DE3326288A1

DE3326288A1 - Filterkerze fuer filtervorrichtung

Info

Publication number: DE3326288A1
Application number: DE19833326288
Authority: DE
Inventors: Dieter 5143 Wassenberg Friedrichs
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-07-21
Filing date: 1983-07-21
Publication date: 1985-01-31
Also published as: DE3326288C2

Description

Bezeichnung: Filterkerze für Filtervorrichtungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Filterkerze für Filtervorrichtungen zur Filtration von Kunststoffschmelzen oder entsprechenden zähflüssigen Medien mit einem Bodenteil, das mit einem Anschlußstutzen und einem diesen durchsetzenden Filtratauslaß versehen ist, mit einem zwischen dem Bodenteil und einem Kopfteil angeordneten Stützrohr, auf dessen Außenseite ein Filterschlauch abgestützt ist und mit einem innerhalb des Stützrohres angeordneten Verdrängerkörper.
Derartige Filterkerzen arbeiten unter einem Druck von über 75 bar. Je nach der Konsistenz der zu filternden Kunststoffschmefn und in Abhängigkeit vom Zustand des Filtermittels kann der Druck bis 300 bar steigen.
Zur Verkürzung der Verweilzeit des zu filternden Medi.ums in der Filterkerze ist im oberen Bereich der Filterkerze ein mit dem Kopfteil verbundener Verdrängerkörper eingesetzt. Derartige Filterkerzen sind meist zu mehreren auf eine Kerzenplatte montiert. Das Filtrat wird aus dem Inneren der Filterkerze durch die in den Anschlußstutzen befindlichen Filtratauslässe abgeführt.
Bei den bekannten Filterkerzen für derartige Filtervorrichtungen besteht das Stützrohr meist aus einem gelochten Rohr, über welches ein relativ grobes, sogenanntes Abströmgewebe geschoben ist. Über dieses Abströmgewebe ist ein Filtergewebe gewickelt oder aber auch ein Filterschlauch darübergezogen. Das Filtergewebe wird stirnseitig mit einer Drahtwicklung gegen das Stützrohr, das auch als Spaltrohr ausgebildet sein kann, abgedichtet. Das Stützrohr muß bei diesen bekannten Filterkerzen sowohl die radialen Kräfte als auch die axialen Kräfte aufnehmen. Die Aufnahme der radialen Kräfte bereitet keine Schwierigkeit, jedoch muß zur Aufnahme der axialen Kräfte das Stützrohr sehr steif ausgeführt werden, um ein Ausknicken unter der axialen Last zu vermeiden. Da bei den bekannten Filtervorrichtungen dieser Art das Stützrohr - bei einer Länge von etwa 500 mm - einseitig eingespannt und relativ schlank ausgebildet ist und zudem dieses Stützrohr sowohl über seinen Umfang als auch über seine Länge ungleichmäßig belastet wird, muß das Stützrohr extrem steif ausgebildet werden, um nicht unter Last auszuknicken.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Filterkerzen besteht darin, daß das relativ grobe Abströmgewebe nur sehr schwer zu verarbeiten ist und nur relativ unpräzise auf das Stützrohr aufgebracht werden kann. Wegen der nicht zu vermeidenden Durchmessertoleranzen wird das Abströmgewebe unter dem zwangsläufig auftretenden hohen Überdruck stark deformiert, was zu großen Falten führt. Ein über dieses Abströmgewebe geschobener Filterschlauch, der ebenfalls eine relativ große Toleranz aufweisen muß, damit er über die Falten des Abströmgewebes geschoben werden kann, faltete sich insbesondere im Bereich der Falten des Abströmgewebes in mehrere kleine und relativ scharfe Falten, die bei hohen Drücken und bei einigen Filtermitteln dazu führten, daß der Filterschlauch an diesen sehr scharfen Falten bricht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Filterkerze für die Filtration von Kunststoffschmelzen derart zu verbessern, daß die Gefahr des Ausknickens des Stützrohres beseitigt ist und das Zusammensetzen und Montieren der Filterkerze erleichtert und die filtertechnischen Bedingungen erheblich verbessert sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich der Verdrängerkörper vom Bodenteil bis zum Kopfteil erstreckt und mit diesen Teilen starr verbunden ist. Das Stützrohr ist nun von axialen Kräften entlastet zwischen dem Bodenteil und dem Kopfteil angeordnet. Die axialen Kräfte werden also nicht mehr vom Stützrohr auf das Bodenteil übertragen, sondern vom Verdrängerkörper. Dieser Verdrängerkörper ist so gestaltet, daß in allen Querschnitten der Filterkerze ein gleicher Strömungswiderstand besteht und daß die Verweilzeit der erhitzten Kunststoffschmelze in der Filterkerze in allen Bereichen gleich und relativ kurz ist. Das Stützrohr ist sozusagen schwimmend zwischen einem Ringbund am Boden des Verdrängerkörpers und einer am Kopfteil angeordneten Ringscheibe gehalten. Über dieses, von axialer Belastung befreite Stützrohr ist ein Filterschlauch geschoben, der auch den Ringbund sowie die Ringscheibe außen umfaßt. Mit Hilfe von Dichtungen, welche durch Konusringe zusammengequetscht werden, wird eine zuverlässige Abdichtung des Filterschlauches am Bodenteil und am Kopfteil der Filterkerze erzielt. Das Stützrohr kann nun präzise bearbeitet werden, so daß der Filterschlauch ohne Störungen über das Stützrohr gezogen werden kann. Die axial verlaufenden Stege des Stützrohres können nun so schmal ausgeführt werden und in solchen Abständen angeordnet werden, daß ein zusätzliches grobes Abströmgewebe zur Erzielung einer Querströmung unter dem Filtergewebe entfallen kann.
Die erfindungsgemäße Filterkerze hat den Vorteil, daß sie leicht demontierbar ist und nicht nur der Filterschlauch, sondern auch der Stützkörper leicht auswechselbar sind. Der Verdrängerkörper ist an seinem oberen Ende mit einem Sechskant versehen, mit welchem die Filterkerze ohne Schwierigkeiten aus der Kerzenplatte geschraubt werden kann, beispielsweise auch dann, wenn die Kunststoffschmelze in der Filterkerze erstarrt ist. Sowohl beim Einschrauben als auch beim Ausschrauben der Filterkerze auf die Kerzenplatte als auch beim Zuschrauben der Filterkerze wird der Stützkörper nicht mit Torsionskräften belastet Der Verdrängerkörper ist so gestaltet, daß eine gleichmäßige Strömung an allen Orten innerhalb der Filterkerze herrscht. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Verdrängerkörpers wird zusätzlich ein erwünschter Mischeffekt für das Filtrat erzielt.
In der folgenden Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 zur Hälfte eine Seitenansicht und zur Hälfte einen Längsschnitt der Filterkerze nach der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht nach der Schnittlinie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt eines Verbindungskanals.
Die Filterkerzen nach den Fig. 1 und 2 setzen sich im wesentlichen zusammen aus einem Stützrohr 2, das von einem Filterschlauch 3 umgeben ist, einem Bodenteil 4, das mit einem Filtratauslaß 21 und einem Anschlußstutzen 25 zur Befestigung an einer Kerzenplatte versehen ist, einem Kopfteil 5 mit einer Ringmutter 14, welche den Zusammenhalt der Filterkerze sichert, und einem Verdrängerkörper 6, der auf einen inneren Anschlußstutzen 26 des Bodenteils 4 aufgeschraubt ist und der sich durch das Stützrohr 2 hindurch erstreckt und einen Gewindeansatz 27 aufweist, auf welchen die Ringmutter 14 aufschraubbar ist.
Am oberen Ende des Verdrängerkörpers 6 befindet sich ein Sechskantkopf 17, mit welchem der Verdrängerkörper 6 auf den inneren Anschlußstutzen 26 des Bodenteils 4 aufschraubbar ist.
Am bodenseitigen Ende des Verdrängerkörpers 6 ist eine zentrale Kaverne 23 angeordnet, die stufenlos in den Filtr#tauslaß 21 übergeht und von welcher sternförmig mehrere, im Querschnitt relativ große Verbindungskanäle 22 abführen zu einem Ringraum 20, der sich zwischen der Außenwand 18 des Verdrängerkörpers 6 und dem Filterschlauch 3 befindet. Zwischen den Verbindungskanälen 22 befinden sich starke, zum Zentrum hin leicht geneigte Stützen 28.
Wie Fig. 3 zeigt, haben die Verbindungskanäle 22 einen im wesentlichen ovalen Querschnitt mit parallelen Seitenwänden und gewölbten Boden- und Dachflächen. Die Achsen der Verbindungskanäle 22 sind in einem Winkel von ca. 20 bis 300 zur Horizontalen geneigt. Die gewölbten Dachflächen der sternförmig angeordneten Verbindungskanäle 22 treffen sich im Zentrum der Kaverne. Durch die Anordnung und Ausbildung der Verbindungskanäle 22 und der Kaverne 23 wird erreicht, daß abströmseitig kein Totwasser verbleibt. Alle Ströme aus den sechs Verbindungskanälen 22 vereinigen sich hier an spitz auslaufenden Metallteilen. Das Dach der Kaverne 23 wird im wesentlichen von den einander schneidenden und von außen zum Zentrum hin geneigten, sternförmig angeordneten Verbindungskanälen 22 gebildet. Mit Hilfe von Fingerfräsern läßt sich dieses totwasserfreie Einmünden der Verbindungskanäle 22 in die Kaverne 23 herstellen. Lediglich im unteren Bereich können die Kanten der in die Kaverne 23 einmündenden Verbindungskanäle 22 gerundet oder abgephast sein.
Der Verdrängerkörper 6 ist im wesentlichen konisch ausgebildet und nimmt im Umfang vom Bodenteil 4 zum Kopfteil 5 hin zu. Durch diese Ausbildung wird der Querschnitt des Ringraumes 20 um den Verdrängerkörper 6 von oben nach unten zu den Verbindungskanälen 22 hin größer.
Im Bereich der Verbindungskanäle 22 ist der Verdrängerkörper 6 kegelstumpfförmig ausgebildet und weist im Bereich des Bodenteils 4 einen Ringbund 9 auf, auf den sich ein Ende des Stützrohres 2 abstützt. Am kopfseitigen Ende ist am Verdrängerkörper 6 ein Ringbund 19 angeformt, dessen Abstand vom Ringbund 9 der Länge des Stützrohres 2 entspricht. Aug dem Gewindeansatz 27 ist eine Ringscheibe 10 aufgeschraubt, so daß sie mit ihrer planen Fläche am Ringbund 19 anliegt. Auf diese Weise ist das Stützrohr 2 ohne axiale Belastung am Verdrängerkörper 6 gehalten. Der Filterschlauch 3 ist länger als das Stütz- rohr 2 und erstreckt sich über den Ringbund 9 und der Ringscheibe 10 hinaus, so daß er zwischen Konusringen 12, 13 und Dichtringen 15 dichtend eingeklemmt wird. Dabei stützen sich die Dichtringe 15 auf dem Ringbund 9 und auf der Ringscheibe 10 ab.
Bezugszeichenliste 2 Stützkörper 3 Filterschlauch 4 Bodenteil 5 Kopfteil 6 Verdrängerkörper 7 Innengewinde 8 Außengewinde 9 Ringbund 10 Ring 11 Außengewinde 12 Konusring 13 Konusring 14 Mutter 15 Dichtring 16 Sechskant 17 Sechskantkopf 18 Außenwand 19 Ringbund 20 Ringraum 21 Filtratauslaß 22 Verbindungskanäle 23 Kaverne 24 Flansch 25 Anschlußstutzen, außen 26 Anschlußstutzen, innen 27 Gewindeansatz 28 Stützen - Leerseite -

Claims

P A T E N T A N S P R U c H E: 1.)Filterkerze für Filtervorrichtungen zur Filtration von Enststoffschmelzen oder entsprechenden zähflüssigen Medien mit einem Bodenteil (4), das mit einem zentralen Anschlußstutzen (25) und einem diesen durchsetzenden Filtratauslaß (21) versehen ist, mit einem zwischen dem Bodenteil (4) und einem Kopfteil (5) angeordneten Stützrohr (2), auf dessen Außenseite ein Filterschlauch (3) abgestützt ist und mit einem innerhalb des Stützrohres (2) angeordneten Verdrängerkörper (6), dadurch gekennzeichnet, daß sich der Verdrängerkörper (6) vom Bodenteil (4) bis zum Kopfteil (5) erstreckt und mit diesen Teilen (4 und 5) starr verbunden ist.
2. Filterkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenteil (4! an seiner nor Innenseite koaxial zum Anschlußstutzen (25) einen weiteren Anschlußstutzen (26) aufweist, auf dem der Verdrängerkörper (6) befestigt ist.
3. Filterkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (6) im Bereich des Bodenteils (4) einen Ringbund (9) und im Bereich des Kopfteils (5) einen im Durchmesser kleineren Ringbund (19) aufweist und diese Ringbunde (9 und 19) einen Abstand voneinander haben, welcher der Länge des Stützrohres (2) entspricht und das Stützrohr (2) zwischen dem Ringbund (9) und einer am Ringbund (19) anliegenden Ringscheibe (10) gehalten ist.
4. Filterkerze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (10) ein Innengewinde aufweist, das auf einen Gewindeansatz (27) des Verdrängerkörpers (6) aufgeschraubt ist.
5. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (6) im wesentlichen konisch ausgebildet ist und vom Bodenteil (4) zum Kopfteil (5) hin im Umfang zunimmt.
6. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (6) an seinem dem Bodenteil (4) zugewandten Ende eine mit dem Filtratauslaß ( 21) verbundene Kaverne (23) aufweist, die über sternförmig angeordnete Verbindungskanäle (22) mit dem den Verdrängerkörper (6) umgebenden Ringraum (20) verbunden ist.
7. Filterkerze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (6) im Bereich der Kaverne (23) und der Verbindungskanäle (22) zum Bodenteil (4) hin im Umfang zunimmt und die Verbindungskanäle (22), die Kaverne (23) sowie der Filtratauslaß (21) derart ausgebildet sind, daß das Filtrat ohne größere örtliche Beschleunigungen abfließt.
8. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterschlauch (3) mit einem Ende den Ringbund (9) und mit seinem anderen Ende die Ringscheibe (10) umfaßt und diese Enden von Konusringen (12, 13) gegen Dichtringe (15) gepreßt sind, die gegen den Ringbund (9) und der Ringscheibe (10) abgestützt sind.
9. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle (22) im Winkel von 20 bis 300 von oben außen nach unten zum Zentrum der Kaverne (23) geneigt sind.
10. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke der Kaverne (23) im wesentlichen von den gewölbten Deckenflächen der sternförmig angeordneten Verbindungskanäle (22) gebildet ist.