DE2135793A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffteilchen aus einem Strom fließfähigen Materials - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffteilchen aus einem Strom fließfähigen Materials

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DE2135793A1 DE19712135793 DE2135793A DE2135793A1 DE 2135793 A1 DE2135793 A1 DE 2135793A1 DE 19712135793 DE19712135793 DE 19712135793 DE 2135793 A DE2135793 A DE 2135793A DE 2135793 A1 DE2135793 A1 DE 2135793A1
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Description

Olpi -»·■ r P. R λ η > Dipl.-Ρί.,-.-:. ι. LZi 2' Mpl.-ing. W. H=SkV. .^w-I . c
Pater, tit. wall» " 1 1 OITTQO MOO Mönchen iä, Eisenact . «^. ' Z I JD / νίΟ
M 3o45 Ho/Mü.
POLY - CONVERTERS LIMITED 344 Sherman Avenue North Hamilton, Ontario, Kanada
Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Peststoffteilchen aus einem Strom fließfähigen Materials
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden unerwünschter Peststoffteilchen aus einem Strom fließfähigen Materials.
Bei der Verarbeitung von heißem polymerem Material liegt immer ein Problem darin, mit Sicherheit dafür zu sorgen, daß das durch die Verarbeitungsmaschine geförderte Material frei von unerwünschten Materialien, wie etwa Schmutz- oder Metallteilchen, Klumpen gelierten Materials und verkohltem Polymer ist. Letzteres kann beispielsweise durch lokale Überhitzungen in den Misch- und Druckstationen der Maschine
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entstehen. Das genannte Problem tritt insbesondere bei Vorrichtungen zur kontinuierlichen Herstellung rohrförmiger, polymerer Folien auf, bei denen das Polymer einem exakt runden Formwerkzeug zugeführt wird und bei denen das entstehende fortlaufende Rohr durch inneren Luftdruck expandiert wird. Die in der polymeren Schmelze enthaltenen Feststoffteilchen können die Kanten des teuren Formwerkzeugs beschädigen und/oder sich an den Kanten festsetzen und dabei Löcher in der Folie entstehen lassen, durch welche die Druckluft austritt. Es kommt auf diese Weise zu lokalen Verminderungen des Durchmessers und der Dicke des rohrförmigen Films, d.h., es entstehen unver- * käufliche, ungleichförmige Produkte, oder es ergibt sich sogar ein völliger Zusammenfall des extrudierten Rohrs.
Man geht daher normalerweise so vor, daß man ein Filterelement, in der Regel als Filterpackung bezeichnet, zwischen die Polymer-Fördervorrichtung und das Formwerkzeug der Maschine setzt. Wenn das Filterelement mehr und mehr der ausgefilterten, unerwünschten Feststoffteilchen zurückhält, so vermindert sich seine Durchflußkapazität, bis es gegebenenfalls zur Reinigung ausgewechselt werden muß. Ein solcher Filterwechsel erfordert normalerweise eine Unterbrechung des Maschinenbe-" triebs. Es wurden bereits verschiedene Anordnungen vorgeschlagen, beispielsweise umlaufende oder alternierende Schnellwechselfilter, um die Zeitspanne zu vermindern, während welcher die Maschine außer Betrieb ist und das extrudierte Rohr zusammenfällt. Es ist wünschenswert, daß das Auswechseln des Filterelements die Aufrechterhaltung des expandierten Rohrs nicht stört, da es Schwierigkeiten bereitet, das Rohr wieder neu auszubilden, wenn es zusammengefallen ist. Auch haben sich bei
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diesen bekannten Anordnungen Schwierigkeiten bei der Erzielung einer ausreichenden Abdichtung der umlaufenden oder Schnellwechselfilter und ihrer Halterungen ergeben, zumal Betriebstemperaturen von beispielsweise I50 bis 21o°C (300 - 6000F) sowie Betriebsdrücke von beispielsweise 0,2 bis 0,7 kg/cm (3,000 - Ιο,οοο p.s.i.) auftreten.
Diese oben geschilderten Probleme haben es bisher schwierig und vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen unmöglich gemacht, verschmutzte Abfallpolymere zur Beschickung einer kontinuierlich arbeitenden Extrusionsmaschine, beispielsweise einer Maschine zum Herstellen von Folien, zu verwenden, bei welcher der Zustrom des Materials über längere Zelt relativ gleichmäßig gehalten werden muß. Der Grund hierfür liegt darin, daß die große Menge an unerwünschten Feststoffteilchen, die in solchem Abfallmaterial enthalten sind, ein gar zu häufiges Auswechseln des Filterelements mit den Begleiterscheinungen der Rohrunterbrechung und des Produktionsverlustes erforderlich machte. Gebräuehlicherweise ist man daher so vorgegangen, daß man das Abfallmaterial einer vorausgehenden Extrusion und Filtration unterwarf, um saubere, gefilterte kleine Kugeln herzustellen. Bei der Herstellung dieser Kugeln ist es nicht erforderlich, die Kugelgröße genau zu steuern oder eine derart konstante Förderung aufrechtzuerhalten, wie es bei Maschinen zur Herstellung von Folien der Fall ist. Die gefilterten kleinen Kugeln können anschließend der Maschine zur Ausbildung eines Films zugeführt werden, wobei diese dann ausgedehnte Laufzeiten ohne eine Unterbrechung des expandierten Rohres erzielt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum Abscheiden unerwünschter Feststoffteilchen aus einem Strom von fließfähigem Material, beispielsweise von polymerem Material, zu schaffen. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung sollen anwendbar sein auf einen fortlaufenden Herstellungsprozeß, währenddessen die ausgefilterten Feststoffteilchen kontinuierlich abgeführt werden, um die Notwendigkeit zum Auswechseln des Filterelements und der damit verbundenen Unterbrechung des Prozesses wesentlich zu vermindern oder sogar auszuschalten.
Insbesondere richtet sich die Erfindung auf die Schaffung eines neuen Verfahrens und einer neuen Vorrichtung zum Verarbeiten polymeren Materials in einer Vorrichtung zur Herstellung von Folien, wobei ein im wesentlichen ununterbrochener Betrieb dieser Maschine gewährleistet wird, obwohl man ihr direkt verschmutztes Abfallpolymer zuführt und auf diese Weise das Vorschalten eines Verfahrensschritts zur Herstellung von Kugeln vermeidet.
Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffteilchen aus einem Strom fließfähigen Materials, welchem die Feststoffteilchen beigemischt sind, mit einem Gehäuse, das einen Einlaß für das gemischte Material sowie getrennte Auslässe für die abgeschiedenen Materialien aufweist. Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein Filterelement Jm Weg zwischen dem Einlaß und einem Auslaß und durch einen Strömungsweg innerhalb des Gehäuses, welcher den Strom des gemischten Materials vom Einlaß aus über das FiIter-
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element mit&iner solchen Strömungsgeschwindigkeit leitet, daß die Peststoffteilchen in derjenigen verminderten Menge des fließfähigen Materials enthalten bleiben, welche beim Durchgang von fließfähigem Material durch das Filterelement übrig bleibt.
Weiterhin schafft die Erfindung ein Verfahren zum Abscheiden von Feststoffteilchen aus einem Strom fließfähigen Materials, welchem die Feststoffteilchen beigemischt sind. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Strom des gemischten Materials über ein Filterelement geleitet wird, welches die Feststoffteilchen von dem fließfähigen Material zu trennen vermag, daß der Strom mit einer solchen Strömungsgeschwindigkeit über das Filterelement geleitet wird, dassdie Feststoffteilchen in derjenigen verminderten Menge des fließfähigen Materials enthalten bleiben, welche beim Durchgang von fließfähigem Material durch das Filterelement übrig bleibt, und daß das gefilterte fließfähige Material, das das Filterelement passiert hat, sowie die verminderte Menge des fließfähigen Materials, die die Feststoffteilchen enthält, getrennt abgeführt werden.
Schließlich schafft die Erfindung einen Abscheider für eine Vorrichtung zum Extrudieren von fließfähigem polymerem Material mit einem Formwerkzeug zum Formen des polymeren Materials zu einem vorbestimmten Querschnitt und mit einer Fördervorrichtung zum Versorgen des Formwerkzeugs mit polymerem Material unter Druck. Dabei bestehen die kennzeichnenden Merkmale darin, daß der Abscheider zum Abscheiden von unerwünschten Fest-
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stoffteilchen aus dem polymeren Material ein Gehäuse mit einem an die Fördervorrichtung angeschlossenen Einlaß, mit einem an das Formwerkzeug angeschlossenen Auslaß für das gefilterte Material sowie mit einem Auslaß für das ungefilterte Material aufweist, das ein Filterelement in dem Strömungsweg zwischen dem Einlaß und dem Auslaß für gefiltertes Material angeordnet ist und daß das Gehäuse einen Strömungsweg aufweist, der das polymere Material über das Filterelement leitet, um filtrierbares Material durch das Filterelement hindurch zum Auslaß für gefiltertes Material gelangen zu P lassen sowie die verminderte Menge an ungefiltertem Material dem Auslaß für ungefiltertes Material zuzuführen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Extrusionsvorrichtung zur Herstellung kontinuierlicher Kunststoffrohre aus polymerem Material, wobei ein Abscheider nach der Erfindung vorgesehen ist;
Fig. 2 einen Längsschnitt entlang der Linie 2-2 nach Fig. 3 durch einen Abscheider nach der Erfindung;
Fig. 3 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach Fig. 2, wobei zur Verdeutlichung des inneren Aufbaues bestimmte Teile fortgelassen sind.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 umfaßt zum Stande der Technik gehörende, gebräuchliche Teile für die Herstellung
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eines fortlaufenden Rohres aus thermoplastischem, polymeren! Material; nämlich eine Fördervorrichtung mit einem langen Gehäuse, dessen Beheizung thermostatgesteuert ist. Das Gehäuse dient zur Aufnahme einer langen, schraubengangförmigen Schnecke 11, die von einem Motor 12 über ein Untersetzungsgetriebe 13 um ihre Längsachse gedreht wird. Das Polymer wird über einen'Trichter 14 zugeführt, von welchem es in die Rillen oder Nuten der Schnecke gelangt. Es wird dann von der Schnecke gegen das andere Ende des Gehäuses gefördert, wobei es erwärmt, komprimiert, gemischt und sorgfältig plastifiziert wird, bis es einen gewünschten geschmolzenen, fließfähigen Zustand erreicht. Diese Vorgänge laufen ab unter der mechanischen Einwirkung der Schnecke, kombiniert mit der Erwärmung über das Gehäuse der Fördervorrichtung Io. Das geschmolzene Polymer wird unter Druck aus dem Auslaß der Vorrichtung heraus durch einen Abscheider 15 nach der Erfindung hindurch zu einem kreisförmigen Formwerkzeug 16 gefördert, von dessen Kanten es als vertikal gerichteter, fortlaufender Zylinder 17 austritt. Dieser Zylinder wird in der Praxis gewöhnlich als "Folienblase11 bezeichnet. Die Wand der Blase wird so schnell wie möglich nach dem Verlassen des Formwerkzeugs gekühlt und üblicherweise auf einen größeren Durchmesser aufgeblasen, indem man Druckluft durch das Formwerkzeug einbläst. Das sich ergebende gekühlte, dünnwandige Rohr legt man in der Regel flach zusammen und wickelt es zur Speicherung auf eine Rolle. Es ist dann bereit für nachfolgende Bearbeitungsvorgänge, beispielsweise für eine Herstellung von Beuteln in einer entsprechenden Vorrichtung und/oder für ein Bedrucken auf einer Druckmaschine.
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Bekanntlich soll das geschmolzene Polymer dem Formwerkzeug mit mögliehst konstanten Werten von Temperatur, Druck und Durchflußmenge zugeführt werden, um ein Rohr zu erhalten, dessen physikalische Eigenschaften so gleichförmig wie möglich sind." Insbesondere will man ~ einen gleichmäßigen Durchmesser und eine gleichmäßige Wandstärke erzielen. Auch ist es bekannt, daß größere Peststoffteilchen, beispielsweise Schmutz oder durch Überhitzung entstandenes geliertes bzw. verkohltes Polymer, das Formwerkzeug nicht erreichen sollte, da sie dessen genau bearbeitete Kanten zerstören können und/ oder sich an den Kanten festsetzen können. Letzteres führt zu einem Loch in der Wand der Blase, insbesondere wenn diese unter Innendruck steht. Wenn ein Loch in der Blase einreißt, so vermindert sich deren Innendruck. Es ergeben sich dann Abweichungen im Durchmesser und in der Wandstärke des Rohres, so daß man die benachbarten Bereiche des Rohres als Ausschuß aussondern muß. Darüber hinaus wird meist noch eine beträchtliche Menge an verkäuflicher Ausschußfolie dadurch erzeugt, daß man gezwungen ist, eine erneute Stabilisierung des Innendrucks und der Blasengröße auf die erforderlichen Werte vorzunehmen.
Aus diesem Grunde besteht die einzige Möglichkeit darin, irgendwelche Filterelemente oder Siebpackungen zwischen dem Auslaß der eigentlichen Vorrichtung und dem Formwerkzeug anzuordnen. Die bekannten Durchflußfilter arbeiten im wesentlichen zufriedenstellend, wenn ein relativ' sauberes polymeres Material verwendet wird, da sich nämlich der Verlust an Filterdurchlässigkeit beim Verstopfen durch die festgehaltenen, verschmutzenden Feststoffteilchen relativ langsam aufbaut. Auch gehen die Veränderungen des Gegendrucks aufgrund des Durchlässig-
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keits verlust es sehr zögernd vor sich. Das Filterelement muß also nur selten zu Reinigungs- und/oder Austausch-. zwecken entfernt werden. Dies hat zur Folge, daß sich die Produktion an Ausschußrohr während der seltenen Reinigungs- oder Austauschvorgänge in annehmbaren Grenzen hält. Auch kann man den Verlust noch dadurch vermindern, daß man bestimmte Schnellwechselfilter verwendet, bei denen das verschmutzte Filterelement entfernt und gleichzeitig durch ein sauberes Filterelement ersetzt wird.
Die bekannten Filterelemente arbeiten jedoch sehr viel unbefriedigender, wenn minderwertigere Polymere verwendet werden. Tatsächlich unbrauchbar sind sie bei der Verarbeitung von zurückgewonnenen Ausschußpolymeren, die wesentliche Mengen an Schmutz, an gelierten und verkohlten Feststoffteilchen und an Druckfarbenrückständen enthalten. Bei derartigen Materialien verstopfen die Filterelemente sehr schnell und rufen derart plötzliche und ungleichmäßige Veränderungen des Filtergegendrucks hervor, daß es schwierig oder gar unmöglich ist, Folienblasen von gleichmäßiger Dicke aufrechtzuerhalten. Auch müssen die Filterelemente so häufig ausgetauscht werden, daß sich in der Produktion eine unzulässige Menge an Ausschußfolie ergibt. Ganz allgemein kann man sagen, daß ein Material dann aus wirtschaftlichen Gründen untragbar wird, wenn es so schmutzig ist, daß das Filterelement alle vier Stunden oder häufiger ersetzt werden muß.
Der Abscheider nach der Erfindung sitzt zwischen dem Auslaß des Extruders und dem Formwerkzeug. Er weist tatsächlich Selbstreinigungseigenschaften auf, so daß
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man kontinuierlich minderwertige, wiedergewonnene Materialien verarbeiten kann, die so schmutzig sind, daß ein gebräuchliches Filterelement beispielsweise jede Stunde oder noch häufiger erneuert werden müßte. Geht man gemäß der Erfindung vor, so ergibt sich beim Starten der Vorrichtung beim Beginn des Arbeitsablaufs ein mehr oder weniger gleichmäßiger Anstieg des am Einlaß der Vorrichtung gemessenen Gegendrucks bis auf einen Maximalwert. Anschließend wird dieser Maximalwert gehalten, während die Vorrichtung so lange kontinuierlich arbeitet, wie sie mit polymerem Material versorgt wird.
Entsprechend den Figuren 2 und 3 besteht der Abscheider nach dem Ausführungsbeispiel aus einem Einlaßgehäuseteil 18 und einem Auslaßgehäuseteil 19. Die beiden. Teile sind in genauer Ausrichtung miteinander verstiftet, und zwar über rund um den Umfang angeordnete Stifte 2o. Zur starren Befestigung dienen schwere Schrauben 21. Die Gehäuseteile 18 und 19 sind im wesentlichen symmetrisch zu ihrer Längsachse 22, wobei das eine einen zentralen runden Einlaß 2J> und das andere einen dazu fluchtenden zentralen runden Auslaß 24 aufweist. Der Einlaß und der Auslaß liegen&lso koaxial W zueinander. Die beiden Gehäuseteile sind jeweils mit einem radial nach außen ragenden Flansch 25 bzw. 26 versehen. Diese Flansche werden von zugehörigen umlaufenden Klammern 27 und 28 gemäß Fig. 1 erfaßt, um den Abscheider abgedichtet mit der Vorrichtung, mit welcher er zusammenarbeiten soll, zu verbinden. Im Inneren des Abscheiders sind eine runde Verteilerplatte 29 und eine runde Trägerplatte 3o für ein Filterelement vorgesehen. Das Filterelement 31, welches vorzugsweise als Filtersieb
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packung ausgebildet ist, liegt eingeklemmt zwischen den beiden Platten.
Das heiße, flüssige und unter Druck stehende Polymer, das durch den Einlaß 23 einströmt, wird radial nach außen verteilt, und zwar in einer Kammer, die sich zwischen direkt einander gegenüberliegenden Flächen Jl und 33 des Einlaßgehäuseteils l8 und der Verteilerplatte 29 bildet. Die Fläche 33 weist die Form eines sehr flachen Kegels auf, um eine stromlinienförmige oder laminare Strömung des Kunststoffs durch die Vorrichtung zu unterstützen. Der radial äußere Teil der Verteilerplatte 29 trägt auf seiner Fläche 33 eine große Anzahl gleichmäßig verteilter, kräsförmig angeordneter Sacklöcher 3^* welche das Polymer in einen ringförmigen, sich axial erstreckenden Schlitz 35 leiten. Der Schlitz ist in einer Fläche 36 der Verteilerplatte 29 ausgebildet. Ein zylindrischer Strömungsweg 37 bildet sich zwischen der Fläche 36 der Verteilerplatte 29 und dem Filterelement 31· Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Fläche 36 zur Ausbildung des Strömungsweges mit einer geeignet geformten Ausnehmung versehen. Vorzugsweise ist eine Fläche 36a dieser Ausnehmung so geformt, daß sich die axiale Erstreckung des Strömungswegs 37 fortschreitend radial nach innen vom Schlitz 35 aus vermindert, bis ein zentraler Abschnitt 36b erreicht wird, woraufhin die axiale Erstreckung wieder ansteigt. In seiner Mitte öffnet sich der Strömungsweg 37 in eine axiale Bohrung 38, die koaxial zur Achse 22 liegt, und anschließend in einen radialen Auslaß 39, welcher aus der Vorrichtung herausführt. In Abwandlung dieser Ausführungsform kann die axiale Erstreckung des Strömungsweges 37 jedoch auch konstant gehalten werden.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht das Filterelement 31 aus mindestens zwei runden Lagen von Drahtfiltern, deren Maschenbreite in der Durchströmungsrichtung des polymeren Materials zunimmt. Jede Lage aus Filtersieb wird also von einer weiteren Lage aus Filtersieb mit größerer Maschenweite getragen, wobei diejenige Lage aus Filtersieb, welche die weitesten Maschen aufweist, direkt an eine Hinterfläche 4o der Trägerplatte 3o gepreßt und von dieser gehalten wird. Die Trägerplatte 3o weist eine große Anzahl gleichmäßig verteilter axialer Bohrungen 41 auf, welche sich sämtlichst zu einer Fläche 42 öffnen und in einen Strömungsweg 43 einmünden. Dieser wiederum steht ntt einem zum Auslaß 24 führenden Kanal 44 in Verbindung.
Während des Betriebs fließt die im Querschnitt kreisförmige Strömung des flüssigen, unter hohem Strom stehenden Polymers, die in den Einlaß 23 eintritt, radial nach außen in den Raum zwischen den Flächen 32 und 33-Anschließend wird die Strömung axial umgelenkt und gelangt durch die Bohrungen 34 in den ringförmigen Schlitz 35- Dieser stellt eine ringförmige Beruhigungskammer dar, um das Material zu einer Strömung mit ringförmigem Querschnitt zu zwingen und die Strömung sqgleichmäßlg wie möglich zu halten. Das flüssige Material bewegt sich anschließend radial einwärts in den Strömungsweg 37, welcher bei der vorliegenden Ausführungsform im wesentlichen senkrecht zur Längsachse 22 verläuft. Dabei wird gleichzeitig polymeres Material durch das Filterelement 31 gefiltert und über den Kanal 44 zum Auslaß 24 gebracht. Jegliche Materialien, wie etwa verschmutzende Feststoffteilchen, die nicht durch das Filterelement hinduroh-treten können, werden von der
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verbleibenden Flüssigkeitsströmung quer über die Vorderflache des Filterelements geschwemmt, bis sie durch die Bohrung 38 und den Auslaß 39 ausgetragen werden. Die Strömungskapazität des runden Filterelements vermindert sich alt abnehmendem Radius, und die entsprechende axiale Erstreckung des Strömungswegs 37 ist so gewählt, daß sich eine Strömungsgeschwindigkeit des Polymers quer über die Fläche des Filterelements einstellt, welche an Festhaften des ausgefilterten Materials an der Fläche des Filterelemente verhindert. Das ausgefilterte Material wird vielmehr in dem.verbleibenden Flüssigkeitsstrom zurückgehalten und durch den Strömungsweg 37 zum Auslaß 39 geschwemmt.
Es ergibt sich, daß zur Erzielung eines wirksamen und wirtschaftlichen Betriebs der Vorrichtung die Menge an polymeres Material, welches durch den Auslaß 39 ausgetragen wird, in einem bestimmten Verhältnis zu dem Prozentsatz an Material, welches gefiltert werden soll, stehen muß. Dies 1st erforderlich, um eine kontinuierliche Selbstreinigungswirkung zu erzielen. Es wurde weiterhin gefunden, daß es ein bevorzugtes Verhältnis zwischen der radial nach innen gerichteten Durchflußmenge des verbleibenden ungefilterten Materials und der axialen Durchflußmenge des gefilterten Materials durch das Filterelement gibt. Dieses Verhältnis läßt sich als Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeiten ausdrücken, wobei letzteres vorzugsweise 2,5si oder mehr beträgt. Weiterhin wurde gefunden, daß es als grundsätzliche Regel vorteilhaft 1st, die Anordnung so zu treffen, daß die Strömung durch die Vorrichtung so gleichmäßig und stromlinienförmig bzw. laminar wie möglich wird, um ein Hängenbleiben und einen Abbau des zu behandelnden Mate-
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rials zu verhindern.
Da die Durchflußmenge des polymeren Materials von der Fördervorrichtung Io zum Formwerkzeug 16 grundsätzlich von den physikalischen Eigenschaften des herzustellenden Filz abhängt und in vorbestimmten Grenzen gehalten werden soll, werden das oben erwähnte Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeiten und der sich daraus ergebenden Gegendruck des verarbeiteten Polymers innerhalb ihrer bevorzugten Grenzen gehalten, und zwar durch die Betätigung einer Drosselvorrichtung 45, die an den Auslaß 39 angeschlossen ist. Wird die Drosselvorrichtung geschlossen, um den Durchfluß zu vermindern, so verhindert sich auch die Strömungsgeschwindigkeit des aus den Auslaß 39 austretenden Materials, während die Strömungsgeschwindigkeit des filtrierten Materials, welches durch das Filterelement hin-durchtritt, ansteigt. Auch erhöbt sich der Gegendruck. Die Vorgänge laufen umgekehrt ab, wenn die Drosselvorrichtung geöffnet wird.
Z. Zt. wird davon ausgegangen, daß die günstigen Ergebnisse, die nach der Erfindung erzielt werden, mindestens teilweise auf die äußerst wirksame Filterreinigung zurückzuführen sind, welche von dem heißen, sehr viskosen Polymer durchgeführt wird, wenn dieses unter hohen Druck und mit hoher Intensität über die Fläche des Filtereleraentes strömt. Wie bereits oben erwähnt, steigt bein Beginn eines Arbeitsvorganges mit einem neuen Filterelement der Druck des eintretenden Polymers ausgehend von einem Anfangswert progressiv an. Dies muß nicht unbedingt kontinuierlich geschehen. Der Anstieg ist darauf zurückzuführen, daß sich ein bestimmter Anteil des abgefilterten Materials in den Filtersieben festsetzt. Dieser Druckanstieg scheint auch die Reini-
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gungswirkung zu erhöhen, so daß sich der Anstieg normalerweise nur so lange fortsetzt, bis ein stabiler Zustand erreicht ist, in welchem das Polymer aufgrund seiner Reinigungs- oder Waschwirkung jeden weiteren Aufbau von festgesetztem Material verhindern kann. Dieser stabile Druckzustand kann dann unbegrenzt lange aufrechterhalten werden, oder man kann höhere bzw. niedrigere Druckwerte einstellen, und zwar in Abhängigkeit von den speziellen Arbeitsbedingungen. Ein Anstieg deä Drucks über einen vorbestimmten Wert zeigt an, daß das Filterelement zur Fortsetzung des gerade vorliegenden Arbeitsvorgangs erneuert werden muß.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist zwar die Strömung des Polymers, die in Berührung mit dem Filterelement erfolgt, rechtwinklig radial nach innen gerichtet. Bei anderen Ausführungsformen kann jedoch die Strömung auclyeine axiale Komponente aufweisen, vorausgesetzt, daß das erforderliche Mindestverhältnis der Strömungsgeschwindigkeiten In der Vorrichtung aufrechterhalten wird.
Die Erfindung schafft also ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden unerwünschter Feststoffteilchen aus einem fließfähigen Material, beispielsweise aus heißem thermoplastischem Polymer, wobei ein Strom des fließfähigen und die Feststoffteilchen enthaltenden Materials in ein Gehäuse gefördert wird, welches ein Filterelement enthält. Während des Betriebs wandert das Material direkt über das Filterelement und zwar mit einer solchen Geschwindigkeit, daß die Feststoffteilchen in derjenigen verminderten Menge enthalten bleibt, welche beim Durchgang von flleß-
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fähigem Material durch das Filterelement übrig bleibt. In Anwendung auf eine kontinuierliche Vorrichtung zum Extrudieren von polymeren] Material bietet die Erfindung die Möglichkeit, die Vorrichtung auch dann fortlaufend, zu betreiben, wenn stark verschmutztes polymeres Material verwendet wird.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Vorrichtung zum Abscheiden von Peststoffteilchen aus einem Strom fließfähigen Materials, welchem die Feststoffteilchen beigemischt sind, mit einem Gehäuse, das einen Einlaß für das gemischte Material sowie getrennte Auslässe für die abgeschiedenen Materialien aufweist, gekennzeichnet durch ein Filterelement 01) im Wege zwischen dem Einlaß (2^) und einem Auslaß (24) und durch einen Strömungsweg (37) innerhalb des Gehäuses (18, 19), welcher den Strom des gemischten Materials vom Einlaß aus über das Filterelement mit einer solchen Strömungsgeschwindigkeit leitet, daß die Feststoffteilchen in derjenigen verminderten Menge des fließfähigen Materials enthalten bleiben, welche beim Durchgang von fließfähigem Material durch das Filterelement übrig bleibt,
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg 07) den Strom des gemischten Materials mit einer im Querschnitt kreisförmigen oder ringförmigen Strömung gegen das Filterelement leitet und in einer Richtung über das Filterelement führt, die eine radial einwärts gerichtete Komponente relativ zur Hauptströmungsrichtung aufweist, um mindestens teilweise die Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit auszugleichen, welche sich andernfalls aufgrund des Durchgangs von gefiltertem Material durch das Filterelement ergeben würde.
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    J5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg den Strom des gemischten Materials als im Querschnitt ringförmige Strömung gegen das Filterelement richtet, wobei diese Strömung einer in der Mitte des ringförmigen Querschnitts verlaufenden Längsachse (22) folgt, und daß der Strömungsweg das Material radial nach innen gegen die Längsachse und im wesentlichen senkrecht zu dieser über das Filterelement führt.
    4. Vorrichtung nach Anspruch >, dadurch gekennzeichnet, daß das ungefilterte Material vom Filterelement aus im wesentlichen entlang der Längsachse strömt, und zwar in Gegenrichtung der im Querschnitt ringförmigen Strömung.
    5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement in Strömungsrichtung des gefilterten Materials eine Platte aus Filtermaterial aufweist, die von einer festen, durchlöcherten Trägerplatte (^o) gehalten wird.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement 01) mindestens eine weitere Platte aus Filtermaterial aufweist, welche zwischen der ersterwähnten Platte und der Trägerplatte (3o) liegt, wobei die Filterkapazität dieser weiteren Platte zwischen derjenigen der ersterwähnten Platte und derjenigen der Trägerplatte liegt, und wobei die weitere Platte die ersterwähnte Platte trägt.
    7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungs-
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    weg (37) in dem Gehäuse (l8, 19) eine Kammer mit einer Wand 06) bildet, deren gegenüberliegende Wand von dem Filterelement (31) geschaffen wird, um mit dem Filterelement einen Durchgang einzuschließen, welcher den Strom des gemischten Materials über das Filterelement leitet, und daß die eine Wand 06) aufgrund ihrer Form die Durehflußkapazität des Durchgangs beeinflußt, um mindestens teilweise die Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit des gemischten Materials auszugleichen, die andernfalls dadurch hervorgerufen würde, daß das gefilterte Material durch das Filterelement hindurchtritt.
    8. Vorrichtung nach Anspruch J5> dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg 0J) im Gehäuse eine Kammer bildet, deren eine kreisförmige Wand vom Filterelement 01) dargestellt wird, während eine weitere kreisförmige Wand 06) in etwa paralleler Ausrichtung dem Filterelement gegenüberliegt, um zusammen mit dem Filterelement einen Durchgang zu schaffen, durch welchen die Strömung des gemischten Materials radial einwärts gegen das Zentrum des Filterelements fließt, und daß die Wand (36) aufgrund ihrer Form die Strömungskapazität des Durchgangs beeinflußt, um eine Anpassung an die verminderte Strömungsgeschwindigkeit des gemischten Materials zu fördern, welche andernfalls aufgrund des Durchtritts des gefilterten Materials durch das Filterelement auftreten könnte.
    9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Abscheiden von Feststoffen aus einem strömungsfähigen
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    polymeren Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg (37) den Strom des gemischten Materials derart über das Filterelement leitet, daß sich ein Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeiten der verminderten gemischten Strömung zur gefilterten Strömung durch das Filterelement von mindestens 2,5:1 ergibt.
    Io, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis zum Abscheiden von Feststoffteilchen aus einem strömungsfähigen polymeren Material, gekennzeich net durch eine Drosselvorrichtung (45) am Auslaß für das unfiltrierte Material, um den Gegendruck des gefilterten Materials innerhalb vorbestimmter Grenzen zu halten.
    ll] Verfahren zum Abscheiden von Feststoffteilchen aus einem Strom fließfähigen Materials, welchem die Feststoffteilchen beigemischt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom des gemischten Materials über ein Filterelement geleitet wird, welches die Feststoffteilchen von dem fließfähigen Material zu trennen vermag, daß der Strom mit einer solchen Strömungsgeschwindigkeit über das Filterelement geleitet wird, daß die Feststoffteilchen in derjenigen verminderten Menge des fließfähigen Materials enthalten bleiben, welche beim Durchgang von fließfähigem Material durch das Filterelement übrig bleibt, und daß das gefilterte fließfähige Material, das das Filterelement passiert hat, sowie die verminderte Menge des fließfähigen Materials, die die Feststoffteilchen enthält, getrennt abgeführt werden.
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    12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gemischte Strömung dem Filterelement als im Querschnitt runder oder ringförmiger Strom zugeführt und über das Filterelement in einer Richtung geleitet wird, die eine radial einwärts gerichtete Komponente relativ zur Hauptströmungsrichtung aufweist, um mindestens teilweise eine Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit auszugleichen, welche andernfalls aufgrund des Durchgangs von gefiltertem Material durch das Filterelement auftreten würde.
    13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die gemischte Strömung als im Querschnitt kreisförmiger Strom gegen das Filterelement gelenkt wird, und zwar in einer Richtung, die einer in der Mitte des kreisförmigen Querschnitts liegenden Längsachse folgt, und daß die Strömung über das Filterelement radial einwärts gegen die Längsachse und im wesentlichen senkrecht zu dieser wandert, wobei der in seiner Menge verminderte Strom des unfiltrierten Materials vom Filterelement weg im wesentlichen entlang der Längsachse verläuft.
    14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13* dadurch gekennzeichnet, daß das fließfähige Material ein heißes thermoplastisches Polymer ist und daß die gemischte Strömung beim Passieren des Filterelements ein Verhältnis zwischen der Strömungsgeschwindigkeit des in seiner Menge verminderten gemischten Stromes und der Strömungsgeschwindigkeit des filtrierten Stromes durch das Filterelement von mindestens 2,5:1 bildet.
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    15· Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das strömungsfähige Material ein heißes thermoplastisches Polymer ■ ist und daß der unfiltrierte Strom gedrosselt wird, um den Gegendruck des filtrierten Stroms innerhalb vorbestimmter Grenzen zu halten.
    16. Abscheider für eine Vorrichtung zum Extrudieren von fließfähigem polymeren! Material mit einem Formwerkzeug zum Formen des polymeren Materials zu einem vorbestimmten Querschnitt und mit einer Fördervorrichtung zum Versorgen des Formwerkzeugs mit polymerem Material unter Druck, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider zum Abscheiden von unerwünschten Feststoffteilchen aus dem polymeren Material ein Gehäuse (18, 19) mit einem an die Fördervorrichtung (lo) angeschlossenen Einlaß (2J5), mit einem an das Formwerkzeug (16) angeschlossenen Auslaß (24) für das gefilterte Material sowie mit einem Auslaß (j59) für das ungefilterte Material aufweist, daß ein Filterelement 01) in dem Strömungsweg zwischen dem Einlaß und dem Auslaß für gefiltertes Material angeordnet ist und daß das Gehäuse einen Strömungsweg (37) aufweist, der das polymere Material über das Filterelement leitet, um filtrierbares Material durch das Filterelement aüBch zum Auslaß für gefiltertes Material gelangen zu lassen sowie die verminderte Menge an ungefiltertem Material dem Auslaß für ungefiltertes Material zuzuführen.
    17. Abscheider nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Drosselvorrichtung (45)
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    am Auslaß (39) für ungefiltertes Material, um den Gegendruck des gefilterten Materials, "welches dem Formwerkzeug (16) zuströmt innerhalb vorbestimmter Grenzen zu halten.
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