DE2502669C2 - Vorrichtung zum abscheiden und austragen von feststoffteilchen aus einer unter druck stehenden fluessigkeit - Google Patents

Vorrichtung zum abscheiden und austragen von feststoffteilchen aus einer unter druck stehenden fluessigkeit

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden und Austragen von Feststoffteilchen aus einer unter Druck stehenden Flüssigkeit, insbesondere einer hochviskosen Schmelze thermoplastischen Kunststoffs, mit einem in einem Gehäuse angeordneten Filter, welches bereichsweise dem Flüssigkeitsdurchlauf vorüberge-5 hend entzogen und durch Gegenspülung von den angesammelten Feststoffteilchen befreit werden kann, wobei auf der Filter-Anströmseite innerhalb des Gehäuses ein von außen relativ zum Filter bewegbares Austragelement mit einer zum Filter hin offenen to Höhlung angeordnet ist, welches einen Teil des Filters überdeckt und dessen Anströmseite mit einem aus dem Gehäuse führenden Kanal verbindet.
Beispielsweise aus der DT-OS 20 06 685 ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt. Dort ist das Filter zylinderförmig ausgebildet und besteht aus zu ei zueinander konzentrischen Käfigen aus gelochtem Metallblech, zwischen denen Filtermaterial angeordnet ist. An einer zentrischen Hohlwelle sitzt radial auskragend das Austragelement; es hat die Form einer Breitschlitzdüse und soll sich so nahe wie möglich an die Innenseite des inneren Filterkäfigs erstrecken. Zur Filterung einer unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit ist diese bekannte Vorrichtung nicht geeignet, weil sich bei ihr ein »Kurzschluß« der eintretenden Flüssigkeit in den Austragkanal nicht vermeiden läßt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Filter der eingangs geschilderten Art das unmittelbare Überströmen der zu filtrierenden Flüssigkeit in den Austragkanal der Gegenspüleinrichtung mit geringem konstruktivem Aufwand bei hoher Betriebssicherheit auch im Falle unter hohem Druck stehender sowie insbesondere thermisch empfindlicher Flüssigkeiten zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Filter in mehrere Abstände unterteilt ist, und daß die dem Filter zugewandte Öffnung der Höhlung des Austragelements einem Filterabschnitt entspricht und beidseits dieser Öffnung Dichtflächen von solcher Größe am Austragelement vorgesehen sind, daß diese die benachbarten Filterabschnitte vollständig und abgedichtet überdecken, wenn die Öffnung sich gegenüber einem Filterabschnitt befindet.
Auf diese Weise werden also auch die dem jeweils der Gegenspülung unterliegenden Filterabschnitt benachbarten Filterabschnitte dem Flüssigkeitsstrom entzogen. Hierdurch sowie durch die Abdichtung des Austragelements gegenüber dem Filter ist sichergestellt, daß auch bei unter hohem Druck stehenden Flüssigkeiten, beispielsweise einer Kunststoffschmelze von hoher Temperatur und hoher Viskosität, kein unmittelbares Überströmen der mit diesem Druck in den Anströmraum des Filters eintretenden Flüssigkeit in den - praktisch drucklosen - Austragkanal stattfinden kann.
Zwar ist die Unterteilung eines Filters bei einer ähnlichen Vorrichtung aus der DT-OS 21 65 012 an sich bekannt, jedoch ist nicht nur der Aufbau und die Wirkungsweise jener bekannten Vorrichtung entscheidend anders, sonden es besteht vor allem auch nicht die erfindungsgemäße Wechselwirkung zwischen den Filterabschnitten und dem Austragelement.
Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß ein zwischen dem Filter und dem Austragelement angeordnetes, anströmseitige Kammern zur Aufnahme abgeschiedener Feststoffe bildendes Distanzelement mit Durchbrechungen die Filterabschnitte bestimmt und das Austragelement gegenüber der ihm zugekehrten Fläche des Distanzelements abgedichtet ist. In den Kammern
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können sich die Feststoffe sammeln und ohne Beeinträchtigung der Abdichtung zwischen dem Filter und dem Austragelement bis zum Austragen durch Gegenspülung festgehalten werden.
Die — selbstverständlich aufeinander abgestimmten - Formen des Filters und des Distanzelements sind an sich beliebig. In jedem Falle empfiehlt es sich, solche Ausbildungen des Filters und des Distanzelements einerseits sowie des Austragelements andererseits zu bevorzugen, bei denen sich die Abdichtung zwischen dem Filter bzw. Distanzelement einerseits und dem Ausiragelement andererseits unschwer bewerkstelligen laßt Geht man von einem Austragelement aus, welches aus mindestens einem radialen Vorsprung an einer zum rotationssymmetrisch ausgebildeten Filter koaxialen und aus dem Gehäuse geführten Welle besteht, dann kann bei einer vorteilhaften Ausführungsform das Filter una das Distanzelement die Form eines Kreises oder Kreisringes haben und der Vorsprung des Austragelements sich muschelförmig radial über ein Segment der Kreis bzw. Kreisringfläche erstrecken. Es kann jedoch ebenso vorteilhaft auch das Filter und das Distanzelemeni die Form eines Kegelstumpfes haben und der Vorsprung des Austragelements flossenartig radial an einem Längsabschnitt des Kegelstumpfmantels anliegen
In diesen Fällen kann man ferner der Welle des Austragelements ein gewisses Spiel in Längsrichtung geben und einen auf die Welle drückenden Gegendruckgeber vorsehen, der das Austragelement wenigstens teilweise vom Druck der Flüssigkeit entlastet. Die Abdichtung zwischen Austragelement und Filter bzw. Distanzelement kann dadurch gemäß den jeweiligen Bedürfnissen eingestellt werden.
Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen. In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt,
Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie H-II in Fig. 1,
F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispie! im Längsschnitt und
Fig.4 einen Querschnitt gemäß der Linie IV-IV in F i g. 3.
Das im ganzen mit 1 bezeichnete Gehäuse besteht aus zwei in nicht dargestellter Weise miteinander verbundenen Teilen 2 und 3. Zwischen den Gehäuseteilen 2 und 3 ist die im ganzen mit 4 bezeichnete Filteranordnung eingespannt. Das Gehäuse 1 (und damit auch die Gehäuseteile 2, 3) sind zur Achse 5 rotationssymmetrisch, und das gleiche gilt für die Filteranordnung 4. Diese besteht aus einer kreisringförmigen Stützscheibe 6 mit gleichmäßig über ihre Fläche verteilten Bohrungen 7 und dem auf die Stützscheibe 6 aufgelegten Filtermaterial 8 insbesondere in Form eines Drahtgewebes mit der gewünschten Maschenweite, welches gegebenenfalls mit einem gröberen Stützgewebe unterlegt sein kann. Die Filteranordnung 4 ist in eine Ringnut des Gehäuseteils 3 eingesetzt; dahinter befindet sich der abströmseitige Ringraum 9, an dem der seitlich angeordnete Austrittstutzen 10 anschließt.
Auf der Anströmseite der Filteranordnung 4, welche über einen kegelförmigen Raum 11 mit dem Eintrittsstutzen 12 in Verbindung steht, ist ein kreisringförmiges Distanzelement 13 auf dem Filtermaterial 8 angeordnet und gegenüber diesem sowie der darunter befindlichen Stützscheibe 6 abgedichtet, so daß keine Flüssigkeit TMncnhpn Stützscheibe 6 und Distanzelement 13 seitlich
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45 austreten kann. Das Distanzelement 13, welches gleichzeitig die Gehäuseteile 2 und 3 relativ zueinander zentriert, hat Durchbrechungen 14, deren Form in F i g. 2 erkennbar ist. Die Durchbrechungen 14 im Distanzelement 13 bestimmen die Filterabschnitte 4a, welche gemäß F i g. 2 beispielsweise die Form von Kreisringsegmenten haben oder (wie in einem Quadranten alternativ dargestellt) auch aus radialen Reihen von Bohrungen bestehen können. Die der Fikeranordnung 4 abgekehrte Fläche 15 des Distanzelements 13 ist sauber bearbeitet und erstreckt sich unter einem rechten Winkel zur Achse 5. F i g. 1 macht (in Verbindung mit F i g. 2) deutlich, daß die Durchbrechungen 14 anströmseitige Kammern vor der Filteranordnung 4 bilden, in welchen sich abgeschiedene Feststoffe sammeln können.
Durch das Gehäuseteil 3, die Filteranordnung 4 und das Distanzelement 13 erstreckt sich zentrisch eine Welle 16 bis in das Gehäuseteil 2 hinein. Sie ist ebenso wie ihr sich innerhalb des Gehäuseteils 2 radial erstreckender, in Achsrichtung betrachtet muschelförmiger Vorsprung 17 (F i g. 2) Teil eines im ganzen mit 18 bezeichneten Austragelements. Der radiale Vorsprung 17 des Austragelements 18 gleitet mit seiner dem Distanzelement 13 zugekehrten Fläche abdichtend auf dessen Fläche 15. Im Vorsprung 17 ist eine Höhlung 19 so ausgebildet, daß ihre Öffnung zum Distanzelement 13 hin den Umriß einer Durchbrechung 14 (und damit des davon bestimmten Filterabschnitts 4a) hat; soweit die Durchbrechungen 14 aus radialen Reinen von Bohrungen bestehen, ist jeweils eine Bohrungsreihe als eine einen Filterabschnitt Aa bestimmende Einheit anzusehen. Beidseits der Höhlung 19 (in Fig. 2 gestrichelt angedeutet) sind die auf der Fläche 15 des Distanzelements 13 abgedichtet gleitenden Flächen des Vorsprunges 17 so groß, daß sie jeweils eine benachbarte Durchbrechung 14 überdecken.
Die Höhlung 19 im Vorsprung 17 des Austragelements 18 steht über eine radiale Bohrung 20 mit einem in der Welle 16 zentrisch vorgesehenen Kanal 21 in Verbindung. Dieser hat einen seitlichen Auslaß 22, und ein in das außerhalb des Gehäuses 1 liegende Stirnende 23 der Welle 16 geschraubtes Drosselelement 24 erlaubt es. den wirksamen Querschnitt des Auslasses 22 zu verändern.
Im Betrieb tritt die zu reinigende Flüssigkeit durch den Eintrittsstutzen 12 in den kegelförmigen Raum 11 im Gehäuseteil 2 ein. Da sie unter Druck steht, wird sie durch die Filteranordnung 4 in dem darunterliegenden Ringraum 9 gepreßt und kann das Vorrichtungsgehäuse 1 durch den Austrittsstutzen 10 verlassen. Dabei sammeln sich in den von den Durchbrechungen 14 des Distan/elements 13 gebildeten Kammern alle von der Filteranordnung 4 zurückgehaltenen Feststoffe an.
Derjenige Filterabschnitt 4a, dem die Höhlung 19 des Vorsprunges 17 des Austragelements 18 gegenübersteht, ist jedoch vom Austragelement 18 gegenüber dem Eintrittsdruck abgeschirmt. Daher bewirkt die unter dem austrittsseitigen Druck stehende Flüssigkeit im Ringraum 9 eine Gegenspülung durch die Bohrungen 7 in der Stützscheibe 6 und das Filtermaterial 8 hindurch in die Höhlung 19 hinein sowie durch die Bohrung 20 und den Kanal 21 aus dem Auslaß 22 hinaus. Dabei werden die in der Durchbrechung 14 des betreffenden Filterabschnitts 4a angesammelten Feststoffe mitgerissen und ausgetragen. Durch Weiterdrehen des Vorsprungs 17 mit Hilfe der Welle 16 (die dafür vorgesehenen Mittel sind nicht dargestellt) werden
nacheinander alle Filterabschnitte 4a durch Gegenspülung gereinigt; wje oben schon erwähnt, kann die Drehung der Welle 16 und damit des Austragelements 18 eine kontinuierliche sein. Der von der Flüssigkeit im Raum 11 auf den Vorsprung 17 ausgeübten Kraft (welche ohne zusätzliche Mittel die Abdichtung des Austragelements 18 gegenüber dem Distanzelement 13 bewirkt) kann durch entgegengesetzt gerichtete Kraflausübung auf das Ende 23 der Welle 16 dann entgegengewirkt werden, wenn der Druck so groß ist. daß die Pressung des Vorsprunges 17 auf das Distanzelement 13 die Drehung des Austragelements 18 erschwert oder gar unmöglich macht.
Die F i g. 3 und 4 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Darin sind den einzelnen Elementen des ersten Ausführungsbeispieles entsprechende Teile mit einem um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen worden, so daß sich die Beschreibung auf die Darstellung der Unterschiede beschränken kann.
Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß die Filteranordnung 4 eine kegelstumpfförmige ist. Demgemäß ist statt der Stützscheibe 6 des ersten Ausführungsbeispieles eine Stützkegelhülse 106 vorgesehen, die gleichmäßig am Umfang verteilt mit längsverlaufenden Ausfräsungen 106a versehen ist, durch die die gefilterte Flüssigkeil in den Ringraum 109 strömen kann. Auch das Filtermaterial 108 ist entsprechend kegelförmig ausgebildet, und schließlich besteht auch das Distanzelemenl 113 aus einer kegelslumpfförmigen Hülse. Die Filterabschnitte 104a werden hier von axialen Reihen von Bohrungen 114 im Distanzelemenl 113 bestimmt. Die Bohrungen 114 liegen den Bohrungen 107 in der Stützkegelhülse 106 gegenüber.
Der radiale Vorsprung 117 des Auslragelements 118 ist unmittelbar an dessen Welle 116 flossenartig angeformt und liegt, wie Fig.4 deutlich macht, jeweils entlang einem inneren Mantellängsbereich an dem kegelhülsenförmigen Distanzelement 113 an. Die Höhlung 119 steht über zwei radiale Bohrungen 120 mit dem Kanal 121 in Verbindung.
Die Stützkegelhülse 106, das Filtermaterial 108 und das Distanzelemenl 113 sind mit Hilfe der Flanschhülse
1S 103a im Gehäuse 103 befestigt. Das Austragelement 118 ist in der Darstellung der F i g. 1 lediglich von der Seite eingeschoben, und es sind die Mittel weggelassen, die selbstverständlich erforderlich sind, um das Austragelement 118 entgegen dem Druck der durch den Einlaß 112 einströmenden Flüssigkeit in ihrer Stellung zu halten.
Durch Regelung der Gegenkraft auf das Stirnende 123 der Welle 116 kann auch hier auf einfache Weise der Dichlungsdruck zwischen dem Vorsprung 117 des Austragelements 118 und der Fläche 115 des Distanzelements 113 reguliert werden. Selbstverständlich kanr auch hier ein (in der Zeichnung weggelassenes Drosselelement im Kanal 121 vorgesehen werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Abscheiden und Austragen von Feststoffteilchen aus einer unter Druck stehenden Flüssigkeit, insbesondere einer hochviskosen Schmelze thermoplastischen Kunststoffs, mit einem iii einem Gehäuse angeordneten Filter, welches bereichsweise dem Flüssigkeitsdurchlauf vorübergehend entzogen und durch Gegenspülung von den angesammelten Feststoffteilchen befreit werden kann, wobei auf der Filter-Anströmseite innerhalb des Gehäuses ein von außen relativ zum Filter bewegbares Austragelement mit einer zum Filter hin offenen Höhlung angeordnet ist, welches einen Teil des Filters überdeckt und dessen Anströmseite mit einem aus dem Gehäuse führenden Kanal verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (4; 104) in mehrere Abschnitte (4; 104a) unterteilt ist, und daß die dem Fiiier(4; 104) zugewandte Öffnung der Höhlung (19; 119) des Austragelements (18; 118) einem Filterabschnitt (4a,· 104a) entspricht und beidseits dieser Öffnung Dichtflächen von solcher Größe am Austragelement (18; 118) vorgesehen sind, daß diese die benachbarten Filterabschnitte (4a; 104a) vollständig und abgedichtet überdecken, wenn die Öffnung sich gegenüber einem Filterabschnitt (4a; 104a) befindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen dem Filter (4) und dem Austragelement (18) angeordnetes, anströmseitige Kammern zur Aufnahme abgeschiedener Feststoffe bildendes Distanzelement (13; IU) mit Durchbrechungen (14; 114) die Filterabschnitte (4a) bestimmt und das Ausiragelemen' (18) gegenüber der ihm zugekehrten Fläche (15; 315) des Disianzelements (13; 113) abgedichtet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2 mit einem Austragelement, welches aus mindestens einem radialen Vorsprung an einer zum rotationssymmetrisch ausgebildeten Filter koaxialen und aus dem Gehäuse geführten Welle besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (4) und das Distanzelement (13) die Form eines Kreises oder Kreisringes haben und der Vorsprung (17) des Austragelements (18) sich muschelförmig radial über ein Segment der Kreis- bzw. Kreisringfläche erstreckt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 mit einem Austragelement, welches aus mindestens einem radialen Vorsprung an einer zum rotationssymmetrisch ausgebildeten Filter koaxialen und aus dem Gehäuse geführten Welle besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (104) und das Distanzelement (113) die Form eines Kegelstumpfes haben und der Vorsprung (117) des Austragelements (118) flossenartig radial an einem Längsabschnitt des Kegelstumpfmantels anliegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen auf die Welle (16) wirkenden Gegendruckgeber zur wenigstens teilweisen Entlastung des Austragelements (18; 118) vom Druck der Flüssigkeit.
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