zu filtrierende Fluid stark ver schmutzt ist, wobei der Vorteil einer derartigen Anordnung der Drossel darin zu sehen ist, daß die stromab der Filtereinrichtung vorgesehene Drossel nicht in Kontakt mit verschmutztem Fluid gelangt. Desweiteren zeichnet sich diese Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung durch eine hohe Betriebssicherheit aus, so daß sie vorzugsweise auch zur Filtration von polymeren Recyclingmaterialschmelzen eingesetzt wird.
Eine besonders feine Abstimmung des Grades der Drosselung des Fluidstromes wird bei der neuerungsgemäßen Vorrichtung dadurch erreicht, daß stromauf und stromab der Filtereinrichtung jeweils eine Drossel vorgesehen ist. Insbesondere dann, wenn die stromauf der Filtereinrichtung angeordnete Drossel mit den zuvor beschriebenen Ventil versehen ist oder dieser Drossel das zuvor beschriebene Ventil zugeordnet ist, lassen sich mit einer derartigen Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung stark verschmutzte polymere Schmelzen, weniger verschmutzte polymere Schmelzen und auch solche Schmelzen filtrieren, die zur Ausbildung von festen Agglomeraten neigen, so daß abhängig von der jeweiligen Verschmutzung der zu filtrierenden polymeren Schmelze bzw. deren Eigenschaften dann bei stark verschmutzten polymeren Schmelze vorzugsweise nur die stromab der Filtereinrichtung angeordnete Drossel, bei weniger stark verschmutzten Schmelze beide Drosseln gemeinsam oder auch individuell eine Drossel eingesetzt wird, während bei solchen Schmelzen, die zur Ausbildung von Agglomeraten neigen, zusätzlich noch die stromauf der Filtereinrichtung angeordnete Drossel zur Abführung der Agglomerate zu Beginn einer Filtration eingesetzt werden kann. Somit ist diese Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung universell einsetzbar und an die jeweiligen Anforderungen sehr leicht anpaßbar.
Bezüglich der in der neuerungsgemäßen Vorrichtung im Fluidstrom vorgesehenen Drossel ist allgemein anzumerken, daß diese Drossel so ausgebildet ist, daß deren Öffnungsgrad innerhalb enger Grenzen zu verändern ist und daß desweiteren die Drossel so ausgestaltet ist, daß Toträume minimiert sind.
Eine besonders störunanfällige Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung weist eine Drossel auf, die mit einem vom Fluid durchströmten Aufnahmeraum versehen ist. Bei diesem Aufnahmeraum handelt es sich vorzugsweise um einen vom Fluid durchströmten Rohrabschnitt, wobei dieser Aufnahmeraum ein in das Fluid eindringendes Drosselelement aufweist. Hierbei ist das Drosselelement zwischen einer ersten Stellung, in der der Fluidstrom nahezu unterbrochen ist, so daß damit ein geringer Öffnungsgrad der Drossel vorliegt, und einer zweiten Stellung, in der der Fluidstrom durch das Drosselelement nicht oder nahezu nicht behindert ist, so daß damit ein hoher Öffnungsgrad der Drossel vorliegt, und umgekehrt hierzu bewegbar. Im einfachsten Fall ist bei dieser Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung das Drosselelement als Flachschieber ausgebildet und einem Rohrabschnitt, durch die das Fluid strömt, zugeordnet, so daß durch eine Bewegung dieses Flachschiebers der Grad der Öffnung der Drossel einstellbar ist.
Eine weitere Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung sieht eine Drossel vor, bei der das Drosselelement als zylindrischer Drosselkolben und der Aufnahmeraum als zylindrischer Aufnahmeraum ausgebildet sind, wobei der Strom des Fluids durch diesen zylindrischen Aufnahmeraum geführt wird. Der zylindrische Drosselkolben ist in dem zylindrischen Aufnahmeraum axial zwischen der zuvor beschriebenen ersten Stellung und der zweiten Stellung verschiebbar gelagert, so daß durch eine axiale Verlagerung des zylindrischen Drosselkolbens der Öffnungsgrad der Drossel beliebig veränderbar ist. Anstelle des zylindrischen Aufnahmeraumes kann auch ein Rohrabschnitt, durch das das Fluid geführt wird, als Aufnahmeraum dienen, wobei dieser Rohrabschnitt dann zur Führung und Halterung des zylindrischen Drosselelementes einen entsprechend geformten Gehäusebereich aufweist. Bei einer axialen Verschiebung des zylindrischen Drosselelementes, dessen Durchmesser größer ist als der Querschnitt des Rohrabschnittes, dringt dann das Drosselelement in den als Rohrabschnitt ausgebildeten Aufnahmeraum und bewirkt dann, abhängig von seiner Eindringtiefe, die erwünschte Drosselung des Fluidstromes. Alternativ hierzu kann jedoch auch ein zylindrisches Drosselelement verwendet werden, das mit einer, dem Querschnitt des Rohrabschnitt entsprechender Durchtrittsöffnung, vorzugsweise einer zylindrischen Durchgangsbohrung, versehen ist, wobei diese Drossel so in einem Gehäuseabschnitt gelagert ist, daß durch eine axiale Verlagerung des zylindrischen Drosselelementes die darin vorgesehene Durchtrittsöffnung mehr oder weniger mit der Rohrinnenwandung fluchtet, wodurch der Öffnungsgrad der Drossel besonders einfach und genau einstellbar ist.
Eine andere Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß diese eine speziell geformte Drossel aufweist, wobei sich diese Drossel dadurch hervorhebt, daß sie Strömungstotzonen völlig vermeidet. Um dies zu erreichen, weist die Drossel einen konisch ausgebildeten Aufnahmeraum auf, wobei innerhalb dieses Aufnahmeraumes ein hieran angepaßtes, ebenfalls konische ausgestaltetes Drosselelement angeordnet ist. Hierbei ist das konische Drosselelement zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung axial verschiebbar, wobei dem Aufnahmeraum ein stromauf des Drosselelementes angeordneter Fluidzufuhrteilkanal und ein stromab des Drosselelementes vorgesehener Fluidabfuhrteilkanal zugeordnet sind. Über den Fluidzufuhrteilkanal wird der Strom des Fluids im Aufnahmeraum und über den Fluidabfuhrteilkanal aus dem Aufnahmeraum entfernt. Aufgrund der Konizität sowohl des Aufnahmeraumes als auch des Drosselelementes erlaubt diese Ausgestaltung der Drossel eine sehr feine Einstellung des Öffnungsgrades der Drossel, wobei gleichzeitig die konischen Wandungen des Auf nahmeraumes und der Drossel eine unerwünschte Ablagerung von Fluidresten verhindert.
Insbesondere dann, wenn bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung, die eine spezielle Drossel aufweist, der Fluidabfuhrteilkanal einen in Strömungsrichtung des Fluids gesehenen ersten Abschnitt aufweist, der beidseitig des Gehäuses des Aufnahmeraumes außerhalb desselben verläuft und der in den Fluidabfuhrteilkanal einmündet, werden durch eine derartig ausgestaltete Drossel die zuvor angesprochenen Vorteile in besonders hohem Maße erreicht.
Insbesondere ist der erste Abschnitt des Fluidabfuhrteilkanals in Strömungsrichtung des Fluids gesehen als Ringkanal ausgebildet, wobei der Ringkanal teilweise oder vollständig das Gehäuse des Aufnahmeraumes von außen umfaßt, wie dies nachfolgend noch anhand einer konkreten Ausführungsform erläutert ist.
Um bei der neuerungsgemäßen Vorrichtung die erwünschte Drosselung des Fluidstromes, abhängig von der jeweiligen Beladung des Filters herbeizuführen, bietet es sich an, daß das Drosselelement der zuvor beschriebenen Ausführungsform abhängig von der von der Erfassungseinrichtung erzeugten Stellgröße bewegt wird. Diese Bewegung, die vorzugsweise eine axiale Verschiebung des Drosselelementes darstellt, kann entweder manuell oder vorzugsweise automatisch herbeigeführt werden, wobei hierfür dem Drosselelement ein Antrieb für die axiale Bewegung desselben zugeordnet ist. Dieser Antrieb wird insbesondere als hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Antrieb ausgestaltet.
Eine Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß das Drosselelement nur über eine vorgegebene Größe bewegt und vorzugsweise axial verschoben wird. Diese vorgegebene Größe liegt zwischen der ersten und zweiten Stellung des Drosselelementes, so daß dementsprechend der Öffnungsgrad der Drossel vergrößert bzw. verkleinert wird. Bei Überschreiten dieser vorgegebenen Größe wird ein optisches und/oder ein akustisches Signal erzeugt, so daß bei Auftreten dieses Signales dem Bedienungspersonal angezeigt wird, daß ein Filterwechsel erforderlich wird.
Eine weitere Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß beim Überschreiten der vorgegebenen Größe ein Rückspülen eines verschmutzten Filters automatisch ausgelöst wird. Diese Ausführungsform der neuerungsgemäßen Vorrichtung erfordert jedoch mindestens zwei Filter, wobei diese beiden Filter wahlweise eine erste Position, in der sie beide den Fluidstrom filtrieren, und in eine zweite Position, in der ein Filter den Fluidstrom filtriert, während das jeweils andere Filter mit einem Teilstrom an filtriertem Fluid entgegengesetzt zur Strömungsrichtung beim Filtrieren rückgespült wird, bewegbar sind. während dieses Rückspülprozesses löst dann der Teilstrom an filtriertem Fluid die auf der Filterfläche angesammelten Verschmutzungen und führt sie entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Fluids beim Filtrieren über ein geeignetes Ventil stromauf der Filtereinrichtung zur Atmosphäre hin ab, so daß nach Beendigung dieses Rückspülprozesses ein von Schmutzpartikeln befreites Filter für die erneute Filtration wieder zur Verfügung gestellt wird.
Grundsätzlich kann die neuerungsgemäße Vorrichtung alle an sich bekannten Filtereinrichtungen aufweisen, wobei hier beispielsweise die im Stand der Technik beschriebenen Bandfilter zu nennen sind. Besonders geeignet ist es jedoch, wenn die neuerungsgemäße Vorrichtung eine Filtereinrichtung umfaßt, die innerhalb eines in einem Gehäuse gelagerten und axial hierzu verschiebbaren Bolzens mindestens zwei, mit axialen Abstand voneinander angeordnete Filter aufweist. Wahlweise können dann die mindestens beiden Filter mit dem zu filtrierenden Fluid durchströmt werden oder mindestens ein Filter wird mit dem zu filtrierenden Fluid durchströmt, während gleichzeitig sich das mindestens eine andere Filter in einer Position außerhalb der Filtereinrichtung befindet, so daß sich dieses eine, außerhalb der Filtereinrichtung befindliche Filter manuell durch das jeweilige Bedienungspersonal ausgewechselt und gereinigt oder ausgewechselt und durch ein neues Filter ersetzt werden kann.
Eine andere, ebenfalls vorteilhafte Ausgestaltung der neuerungsgemäßen Vorrichtung umfaßt eine Filtereinrichtung, die zwei, innerhalb eines Gehäuses angeordnete und axial hierzu verschiebbarer Bolzen aufweist, die jeweils mit mindestens zwei, mit axialen Abstand voneinander angeordnete Filter versehen sind. Hierbei werden diese Bolzen in entsprechenden Gehäusebohrungen fluiddicht und axial verschiebbar gelagert, wobei wahlweise alle Filter von dem zu filtrierenden Fluid durchströmt werden oder sich mindestens ein Filter in einer Position außerhalb der Filtereinrichtung befindet, während die verbleibenden anderen Filter von dem zu filtrierenden Fluid durchströmt werden. Hierdurch wird erreicht, daß ohne Unterbrechung des Filtrierprozesses ein oder mehrere Filter, die sich in einer Position außerhalb der Filtereinrichtung befindet bzw. befinden, ausgetauscht oder gereinigt werden kann bzw. können, ohne daß es dabei zu einer unerwünschten Druckschwankung kommt.
Eine andere Ausgestaltung der neuerungsgemäßen Vorrichtung weist ein erstes Anschlußelement zur Verbindung der Filtereinrichtung an die Einrichtung zur Erzeugung eines kontinuierlichen Stromes des unter Druck stehenden Fluids und ein zweites Anschlußelement zur Verbindung der Filtereinrichtung mit dem Werkzeug auf, wobei die Filtereinrichtung mindestens ein, vom Fluid durchströmtes Filter besitzt. Zwischen dem ersten Anschlußelement und dem Filter und/oder zwischen dem Filter und dem zweiten Anschlußelement ist die Erfassungseinrichtung für die Erfassung des Ist-Wertes des Arbeitsparameters des Fluids angeordnet und zwischen dem ersten Anschlußelement und dem Filter und/oder zwischen dem Filter und dem zweiten Anschlußelement ist desweiteren im Strom des Fluids die Drossel vorgesehen.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der neuerungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß hierbei die Drossel stromauf der Filtereinrichtung zwischen dem ersten Abschlußelement und dem Filter angeordnet ist. Diese Ausführungsform wird immer dann bevorzugt angewendet, wenn das zu filtrierende Fluid nur einen relativ geringen Verschmutzungsgrad aufweist, so daß hierbei nicht die Gefahr besteht, daß die Funktionsfähigkeit der Drossel durch abgelagerte Schmutzpartikel beeinträchtigt wird.
Hat hingegen das zu filtrierende Fluid eine hohe Verunreinigung, so empfiehlt es sich, die Drossel stromab der Filtereinrichtung zwischen dem Filter und dem zweiten Anschlußelement anzuordnen.
Eine andere Ausgestaltung der neuerungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß die Erfassungseinrichtung jeweils einen Druckmeßfühler zwischen dem ersten Anschlußelement und dem Filter und/oder zwischen dem Filter und dem zweiten Anschlußelement zur Erfassung des Fluiddruckes stromauf und/oder stromab des Filters oder zur Erfassung des Differenzdruckes aufweist.
Alternativ hierzu weist bei einer anderen Ausgestaltung der neuerungsgemäßen Vorrichtung die Erfassungseinrichtung jeweils einen Temperaturmeßfühler zwischen dem ersten Anschlußelement und dem Filter und/oder zwischen dem Filter und dem zweiten Anschlußelement zur Erfassung der Fluidtemperatur stromauf und/oder stromab des Filters oder zur Erfassung einer Differenztemperatur auf.
Klarstellend ist anzumerken, daß bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen, bei denen die Vorrichtung jeweils ein erstes und zweites Anschlußelement aufweist, die Bezeichnung stromauf des Filters eine Position bestimmt, die zwischen dem ersten Anschlußelement und dem Filter liegt, und daß die Bezeichnung stromab des Filters eine Position bestimmt, die zwischen dem Filter und dem zweiten Anschlußelement liegt.
Zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der neuerungsgemäßen Vorrichtungen ist festzuhalten, daß dem Fluidzufuhrteilkanal vorzugsweise dann das erste Anschlußelement und dem Fluidabfuhrteilkanal das zweite Anschlußelement zugeordnet sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen der neuerungsgemäßen Vorrichtungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die neuerungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Teilansicht der Vorrichtung,
2 wie 1, jedoch teilweise mit einem herausgebrochenen Gehäusebereich,
3 wie 1, jedoch teilweise mit einem anderen herausgebrochenen größeren Gehäusebereich,
4 eine schematische Schnittansicht einer Drossel, wobei das Drosselelement in seiner zweiten Stellung (geöffnet) abgebildet ist,
5 wie 4, jedoch in einer teilweise geöffneten Stellung des Drosselelementes, und
6 wie 4, jedoch in einer geschlossenen Stellung des Drosselelementes.
In den 1 bis 6 sind die selben Teile mit den selben Bezugszeichen versehen.
Die in den 1 bis 3 abgebildete Ausführungsform der insgesamt mit 1 bezeichneten Vorrichtung weist einen Fluidzufuhrkanal 3 auf, wobei sich der Fluidzufuhrkanal 3 von einem nicht gezeigten Extruder beginnend über ein erstes Anschlußelement 2 bis zu einem ersten Filter 8 bzw. 8a und einem zweiten Filter 9 bzw. 9a (2 und 3) erstreckt. Desweiteren ist die Vorrichtung 1 mit einem Gehäuse 10 versehen, das zwei parallel zueinander angeordnete Bohrungen 12 und 13 umfaßt, die zwei parallel zueinander ausgerichtete Bolzen 6 und 7 fluiddicht und axial verschiebbar lagern. Hierbei ist jeder Bolzen mit mindestens zwei, mit axialem Abstand voneinander angeordneten Filtern 8 bzw. 8a und 9 bzw. 9a versehen, wobei das jeweils zweite Filter 8a und 9a nur in 3 schematisch als Filter 8a angedeutet ist. In Strömungsrichtung 16 des zu filtrierenden Fluids gesehen schließt sich an die Filter ein Fluidabfuhrkanal (nicht gezeigt) an, wobei dieser Fluidabfuhrkanal mit einem nicht gezeigten Werkzeug über ein nicht abgebildeten zweites Anschlußelement verbunden ist. Sowohl der Fluidzufuhrkanal als auch der Fluidabfuhrkanal weist eine Kanalteilung auf, wie dies für den Fluidzufuhrkanal 3 in der 2 mit 3a und 3b zu erkennen ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Filter 8, 8a, 9 und 9a gleichmäßig mit dem zu filtrierenden Fluid versorgt werden.
Der Vorrichtung 1 ist desweiteren eine Erfassungseinrichtung 11 zugeordnet, die in den 1 bis 3 nur schematisch angedeutet ist. Dieser Erfassungseinrichtung 11 sind zwei Druckmeßfühler 14 und 15 zugeordnet, wobei der Druckmeßfühler 14 stromauf einer Drossel 5 und der Druckmeßfühler 15 stromab der Filter 8, 8a, 9 und 9a im Fluidabfuhrkanal (nicht gezeigt) positioniert sind.
Eine im Fluidzufuhrkanal vorgesehene Drossel 5 weist ein relativ zur Strömungsrichtung des Fluid im Fluidzufuhrkanal axial verschiebbares Drosselelement 4 auf, wobei die 2 und 3 unterschiedliche Stellungen des Drosselelementes 4 widerspiegeln. Der Aufnahmeraum 17 des Drosselelementes 4 wird bei der in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform der Drossel 5 durch einen Abschnitt des Fluidzufuhrkanals 3 ausgebildet.
Wie insbesondere den 2 und 3 zu entnehmen ist, ist das Drosselelement 4 als zylindrisches Drosselelement ausgestaltet und weist eine in ihrem Durchmesser dem Innenquerschnitt des Fluidzufuhrkanals 3 angepaßte Durchtrittsöffnung 18 auf (2 und 3), so daß durch eine axiale Verschiebung des Drosselelementes 4 relativ zum Aufnahmeraum 17 der Öffnungsgrad der Drossel beliebig veränderbar ist.
Die Vorrichtung 1 wird über das erste Anschlußelement 2 beispielsweise mit einem nicht gezeigten Extruder und über das zweite Anschlußelement mit einem ebenfalls nicht gezeigten Werkzeug verbunden.
Die vorstehend genannte Vorrichtung 1 arbeitet wie folgt: Zunächst wird das zu filtrierende Fluid in Pfeilrichtung 16 über den Fluidzufuhrkanal 3 zu den beiden Filtern 8 und 9 zugeführt, dort gefiltert und gelangt dann als filtrierte Fluid über den sich hieran anschließenden Fluidabfuhrkanal zu dem nicht dargestellten Werkzeug. Zu diesem Zeitpunkt wird über die beiden Meßfühler 14 und 15 ein Differenzdruck gemessen, wobei die Größe dieses Differenzdruckes über die Drossel 5 einstellbar ist. Zu Beginn dieser Filtration befindet sich das axial verschiebbare Drosselelement 4 der Drossel 5 in einer Stellung, wie diese beispielsweise in der 2 abgebildet ist und die vorstehend als erste Stellung des Drosselelementes 4 bezeichnet wurde, d.h, in dieser Stellung unterbricht die Drossel nahezu vollständig den Fluidstrom, bedingt dadurch, daß der Überschneidungsbereich zwischen der Durchtrittsöffnung 18 und dem Querschnitt des Fluidzufuhrkanals 3 etwa 2 % bis 15 %, vorzugsweise 5 % bis 10 %, des Gesamtquerschnitts ausmacht.
Bedingt durch die zuvor beschriebene Drosselung stellt sich am Meßfühler 14 ein Druck des zu filtrierenden Fluids, der zuvor als Ist-Wert des Arbeitsparameters des Fluids allgemein bezeichnet ist, ein. Desweiteren wird am Meßfühler 15 ein weiterer Druck gemessen, wobei der aus den beiden Drücken erfaßte Differenzdruck dann in der Erfassungseinrichtung 11 mit einem vorgegebenen Differenzdruck-Soll-Wert verglichen wird.
Sobald nunmehr im Laufe der Filtration die zur Verfügung stehenden Filter 8 und 9 (2) mit Verschmutzungen belegt werden, ändert sich der Differenzdruck-Ist-Wert, mit der Folge, daß hier eine Abweichung vom Differenzdruck-Soll-Wert auftritt, was wiederum dazu führt, daß die Erfassungseinrichtung 11 eine Stellgröße erzeugt, so daß das Drosselelement 4 axial unter Vergrößerung des Gesamtquerschnitts nach unten verschoben wird. Hierdurch wird der von der Drossel hervorgerufene Gegendruck verringert, wobei das Maß dieser Verringerung direkt proportional zum Gegendruck der verschmutzten Filter 8 und 9 steht. Dieser Vorgang des kontinuierlichen Abgleichens und Kompensieren des Gegendruckes der verschmutzten Filter durch den sich ständig reduzierenden Gegendruck der Drossel bewirkt eine Druckkonstanz im System. Sobald jedoch das Drosselelement eine zweite Stellung erreicht hat, in der das Drosselelement kurz vor seiner vollständigen Öffnung steht, wird ein akustisches und/oder optisches Signal erzeugt, so daß ein Filterwechsel eingeleitet werden kann. Hierfür verfährt einer der beiden Bolzen in eine Stellung, wie diese in 3 gezeigt ist und in der das Filter 8 außerhalb des Gehäuses der Vorrichtung 1 angeordnet ist. Gleichzeitig wird das Drosselelement 4 so weit axial nach unten verschoben, daß die Durchtrittsöffnung 18 vollflächig mit dem Querschnitt des Fluidzufuhrkanals 3 fluchtet und somit das Drosselelement den Fluidstrom nicht behindert, was vorstehend auch als zweite Stellung bezeichnet ist. Diese aufeinander abgestimmte axiale Verschiebung von Bolzen und Drosselelement bewirkt eine Beibehaltung der Druckkonstanz im Fluidstrom.
Nach Austausch des verschmutzten Filters 8 wird dieses wieder in eine Position überführt, in der es im Fluidstrom angeordnet ist, während gleichzeitig das Drosselelement axial nach oben verschoben wird, wodurch eine Verringerung des Öffnungsgrades der Drossel herbeigeführt wird. Hierbei wird das Ausmaß der axialen Verschiebung des Drosselelementes 4 durch die Erfassungseinheit derart gesteuert, daß durch den bereits vielfach beschriebenen Vergleich des Differenzdruck-Ist-Wertes mit dem Differenzdruck-Soll-Wert ein konstanter Druckwert eingestellt wird.
In analoger Weise lassen sich so das Filter 9 bzw. die Filter 8a und 9a (letzteres nicht abgebildet) auswechseln, wobei zur Auswechselung der Filter 8a und 9a der Bolzen 8 bzw. der Bolzen 9 nach rechts so weit axial verschoben werden, bis sie außerhalb des Gehäuses der Vorrichtung 1 positioniert sind.
Die in den 4 bis 6 desweiteren abgebildete Drossel 5 unterscheidet sich in der zuvor im Zusammenhang mit den 1 bis 3 beschriebenen Drossel dahingehend, daß die Drossel gemäß den 4 bis 6 anders ausgestaltet ist.
Die in den 4 bis 6 abgebildete Drossel 5 weist ein konisch geformtes Drosselelement 4 auf, das innerhalb eines konisch geformten Aufnahmeraumes 17 angeordnet ist, wobei die 4 das Drosselelement 4 in seiner maximalen Öffnungsstellung, die 5 das Drosselelement 4 in seiner mittleren Öffnungsstellung und die 6 das Drosselelement 4 in einer geschlossenen Stellung abbildet.
Die Drossel 5 wird in Strömungsrichtung 16 von den Fluid durchströmt. Hierbei weist die Drossel 5 ein stromauf des Drosselelementes 4 angeordneter Fluidzufuhrteilkanal 19 auf, der einerseits mit dem (nicht abgebildeten) Fluidzufuhrkanal 3 verbunden wird und der andererseits in den Aufnahmeraum 17 mündet. Stromab des Drosselelementes 4 wird in der geöffneten Stellung des Drosselelementes, wie diese in den 4 und 5 abgebildet ist, das Fluid seitlich zwischen der Außenwandung des konischen Drosselelementes 4 und der Innenwandung des Aufnahmeraumes 17 an dem Drosselelement 4 vorbeigeführt und gelangt dann in einen Fluidabfuhrteilkanal 20, wobei ein erster Abschnitt 21 des Fluidabfuhrteilkanals als Ringraum ausgebildet ist. Bedingt dadurch, daß der Ringraum unsymmetrisch ausgestaltet ist und einen kontinuierlich sich verjüngenden Bereich aufweist, wie dies in den 4 bis 6 auf der rechten Seite angedeutet ist, lassen sich durch eine derartig ausgebildete Drossel die Strömungsverhältnisse im Ringraum optimal gestalten, so daß unerwünschte Totzonen hier vermieden werden.
Die Funktionsweise der in den 4 bis 6 gezeigten Drossel entspricht der Drossel, wie sie vorstehend in Verbindung mit den 1 bis 3 beschrieben ist.
Sollte es erforderlich sein, kann die vorstehend im Zusammenhang mit den 4 bis 6 beschriebene Drossel 5 auch entgegengesetzt zur Pfeilrichtung 16 von dem Fluid durchströmt werden, ohne daß sich hierdurch die zuvor beschriebene Funktion der Drossel 5 ändert.

Claims

Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren einer polymeren Schmelze, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung, insbesondere einen Extruder, zur Erzeugung eines kontinuierlichen Stromes des unter Druck stehenden Fluids, insbesondere der polymeren Schmelze, umfaßt und eine hiernach angeordnete Filtereinrichtung mit mindestens einem Filter zum Filtrieren des Fluids sowie ein danach vorgesehenes Werkzeug aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bereich stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung (1) eine Erfassungseinrichtung (11, 14, 15) zur Erfassung von mindestens einem Ist-Wert eines Arbeitsparameters des Fluids zugeordnet ist, daß stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung (1) desweiteren im Strom des Fluids eine Drossel (5) vorgesehen ist und daß die Erfassungseinrichtung (11, 14, 15) den mindestens einen Ist-Wert mit einem vorgebbaren Soll-Wert des Arbeitsparameters vergleicht und bei einer Abweichung des mindestens einen Ist-wertes von dem vorgebbaren Soll-Wert eine Stellgröße zur Veränderung des Öffnungsgrades der Drossel (5) derart erzeugt, daß mit zunehmender Verschmutzung des mindestens einen Filters (8, 8a, 9) der Öffnungsgrad der Drossel (5) kontinuierlich vergrößert wird.
Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren einer polymeren Schmelze, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung, insbesondere einen Extruder, zur Erzeugung eines kontinuierlichen Stromes des unter Druck stehenden Fluids, insbesondere der polymeren Schmelze, umfaßt und eine hiernach angeordnete Filtereinrichtung mit mindestens einem Filter zum Filtrieren des Fluids sowie ein danach vorgesehenes Werkzeug aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung (1) im Strom des Fluids eine auf einen Ist-Wert des Grades der Drosselung einstellbare Drossel (5) vorgesehen ist, daß dem Bereich stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung (1) eine Erfassungseinrichtung (11, 14, 15) zur Erfassung von mindestens einem Ist-Wert eines Arbeitsparameters des Fluids zugeordnet ist und daß der Ist-Wert des Grades der Drosselung so lange verändert wird, bis der über die Erfassungseinrichtung erfaßte Ist-Wert des Arbeitsparameters des Fluids einen eingebbaren und konstanten Soll-Wert einnimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung derart ausgebildet ist, daß die Erfassungseinrichtung (11, 14, 15) als Ist-Wert des Arbeitsparameters des Fluids den Druck, die Durchflußmenge, die Durchflußgeschwindigkeit, die Temperatur und/oder die Viskosität des Fluids erfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (11, 14, 15) jeweils einen Druckmeßfühler (14, 15) zur Erfassung des Fluiddruckes stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung (1) oder zur Erfassung des Differenzdruckes aufweist, daß der so erfaßte Druck-Ist-Wert bzw. Differenzdruck-Ist-Wert mit dem vorgebbaren Druck-Soll-Wert bzw. Differenzdruck-Soll-Wert verglichen und der Öffnungsgrad der Drossel (5) vergrößert wird, sobald der Druck-Ist-Wert den Druck-Soll-Wert übersteigt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (11) jeweils einen Temperaturmeßfühler zur Erfassung der Fluidtemperatur stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung (1) oder zur Erfassung einer Differenztemperatur aufweist, daß der so erfaßte Temperatur-Ist-Wert mit dem vorgebbaren Temperatur-Soll-Wert verglichen und der Öffnungsgrad der Drossel (5) vergrößert wird, sobald der Temperatur-Ist-Wert den Temperatur-Soll-Wert übersteigt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (5) stromauf der Filtereinrichtung (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drossel (5) ein Ventil zugeordnet ist, das in seiner geöffneten Stellung einen Fluidstrom zur Atmosphäre hin ableitet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (5) stromab der Filtereinrichtung (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (5) einen vom Fluid durchströmten Aufnahmeraum (17) für ein in das Fluid eindringendes Drosselelement (4) aufweist und daß das Drosselelement zwischen einer ersten Stellung, in der der Fluidstrom nahezu unterbrochen ist, und einer zweiten Stellung, in der der Fluidstrom durch das Drosselelement (4) nicht oder nahezu nicht behindert ist, und umgekehrt hierzu, bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselelement (4) als zylindrischer Drosselkolben und der Aufnahmeraum (17) als zylindrischer Aufnahmeraum ausgebildet sind, wobei der zylindrische Drosselkolben in dem zylindrischen Aufnahmeraum axial zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung verschiebbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeraum (17) als konischer Aufnahmeraum und das Drosselelement (4) als konisches Drosselelement ausgebildet sind, daß das konische Drosselelement (4) zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung axial verschiebbar ist und daß dem Aufnahmeraum ein stromauf des Drosselelementes (4) angeordneter Fluidzufuhrteilkanal (19) und ein stromab des Drosselelementes vorgesehener Fluidabfuhrteilkanal (19) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidabfuhrteilkanal (20) einen in Strömungsrichtung (16) des Fluids gesehen ersten Abschnitt (21) aufweist, der beidseitig des Gehäuses des Aufnahmeraumes (17) verläuft und der in den Fluidabfuhrteilkanal (20) einmündet.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (21) des Fluidabfuhrteilkanals (20) als Ringkanal ausgebildet ist, wobei der Ringkanal teilweise oder vollständig das Gehäuse des Aufnahmeraumes (17) umfaßt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von der erzeugten Stellgröße das Drosselelement (4) bewegt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselelement (4) nur über eine vorgegebene Größe bewegt wird, wobei diese vorgegebene Größe zwischen der ersten und zweiten Stellung des Drosselelementes (4) liegt, und daß bei Überschreiten dieser vorgegebenen Größe ein optisches und/oder ein akustisches Signal erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß beim Überschreiten der vorgegebenen Größe ein Rückspülen eines verschmutzten Filters (8, 8a, 9) automatisch ausgelöst wird.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Filtereinrichtung (1) umfaßt, die innerhalb eines in einem Gehäuse (10) gelagerten und axial hierzu verschiebbaren Bolzens (6, 7) zwei mit axialen Abstand voneinander angeordnete Filter (8, 8a, 9) aufweist, wobei wahlweise beide Filter (8, 9) mit dem zu filtrierenden Fluid durchströmt werden oder ein Filter mit dem zu filtrierenden Fluid durchströmt wird, während gleichzeitig sich das andere Filter in einer Position außerhalb des Gehäuses (10) der Filtereinrichtung (1) befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Filtereinrichtung (1) umfaßt, die mindestens zwei, innerhalb eines Gehäuses (10) angeordnete und axial hierzu verschiebbare Bolzen (6, 7) aufweist, die jeweils mit mindestens zwei, mit axialen Abstand voneinander angeordnete Filter (8, 8a, 9) versehen sind, wobei wahlweise alle Filter mit dem zu filtrierenden Fluid durchströmt werden oder sich mindestens ein Filter in einer Position außerhalb des Gehäuses (10) der Filtereinrichtung (1) befindet, während gleichzeitig die anderen verbleibenden Filter von dem zu filtrierenden Fluid durchströmt werden.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein erstes Anschlußelement (2) zur Verbindung der Filtereinrichtung (1) an die Einrichtung zur Erzeugung eines kontinuierlichen Stromes des unter Druck stehenden Fluids und ein zweites Anschlußelement zur Verbindung der Filtereinrichtung (1) mit dem Werkzeug aufweist, wobei die Filtereinrichtung (1) mindestens ein, vom Fluid durchströmtes Filter besitzt, das zwischen dem ersten Anschlußelement (2) und dem Filter (8, 8a, 9) und/oder zwischen dem Filter (8, 8a, 9) und dem zweiten Anschlußelement die Erfassungseinrichtung (11, 14, 15) für die Erfassung des Ist-Wertes des Arbeitsparameters des Fluids angeordnet ist, und daß zwischen dem ersten Anschlußelement (2) und dem Filter und/oder zwischen dem Filter und dem zweiten Anschlußelement desweiteren im Strom des Fluids die Drossel (5) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (11, 14, 15) jeweils einen Druckmeßfühler (14, 15) zwischen dem ersten Anschlußelement (2) und dem Filter und/oder zwischen dem Filter und dem zweiten Anschlußelement zur Erfassung des Fluiddruckes stromauf und/oder stromab des Filters oder zur Erfassung des Differenzdruckes aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (11, 14, 15) jeweils einen Temperaturmeßfühler zwischen dem ersten Anschlußelement und dem Filter und/oder zwischen dem Filter und dem zweiten Anschlußelement zur Erfassung der Fluidtemperatur stromauf und/oder stromab des Filters oder zur Erfassung einer Differenztemperatur aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (5) zwischen dem ersten Anschlußelement (2) und dem Filter (8, 8a, 9) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (5) zwischen dem Filter (8, 8a, 9) und dem zweiten Anschlußelement angeordnet ist.