DE2357608A1

DE2357608A1 - Vorrichtung zum filtern von weichem material

Info

Publication number: DE2357608A1
Application number: DE2357608A
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Berlyn Corp
Current assignee: Berlyn Corp
Priority date: 1972-11-20
Filing date: 1973-11-19
Publication date: 1974-05-22
Also published as: CA1017261A; GB1445167A; JPS504663A

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. ALEX STENGER

D-4000 DÜSSELDORF 1 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

Malkastenstraße2 DIPL.-ING. HEINZ J. RING

Unser Zeichen: 14 583 Datum: l6. November 1973

The Berlyn Corporation, USA-Millbury/Massachusetts,

West Main Street 93 2357608

* Vorrichtung zum Filtern von weichem Material

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtern von weichen Materialien und insbesondere eine verbesserte Beaufschlagung von Schließ- bzw. Dichtdruck auf Vorrichtungen zum Wechseln von Filtern.

In Produktionsabläufen wie beispielsweise dem Strang- oder Spritzpressen von Kunststoff, dem Faserspinnen oder der chemischen Verarbeitung unter Verwendung einer Masse wärmeerweichten Materials als Ausgangsmaterial ist es wesentlich, daß Verunreiniger in diesem Material vor dem eigentlichen Verarbeitungsprozeß entfernt bzw. ausgefiltert werden. Zu diesem Zweck werden Vorrichtungen wie beispielsweise Filter in der Form von Drahtgewebe mit quadratischen Maschen oder dergleichen in den Strömungsweg des zu filternden Materials eingesetzt. Die Auflage des Filters erfolgt auf einer Trag- oder Lochscheibe mit Strömungskanälen, so daß das Material nach dem Passieren des Filters durch diese Lochscheibe und zur weiteren Verarbeitung aus der Filteranordnung herausfließt.

. Da 'das Filter nach einer gewissen Einsatzzeit mit Schmutzteilchen zugesetzt wird, muß es gewechselt werden, so daß die meisten Vorrichtungen für ein schnelles Wechseln des Filters vorgesehen sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine allgemein als Wechselvorrichtung für Filter bekannte Einrichtung. Bei diesen Wechselvorrichtungen muß ein Dichtdruck gegen das Filter und die Lochscheibe vorgehalten werden, so daß beim Passieren des

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zu filternden Materials, das normalerweise mit hohem Druck durch das Filter geleitet wird, keine Leckage auftreten kann. Der Dichtdruck muß während des Prozeßablaufs beaufschlagt sein und auch dann anstehen, wenn ein Hydrauli zylinder die die Lochscheibe tragende Schieberplatte bewegt, um ein frisches Filter in den Strömungsweg des Materials einzubringen. Mit der Zeit sind die Dichtungen einem gewissen Verschleiß unterworfen, so daß eine Nachjustierung erforderlich wird.

Zur Zeit bedient man sich bei den meisten Wechselvorrichtungen eines komplizierten Gewindemuffenmechanismus, der in etwa wie eine Gewindemutter von außen betätigt wird, um den Dichtdruck auf die Lochscheibe aufzubringen. Derartige Gewindemuffen nehmen bei großen Filtern außergewöhnlich große Ausmaße an, müssen sehr sorgfältig bearbeitet sein und sind somit in ihrer Herstellung sehr teuer, und bedingen komplizierte inner^Diehtanordnungen, um die Bewegungen der Muffe zu kompensieren.

Bei anderen Konstruktionen findet man geteilte Gehäuse, die miteinander verschraubt werden. Diese sind nur sehr schwer ordnungsgemäß auszurichten, sind teuer in ihrer Bearbeitung, erfordern mehr Raum und haben eine geringere Festigkeit.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Wechselvorrichtung für Filter mit einem zuverlässig und wirksam arbeitenden Mechanismus zur Beaufschlagung von Dichtdruck auf die Lochscheibe. Desweiteren bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Wechselvorrichtung der vorbeschriebenen Art, bei welcher die Beaufschlagung der Lochscheibe mit Dichtdruck über eine einfache Gleithülse durch Betätigung einer Spannhülse mittels eines Gewindebolzens in der Weise, daß die äußere Spannhülse gegen die Gleithülse gedrückt wird. Schließlich bezweckt die Erfindung die Schaffung einer verbesserten Lochscheibe in einer Wechselvorrichtung, um die Fließeigenschaften des zu filternden Materials zu verbessern.

Weitere. Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung er-

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geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:

- Pig. 1 eine Wechselvorrichtung für Piltersiebe im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Abschnitt einer herausnehmbaren Lochscheibe in vergrößertem Querschnitt;

Fig. 3 dieselbe Lochscheibe in Draufsicht.

Wie aus der Zeichnung und insbesondere aus der Figur 1 ersichtlich ist, besitzt die Wechselvorrichtung 10 in Schieberplattenausführung ein Gehäuse 12, bei dem es sich vorzugsweise um ein einteiliges Gußstahlgehäuse handelt, mit einer axial verlaufenden zylindrischen Bohrung 14. Ebenfalls vorgesehen ist eine Schieberplattenöffnung 16," die von rechteckigem Querschnitt sein kann und die seitlich durch das Gehäuse 12 hindurch senkrecht zur Achse der zylindrischen Bohrung 14 ausgebildet ist.

In der Schieberplattenöffnung 16 befindet sich eine Schieberplatte 18, die seitlich innerhalb des Gehäuses 12 bewegt wird, wenn ein Wechselvorgang eingeleitet wird. Diese Schieberplatte 18 dient als Träger für ein Filter 20, das vorzugsweise ein Siebgewebe von kreisrunder Form und mit Anordnung in einer kreisrunden Öffnung 22 von der Schieberplatte 18 ist.

Das zu filternde Material fließt von links nach rechts wie in Figur 1 dargestellt; da es unter hohem Druck durch das Gehäuse 12 hindurchgeleitet wird, ist unmittelbar hinter dem Filter'20 eine Lochscheibe 24 innerhalb der Schieberplatte 18 angeordnet. Wird also das zu filternde Kunststoffmaterial durch das Gehäuse 12 hindurchgefördert, so strömt es unter Druck'durch das Filter 20, welches in einer umlaufenden Nut 21 in der Schieberplatte montiert ist und durch die Lochscheibe 24 gestützt wird, sowie durch die Lochscheibe 24 bzw. durch eine Vielzahl von hierin

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ausgebildeten Strömungskanälen 26. Die Schieberplatte 18 wird während des Filterbetriebes im Gehäuse 12 durch Bolzen 28 und JiO festgehalten, wobei die Bolzen in entsprechende Öffnungen 52 bzw. 3^ eingreifen und wobei jeder der Bolzen mit einer am Gehäuse 12 befestigten Mutter 36 verschraubt ist in der Weise, daß die Enden 3.8 bzw. 40 der Bolzen 28 und 30 an der Schieberplatte 18 anliegen und diese im Gehäuse 12 sicher halten.

Beim Durchtritt durch den bzw. bei der Behandlung in dem Filter wird das Filtergut, beispielsweise durch Hitze erweichter Kunststoff, mit hohen Drücken beaufschlagt, so daß Vorkehrungen für eine zuverlässige Abdichtung im Bereich des Gehäuses getroffen werden müssen, um Leckagen zu verhindern. Aus diesem Grunde wird in der zylindrischen Bohrung 14 in Fließrichtung vor dem Filter eine Dichtung in Form einer zylindrischen Gleithülse 42, welche vorzugsweise aus einer Legierung wie z.B. Bernalloy besteht, angeordnet. Ein Ende 44 der Gleithülse stößt an demjenigen Segment der Schieberplatte l8 an, welches „das Filter 20 übergreift, um den Strom des zu filternden Materials auf den Bereich einer zylindrischen Ausnehmung 46 der Gleithülse 42 zu beschränken. Solange die Gleithülse 42 unter genügend hohem Druck stumpf an der Schieberplatte l8 anliegt, wird eine wirksame und feste Abdichtung geschaffen, so daß das Filtergut im Bereich der Schieberplattenöffnung l6 nicht aus dem Gehäuse austreten kann.

Um die Gleithülse 42 druckdicht gegen die Schieberplatte 18 zu halten, ist eine geflanschte Spannhülse 48 vorgesehen. Diese Spannhülse 48 besitzt eine zylindrische Öffnung 50 in Flucht mit der Bohrung 14, durch welche das zu filternde Material hindurchgedrückt wird. Ein Ende 52 der Spannhülse 48 ist mit einem zylindrischen Falz 5^· zur Aufnahme des freien Endes 56 der Gleithülse 42 ausgestattet. Die Spannhülse 48 besitzt desweiteren einen Flansch 58 mit einer Vielzahl von umfangsmäßig im Abstand voneinander angeordneten Bolzenlöchern 60. Eine Vielzahl von Gewindebolzen 62 werden durch diese Bolzenlöcher 60 im Flansch 58 hindurchgest-eckt und mit einer

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entsprechenden Vielzahl von Gewindebohrungen 64 im Gehäuse 12 verschraubt'. Auf diese Weise hält die Spannhülse 48 die Gleithülse 42 druckdicht stumpf gegen die Schieberplatte 18, wenn die Bolzen 62 durch den Flansch 58 hindurchgehend mit dem Gehäuse 12 verschraubt verbunden sind.

Auf der Filtergutaustrittsseite vom Filter 20 und der Lochscheibe 24, ist ebenfalls eine Dichtung zur Verhinderung des Austritts flüssigen Materials aus dem Gehäuse 12 vorgesehen, und zwar durch Anordnung einer Gleithülse 66, die vorzugsweise ebenfalls aus einer Legierung wie z.B. Bernalloy besteht. Diese Gleithülse 66 besitzt eine Stirnfläche 68 zur dichten stumpfen Anlage an der Lochseheibe, wobei in dieser Stirnfläche eine trichterartige Ausnehmung 70 ausgebildet ist, die in einem zylindrischen Kanal 72 ausläuft. Die Form der Ausnehmung 70 ist so gewählt, daß der Materialstrom nach dem Passieren der Lochscheibe zu dem mittigen Kanal geleitet wird. Die Gleithülse 66 ist ebenfalls mit einem Flansch 74 an seinem anderen Ende versehen, der eine Schulter 76 zur stumpfen Anlage an der Rückseite 78 des Gehäuses 12 bildet.

Auch auf der Stromäbwärtsseite ist eine Spannhülse 80 vorgesehen mit einem Flansch 82, in dem eine Vielzahl von umfangsmäßig im Abstand voneinander angeordneten Bolzenlöchern 84 ausgebildet sind. Eine Vielzahl von Gewindebolzen 86 sind durch "diese Löcher 84 hindurchgesteckt und mit Gewindebohrungen im Gehäuse 12 verschraubt, so daß durch Anziehen der Bolzen 84 die Spannhülse 80 stumpf gegen die Gleithülse 66 gedrückt wird, wodurch sich die Abdichtung ergibt.

Die Spannhülse 84 ist ebenfalls mit einem zylindrischen Kanal 88 in Flucht mit dem Durchlass 72 im Gleitlager 66 ausgestattet, so daß das durch das Filter 20 behandelte Material unter Druck durch die Lochscheibe 24 und in die Kanäle 72 und 88 geleitet wird, bis es schließlich aus der Vorrichtung austritt und zur weiteren Verarbeitung in ein Spritzwerkzeug oder dergleichen gelangt.

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Wie nunmehr aus den Figuren 2 und 3 ersiehtüch besteht die erfindungsgemäße Lochscheibe 24 aus einem stromaufwärtsseitigen Segment 90* welches einen größeren Durchmesser besitzt als das stromabwärtsseitige Segment 9² und so eine Schulter 94 bildet, welche stumpf gegen eine in der Schieberplatte 18 ausgebildete Schulter 96 (siehe Figur 1) gelagert ist. Da der Druck zum Hindurchleiten des Materials durch das Filter und die Lochscheibe 24 vom stromaufwärtsseitigen Ende her beaufschlagt wird, behält die Lochscheibenanordnung während des Betriebs ihre Lage innerhalb der Schieberplatte aufgrund des Eingriffs der Schulter 94.

Über den gesamten Mittelabschnitt der Lochscheibe 24 hinweg sind die Kanäle 26 in Form gerader zylindrischer Öffnungen ausgebildet. Am stromaufwärtsseitigen Ende dieser geraden Durchlassöffnungen befindet sich jeweils ein kegeliger Abschnitt 98, welcher in die zylindrischen Abschnitte 100 mündet. Durch diese aufgeweiteten Abschnitte 98 werden tote Zonen auf ein Minimum verringert und Ansammlungen hitzeerweichten Materials auf der Stromaufwärtsseite der Lochscheibe verhindert und der dem Materialfluß durch die Strömungskanäle 26 hindurch entgegengesetzte Widerstand auf ein Mindestmaß reduziert.

Da der Materialfluß sofort nach Austritt aus der Lochscheibe am stromabwärtsseitigen Ende drastisch beschränkt wird, wenn das Material die konische Ausnehmung 70 in der stromabwärtsseitigen Gleithülse 66 passiert, wird dem aus den radial äußersten Strömungskanälen 26 zufließenden Material ein starker Widerstand entgegengesetzt. Um diesen hohen Widerstand zu verringern und unerwünschte Materialansammlungen in der radial äußersten Zone zu verhindern, sind die Öffnungen der radial äußersten Reihe winklig ausgebildet in der Weise, daß der Materialfluß mehr nach innenfeerichtet wird.

Dementsprechend ist eine äußerdbe Reihe von Strömungskanälen 104 am Umkreis der Lochplatte 24 zur Längsachse der letzteren winklig ausgeführt. Jeder dieser Strömungskanäle 104 ist vom

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stromaufwärts- zum stromabwärtsseitigen Ende naoh innen abgewinkelt, so daß auch der Materialfluß radial nach innen gerichtet wird. Da diese Kanäle eine größere Länge aufweisen, ergibt sich ein höherer Strömungswiderstand. Aus diesem Grunde ist zur "Verkürzung des Materialfließweges eine V-förmige Nut 102 am stromabwärtsseitigen Ende der Strömungskanäle vorgesehen. Die Strömungskanäle 104 führen das Material der äußersten Umfangszone der Ausnehmung 70 zu. Aufgrund des Neigungswinkels der äußersten Strömungskanäle wird der Materialstrom mehr nach innen unter weitgehender Anpassung an die Form der Ausnehmung 70 in der Spannhülse 66 geleitet, so daß sich eine minimale Strömungsbegrenzung ergibt.

Zwar bezieht sich die. hierin offenbarte Ausführungsform speziell auf eine in einer Schieberplatte angeordnete Lochscheibe, doch versteht es sich, daß die Erfindung auch in solchen Fällen anwendbar ist, wo die Lochplatte direkt und einteilig mit der Schieberplatte ausgeführt ist. In diesem Falle würden die Strömungskanäle 100 und 104 durch die Schieberplatte selbst gebohrt und würde das abdichtende Gleitlager radial außen an der Lochscheibe anliegen.

Erfindungsgemäß ist eine verbesserte Konstruktion von Wechselvorrichtungen für Filter in Schieberplattenausführung geschaffen worden, mit welcher sich auf einfache Weise eine zuverlässige Abdichtung des Schieberplattenbereichs erzielen läßt, um unerwünschte Materialaustritte zu verhindern. Erfindungsgemäß wird außerdem eine verbesserte Lochscheibenanordnung geschaffen, welche den Strömungswiderstand, dem das Material beim Passieren durch die Lochscheiben-Strömungskanäle ausgesetzt ist, auf ein Minimum verringert.

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Claims

Ansprüche

Vorrichtung zum Ausfiltern von Verunreinigungen aus wärmeerweichtem Material,
gekennzeichnet durch, ein Gehäuse (12) mit einem ersten Durchlass, durch welchen das wärmeerweichte Material hindurchgepresst wird, sowie mit einem zweiten Durchlass, welcher den ersten Durchlass schneidet;

eine Schieberplatte (18) in dem zweiten Durchlass, die mit einer Öffnung in Flucht mit dem ersten Durchlass im Gehäuse (12) versehen ist;

. ein Filter in der Öffnung der Schieberplatte (18) zwecks Filtrierung des durch den ersten Durchlass fließenden wärmeerweichten Materials;

eine Gleithülse (42) mit einer darin befindlichen axialen Öffnung, die in dem stromaufwärtsseitigen Durchlass der Schieberplatte (l8) angeordnet ist und deren eines Ende dichtend mit der Öffnung in der Schieberplatte verbunden ist und deren anderes Ende über die Oberfläche des Gehäuses (12) vorspringt; und

Vorrichtungen außerhalb des Gehäuses (12), die das andere Ende der Gleithülse (42) berühren und mit einem Dichtdruck beaufschlagen,-um eine dichte Auflage des einen Gleithülsenendes auf der Schieberplatte (18) sicherzustellen.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Gehäuses (12) Spannhülsen (48,80) mit Durchlässen in Flucht mit der axialen Öffnung der Gleithülsen (42,66) sowie mit radial nach außen vorspringenden umlaufenden Flanschen (58,82) vorgesehen sind, um den Gleithülsen einen nach innen gerichteten Dichtdruck zu beaufschlagen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche mit einer Vielzahl von umfangsmäßig im

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Abstand voneinander angeordneten Bolzenlöchern und das Gehäuse mit einer Vielzahl von Gewindelöchern zur Aufnahme der Bolzen in Flucht mit den Bolzenlöchern im Planschen versehen sind, und daß die zwischen dem Flanschen und dem Gehäuse zu befestigenden Mittel eine Vielzahl von Bolzen sind, die durch die Bolzeiöcher hindurchgesteckt und in den Gewindelöchern verschraubt sind, so daß durch die Schraub - verbindung der Bolzen mit den Gewindelöchern den Gleithülsen ein Anpressdruck beaufschlagt wird.

Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der-Gleithülse (42) über die Oberfläche des Gehäuses (12) vorspringt und die Spannhülse (48) in ihrem dem Gehäuse benachbarten Ende einen Falz (5²O aufweist, der so bemessen ist, daß die Spannhülse gegen die Gleithülse drückt, um den Dichtdruck zu erzeugen.

Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am stromabwärtsseitigen Ende der Schieberplatte eine zweite Gleithülse (66) in dem ersten Durchlass angeordnet ist, deren eines Ende dicht gegen die Schieberplattenöffnung gelagert ist und deren anderes Ende über die Oberfläche des Gehäuses (12) mit einem Flansch (7²O vorspringt, und daß Mittel außerhalb des Gehäuses vorgesehen sind, um die dichte Anlage an der Schieberplatte zu gewährleisten.

Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gleithülse (66) einen Kanal (72) aufweist und daß die außerhalb des Gehäuses angeordneten Vorrichtungen eine Spannhülse mit einem Kanal (88) in Flucht mit dem Kanal (72) der zweiten Gleithülse und einem radial nach außen vorspringenden umlaufenden Flansch besitzt, um der Gleithülse mit Gewindebolzen (86) nach in$n gerichteten Druck zu beaufschlagen,

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7. Vorrichtung gemäß Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (20) ein Maschengewebe ist mit stromabwärtsseitiger Unterstützung durch eine Lochscheibe (24) mit einer Vielzahl durch diese verlaufender Strömungskanäle (26) und daß der Durchlass in der zweiten Gleithülse an seinem einen Ende eine Ausnehmung (70) von konischer Form aufweist, die in den axialen Kanal (72) ausläuft.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die radial innersten der in der Lochscheibe (24) ausgebildeten Vielzahl von Strömungskanälen (2fy achsparallel zum Materialströmungspfad durch das Gehäuse (12) und die radial äußersten dieser Vielzahl von Strömungskanälen (104) in der Lochscheibe (24) mit nach innen in Richtung auf den Materialfluß geneigten Achsen angeordnet sind.

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