DE4105867C2 - Filtereinrichtung für flüssigen Kunststoff führende Druckleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung für flüssi­ gen Kunststoff führende Druckleitungen, gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Eine Filtereinrichtung der angegebenen Art ist aus der DE 39 35 123 C1 bekannt. Bei dieser Filtereinrichtung ist vorgesehen, daß der Andruck des Paßstückes an die Filterelemente durch den Druck der zu filternden Kunst­ stoffschmelze bewirkt wird. Zusätzlich kann in einer wei­ teren Ausgestaltung durch eine Druckfeder der Andruck des Paßstückes an die Filterelemente unterstützt werden.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Filtereinrichtung keine gezielte Änderung der Andruckkraft des Paßstückes an die Filterelemente möglich, ohne zugleich den Druck der gefilterten Kunststoffschmelze zu beeinflussen oder ohne die Filtereinrichtung zwecks Einbau einer Druckfe­ der mit anderer Federcharakteristik stillsetzen und zer­ legen zu müssen.

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Filtereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher im laufenden Betrieb die Andruckkraft des Paßstückes an die Filterelemente ohne Beeinflussung des Druckes der gefil­ terten Kunststoffschmelze auf einfache Weise verändert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch eine Filtereinrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1.

Vorteilhaft ermöglicht der Gewindering - es können auch zwei Gewinderinge vorgesehen sein - eine leicht durchzu­ führende und ausreichend feinfühlige und genaue Einstel­ lung und bedarfsweise umgehende Veränderung der Andruck­ kraft des Paßstückes an die verschiebbaren Filterelemen­ te. Zudem kann die Betätigung problemlos von einer übli­ cherweise ohnehin z. B. an der Filtereinrichtung und/oder einem zugehörigen Extruder vorhandenen Steuereinrichtung mit übernommen werden, was eine weitgehend automatisier­ te Verstellung des Gewinderinges und damit Einstellung der Andruckkraft des Paßstückes an die verschiebbaren Filterelemente entsprechend den jeweils aktuellen be­ trieblichen Erfordernissen ermöglicht.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeich­ nung zeigen:

Fig. 1 eine Filtereinrichtung in einer ersten Ausfüh­ rung im Horizontalschnitt,

Fig. 2 die Filtereinrichtung in einer zweiten Ausfüh­ rung im Horizontalschnitt,

Fig. 3 die Filtereinrichtung in einer dritten Ausfüh­ rung im Horizontalschnitt, teilweise in aufge­ brochener Darstellung, und

Fig. 4 die Filtereinrichtung gemäß Fig. 3 im Vertikal­ schnitt.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel be­ steht die Filtereinrichtung zunächst aus einem zwei Ge­ häuseteile 1 und 1′ aufweisenden Gehäuse, welches eine die Druckleitung bildende Durchflußbohrung 2 sowie einen ersten Anschluß 3 für einen nicht dargestellten Extruder und einen zweiten Anschluß 3′ für ein ebenfalls nicht ge­ zeigtes Folgegerät aufweist. Die Fließrichtung des flüs­ sigen Kunststoffes ist mit den Pfeilen F bezeichnet.

Das Gehäuse 1, 1′ weist ferner eine Aussparung 4 zur Auf­ nahme von Filterelementen 5, 5A und 5B auf. Die Filter­ elemente 5, 5A und 5B bestehen im wesentlichen jeweils aus einem Stützkörper 6 und einer Anzahl von Filterzonen 7. Dabei weist der Stützkörper 6 auf der Druckseite meh­ rere Stege 8 auf, von denen zwei jeweils eine senkrecht zur Transportrichtung T der Filterelemente 5, 5A und 5B angeordnete Filterzone 7 bilden. Dabei sind die Durch­ flußkanäle für den flüssigen Kunststoff als zwischen den Stegen 8 angeordnete Bohrungen 9 ausgeführt. Weiterhin ist jeder Filterzone 7 ein in seiner Größe der Filterzo­ ne 7 entsprechender Filtergewebestreifen 10 zugeordnet. Diese Filtergewebestreifen 10 sind in durch die Stege 8 gebildeten Filterkammern 10A angeordnet. Die Filterele­ mente 5 weisen auf der Rückseite ebenfalls Stege 8′ auf, zwischen denen Ausnehmungen 9A ausgebildet sind.

Jedes Filterelement 5, 5A bzw. 5B weist Handhaben zum Eingriff eines Manipulators auf. Außerdem ist jedes Fil­ terelement 5, 5A bzw. 5B mittels Verzahnungen 12 antreib­ bar und jedes Filterelement verfügt über Mitnehmervor­ richtungen 12A zur formschlüssigen Verbindung hinterein­ ander angeordneter Filterelemente.

Aus Fig. 1 ist weiter ersichtlich, daß die Stirnflächen der die einzelnen Filterzonen 7 trennenden Stege 8 auf der Eingangsseite wie auch die Stege 8′ auf der Ausgangs­ seite des Materialstromes mit den von den Begrenzungs­ flächen der Aussparung 4 innerhalb des Gehäuses 1, 1, und den entsprechenden Filterelementseiten gebildeten Dichtflächen 13 bzw. 13′ fluchten. Auf diese Weise wird eine sichere Abdichtung der einzelnen Filterzonen 7 ge­ genüber den im Gehäuse 1, 1′ entlang der Aussparung 4 vorhandenen Dichtflächen 13, 13′ erreicht.

Zum Vorfluten und Entlüften ist die Durchflußbohrung 2 derart durch das Gehäuse 1, 1′ geführt, daß ein Teil des flüssigen Kunststoffstromes in die jeweils neu in den Ma­ terialstrom gelangende Filterzone 7 strömt und die dort befindliche Luft durch einen Durchflußkanal 14 über ein Ventil 15 einer Austragöffnung 16 zuführt. Je nach Trans­ portgeschwindigkeit der Filterelemente und Ventilstel­ lung ist ein sicheres Entlüften der Filterzonen 7 mög­ lich, ohne die Durchsatzmenge der Filtereinrichtung stö­ rend zu beeinflussen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Mittel 14, 15, 16 zum Entlüften und Vorfluten der einzelnen Filterzonen 7 in Materialfließrichtung F hin­ ter den Filterelementen 5, 5A, 5B angeordnet, so daß beim Transport der Filterelemente durch den Material­ strom die einzelnen Filterzonen zuerst auf der Drucksei­ te geflutet werden.

Fig. 1 zeigt weiter, daß die Transportrichtung T für die Filterelemente 5, 5A, 5B rechtwinklig zur Material­ fließrichtung F verläuft. Dabei ist die Länge jedes Fil­ terelementes 5 in Transportrichtung T größer als der Durchmesser der die Druckleitung bildenden Durchflußboh­ rung 2 im Gehäuse 1. Auf diese Weise ist jeweils nur ein Teil der Filterzonen 7 eines Filterelementes 5 in Kon­ takt mit dem flüssigen Kunststoffstrom.

Wie bereits erwähnt, dienen die Verzahnungen 12 an den Filterelementen 5 zum Eingriff eines Antriebs 19, wie er in Fig. 1 als in einer entsprechenden Ausnehmung 20 im Gehäuseteil 1 gelagerter Zahnradantrieb angedeutet ist. Ein solcher Antrieb 19 ist in der Lage, die Filterelemen­ te 5 kontinuierlich oder getaktet durch das Gehäuse 1, 1′ zu transportieren und einen Anpreßdruck auf die seit­ lichen Dichtflächen 17 und 18 der Filterelemente 5 auszu­ üben und dort eine Abdichtung beim Transport durch den flüssigen Kunststoff zu gewährleisten.

Zusätzlich zum ersten Antrieb 19 ist noch ein zweiter Antrieb 19′ vorgesehen, welcher in Transportrichtung T hinter der Druckleitung angeordnet ist. Dieser zweite An­ trieb 19′ wirkt der Transportrichtung T entgegen und er­ zeugt eine zum ersten Antrieb 19 entgegengesetzte, aber geringere Kraft, so daß eine zusätzliche Abdichtung der seitlichen Dichtflächen 17, 18 der Filterelemente 5 bei deren Transport durch den Materialstrom sichergestellt ist. Die Betätigung der Antriebe 19, 19′ kann dabei hy­ draulisch, pneumatisch, elektromotorisch oder elektromag­ netisch erfolgen.

Weiter ist ein Paßstück 21 vorgesehen, welches das sich in Arbeitsstellung befindliche Filterelement 5 zur Ab­ dichtung mit Druck in axialer Richtung, d. h. in Material­ fließrichtung F, beaufschlagt. Im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 1 weist dazu das Gehäuseteil 1 eine entsprechende Ausnehmung 22 auf, wobei in diesem Be­ reich die Außenseite des eingesetzten Paßstückes 21 die Dichtfläche 13 für die Filterelemente 5 bildet.

Das Paßstück 21 weist ferner eine in diesem Bereich die Druckleitung bildende Durchflußbohrung 23 auf. Die Druck­ leitung im Gehäuse 1 ist so ausgebildet, daß zunächst im Bereich des Anschlusses 3 ein runder Querschnitt C, dann im Bereich der Filterelemente 5 ein rechteckiger Quer­ schnitt B und schließlich beim Anschluß 3′ für das Folge­ gerät wieder ein runder Querschnitt C vorgesehen ist. Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel muß also auch die Durchflußbohrung 23 im Paßstück 21 entsprechend ausgeformt sein. Damit werden in der Druckleitung im Fil­ terbereich optimale Strömungsverhältnisse erreicht und Toträume vermieden.

Damit das Paßstück 21 das sich in Arbeitsstellung befind­ liche Filterelement 5A mit Druck beaufschlagen kann, ist seine Verschiebbarkeit parallel zur Materialfließrich­ tung F notwendig. Dazu weist das Paßstück 21 einen Stut­ zen 24 auf, der in der Durchflußbohrung 2 des Gehäuses 1 axial verschiebbar geführt ist. Die dem Stutzen entgegen­ gesetzte Seite des Paßstückes 21 sorgt in Verbindung mit den Stegen 8 des in seiner Arbeitsstellung befindlichen Filterelementes 5A für eine zuverlässige Abdichtung.

Um dem Paßstück 21 den notwendigen Anpreßdruck zu ver­ leihen und um den Anpreßdruck bedarfsweise verändern zu können, sind gesonderte Druckelemente vorgesehen, welche im Gehäuse 1, 1′ angeordnet sind. Die Druckelemente sind hierbei zwei axial bewegliche und ineinandergreifende Gewinderinge 26, 27, die über ein Hebelsystem 28 von außerhalb des Gehäuses 1, 1′ hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betätigt werden können. Es ist denkbar, eine hier nicht näher beschriebene Druckfeder zusätzlich zu verwenden, die sich dann zweckmäßigerweise um den Stutzen 24 des Paßstückes 21 windet. Vorteilhaft bleibt der Anpreßdruck auch bei ausgeschaltetem Extruder auf­ rechterhalten, so daß auch für diesen Fall eine sichere Abdichtung gewährleistet ist.

Um eine Abkühlung des flüssigen Kunststoffes innerhalb der Filtereinrichtung zu vermeiden, ist diese in übli­ cher Weise mit Heizelementen 29 versehen, die in nicht näher bezeichneten Ausnehmungen des Gehäuses 1, 1′ vorgesehen sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind die Mit­ tel 14, 15, 16 zum Entlüften und Vorfluten der einzelnen Filterzonen 7 so angeordnet, daß beim Entlüften gleich­ zeitig eine Rückspülung des Filtergewebes erfolgt. Die­ ser Rückspüleffekt wird zur Entfernung von am Filtergewe­ be haftenden Verunreinigungen genutzt. Dazu ist es wei­ ter erforderlich, daß die Druckleitung in Materialfließ­ richtung F gesehen hinter den Filterelementen 5 im Bereich der neu in den Materialstrom gelangenden Filter­ zonen 7 erweitert ist, wie dies deutlich aus Fig. 2 her­ vorgeht, in der eine entsprechende Anordnung für eine Filtereinrichtung mit translatorisch bewegten Filterele­ menten 5 gezeigt ist.

In ihren übrigen Teilen entspricht die Vorrichtung nach Fig. 2 der nach Fig. 1.

Die bisher erläuterten Ausführungsbeispiele der Filter­ einrichtung sahen vor, daß die Filterelemente 5 quader­ förmig ausgebildet sind und entlang einer geraden Bahn tanslatorisch durch das Gehäuse 1, 1′ transportiert wer­ den. Alternativ ist es möglich, hohlzylindersegmentför­ mig Filterelemente 5′ zu verwenden, die entlang einer ge­ bogenen Bahn durch das Gehäuse 1, 1′ transportiert wer­ den. Solche Filterelemente 5′ sind in Fig. 3 wiedergege­ ben, wobei auch die Filterelemente 5′ in Fig. 3 den be­ reits beschriebenen Aufbau mit durchgehenden Stegen 8 und einzelnen Filtergewebestreifen 10 aufweisen.

Der Vorteil der gebogenen Filterelemente 5′ ist in der damit erzielbaren platzsparenden Anordnung zu sehen. Das Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 hat im übrigen grundsätz­ lich den gleichen Aufbau wie die bereits ausführlich be­ schriebene Filtereinrichtung mit translatorischer Trans­ portbahn nach Fig. 1. Auf die nochmalige Erläuterung aller mit entsprechenden Bezugszeichen versehenen Einzel­ teile wird daher an dieser Stelle verzichtet und auf die Beschreibung der Fig. 1 verwiesen. Weiter ermöglicht der Krümmungsradius eine Entlüftung mit Rückspüleffekt, ohne daß eine besondere Ausgestaltung der Druckleitung erforderlich ist, da die Rückseiten der Filterzonen 7 eher in den Materialstrom gelangen als deren entsprechen­ de Vorderseiten.

Schließlich ist bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel der Filtereinrichtung vorgesehen, daß die Mittel 14, 15, 16 zum Entlüften und Vorfluten der einzel­ nen Filterzonen 7 beiderseits der Druckleitung ausgebil­ det sind. Dadurch kann ein längerer Verbleib der Filter­ elemente 5′ im Filtersystem erreicht werden, indem die verschmutzten Filterzonen 7 von der Rückseite her ge­ spült werden. Dabei arbeiten die beiden Antriebe 19 und 19′ im Reversierbetrieb. Entsprechend der Transportrich­ tung T der Filterelemente 5′ wird einmal das linke oder das rechte Ventil 15 geöffnet. Es ist auch denkbar, bei­ de Ventile 15 gleichzeitig zu öffnen, um einen Rückspül­ effekt bereits unmittelbar dann zu erzielen, nachdem ei­ ne Filterzone 7 die Druckleitung verläßt. Dieser Rück­ spüleffekt zur Entfernung von am Filtergewebe anhaften­ den Verunreinigungen ist insbsondere deshalb vorteil­ haft, weil ein hin- und hergehender Filterelementtrans­ port über einen längeren Zeitraum möglich ist, ohne die Filterelemente austauschen zu müssen.

Das Paßstück 21 ist in seiner Kontur dem gebogenen Ver­ lauf der Filterelemente 5′ angepaßt und wird auch hier wieder über die Gewinderinge 26, 27 mit der gewünschten Anpreßkraft beaufschlagt. Die weiteren Teile dieser Vor­ richtung entsprechen den entsprechend bezifferten Teilen der Vorrichtungen nach Fig. 1 und 2.

Fig. 4 zeigt die Filtereinrichtung gemäß Fig. 3 im Ver­ tikalschnitt, wobei bezüglich der Bedeutung der einzel­ nen Bezugsziffern auf die vorangehenden Teile der Be­ schreibung verwiesen wird. Aus Fig. 4 ist ebenfalls ersichtlich, wie der zum Anpressen des Paßstückes 21 not­ wendige Anpreßdruck durch die Gewinderinge 26, 27 in der oben schon erwähnten Art erzeugt werden kann.

Claims (8)

1. Filtereinrichtung für flüssigen Kunststoff führende Druckleitungen, insbesondere für Extruder, mit einem Gehäuse, einem ersten Anschluß für einen Extruder od. dgl., einem zweiten Anschluß für ein Folgegerät und einem Filterwechsler mit mehreren austausch- und/oder reinigbaren Filterelementen (5, 5′), sowie Mitteln zur Entlüftung der gereinigten Filterelemente (5, 5′), bei der für den Filterwechsel alle Filterelemen­ te (5, 5′) gemeinsam auf einer Bahn durch die Druck­ leitung im Gehäuse (Gehäuseteile 1, 1′) verschiebbar angeordnet sind, wobei benachbarte Filterelemente (5A, 5B; 5A′, 5B′) jeweils unmittelbar hintereinander angeordnet sind, wobei wenigstens das sich in Arbeits­ stellung befindliche Filterelement (5, 5′) von einem Paßstück (21) zur Abdichtung des betreffenden Filter­ elementes (5, 5′) gegenüber dem Gehäuseteil (1′) mit Druck beaufschlagt ist und wobei zur Erhöhung des An­ preßdruckes des Paßstückes (21) im Gehäuseteil (1) mindestens ein Druckelement vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckelement ein oder zwei von außerhalb des Gehäuses (Gehäuseteile 1, 1′) über ein Hebelsystem (28) hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betätig­ bare(r), durch Verdrehen axial bewegliche(r) Gewinde­ ring(e) (26, 27) vorgesehen ist/sind.

2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als weiteres Druckelement eine Druck­ feder vorgesehen ist.

3. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Paßstück (21) eine Durchfluß­ bohrung (23) aufweist.

4. Filtereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Querschnitt (B) der Durchflußboh­ rung (23) im Bereich der sie durchsetzenden Bahn für die Filterelemente (5, 5′) rechteckig ausgebildet ist.

5. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Paßstück (21) ein ge­ gen die Materialfließrichtung (F) ausladender Stutzen (24) vorgesehen ist.

6. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseteil (1) eine Ausnehmung (22) für das Paßstück (21) aufweist.

7. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportrichtung (T) der Filterelemente (5, 5′) etwa rechtwinklig zur Ma­ terialfließrichtung (F) durch das Gehäuse (1, 1′) ver­ läuft.

8. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge eines Filterele­ mentes (5, 5′) in Transportrichtung (T) größer ist als der Durchmesser der Druckleitung im Filterbe­ reich.