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Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zum Filter von Fluid, insbesondere zum Filter einer fluiden thermoplastischen Kunststoffschmelze, aufweisend ein Gehäuse, in welchem zumindest ein Siebträger mit zumindest einer Siebkavität mit einer Schmutzseite und einer Reinseite und darin angeordnetem Siebelement dort im Gehäuse verlagerbar angeordnet ist, wobei das Gehäuse eine Zulauföffnung und eine Ablauföffnung aufweist, und wobei ein Zufuhrkanal von der Zulauföffnung zur Schmutzseite der Siebkavität führt und ein Abfuhrkanal von der Reinseite der Siebkavität zur Ablauföffnung führt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Solche Filtervorrichtungen können beispielsweise zur Filtrierung hochviskoser Kunststoffschmelzen in Granulieranlagen eingesetzt werden, um vor der Granulierung der entsprechenden Schmelzen diese von eventuellen Fremdstoffen und ungewünschten Partikeln zu befreien, welche sonst den Granuliervorgang verschlechtern oder sogar verhindern könnten.
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Eine derartige Filtervorrichtung ist beispielsweise aus der Deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2011 050 805 A1 bekannt, wobei gemäß einer Variante der dortigen Filtervorrichtung eine Umlenkung der Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids in der dort gezeigten Filtriervorrichtung erfolgen kann, nämlich eine rechtwinklige Umlenkung von einer Zuführung in einer ersten Richtung zu einer Abführung der Schmelze in einer um 90° gegen die erste Richtung verschwenkten und versetzt angeordneten zweiten Richtung, wobei die dortigen Zulauf- und Ablauföffnungen-/ bzw. -kanäle, zumindest überwiegend, in dem Gehäuse der dortigen Filtriervorrichtungangeordnet sind.
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Solche Filtriervorrichtungen des Standes der Technik haben den Nachteil, dass dort aufwändige Gehäuseformen mit entsprechenden Bohrungen vorgesehen werden müssen, wobei die Herstellung eines solchen Gehäuses besonders aufwändig und kostenintensiv ist. Außerdem benötigt eine solche Bauweise verhältnismäßig viel Platz, da die umgelenkten Schmelzeleitungen im Gehäuse verlaufen und somit das Gehäuse entsprechend größer dimensioniert sein muss, da die Schmelzeleitungen zumindest teilweise parallel im Gehäuse zur Öffnung im Gehäuse für den Siebträger verlaufend angeordnet sein müssen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Filtervorrichtung zum Filter von Fluid vorzusehen, welche die Nachteile des Standes der Technik umgeht, und insbesondere eine solche Filtervorrichtung vorzusehen, welche mit relativ wenig Platzbedarf und einem verhältnismäßig einfach und kostengünstig herstellbaren Gehäuse eine optimale Filterwirkung erzielen kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Filtervorrichtung mit den Merkmalen gemäß des Anspruchs 1.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen definiert.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Granuliervorrichtung zum Granulieren von thermoplastischem Kunststoffmaterial, welche eine entsprechende Filtervorrichtung aufweist, wobei eine solche Granuliervorrichtung bevorzugt nach dem Heißabschlagverfahren oder dem Wasserringgranulierverfahren arbeitet und entsprechend ausgerüstet sein kann.
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Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung dient zum Filtern von Fluid, insbesondere beispielsweise zum Filtern von thermoplastischem Kunststoffmaterial, welches als hochviskose Schmelze vorliegt, wobei die Filtervorrichtung ein Gehäuse aufweist, in einer entsprechenden Öffnung des Gehäuses zumindest ein Siebträger mit zumindest einer Siebkavität mit einer Schmutzseite und einer Reinseite und darin angeordnetem Filterelement dort im Gehäuse verlagerbar angeordnet ist. Das Gehäuse weist eine Zulauföffnung und zumindest eine Ablauföffnung auf, wobei zumindest ein Zufuhrkanal von der Zulauföffnung zur Schmutzseite der Siebkavität führt und wobei zumindest ein Abfuhrkanal von der Reinseite der Siebkavität zu der zumindest einen Ablauföffnung führt. In Schnittansicht der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung gesehen sind die Zulauföffnung und der zugeordnete Zulaufkanal in einer ersten Richtung angeordnet und die Ablauföffnung und der zugeordnete Abfuhrkanal sind in einer zweiten Richtung angeordnet. Dabei ist die zweite Richtung gegen die erste Richtung geneigt, d. h. verschwenkt, und/oder versetzt angeordnet, d. h. die wesentliche Strömungsrichtung des Fluids wird vom Bereich der Zulauföffnung und dem Zufuhrkanal umgelenkt in eine andere Strömungsrichtung im Bereich des Abfuhrkanals und der Ablauföffnung. Erfindungsgemäß verlaufen dabei der Zufuhrkanal und der Abfuhrkanal entsprechend in dem Siebträger, also nicht in dem Gehäuse (zumindest teilweise) wie dies gemäß dem Stand der Technik vorgesehen ist. Erfindungsgemäß verlaufen also der Abfuhrkanal und der Zufuhrkanal entsprechend so gegeneinander geneigt und/oder versetzt in dem Siebträger, dass die Umlenkung der Strömungsrichtung des Fluids vollständig dort im Bereich des Siebträgers erfindungsgemäß vornehmbar ist durch die entsprechende Anordnung des Zufuhrkanals und des Abfuhrkanals, welche somit vollständig im Siebträger gegeneinander geneigt und/oder versetzt angeordnet sind. Der Versatz kann dabei in der Höhe oder auch in axialer Richtung der Längsachse der Vorrichtung vorliegen.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung von entsprechenden Kanälen und Öffnungen im Siebträger bzw. im Gehäuse ist es möglich, dass die Umlenkung der Hauptströmungsrichtung des Fluids in der entsprechenden Filtervorrichtung erfindungsgemäß auf besonders einfache Weise so bewirkt wird, dass die baulichen Maßnahmen dazu im Bereich des Siebträgers vorgenommen sind. Somit ergibt sich eine Beschränkung der möglichen Ausdehnung des Gehäuses, da keine parallel zum Siebträger im Gehäuse verlaufenden zusätzlichen Zu- und/oder Abfuhrkanäle, welche gegeneinander verschwenkt im Gehäuse anzuordnen wären, wie dies gemäß dem Stand der Technik erforderlich ist, hier vorgesehen werden müssen. Das Gehäuse kann somit kompakter gebaut werden und es sind nicht so viele aufwändig vorzunehmende Kanalbohrungen im Gehäuse erfindungsgemäß erforderlich. In bestimmten Einbausituationen kann dies in einer Gesamtanlage, beispielsweise zur Erzeugung von Granulatkömem aus Kunststoffschmelzen, von besonderem Vorteil sein, da somit eine einfache und gleichzeitig besonders kompakte Bauweise einer dort vorzusehenden Filtervorrichtung erfindungsgemäß entsprechend realisierbar ist.
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Besonders bevorzugt verlaufen die erste Richtung und die zweite Richtung in einem Winkel von 90° zueinander, d. h. die Umlenkung im Bereich des Siebträgers erfolgt in einem 90° Winkel, so dass eine besonders effiziente Umlenkung eines Fluidstroms beispielsweise von der Senkrechten in die Waagrechte oder von der Waagrechten in die Senkrechte erfolgen kann. Die Fluidströmungsrichtung wird somit entsprechend umgelenkt. Dabei kann besonders bevorzugt in einer Einbausituation der Filtervorrichtung die Zulauföffnung und der zugeordnete Zufuhrkanal senkrecht verlaufend angeordnet sein und die Ablauföffnung und der zugeordnete Abfuhrkanal können waagrecht verlaufend angeordnet sein, so dass beispielsweise Fluid, wie etwa eine Kunststoffschmelze aus einer Schmelzepumpe bzw. einem Reaktor senkrecht von oben der so gestalteten erfindungsgemäßen Filtervorrichtung zugeführt werden kann und dann waagrecht weiter zu einer Granuliervorrichtung, beispielsweise einer Unterwassergranuliervorrichtung oder einer Heiß abschlaggranuliervorrichtung (Trockenheißabschlag oder Fluidheißabschlag) zuführbar ist. Eine entsprechende Anordnung kann besonders wenig Stellfläche benötigen, was wiederum der effektiven Nutzung eines möglichen Aufstellplatzes der Gesamtanlage zugute kommt, da eine besonders effiziente und kurze Fluidführung somit erzielt werden kann, was insbesondere bei der Verarbeitung von Kunststoffschmelze von Vorteil sein kann, da die Schmelzewege und damit die möglichen Einwirkungen auf die Schmelze durch beispielsweise Abkühlung, Vercracken oder dergleichen in der Gesamtanlage verringert werden können.
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Besonders wenig Bauraum erfordert eine erfindungsgemäße Gestaltung der Filtervorrichtung, bei welcher der Abfuhrkanal direkt von der Reinseite der Siebkavität abgeht.
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Ebenfalls denkbar ist auch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher zwischen der Reinseite der Siebkavität und dem Abfuhrkanal die Umlenkung der Führung in Richtung der zweiten Richtung über eine Umlenkbohrung erfolgt, welche in dem Siebträger zwischen der Siebkavität und dem Abfuhrkanal zusätzlich vorgesehen ist. Eine solche Umlenkbohrung kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn die Ableitung des Fluids aus dem Bereich der Reinseite der Siebkavität unter einem bestimmten Winkel schwierig ist, wenn die geometrische Gestaltung der entsprechenden Siebkavität beispielsweise durch spezielle Bauformen von Filterelementen so vorgegeben ist, dass irgendwelche in einem Winkel abführenden Bohrungen davon eher nicht gewünscht sind, beispielsweise da es dort leichter zu Toträumen oder die Fluidströmung störenden Kanten kommen könnte. Dies kann durch das entsprechende Vorsehen einer erfindungsgemäße Umlenkbohrung gegebenenfalls vermeidbar sein.
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Besonders effizient ist auch die Reduzierung der Bauhöhe einer entsprechenden Filtervorrichtung, wenn gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die in der zweiten Richtung verlaufende Ablauföffnung und der zugeordnete Abfuhrkanal auf Höhe des Siebträgers verlaufen.
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Besonders einfach lässt sich außerdem die Schmelzeführung erfindungsgemäß im Siebträger so ausführen, dass der Abfuhrkanal vollständig oder zumindest teilweise als Nut auf der Oberfläche des Siebträgers verlaufend ausgebildet ist. Dies erlaubt eine besonders einfache Fertigung, da weniger Bohrungen im Siebträger erforderlich sind und entsprechende Nuten beispielsweise relativ einfach durch entsprechende Ausfräsungen vorgenommen werden können.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung können auch zwei Abfuhrkanäle und zwei Ablauföffnungen vorgesehen sind, wobei bevorzugt die zwei Abfuhrkanäle und die zwei Ablauföffnungen diametral gegenüberliegend oder gegeneinander versetzt angeordnet sein können. In bestimmten Einbausituationen kann so ohne hohen Platzbedarf eine Fluidführung in mehrere Richtungen einfach realisiert werden.
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Zweckmäßig kann bei der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung das Filterelement ein Kerzenfilterpaket sein und in einer Einbauposition der Filtervorrichtung kann dieses Kerzenfilterelement in einer Serviceposition des Siebträgers aus diesem nach oben entnehmbar sein. Das Filterelement kann auch ein Diskfilterpaket sein.
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Der Siebträger kann bevorzugt axial in dem Gehäuse bzw. in der entsprechenden Bohrung des Gehäuses beispielsweise linear durch entsprechende Aktuatoren (hydraulisch oder elektrisch) verlagerbar sein.
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Ebenfalls denkbar ist es, dass der Siebträger verdrehbar im Gehäuse verlagerbar sein kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn beispielsweise zum Anfahren einer Serviceposition zur Wartung, Reinigung oder Entnahme des Filterelements eine entsprechende Serviceposition beispielsweise durch Verdrehen des Siebträgers zur leichteren Entnahme des Siebelements nötig sein sollte, um beispielsweise ein entsprechendes Kerzenfilterpaket senkrecht nach oben entnehmen zu können.
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Zweckmäßig ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäße Filtervorrichtung der Siebträger bolzenförmig ausgebildet, wobei die Bolzenform einen zylindrischen Querschnitt aufweisen kann, so dass somit besonders einfach eine axiale Bewegung (axial in Richtung der Längsachse des Gehäuses bzw. des Siebträgers) möglich ist und dabei gleichzeitig eine entsprechende radiale Verdrehbarkeit im Gehäuse konstruktiv einfach ermöglicht ist.
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Wie bereits erwähnt kann die erfindungsgemäße Filtervorrichtung gemäß den obigen Ausführungen auch Teil einer Granuliervorrichtung zum Granulieren von thermoplastischem Kunststoffmaterial sein. Eine solche Granuliervorrichtung kann beispielsweise nach dem Heißabschlagverfahren oder dem Wasserringgranulierverfahren arbeiten, wobei diese Verfahren dem Fachmann grundsätzlich geläufig sind. Die entsprechenden Vorteile der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung ergeben sich in besonderer Weise im Zusammenspiel beim Einsatz mit einer entsprechenden Granuliervorrichtung durch die reduzierte Bauform, die einfache Gestaltung und damit die kostengünstige und servicefreundliche Anwendbarkeit einer entsprechenden erfindungsgemäßen Filtervorrichtung in einer entsprechenden Granuliervorrichtung.
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der schematischen beigefügten Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht eine Filtervorrichtung zum Filtrieren von Fluid gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Filtervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
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3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
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4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
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5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht eine Filtervorrichtung 10 gemäß der Erfindung zum Filtern von Fluid, bevorzugt von Fluid wie beispielsweise einer thermoplastischen hochviskosen Kunststoffschmelze.
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Die Filtervorrichtung 10 weist ein Gehäuse 11 auf, in welchem zumindest ein Siebträger 12 mit einer Siebkavität 13 mit einer Schmutzseite und eine Reinseite und darin angeordnetem Filterelement 14, wobei es sich bei dem Filterelement 14 um ein Kerzenfilterelement handelt, dort im Gehäuse 11 axial verlagerbar mittels eines im rechten Figurenteil dargestellten Aktuators angeordnet ist. Der Siebträger 12 ist als Siebbolzen ausgeführt und gemäß der Darstellung der 1 in einer Servicestellung aus dem Gehäuse 11 herausgefahren dargestellt.
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Das Gehäuse 11 weist eine Zulauföffnung 15 und eine Ablauföffnung 16 auf. Der Zulauföffnung 15 ist zumindest ein Zufuhrkanal 17 (in 1 nicht zu sehen) zugeordnet und von der Reinseite der Siebkavität 13 führt zumindest ein Abfuhrkanal 18 zur entsprechenden Ablauföffnung 16 im Gehäuse 11.
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Die Zulauföffnung 15 und der zugeordnete Zufuhrkanal sind in einer ersten Richtung angeordnet und die Ablauföffnung 16 und der zugeordnete Abfuhrkanal 18 sind in einer gegen diese erste Richtung geneigt und gemäß der Darstellung der 1 auch versetzt angeordneten zweiten Richtung angeordnet, wobei der Zufuhrkanal 17 und der Abfuhrkanal 18 entsprechend in dem Siebträger 12 verlaufen. Wie aus den Pfeilen in 1 ersichtlich, ist die erste Richtung senkrecht verlaufend angeordnet und die zweite Richtung ist waagrecht und versetzt dazu verlaufend angeordnet, wobei die Pfeile gleichzeitig die Hauptflussrichtung des zu filtrierenden Fluids durch die gezeigte erfindungsgemäße Filtervorrichtung 10 andeuten.
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Die genauere Funktion und Gestaltung der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung wird im Folgenden anhand von schematischen Schnittansichten näher erläutert werden. Grundsätzlich bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung 10 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Das zu filtrierende Fluid fließt senkrecht von oben über die Zulauföffnung 15 im Gehäuse 11 und den Zufuhrkanal 17 in den Bereich der Siebkavität 13 im Siebträger 12, und tritt von der dortigen Schmutzseite durch das Filterelement 14, welches ein Kerzenfilterelement sein kann, zur Reinseite der Siebkavität 13 durch und wird dabei gefiltert. Gemäß der in 2 gezeigten ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung verläuft der Abfuhrkanal 18 so, dass er direkt in rechtem Winkel gegen die Richtung der Zulauföffnung 15 und dem Zufuhrkanal 17 geneigt ohne axialen Versatz (im Unterschied zur Darstellung der 1, wobei auch der Versatz gemäß 1 hier grundsätzlich möglich wäre) von der Reinseite der Siebkavität 13 abgeht und entsprechend in der gleichen Richtung bzw. Ebene in die Ablauföffnung 16 mündet. Erfindungsgemäß findet also eine Umlenkung des Fluids vollständig im Bereich des Siebträgers 12 statt und der Zufuhrkanal 17 und der Abfuhrkanal 18 verlaufen entsprechend im 90° Winkel zueinander so im Siebträger 12, dass das zu filternde Fluid dort in einem Winkel von 90° umgelenkt geführt wird und entsprechend so in einer solchen Richtung aus dem Gehäuse 11 austreten kann.
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Die 3 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine erfindungsgemäße Filtervorrichtung 10 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Ausführungsform gemäß 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform der 2 nur dadurch, dass zwischen der Reinseite der Siebkavität 13 und dem Abfuhrkanal 18 die Umlenkung der Schmelzeführung in Richtung der zweiten Richtung über eine Umlenkbohrung 19 erfolgt.
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Die 4 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine erfindungsgemäße Filtervorrichtung 10 gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zusätzlich zur Umlenkung 19 der Abfuhrkanal 18 so ausgeführt, dass er als Nut 18a auf der Oberfläche bzw. in der Wandung des Siebträgers 12 verlaufend ausgebildet ist und von dort in einer gewissen Höhe zur in der zweiten Richtung verlaufenden Ablauföffnung 16 im Gehäuse 11 führt. Eine solche Gestaltung mit einem als Nut ausgebildeten Abfuhrkanal 18, 18a ist besonders einfach herstellbar und reduziert weiter die Abmessungen der Filtervorrichtung 10.
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Die 5 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine erfindungsgemäße Filtervorrichtung 10 gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die in 5 dargestellte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der in 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung lediglich dadurch, dass 2 Abfuhrkanäle 18a, 18b und zwei Ablauföffnungen 16 vorgesehen sind, wobei die zwei Abfuhrkanäle 18, 18b und die zwei Ablauföffnungen 16 diametral gegenüberliegend oder versetzt (dies in 5 nicht dargestellt) angeordnet sind. Gemäß der Darstellung der 5 kann das gefilterte Fluid also beiderseits aus dem Gehäuse 11 austreten und weiterverarbeitet werden.
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Die Lage des Abfuhrkanals 18, bzw. der Abfuhrkanäle 18a, 18b sowie der zugeordneten Ablauföffnung(en) 16 kann in den Figuren bezüglich der Lage des Filterelements 14 so vorgesehen sein, dass gemäß der Darstellungen in den Figuren diese oberhalb, auf Höhe oder auch unterhalb der Lage des Filterelements 14 angeodnet ist und das filtrierte Fluid an dem entsprechenden Ort aus dem Gehäuse 11 austritt. Somit kann je nach geometrischen Gegebenheiten die relative Lage von Zulauföffnung 15 und Ablauföffnung 16 erfindungsgemäß anpassbar und wählbar sein.
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Die in den Figuren dargestellte Filtervorrichtung kann Teil einer Granuliervorrichtung zum Granulieren von thermoplastischem Kunststoffmaterial sein, welche bevorzugt nach dem Heißabschlagverfahren oder dem Wasserringgranulierverfahren arbeiten kann und entsprechend ausgerüstet sein kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011050805 A1 [0003]
