DE3716707A1 - Kontinuierlich arbeitendes schmelzefilter-system fuer coextrusionsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein kontinuierlich arbeiten­ des Schmelzefilter-System für Coextrusionsanlagen, mit einem durch einen einen Schmelzestrom führenden Fließkanal bewegbaren Siebgazestreifen.

In der Blasformtechnik ist es üblich, erforderli­ chenfalls die extrudierte Schmelze vor dem Eintritt in den Blaskopf zu filtrieren. Dies ist insbesondere dann notwen­ dig, wenn dem Neumaterial ein Anteil Regenerat zugegeben wird, das aus den verfahrensbedingt anfallenden Kunststoff­ abfällen hergestellt wird. Die Kunststoffabfälle werden in Schneidmühlen zerkleinert, wobei Verunreinigungen wie Me­ tallsplitter, Sand, Verpackungsmaterial und dergleichen nicht auszuschließen sind. Gerade bei Coextrusionsköpfen, deren Materialzuflußspalte oftmals eine Breite hat, die einen Millimeter beträchtlich unterschreitet, führen schon geringste Verunreinigungen zu Prozeßstörungen, die ein Ab­ schalten der Gesamtanlage mit einer anschließenden Kopfde­ montage und -reinigung erforderlich machen. Auch von Eti­ ketten stammende Papieranteile dürfen keinesfalls in die laufende Flaschenproduktion gelangen, da sie neben der op­ tischen Beeinträchtigung der Artikeloberfläche zu einem partiellen Verstopfen der Fließkanäle und Ringspalte im Blaskopf führen und auch dadurch einen Produktionsausfall verursachen können. Auch die bei der Regeneratextrusion häufig nicht vollständig aufgeschmolzenen Bestandteile müssen mittels eines Filters zurückgehalten werden, da sie anderenfalls am fertigen Artikel als grobe Einschlüsse sichtbar werden und eventuell die Verschweißung der Boden­ naht des fertigen Artikels verhindern.

Aus diesem Grunde gibt es bereits verschiedene Schmelzefilter-Systeme, die sich in diskontinuierliche Siebwechsler und kontinuierliche Siebreiniger einteilen lassen.

Die diskontinuierlichen Siebwechsler sind für Coex­ trusionsanlagen nicht geeignet, da hierbei ein verschmutz­ tes Sieb nur bei Maschinenstillstand gegen ein sauberes ausgetauscht werden kann, was zu erheblichen Kosten infol­ ge des Abschaltens und Wiederanfahrens der Gesamtanlage führt.

Ein bekanntes kontinuierlich arbeitendes Filtersy­ stem enthält eine Siebscheibe, die von einem Motor ange­ trieben wird und sich kontinuierlich durch den Schmelzeka­ nal dreht. Eine derartige Filtervorrichtung, die für die Folienbläserei entwickelt wurde, ist bei Coextrusionsanla­ gen, wo bis zu 6 Extruder maschinenseitig gruppiert in den Blaskopf einspeisen, wegen ihres großen Raumbedarfs nicht verwendbar.

Es ist ferner bereits ein kontinuierlich arbeiten­ des Schmelzefilter-System für Coextrusionsanlagen der ein­ gangs genannten Art bekannt. Dabei wird ein Siebgazestrei­ fen vertikal durch den Schmelzestrom transportiert, wobei sich hier Probleme mit der Abdichtung der Ein- und Aus­ trittsspalte für die Siebgaze gegenüber Leckageaustritt ergeben und nur solche Verschmutzungen aus dem Schmelze­ strom entfernt werden können, deren Größe nicht die Ma­ schenweite der Siebgaze überschreitet. Der größte Nachteil dieses bekannten Systems liegt jedoch darin, daß die Sieb­ bänder nach ihrem Durchlauf entweder durch unbenutzte oder durch gereinigte Gazestreifen ersetzt werden müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, ein kontinuierlich arbeitendes Schmelzefilter-Sy­ stem anzugeben, das ohne die beschriebenen Nachteile der bekannten Systeme uneingeschränkt für Coextrusionsanlagen geeignet und weitgehend wartungsfrei ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale ge­ löst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Schmelzefilter-System enthält eine drehbare Siebtrommel, in die der Siebgazestreifen ringförmig eingelagert ist. Die Siebtrommel ist so ange­ ordnet, daß der Siebgazestreifen an einer ersten Stelle den Fließkanal schneidet, so daß der Schmelzestrom durch den Siebgazestreifen fließt und gereinigt aus diesem aus­ tritt, während die Siebtrommel an einer zweiten Stelle einen von dem Fließkanal abgezweigten Spülspalt schneidet, der einen verhältnismäßig kleinen Teilstrom der Schmelze in umgekehrter Richtung durch den Siebgazestreifen führt, wodurch die an der ersten Stelle aufgenommenen Verschmut­ zungen von der Siebgaze wieder weggespült werden. Die auf diese Weise gereinigte Siebgaze kann nach entsprechender Drehung der Siebtrommel wieder ihre Filterfunktion voll erfüllen.

Das vollkommen kontinuierlich arbeitende erfindungs­ gemäße Schmelzefilter-System ist keinen Durchsatz- oder Druckschwankungen durch Siebverschmutzung, Siebreinigung oder Siebwechsel unterworfen. Es sind keine periodischen Wartungs- oder Umbauarbeiten an dem Filtersystem erforder­ lich und sein Druckverbrauch ist minimal, da der Siebgaze­ streifen kontinuierlich gereinigt wird. Es befindet sich nur ein Siebpaket permanent filtrierend und sich selbst reinigend im Einsatz, so daß über entsprechende Steuerun­ gen eine Handhabung des Systems von außen lediglich über das Maschinenbedienpult möglich ist.

Zweckmäßigerweise durchströmt der Schmelzestrom des Fließkanals die Siebtrommel von außen nach innen, während der innerhalb der Siebtrommel abgezweigte Spülspalt zweck­ mäßigerweise an einer etwa um 180° versetzten Stelle die Siebtrommel von innen nach außen durchströmt. Nach einer halben Drehung der Siebtrommel befindet sich dann die ge­ reinigte Siebgaze wieder in dem den Schmelzestrom führen­ den Fließkanal.

Mit großem Vorteil wird vorgeschlagen, daß die Sieb­ trommel so innerhalb des Gehäuses gelagert ist, daß ihre Längsachse zur vertikalen Gehäuseachse geneigt verläuft. Der Fließkanal besteht aus einem im wesentlichen horizon­ talen Eintrittsabschnitt, in den der von dem Extruder kom­ mende Schmelzestrom eingeführt wird, und einem zweckmäßi­ gerweise mit dem Eintrittsabschnitt in etwa fluchtenden Austrittsabschnitt, von wo die Schmelze zum Blaskopf trans­ portiert wird. Zwischen diesen beiden in etwa horizontalen Abschnitten befindet sich ein bogenförmiger Mittelabschnitt des Fließkanals, der zweckmäßigerweise zunächst nach oben führt, wobei er die Siebtrommel durchläuft, woraufhin der Fließkanal in einem weiteren Bogen unten aus der Siebtrom­ mel austritt, ohne diese ein zweites Mal zu schneiden. Der Spülspalt sollte hingegen mit einem im wesentlichen gerad­ linigen Verlauf so von dem Fließkanal innerhalb der Sieb­ trommel abzweigen, daß er stetig ansteigend auf der gegen­ überliegenden Seite die Siebtrommel schneidet, wobei zweck­ mäßigerweise seine Längsachse tangential zur Mittellinie des Fließkanals verläuft. Bei dieser geradlinigen Führung des Spülspalts ergeben sich geringe Drosselverluste, so daß eine gute Spülwirkung erzielbar ist. Innerhalb des Spülspalts ist ein Absperrglied angeordnet, das beispiels­ weise ein geschlitzter Drehbolzen sein kann und wahlweise den Spülspalt freigibt oder verschließt.

Die Siebtrommel wird von einem Antriebsmotor ge­ dreht, wobei sie kontinuierlich oder diskontinuierlich ro­ tieren kann. Bei der kontinuierlichen Rotation arbeitet das erfindungsgemäße Filtersystem praktisch ohne Druck- und Durchsatzschwankungen.

Wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung in Fließrichtung des Schmelzestroms gesehen je ein Druckmeß­ geber vor und hinter der Siebtrommel in dem Fließkanal an­ geordnet sind, die mit dem Antriebsmotor der Siebtrommel und einer Betätigungseinrichtung des Absperrglieds funk­ tionell verbunden sind, lassen sich verschiedene Kontroll­ möglichkeiten der Filterwirkung durchführen. Der in Fließ­ richtung vor der Siebtrommel angeordnete Druckmeßgeber er­ möglicht mit besonderem Vorteil eine Sicherheitsschaltung gegen zu hohen Druckanstieg bei unerwartet starker Ver­ schmutzung des Schmelzestroms. Dabei tritt die Rotation spätestens bei Erreichen einer maximalen Druckvorgabe in Betrieb, wodurch ein unverschmutztes Siebtrommelsegment in den Schmelzestrom gedreht wird, so daß der Druck wieder einen Normalwert erreicht. Gleichzeitig mit der Einleitung der Rotation wird das Absperrglied in dem Spülspalt geöff­ net, um das dort vorbeilaufende Siebtrommelsegment zu rei­ nigen.

Der in Fließrichtung gesehen hinter der Siebtrommel angeordnete Druckmeßgeber ermöglicht eine absolute Druck- und damit Massedurchsatzkonstanz des die Siebtrommel ver­ lassenden Schmelzestroms. Hierzu setzt eine bedarfsorien­ tierte Schaltung die Siebtrommel bei einem Druckabfall in­ folge zu hoher Verschmutzung in Bewegung, wobei im Rahmen von Minimun/Maximum-Vorgaben der angestrebte konstante Durchsatz gewährleistet wird. Gleichzeitig wird selbstver­ ständlich ein Spülvorgang durchgeführt.

Bei kontinuierlicher Rotation der Siebtrommel kann über Vergleichsmessungen zwischen den Druckmeßgebern mit­ tels einer entsprechenden Regeleinrichtung die Drehge­ schwindigkeit der Siebtrommel dem jeweiligen Verschmut­ zungsgrad des Schmelzestroms angepaßt werden. Damit ist ein absolut gleichförmiger Ausstoß einer gereinigten. Extru­ sionsschmelze ohne zeitliche Begrenzung gewährleistet.

Damit durch das Filtersystem ein minimaler Druckver­ brauch hervorgerufen wird, sind der innere und der äußere Aufnahmering der Siebtrommel für die Siebgaze durch eine Vielzahl von Bohrungen perforiert, wobei an der Außenseite des äußeren Aufnahmerings zusätzlich Nuten zur Aufnahme größerer Schmutzpartikel vorgesehen sind. Damit ist auch der Abtransport größerer Verschmutzungen ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Schmelzefilter-System ist in­ folge des geringen Platzbedarfs und der geringen Drossel­ verluste für Coextrusionsanlagen bestens geeignet. Das er­ findungsgemäße Filtersystem sollte die Breite eines Zylin­ derrohres und die Länge eines Anschlußstücks nicht über­ schreiten. Der Filter- und Filterfließkanaldurchmesser sollten mindestens dem Schneckendurchmesser entsprechen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Er­ findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeich­ nung. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Schmelzefilter- Systems;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 und 4 vergrößerte Ausschnitte aus Fig. 2.

Die in den Figuren dargestellte Ausführungsform der Erfindung enthält ein Gehäuse 1 mit einem Fließkanal 2 für einen Schmelzestrom, dessen Fließrichtung in den Fig. 1 und 2 durch die Pfeile 3 dargestellt ist. Das Gehäuse 1 enthält ferner einen Spülspalt 4, in dem ein Teilschmelze­ strom in Richtung eines Pfeils 5 fließen kann.

Innerhalb des Gehäuses 1 ist schräg zu dessen ver­ tikaler Achse eine Siebtrommel 6 angeordnet, deren motor­ getriebene Welle 7 aus einer dachförmigen Abschrägung 8 des Gehäuses 1 herausragt. Die Siebtrommel 6 enthält einen inneren und einen äußeren Aufnahmering 9 und 10, zwischen denen ein Siebgazestreifen 11 ringförmig angeordnet ist.

Der Fließkanal besteht aus einem horizontalen Ein­ trittsabschnitt 12, in den ein von einem nicht dargestell­ ten Extruder kommender Schmelzestrom eingeführt wird, einem bogenförmigen Mittelabschnitt 13, der zunächst nach oben führt und dabei von der Siebtrommel 6 geschnitten wird, woraufhin der Mittelabschnitt 13 nach unten aus dem Inne­ ren der Siebtrommel 6 austritt, ohne diese ein zweites Mal zu schneiden, und in einen horizontalen Austrittsabschnitt übergeht, der mit dem Eintrittsabschnitt 12 fluchtet und aus dem der Schmelzestrom in den Coextrusionskopf eintritt.

Innerhalb der Siebtrommel 6 führt der geradlinig verlaufende Spülspalt 4 von dem Fließkanal 2 weg und schneidet die Siebtrommel 6 an dem Spülbereich 15, der dem Filtrierbereich 16 diametral gegenüberliegt. Hinter dem Spülbereich 15 ist ein geschlitzter Drehbolzen 17 als Ab­ sperrglied für den Spülkanal 4 angeordnet, dessen mit einer nicht dargestellten Betätigungsvorrichtung verbundener End­ abschnitt aus der Oberseite 18 des Gehäuses herausragt. Der Spülkanal 4 mündet in eine dachförmige Abschrägung 19 des Gehäuses 1, die symmetrisch zu der Abschrägung 8 aus­ gebildet ist und an der der austretende Teilschmelzestrom mit geeigneten Mitteln aufgenommen wird.

Aus den Fig. 3 und 4 ist zu ersehen, daß der äußere und der innere Aufnahmering 9, 10 der Siebtrommel 6 durch eine Vielzahl von Bohrungen 20 perforiert sind, um den Drosselverlust möglichst gering zu halten. In diese Boh­ rungen 20 können die kleineren von dem Schmelzestrom mit­ geführten Schmutzpartikel 21 eintreten, die sich an der Siebgaze 11 allmählich ansammeln. Zur Aufnahme größerer Schmutzpartikel 22 sind an der Außenseite des äußeren Auf­ nahmerings 10 Nuten 23 ausgebildet.

Die Schmutzpartikel 21 und 22 werden, wie Fig. 4 zeigt, von dem in dem Spülspalt 4 geführten Teilschmelze­ strom aus der Siebtrommel 6 entfernt, so daß diese nach entsprechender Rotation am Filtrierbereich 16 wieder voll einsatzfähig ist.

Vor und hinter dem Filtrierbereich 16 sind in dem Fließkanal 2 je ein Druckmeßgeber 24, 25 angeordnet, die über Schaltungen mit dem Antriebsmotor der Siebtrommel 6 und einer Betätigungseinrichtung des Absperrglieds 17 ver­ bunden sind.

Claims (12)

1. Kontinuierlich arbeitendes Schmelzefilter-System für Coextrusionsanlagen, mit einem durch einen einen Schmelze­ strom führenden Fließkanal bewegbaren Siebgazestreifen, da­ durch gekennzeichnet, daß der Siebgazestreifen (11) ringförmig in eine drehbare Siebtrommel (6) eingela­ gert ist und an einer ersten Stelle (16) den Fließkanal (2) sowie an einer zweiten Stelle (15) einen mit dem Fließkanal verbundenen Spülspalt (4) schneidet, wobei der in dem Spül­ spalt fließende Teilschmelzestrom den Siebgazestreifen in umgekehrter Richtung durchströmt wie der Schmelzestrom des Fließkanals.

2. Schmelzefilter-System nach Anspruch 1, dadurch ge­ gekennzeichnet, daß der Schmelzestrom des Fließ­ kanals (2) die Siebtrommel (6) von außen nach innen durch­ strömt und daß innerhalb der Siebtrommel der Spülspalt (4) von dem Fließkanal abzweigt.

3. Schmelzefilter-System nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Siebtrommel (6) derart innerhalb eines Gehäuses (1) angeordnet ist, daß ihre Längsachse zur vertikalen Gehäuseachse geneigt ver­ läuft.

4. Schmelzefilter-System nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Fließkanal (2) in dem Ge­ häuse (1) einen im wesentlichen horizontalen Eintritts- und Austrittsabschnitt (12, 14) aufweist, sowie einen bogen­ förmigen Mittelabschnitt (13), der durch die Siebtrommel (6) hindurchführt.

5. Schmelzefilter-System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülspalt (4) einen im wesentlichen geradlinigen Verlauf hat, wobei seine Längsachse tangential zur Mittellinie des Fließkanals (2) verläuft.

6. Schmelzefilter-System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Spül­ spalt (4) ein Absperrglied (17) angeordnet ist.

7. Schmelzefilter-System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrom­ mel (6) von einem Antriebsmotor gedreht wird.

8. Schmelzefilter-System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrom­ mel (6) kontinuierlich gedreht wird.

9. Schmelzefilter-System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrom­ mel (6) diskontinuierlich gedreht wird.

10. Schmelzefilter-System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Druck­ meßgeber (24, 25) vor und hinter der Siebtrommel (6) in dem Fließkanal (2) angeordnet sind, wobei die Druckmeßgeber über Schaltungen mit dem Antriebsmotor der Siebtrommel und einer Betätigungseinrichtung des Absperrglieds (17) verbun­ den sind.

11. Schmelzefilter-System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer und ein äußerer Aufnahmering (9, 10) der Siebtrommel (6) für die Siebgaze (11) durch eine Vielzahl von Bohrungen (20) perforiert sind.

12. Schmelzefilter-System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Aufnahmering (10) der Siebtrommel (6) an seiner Außenseite mit Nuten (23) zur Aufnahme größerer Schmutzpartikel (22) versehen ist.