DE202022100235U1

DE202022100235U1 - Vorrichtung zum Filtrieren eines flüssigen Kunststoffes

Info

Publication number: DE202022100235U1
Application number: DE202022100235.5U
Authority: DE
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 2022-01-17
Filing date: 2022-01-17
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2032-01-18
Also published as: WO2023135585A1; CN118679045A

Abstract

Vorrichtung (2) zum Filtrieren eines flüssigen Kunststoffes, mit:
- einem Gehäuse (4) mit einem Einlass (6) zum Einleiten des Kunststoffes und einem Auslass (8) zum Abgeben des Kunststoffes,
- einem in dem Gehäuse (4) aufgenommenen und einen Siebraum (10) aufweisenden Siebträger (12) zum Aufnehmen eines Filterelements (14),
- einem in dem Siebraum (10) des Siebträgers (12) angeordneten Filterelement (14) mit einer Filterseite (16) und einer Reinseite (18), wobei das Filterelement (14) mit dem Einlass (6) und dem Auslass (8) derart in Verbindung bringbar ist, dass der Kunststoff das Filterelement (14) in einer Filtrierströmungsrichtung (56) von der Filterseite (16) zur Reinseite (18) passiert und gefiltert wird, und wobei das Filterelement (14) durch eine Rückspülung durch entgegen der Filtrierströmungsrichtung (56) strömenden Kunststoff reinigbar ist,
- einem mit der Reinseite (18) des Filterelements (14) fluidleitend verbundenen Rückspül-Zuführkanal (20), welcher dazu eingerichtet ist, dem Filterelement (14) Kunststoff entgegen der Filtrierströmungsrichtung (56) zuzuführen, und
- einem mit der Filterseite (16) des Filterelements (14) fluidleitend verbundenen Rückspül-Abführkanal (22), welcher dazu eingerichtet ist, den rückgespülten Kunststoff nach dem Passieren des Filterelements (14) abzuführen, gekennzeichnet durch
einen mit dem Rückspül-Abführkanal (22) fluidleitend verbundenen Rückspül-Siebträger (24) mit einem Siebraum (26) zum Aufnehmen eines Rückspül-Filterelements (28) und durch ein in dem Siebraum (26) angeordnetes Rückspül-Filterelement (28), welches dazu eingerichtet ist, den rückgespülten Kunststoff zu filtern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtrieren eines flüssigen Kunststoffes, mit einem Gehäuse mit einem Einlass zum Einleiten des Kunststoffes und einem Auslass zum Abgeben des Kunststoffes, einem in dem Gehäuse aufgenommenen und einen Siebraum aufweisenden Siebträger zum Aufnehmen eines Filterelements, einem in dem Siebraum des Siebträgers angeordneten Filterelements mit einer Filterseite und einer Reinseite, wobei das Filterelement mit dem Einlass und dem Auslass derart in Verbindung bringbar ist, dass der Kunststoff das Filterelement in einer Filtrierströmungsrichtung von der Filterseite zur Reinseite passiert und gefiltert wird, und wobei das Filterelement durch eine Rückspülung durch entgegen der Filtrierströmungsrichtung strömenden Kunststoff reinigbar ist, einem mit der Reinseite des Filtrierelements fluidleitend verbundenen Rückspül-Zuführkanal, welcher dazu eingerichtet ist, dem Filterelement Kunststoff entgegen der Filtrierströmungsrichtung zuzuführen, und einem mit der Filterseite des Filterelements fluidleitend verbundenen Rückspül-Abführkanal, welcher dazu eingerichtet ist, den rückgespülten Kunststoff nach dem Passieren des Filterelements abzuführen.
Derartige Filtriervorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie dienen zum Filtrieren von verflüssigtem Kunststoff, auch als Kunststoffschmelze bezeichnet, in industriellen Produktionsprozessen. Die zum Filtrieren eingesetzten Filterelemente nehmen Verschmutzungen der Kunststoffschmelze auf und sind daher in regelmäßigen Abständen zu reinigen. Zu diesem Zweck ist bekannt, den Filterelementen flüssigen Kunststoff gegen die Filtrierströmungsrichtung zuzuführen, um Verschmutzungen von dem Filterelement abzulösen und zu entfernen. Dieser Vorgang wird auch als Rückspülen (backflushing) bezeichnet. Der zum Rückspülen verwendete Kunststoff nimmt die an der Filterseite aufgenommenen Verschmutzungspartikel auf und wird anschließend aus dem Gehäuse ausgeschleust und entsorgt.
Wenngleich sich derartige Vorrichtungen in der Praxis bewährt haben, besteht dennoch Raum für Verbesserungen. Nachteilig wirkt sich insbesondere aus, dass bei jedem Rückspülvorgang die zum Rückspülen verwendete Kunststoffschmelze verloren geht und dem Produktionsprozess nicht mehr zur Verfügung steht. Betrachtet über einen längeren Betriebszeitraum, entstehen hierdurch signifikante Verlustkosten und große Mengen an zu entsorgender, verschmutzter Kunststoffschmelze.
Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Filtriervorrichtung der eingangs bezeichneten Art dahingehend weiterzubilden, dass die im Stand der Technik aufgefundenen Nachteile möglichst weitgehend behoben werden. Insbesondere war eine Filtriervorrichtung anzugeben, bei der weniger Kunststoffschmelze durch Rückspülvorgänge verloren geht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Filtriervorrichtung der eingangs genannten Art durch einen mit dem Rückspül-Abführkanal fluidleitend verbundenen Rückspül-Siebträger mit einem Siebraum zum Aufnehmen eines Rückspül-Filterelements und durch ein in dem Siebraum angeordnetes Rückspül-Filterelement, welches dazu eingerichtet ist, den rückgespülten Kunststoff zu filtern, gelöst.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass durch das erneute Filtrieren des rückgespülten Kunststoffes erreicht werden kann, dass ein Großteil des rückgespülten Kunststoffes in gereinigter Form dem Prozess wieder zugeführt werden kann. Lediglich ein geringer Teil des rückgespülten Kunststoffes, auch als Spülmasse bezeichnet, welcher nun eine hohe Konzentration von Schmutzpartikeln aufweist, ist aus der Vorrichtung auszuschleusen und zu entsorgen. Hierdurch lässt sich die Verlustmenge an Kunststoff, die sich aus dem Rückspülen ergibt, signifikant reduzieren, beispielsweise von etwa einem Liter pro Rückspülvorgang für eine beispielhafte Vorrichtung auf etwa 0,15 Liter pro Rückspülvorgang.
Damit wird der Betrieb der Filtriervorrichtung für den Betreiber wirtschaftlicher, was insbesondere für höher verschmutzte Kunststoffschmelze gilt, weil durch die große Anzahl der hier nötigen Rückspülungen die durch die Rückspülvorgänge verlorene Kunststoffschmelze immer mehr an Bedeutung gewinnt. Insgesamt werden somit Rückspülverluste reduziert. Die Menge an zu entsorgendem Kunststoff wird reduziert, was darüber hinaus auch ökologisch vorteilhaft ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Filtriervorrichtung einen mit dem Rückspülfilterelement und dem Auslassfluid leitend verbundenen zweiten Rückspül-Abführkanal auf, welcher dazu eingerichtet ist, den durch den Rückspül-Siebträger filtrierten Kunststoff dem Auslass zuzuführen. Auf diese Weise wird erreicht, dass der zum Rückspülen des Filterelements verwendete und durch den Rückspül-Siebträger filtrierte Kunststoff dem Prozess zugeführt werden kann. Hierdurch wird die Kunststoff-Ausschussmenge reduziert und ein Großteil des zum Rückspülen verwendeten Kunststoffes in den produktiven Prozess rückgeführt.
Vorzugsweise weist die Filtriervorrichtung gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform eine Druckerzeugungseinheit auf, welche mit dem Rückspül-Zuführkanal und/oder dem zweiten Rückspül-Abführkanal fluidleitend verbunden ist, wobei die Druckerzeugungseinheit dazu eingerichtet ist, Kunststoff zum Rückspülen durch den Siebträger und/oder den Rückspül-Siebträger entgegen der Strömungsrichtung zu drücken. Die Druckerzeugungseinheit macht sich die Erkenntnis zunutze, dass durch Aufbringen eines zusätzlichen Druckes auf den zum Rückspülen verwendeten Kunststoff ein effizienterer Rückspülvorgang erreicht werden kann. Beispielsweise kann insbesondere durch das schlagartige Aufbringen eines Druckimpulses auf den zum Rückspülen verwendeten Kunststoff erreicht werden, dass sich Verschmutzungen besser von den rückgespülten Filterelementen ablösen. Darüber hinaus erleichtert die Druckerzeugungseinheit das spätere Wiedereinbringen des gefilterten rückgespülten Kunststoffes in den Prozess. Durch den zusätzlichen mittels der Druckerzeugungseinheit aufgebrachten Druck kann erreicht werden, dass der Gesamtsystemdruck insgesamt konstant bleibt und die zum Rückspülen verwendete Kunststoffschmelze entlang des Druckgefälles wieder in den Prozess eingebracht werden kann.
Vorzugsweise ist die Druckerzeugungseinheit mit dem Abführkanal fluidleitend verbunden und dazu eingerichtet, dem Abführkanal Kunststoff zu entnehmen und zum Rückspülen bereitzustellen. Mit anderen Worten speist sich die Druckerzeugungseinheit aus dem Abführkanal, entnimmt diesem Kunststoffschmelze und stellt die entnommene Kunststoffschmelze mit einem Druck, der regelmäßig höher ist, als der Systemdruck, zum Rückspülen bereit.
Der zum Rückspülen verwendete Kunststoff wird damit innerhalb der Filtriervorrichtung entnommen, eine externe Zuführung ist nicht erforderlich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Druckerzeugungseinheit eines der folgenden Elemente auf oder ist als eines derfolgenden ausgebildet: Kolben, insbesondere Verdrängerstößel, Zahnradpumpe. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere die Verwendung eines Kolbens in Form eines Verdrängerstößels besonders geeignet ist, um druckbeaufschlagten Kunststoff zum Rückspülen bereitzustellen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse einen mit dem Einlass fluidleitend verbundenen Zuführkanal zum Zuführen von Kunststoff zu der Filterseite des Filterelements auf und einen mit dem Auslass fluidleitend verbundenen Abführkanal zum Abführen des gefilterten verflüssigten Kunststoffs von der Reinseite des Filterelements. Die hier beschriebenen Kanäle dienen der Zufuhr von zu filtrierender Schmelze zur Filterseite des Filterelements und zur anschließenden Abfuhr der filtrierten Schmelze von der Reinseite des Filterelements.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der Siebraum des Siebträgers und/oder des Rückspül-Siebträgers ein erster Siebraum, wobei der Siebträger einen zweiten Siebraum aufweist, und wobei in dem zweiten Siebraum ein zweites Filterelement angeordnet ist. Die Verwendung mehrerer Siebräume und Siebe bei einem Siebträger bzw. Rückspül-Siebträger hat sich als vorteilhaft erwiesen, um einen kontinuierlichen Filtrierbetrieb der Vorrichtung sicherzustellen. Wie insbesondere im Rahmen der Figurenbeschreibung näher beschrieben wird, ermöglicht eine derartige Konfiguration beispielsweise eines der Filterelemente für den normalen Filtrierbetrieb zu verwenden, während das zweite Filterelement rückgespült wird.
Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass die Filtriervorrichtung einen mit dem Einlass fluidleitend verbundenen zweiten Zuführkanal zum Zuführen von Kunststoff zu einer Filterseite des zweiten Filterelements aufweist, und einen mit dem Auslass fluidleitend verbundenen zweiten Abführkanal zum Abführen des gefilterten Kunststoffs von der Reinseite des zweiten Filtrierelements, wobei das zweite Filtrierelement mit dem zweiten Abführkanal derart in Verbindung bringbar ist, dass der Kunststoff das zweite Filtrierelement in der Filtrierströmungsrichtung von der Filtrierseite zur Reinseite passiert und gefiltert wird. Vorzugsweise weist die Filtriervorrichtung ferner einen mit der Filterseite des zweiten Filterelements fluidleitend verbundenen zweiten Rückspül-Zuführkanal auf, welcher dazu eingerichtet ist, dem zweiten Filterelement Rückspülfluid entgegen der Filtrierströmungsrichtung zuzuführen und einen mit der Reinseite des zweiten Filterelements fluidleitend verbundenen zweiten Rückspül-Abführkanal, welcher dazu eingerichtet ist, das Rückspülfluid nach dem Passieren des zweiten Filterelements abzuführen, wobei der zweiten Rückspül-Abführkanal fluidleitend mit dem ersten oder dem zweiten Rückspül-Filterelement des Rückspül-Siebträgers verbunden ist. Das Ausführungsbeispiel beruht auf dem Grundsatz, dass das zweite Filterelement sowie das zweite Rückspül-Filterelement über die gleiche Konfiguration an Zu- und Abführkanälen verfügt, sodass auch für das zweite Filterelement der zum Rückspülen dieses Filterelements verwendete Kunststoff mittels des zweiten Rückspül-Filterelements derart gefiltert und gereinigt wird, dass ein Großteil der zum Spülen des zweiten Filterelements verwendeten Kunststoffschmelze nach einer Reinigung mittels des zweiten Rückspül-Filterelements dem Prozess zugeführt werden kann. Die Konfiguration insgesamt ermöglicht es, wenigstens ein Filterelement pro Siebträger zum kontinuierlichen Filterbetrieb zu verwenden, während ein anderes gerade rückgespült wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Siebträger ein erster Siebträger, wobei die Filtriervorrichtung einen zweiten Siebträger aufweist, wobei der zweite Siebträger analog zu dem ersten Siebträger ausgebildet ist. Auch diese bevorzugte Ausführungsform trägt dem Gedanken Rechnung, dass insbesondere drei Filterelemente für den Filtriervorgang zur Verfügung stehen, sodass die Filtriervorrichtung einen permanenten Filtrierbetrieb auch dann erlaubt, wenn eines der Filterelemente rückgespült wird.
Vorzugsweise weist das Filterelement des Siebträgers im Wesentlichen die gleiche Porengröße auf wie das Filterelement des Rückspül-Siebträgers. Hierdurch wird sichergestellt, dass die mittels des Rückspül-Siebträgers aufbereitete Kunststoffschmelze den gleichen Reinheitsgrad aufweist wie die mittels des Filterelements filtrierte Kunststoffschmelze.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist die Filtriervorrichtung eine Speichereinrichtung auf, welche fluidleitend mit dem Rückspül-Abführkanal und/oder dem zweiten Abführkanal verbunden und dazu eingerichtet ist, Rückspülfluid aus dem Rückspül-Abführkanal und/oder dem zweiten Rückspül-Abführkanal zu speichern und sodann wieder abzugeben.
Vorzugsweise weist die Speichereinrichtung einen Kolben, insbesondere einen Speicherstößel auf. Die Verwendung eines Kolbens in Form eines Speicherstößel hat sich besonders bewährt, um die Speichereinrichtung auszubilden.
Durch den Überdruck des zum Rückspülen verwendeten Kunststoffes gegenüber dem Systemdruck vor der Rückspülung kann zum einen erreicht werden, dass sich Verschmutzungen an den Filterelementen besser ablösen, insbesondere dann, wenn ein Druckimpuls auf den zum Rückspülen verwendeten Kunststoff aufgebracht wird. Zum anderen ermöglicht der Überdruck einen beschleunigten Rückspülvorgang und erleichtert das Wiedereinbringen in den Prozess, sodass mit dem Wiedereinbringen des gefilterten Kunststoffes in den Prozess kein System-Druckabfall verbunden ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der zum Rückspülen verwendete Kunststoff in Rückspülrichtung stromabwärts des Filterelements und/oder des Rückspül-Filterelements angesaugt. Mit anderen Worten wird insbesondere bereits filtrierter Kunststoff für den Rückspülvorgang eingesetzt. Hierdurch wird vermieden, dass das Rückspül-Filterelement auf der Reinseite verschmutzt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand schematischer Zeichnungen im Einzelnen erläutert werden.
Im Einzelnen zeigen:

• 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Filtriervorrichtung;
• 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Filtriervorrichtung in einer Produktionsstellung in perspektivischen Ansichten;
• 4 und 5 die Filtriervorrichtung gemäß den 2 und 3 in einer Seitenansicht und einer Draufsicht;
• 6 die erfindungsgemäße Filtriervorrichtung in einem Betriebszustand, in welchem ein Filterelement rückgespült wird;
• 7 die erfindungsgemäße Filtriervorrichtung in einem Betriebszustand, in welchem ein Rückspül-Filterelement rückgespült wird;
• 8 bis 18 beispielhafte Ablaufschritte einer Rückspülsequenz;
• 19 bis 24 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Filtriervorrichtung umfassend eine Saugeinrichtung in unterschiedlichen Betriebszuständen.

1 zeigt eine Vorrichtung 2 zum Filtrieren eines flüssigen Kunststoffes in einer schematischen Darstellung. Die Vorrichtung 2 weist ein nicht näher dargestelltes Gehäuse 4 mit einem Einlass 6 zum Einleiten des Kunststoffes und einem Auslass 8 zum Abgeben des Kunststoffes auf. In dem Gehäuse 4 ist ein Siebträger 12 aufgenommen. Der Siebträger 12 weist einen Siebraum 10 auf, in welchem ein Filterelement 14 angeordnet ist. Das Filterelement 14 weist eine Filterseite 16 und eine Reinseite 18 auf. Das Gehäuse 4 weist ferner einen mit dem Einlass 6 fluidleitend verbundenen Zuführkanal 36 zum Zuführen von Kunststoff zu der Filterseite des Filterelements 14 auf. Das Gehäuse 4 weist ferner einen mit dem Auslass 8 fluidleitend verbundenen Abführkanal 38 zum Abführen des gefilterten Kunststoffs von der Reinseite 18 des Filterelements 14 auf.
Die Vorrichtung 2 weist ferner einen mit der Reinseite 18 des Filterelements 14 fluidleitend verbundenen Rückspülzuführkanal 20 auf, welcher dazu eingerichtet ist, dem Filterelement 14 Kunststoff entgegen der Filtrierströmungsrichtung 56 zuzuführen. Die Vorrichtung 2 weist ferner einen mit der Filterseite 16 des Filterelements 14 fluidleitend verbundenen Rückspül-Abführkanal 22 auf, welcher dazu eingerichtet ist, den rückgespülten Kunststoff nach dem Passieren des Filterelements 14 abzuführen. Mit dem Rückspül-Abführkanal 22 ist ein Rückspül-Siebträger 24 fluidleitend verbunden. Der Rückspül-Siebträger 24 weist einen Siebraum 26 auf, in dem ein Rückspül-Filterelement 28 angeordnet ist. Das Rückspül-Filterelement 28 ist dazu eingerichtet, den rückgespülten Kunststoff zu filtern.
Zwischen dem Rückspül-Filterelement 28 und dem Auslass 8 ist ein zweiter Rückspül-Zuführkanal 30 angeordnet. Der zweite Rückspül- Zuführkanal 30 ist dazu eingerichtet, den durch den Rückspül-Siebträger 24 filtrierten Kunststoff dem Auslass 8 zuzuführen.
Die Filtriervorrichtung 2 weist ferner eine Druckerzeugungseinheit 32 auf. Die Druckerzeugungseinheit 32 ist mit dem Rückspül-Zuführkanal 20 verbunden. Die Filtriervorrichtung 2 weist darüber hinaus einen zweiten Rückspül-Abführkanal 31 auf, der mit der Druckerzeugungseinheit 32 und einer Reinseite des Rückspül-Filterelements 28 verbunden ist. An einer Filterseite 25 des Rückspül-Filterelements 28 ist ein Ausschleus-Ausgang 29 angeordnet, der dem Ausschleusen hochverschmutzter Schmelze dient. Die Druckerzeugungseinheit 32 ist dazu eingerichtet, Kunststoff zum Rückspülen durch den Siebträger 12 und den Rückspül-Siebträger 24 entgegen der Filtrierströmungsrichtung 56 zu drücken. Darüber hinaus ist die Druckerzeugungseinheit 32 dazu eingerichtet, über den zweiten Rückspül-Abführkanal 31 Kunststoff zum Rückspülen durch das Rückspül-Filterelement 28 zu drücken. Der hochverschmutzte Kunststoff wird anschließend über den Ausschleus-Ausgang 29 ausgeschleust.
Die Druckerzeugungseinheit 32 ist insbesondere als Verdrängerstößel 34 ausgebildet. Die Druckerzeugungseinheit 32 ist mit dem Abführkanal 38 fluidleitend verbunden. Die Druckerzeugungseinheit 32 ist ferner dazu eingerichtet, dem Abführkanal 38 Kunststoff zu entnehmen und zum Rückspülen bereitzustellen.
2 und 3 zeigen eine Vorrichtung 2 zum Filtrieren eines flüssigen Kunststoffs in einer perspektivischen Darstellung. Die Vorrichtung 2 weist ein Gehäuse 4 mit einem Einlass zum Einleiten des Kunststoffes und einem Auslass 8 zum Abgeben des Kunststoffes auf. In dem Gehäuse 4 ist ein Siebträger 12 angeordnet, der vorliegend ein erster Siebträger 62 ist. Der Siebträger 12 weist einen Siebraum 10 auf, in welchem ein Filterelement 14 aufgenommen ist. Das Filterelement 14 weist eine Filterseite 16 und eine hier nicht gezeigte Reinseite 18 auf. Das Filterelement 14 ist mit dem Einlass 6 und dem Auslass 8 derart in Verbindung bringbar, dass der Kunststoff des Filterelement 14 in einer Filtrierströmungsrichtung 56 von der Filterseite 16 zur Reinseite 18 passiert und gefiltert wird. Die Vorrichtung 2 weist ferner einen Rückspül-Zuführkanal 20 auf, welcher mit der Reinseite 18 des Filterelements 14 fluidleitend verbunden ist und dazu eingerichtet ist, dem Filterelement 14 Kunststoff entgegen der Filtrierströmungsrichtung 56 zuzuführen.
Die Vorrichtung 2 weist ferner einen mit der Filterseite 16 des Filterelements 14 fluidleitend verbundenen Rückspül-Abführkanal 22 auf, welcher dazu eingerichtet ist, den rückgespülten Kunststoff nach dem Passieren des Filterelements 14 abzuführen. Ferner weist die Vorrichtung einen mit dem Rückspül-Abführkanal 22 fluidleitend verbundenen Rückspül-Siebträger 24 mit einem Siebraum 26 und einem daran aufgenommenen Rückspül-Filterelement 28 auf. Zwischen dem Rückspül-Filterelement 28 und dem Auslass 8 ist ein zweiter Rückspül- Zuführkanal 30 angeordnet, welcher dazu eingerichtet ist, den durch den Rückspül-Siebträger 24 filtrierten Kunststoff dem Auslass 8 zuzuführen. Die Filtriervorrichtung 2 weist ferner eine Druckerzeugungseinheit 32 auf. Die Druckerzeugungseinheit 32 ist mit dem Rückspül-Zuführkanal 20 und dem zweiten Rückspül-Abführkanal 31 fluidleitend verbunden. Die Druckerzeugungseinheit 32 ist dazu eingerichtet, Kunststoff zum Rückspülen durch den Siebträger 12 und den Rückspül-Siebträger 24 entgegen der Filtrierströmungsrichtung 56 zu drücken.
Das Gehäuse 4 weist ferner einen mit dem Einlass 6 fluidleitend verbundenen Zuführkanal 36 zum Zuführen von Kunststoff zu der Filterseite 16 des Filterelements 14 auf. Das Gehäuse 4 weist ferner einen mit dem Auslass 8 fluidleitend verbundenen Abführkanal 38 zum Abführen des gefilterten verflüssigten Kunststoffs von der Reinseite 18 des Filterelements 14 auf. Die Druckerzeugungseinheit 32 ist mit dem Abführkanal 38 fluidleitend verbunden und dazu eingerichtet, dem Abführkanal 38 Kunststoff zu entnehmen und zum Rückspülen bereitzustellen. Die Siebräume 10, 26 des Siebträgers 12 bzw. des Rückspül-Siebträgers 24 sind vorliegend erste Siebräume 10, 26, wobei der Siebträger 12 einen zweiten Siebraum 40 aufweist, in welchem ein zweites Filterelement 44 angeordnet ist. Der Rückspül-Siebträger 24 weist ein zweites Rückspül-Filterelement 46 auf. Die Filtriervorrichtung 2 weist einen mit dem Einlass 6 fluidleitend verbundenen zweiten Zuführkanal 48 zum Zuführen von Kunststoff zu einer Filterseite 52 des zweiten Filterelements 44 auf. Die Filtriervorrichtung 2 weist ferner einen mit dem Auslass 8 fluidleitend verbundenen zweiten Abführkanal 50 zum Abführen des gefilterten Kunststoffs von der Reinseite 54 des zweiten Filtrierelements 44 auf.
Das zweite Filtrierelement 44 ist mit dem zweiten Zuführkanal 36 und dem zweiten Abführkanal 50 derart in Verbindung bringbar, dass der Kunststoff das zweite Filterelement 44 in der Filtrierströmungsrichtung 56 von der Filterseite 52 zur Reinseite 54 passiert und gefiltert wird. Die Filtriervorrichtung 2 weist ferner einen mit der Filterseite 52 des zweiten Filterelements 44 fluidleitend verbundenen zweiten Rückspül-Zuführkanal 58 des zweiten Filterelements 44 auf, welcher dazu eingerichtet ist, dem zweiten Filterelement 44 Rückspülfluid entgegen der Filtrierströmungsrichtung 56 zuzuführen. Die Filtriervorrichtung 2 weist ferner einen mit der Filterseite 52 des zweiten Filterelements 44 fluidleitend verbundenen zweiten Rückspül-Abführkanal 60 auf, welcher dazu eingerichtet ist, das Rückspülfluid nach dem Passieren des zweiten Filterelements 44 abzuführen. Der zweite Rückspül-Abführkanal 60 des zweiten Filterelements 44 ist fluidleitend mit dem zweiten Rückspül-Filterelement 46 des Rückspül-Siebträgers 24 verbindbar. Die Filtriervorrichtung weist darüber hinaus einen zweiten Siebträger 64 auf. Der zweite Siebträger 64 ist wie der Siebträger 12 bzw. der erste Siebträger 62 ausgebildet. Von einer detaillierten Beschreibung wird daher abgesehen.
In dem in den 2 und 3 gezeigten Zustand befindet sich die Filtriervorrichtung 2 in einer Produktionsstellung. In der Produktionsstellung wird Kunststoffschmelze über den Einlass 6 zugeführt, sodann mittels der Zuführkanäle 36, 48 und der untenliegenden nicht beschrifteten Zuführkanäle den Filterelementen 14, 44 und den unteren Filterelementen zugeführt, dort gefiltert, und anschließend über die Abführkanäle 38, 50 und die unteren Abführkanäle in Richtung des Auslasses 8 abgegeben. Über die Rückspül-Abführkanäle 22 und 58 gelangt darüber hinaus ungefilterte Schmelze zu den Rückspül-Filterelementen 28, 46 wird dort ebenfalls gefiltert und sodann mittels der zweiten Rückspül-Zuführkanäle 30 und dem entsprechend spiegelbildlich angeordneten zweiten Rückspül-Zuführkanal des zweiten Filterelements (nicht gezeigt) in Richtung des Auslasses 8 abgegeben. Für den zweiten Siebträger 64 gilt dies in analoger Weise, wobei auf eine detaillierte Darstellung verzichtet wird.
4 zeigt die Filtriervorrichtung 2 in einer Seitenansicht, wobei die Schnittebene senkrecht zu einer Längsachse der Siebträger 12 bzw. 62 und 64 verläuft. 5 zeigt eine Draufsicht, wobei hier die Schnittebene durch den Siebträger 12 bzw. 62 senkrecht zu einer Längsachse des Verdrängerstößels 34 verläuft.
Die in 5 eingezeichneten Pfeile illustrieren den Kunststofffluss von dem Einlass 6 zum Auslass 8 über die Filterelemente 14, 44 sowie die Rückspülfilterelemente 28, 46. Alle insgesamt sechs Filterelemente werden zum Filtern der Kunststoffschmelze verwendet. Im Einzelnen gelangt die Schmelze von dem Einlass 6 über die Zuführkanäle 36, 48 zu den Filterelementen 14, 44 und von dort über die Abführkanäle 38, 50 zum Auslass 8. Ein alternativer Kunststoffstrom gelangt über den Einlass 6 mittels des Rückspül-Abführkanals 22 und 60 zu den Rückspül-Filterelementen 28 bzw. 46 wird dort filtriert und gelangt anschließend über die Rückspül-Zuführkanäle 20, 58 zum Auslass 8.
In dem in 6 gezeigten Zustand wird dem Siebraum 10 und damit dem Filterelement 14 Schmelze mittels des Verdrängerstößels 34 ausgehend von der Reinseite 18 zugeführt über den Rückspül-Abführkanal 20. Hierdurch wird das Filterelement 14 rückgespült, d.h., Verschmutzungen, die sich auf der Filterseite 16 des Filterelements 14 angesammelt haben werden von dem Filterelement 14 abgelöst. Das Gemisch aus Kunststoff und von dem Filterelement 14 abgelösten Verschmutzungen gelangt sodann mittels des Rückspül-Abführkanals 22 zum Rückspül-Filterelement 28, insbesondere zur Filterseite 25 des Rückspül-Filterelements 28. Die rückgespülte Schmelze wird nunmehr mittels des Rückspül-Filterelements 28 filtriert und gelangt von dort über den zweiten Rückspül-Abführkanal 31 zum Abführkanal 38, der wiederrum in den Auslass 8 mündet. Mit anderen Worten wird der zum Rückspülen verwendete Kunststoff nach dem Filtern mittels des Rückspül-Filterelements 28 dem Prozess erneut zugeführt. Das zweite Filterelement 44 bleibt mit dem Einlass 6 über die Zuführkanäle 36, 48 verbunden und steht zum Filtrieren zur Verfügung.
In 7 erfolgt ein Rückspülen des Rückspül-Filterelements 28. Erneut wird mittels des Verdrängerstößels 34 dem Rückspül-Zuführkanal 20 druckbeaufschlagte Kunststoffschmelze zugeführt, die über den zweiten Rückspül-Zuführkanal 30 zum Rückspül-Filterelement 28, insbesondere zur Reinseite 27 des Rückspül-Filterelements 28 gelangt. Mittels des Kunststoffs werden Verschmutzungen von der Filterseite 25 des Rückspül-Filterelements 28 abgelöst und sodann das hochverschmutzte Kunststoff-Verschmutzungs-Gemisch in Richtung des Ausschleus-Ausgangs 29 gedrückt und dort ausgeschlaust.
Die 8 bis 18 detaillieren die einzelnen Schritte, die zum Spülen des Filterelements 14 über das Rückspül-Filterelement 28 ausgeführt werden. In dem in 8 gezeigten Zustand wird zunächst der Verdrängerstößel 34 zurückgezogen, um dem Produktionsprozess Kunststoffschmelze zu entnehmen. Diese sammelt sich in einem sich in dem Verdrängerstößel 34 ausbildenden Reservoir 65. Die Siebträger 12 bzw. 62 und 64 befinden sich in der bereits in Bezug auf 5 beschriebenen Produktionsstellung.
In 9 wurde der Rückspül-Siebträger 24 in eine sogenannte Sperrposition verfahren. Die Siebräume 26 bzw. 42 des Rückspül-Siebträgers 24 sind von dem Einlass 6 und dem Auslass 8 getrennt. In dem in 10 gezeigten Zustand wurde der zweite Siebträger 64 derart bewegt in eine sogenannte Rückspülfreigabeposition, dass die untere in dem zweiten Siebträger 64 angeordneten Filterelemente von den jeweiligen Rückspül-Zuführkanälen 20 getrennt sind und damit keine direkte Verbindung mehr zum Verdrängerstößel 34 besteht. Über die Abführkanäle 38 bleibt der zweite Siebträger 64 in Produktion.
In dem in 11 gezeigten Zustand wurde der erste Siebträger 62 in eine sogenannte Komprimierungsposition verfahren. In dieser Position ist das zweite Filterelement 44 von dem Kanal, der zum Verdrängerstößel 34 führt, getrennt. Das zweite Filterelement 44 ist allerdings nach wie vor über den zweiten Abführkanal 50 mit dem Auslass 8 verbunden, sodass über das zweite Filterelement 44 Kunststoffschmelze gefiltert werden kann. Das Filterelement 14 ist von dem Zuführkanal 36 und dem Abführkanal 38 getrennt. Es besteht für das Filterelement 14 lediglich noch eine Verbindung zu dem Verdrängerstößel 34 über den Rückspül-Zuführkanal 20.
In dem in 12 gezeigten Zustand wurde der Verdrängerstößel 34 nach unten gedrückt. Hierdurch wird die Schmelze im Reservoir 65 und auch die Schmelze im Rückspül-Zuführkanal 20 sowie im Siebraum 10 druckbeaufschlagt. In dem in 13 gezeigten Zustand wird der Siebträger 12 so bewegt, dass der Siebraum 10 und das Filterelement 14 kurzzeitig eine Verbindung mit einem temporär zur Atmosphäre offenen Rückspülkanal 63 einnimmt. Die unter Druck stehende komprimierte Schmelze entspannt sich schnell und löst Schmutz von dem Filterelement 14 ab. Das zweite Filterelement 44 bleibt in Produktion.
In den in 14 gezeigten Zustand wurde der Siebträger 12 geringfügig nach rechts verfahren. Der hier gezeigte Zustand entspricht der Komprimierungsposition aus 11. In 15 wurde der zweite Siebträger 64 in eine sogenannte Rückspülfreigabeposition verfahren. Die Filterelemente des zweiten Siebträgers 64 bleiben in Produktionsstellung.
In dem in 16 gezeigten Zustand wurde der Rückspül-Siebträger24 so verfahren, dass nunmehr eine Verbindung zwischen dem Rückspül-Abführkanal 22, dem Filterelement 14 und dem Rückspül-Filterelement 28 besteht. Auf der Austrittsseite ist der Rückspül-Siebträger 24 direkt mit dem Auslass 8 verbunden.
In dem in 17 gezeigten Zustand wird der Verdrängerstößel 34 nach unten verfahren, wodurch die sich in dem Reservoir 65 befindliche Kunststoffschmelze von hinten zunächst durch das Filterelement 14 und anschließend das Rückspülfilterelement 28 gedrückt wird. Die mittels des Rückspül-Filterelements 28 gefilterte Schmelze wird dem Auslass 8 und damit dem Produktionsprozess zugeführt. Der Schmutz aus dem Filterelement 14 befindet sich jetzt vor dem Rückspül-Filterelement 28.
In dem in 18 gezeigten Zustand wurden sowohl der Siebträger 12 bzw. 62 als auch der zweite Siebträger 64 und der Rückspül-Siebträger 24 in die Produktionsstellung zurückgefahren, sodass alle sechs Filterelemente dem Einlass 6 zugeführte Kunststoffschmelze in Richtung des Auslasses 8 filtern.
19 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Filtriervorrichtung 2, welche im Wesentlichen baugleich ausgebildet ist zu dem Ausführungsbeispiel einer Filtriervorrichtung 2 gemäß den 1 bis 18, jedoch zusätzlich eine Speichereinrichtung 66 aufweist. Die Speichereinrichtung 66 weist vorliegend einen ersten Speicherstößel 68 und einen zweiten Speicherstößel 70 auf. Im unteren Bereich der Speicherstößel 68, 70 ist jeweils ein Ringkanal 72 ausgebildet.
Der erste Speicherstößel 68 ist mit dem Rückspül-Abführkanal 22 verbunden und bildet mit dem Ringkanal 72 einen Teil des Rückspül-Abführkanals 22. Der zweite Speicherstößel 70 ist mit dem Rückspül-Abführkanal 60 des zweiten Filterelements 44 verbunden. In analoger Weise sind die Speicherstößel 68, 70 auch mit den Filterelementen des zweiten Siebträgers 64 verbunden, wobei aus Übersichtlichkeitsgründen lediglich auf den ersten Siebträger 12 Bezug genommen wird. Die Speichereinrichtung 66 weist darüber hinaus einen Kanal auf, der in den Einlass 6 mündet.
Wenn sich die Speicherstößel 68, 70 in dem in 19 gezeigten Zustand befinden, wird eine Zirkulation von Schmelze über den Rückspül-Abführkanal 22 und den Rückspül-Abführkanal 60 des zweiten Filterelements 44 über den jeweiligen Ringkanal 72 ermöglicht. In 19 befindet sich die Filtriervorrichtung 2 in der Produktionsstellung. Alle sechs Filterelemente werden von dem Einlass 6 zugeführten Kunststoff durchströmt. Der Kunststoff wird hierdurch gefiltert und gelangt zum Auslass 8, wie bereits in Bezug auf die 2 und 3 beschrieben worden ist.
20 zeigt eine Seitenansicht der Filtriervorrichtung 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 19. Wie der Figur zu entnehmen ist, ist der Speicherstößel 68 sowohl mit dem ersten Siebträger 62 als auch mit dem zweiten Siebträger 64 auf die eben beschriebene Art verbunden. Die Schmelze gelangt von der Filterseite 16 des Filterelements 14 über den Rückspül-Abführkanal 22, welcher mittels des Ringkanals 72 eine permanente Zirkulation durch die Speichereinrichtung 66 erlaubt, zum Rückspül-Filterelement 28, wird dort gefiltert und dem Auslass 8 zugeführt.
21 veranschaulicht den Durchfluss des Kunststoffes in der Produktionsstellung mittels Pfeilen anhand einerweiteren Darstellung. In dem in 22 gezeigten Zustand wird mittels des Verdrängerstößels 34 Schmelze rückwärts durch das unten dargestellte Filterelement des zweiten Siebträgers 64 gedrückt, gelangt zu der Speichereinrichtung 66, sodass der erste Speicherstößel 68 nach oben bewegt wird. Dieser Zustand ist in 23 in einer Draufsicht gezeigt.
In 24 wird die rückgespülte Schmelze mittels des ersten Speicherstößels 68 durch das Rückspül-Filterelement 28 gedrückt und sodann in Richtung des Auslasses 8 abgegeben.
Bezugszeichenliste

2: Filtriervorrichtung
4: Gehäuse
6: Einlass
8: Auslass
10: Siebraum
12: Siebträger
14: Filterelement
16: Filterseite
18: Reinseite
20: Rückspül-Zuführkanal
22: Rückspül-Abführkanal
24: Rückspül-Siebträger
25: Filterseite des Rückspül-Filterelements
26: Siebraum des Rückspül-Siebträgers
27: Reinseite des Rückspül-Filterelements
28: Rückspül-Filterelement
29: Ausschleus-Ausgang
30: zweiter Rückspül-Zuführkanal
31: zweiter Rückspül-Abführkanal
32: Druckerzeugungseinheit
34: Verdrängerstößel
36: Zuführkanal
38: Abführkanal
40: zweiter Siebraum des Siebträgers
42: zweiter Siebraum des Rückspül-Siebträgers
44: zweites Filterelement
46: zweites Rückspül-Filterelement
48: zweiter Zuführkanal
50: zweiter Abführkanal
52: Filterseite des zweiten Filterelements
54: Reinseite des zweiten Filterelements
56: Filtrierströmungsrichtung
58: Rückspül-Zuführkanal des zweiten Filterelements
60: Rückspül-Abführkanal des zweiten Filterelements
61: Kanal
62: erster Siebträger
63: je nach Betriebszustand zur Atmosphäre offener Kanal
64: zweiter Siebträger
65: Reservoir
66: Speichereinrichtung
68: erster Speicherstößel
70: zweiter Speicherstößel
72: Ringkanal

Claims

Vorrichtung (2) zum Filtrieren eines flüssigen Kunststoffes, mit: - einem Gehäuse (4) mit einem Einlass (6) zum Einleiten des Kunststoffes und einem Auslass (8) zum Abgeben des Kunststoffes, - einem in dem Gehäuse (4) aufgenommenen und einen Siebraum (10) aufweisenden Siebträger (12) zum Aufnehmen eines Filterelements (14), - einem in dem Siebraum (10) des Siebträgers (12) angeordneten Filterelement (14) mit einer Filterseite (16) und einer Reinseite (18), wobei das Filterelement (14) mit dem Einlass (6) und dem Auslass (8) derart in Verbindung bringbar ist, dass der Kunststoff das Filterelement (14) in einer Filtrierströmungsrichtung (56) von der Filterseite (16) zur Reinseite (18) passiert und gefiltert wird, und wobei das Filterelement (14) durch eine Rückspülung durch entgegen der Filtrierströmungsrichtung (56) strömenden Kunststoff reinigbar ist, - einem mit der Reinseite (18) des Filterelements (14) fluidleitend verbundenen Rückspül-Zuführkanal (20), welcher dazu eingerichtet ist, dem Filterelement (14) Kunststoff entgegen der Filtrierströmungsrichtung (56) zuzuführen, und - einem mit der Filterseite (16) des Filterelements (14) fluidleitend verbundenen Rückspül-Abführkanal (22), welcher dazu eingerichtet ist, den rückgespülten Kunststoff nach dem Passieren des Filterelements (14) abzuführen, gekennzeichnet durch einen mit dem Rückspül-Abführkanal (22) fluidleitend verbundenen Rückspül-Siebträger (24) mit einem Siebraum (26) zum Aufnehmen eines Rückspül-Filterelements (28) und durch ein in dem Siebraum (26) angeordnetes Rückspül-Filterelement (28), welches dazu eingerichtet ist, den rückgespülten Kunststoff zu filtern.
Filtriervorrichtung (2) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit dem Rückspül-Filterelement (28) und dem Auslass (8) fluidleitend verbundenen zweiten Rückspül-Zuführkanal (30), welcher dazu eingerichtet ist, den durch den Rückspül-Siebträger (24) filtrierten Kunststoff dem Auslass (8) zuzuführen.
Filtriervorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Druckerzeugungseinheit (32), welche mit dem Rückspül-Zuführkanal (20) und/oder einem zweiten Rückspül-Abführkanal (31) fluidleitend verbunden ist, wobei die Druckerzeugungseinheit (32) dazu eingerichtet ist, Kunststoff zum Rückspülen durch den Siebträger (12) und/oder den Rückspül-Siebträger (24) entgegen der Filtrierströmungsrichtung (56) zu drücken.
Filtriervorrichtung (2) nach Anspruch 3, wobei das Gehäuse (4) einen mit dem Einlass (6) fluidleitend verbundenen Zuführkanal (36) zum Zuführen von Kunststoff zu der Filterseite (16) des Filterelements (14) aufweist und einen mit dem Auslass (8) fluidleitend verbundenen Abführkanal (38) zum Abführen des gefilterten verflüssigten Kunststoffs von der Reinseite (18) des Filterelements (14).
Filtriervorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die Druckerzeugungseinheit (32) eines der folgenden Elemente aufweist oder als eines der folgenden ausgebildet ist: - Kolben, insbesondere Verdrängerstößel (34), - Zahnradpumpe.
Filtriervorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Druckerzeugungseinheit (32) mit dem Abführkanal (38) fluidleitend verbunden ist und dazu eingerichtet ist, dem Abführkanal (38) Kunststoff zu entnehmen und zum Rückspülen bereitzustellen.
Filtriervorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Siebraum (10, 26) des Siebträgers (12) und/oder des Rückspül-Siebträgers (24) ein erster Siebraum (10, 26) ist und wobei der Siebträger (12) und/oder der Rückspül-Siebträger (24) einen zweiten Siebraum (40, 42) aufweist, und wobei in dem zweiten Siebraum (40, 42) ein zweites Filterelement (44, 46) angeordnet ist.
Filtriervorrichtung (2) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch - einen mit dem Einlass (6) fluidleitend verbundenen zweiten Zuführkanal (48) zum Zuführen von Kunststoff zu einer Filterseite (52) des zweiten Filterelements (44), - einem mit dem Auslass (8) fluidleitend verbundenen zweiten Abführkanal (50) zum Abführen des gefilterten Kunststoffs von der Reinseite (54) des zweiten Filterelements (44), wobei das zweite Filterelement (44) mit dem zweiten Zuführkanal (36) und dem zweiten Abführkanal (50) derart in Verbindung bringbar ist, dass der Kunststoff das zweite Filterelement (44) in der Filtrierströmungsrichtung (56) von der Filterseite (52) zur Reinseite (54) passiert und gefiltert wird, - einem mit der Filterseite (52) des zweiten Filterelements (44) fluidleitend verbundenen zweiten Rückspül-Zuführkanal (58) des zweiten Filterelements (44), welcher dazu eingerichtet ist, dem zweiten Filterelement (44) Rückspülfluid entgegen der Filtrierströmungsrichtung (56) zuzuführen, und - einem mit der Reinseite (54) des zweiten Filterelements (44) fluidleitend verbundenen zweiten Rückspül-Abführkanal (60), welcher dazu eingerichtet ist, das Rückspülfluid nach dem Passieren des zweiten Filterelements (44) abzuführen, wobei der zweite Rückspül-Abführkanal (60) des zweiten Filterelements (44) fluidleitend mit dem ersten oder dem zweiten Rückspül-Filterelement (28, 46) des Rückspül-Siebträgers (24) verbunden ist.
Filtriervorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Siebträger (12) ein erster Siebträger (62) ist und die Filtriervorrichtung (2) einen zweiten Siebträger (64) aufweist und wobei der zweite Siebträger (64) wie der Siebträger (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Filtriervorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Filterelement (14, 44) des Siebträgers (12) im Wesentlichen die gleiche Porengröße aufweist wie das Filterelement (28, 46) des Rückspül-Siebträgers (24).
Filtriervorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Speichereinrichtung (66), welche fluidleitend mit dem Rückspül-Abführkanal (22) und/oder dem zweiten Abführkanal (50) verbunden und dazu eingerichtet ist, Rückspülfluid aus dem Rückspül-Abführkanal (22) und/oder dem zweiten Rückspül-Abführkanal (60) zu speichern.
Filtriervorrichtung (2) nach Anspruch 11, wobei die Speichereinrichtung (66) einen Kolben, insbesondere einen Speicherstößel (68), aufweist.