DE4227137A1 - Filtereinrichtung für flüssigen Kunststoff führende Druckleitungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausbil­ dung der Filtereinrichtung für flüssigen Kunststoff füh­ rende Druckleitungen, insbesondere für Extruder, gemäß Patentanmeldung P 41 05 867.4-16.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine weitere Ausbildung eines Filterelements.

Filterelemente nach dem Stand der Technik bestehen aus einer Filterplatte aus Metall, die eine Vielzahl von Durchflußkanälen aufweist, wobei die Filterplatte an der Einströmseite eine Ausnehmung aufweist, die zur Aufnahme eines Filterpaketes dient. Das Filterpaket besteht übli­ cherweise aus mehreren Drahtgewebelagen in unterschied­ licher Maschenweite. Um möglichst günstige Strömungsver­ hältnisse in dem Filterelement zu bekommen, ist die Rand­ auflage des Filterpakets möglichst gering.

Die Drahtgewebelagen sind üblicherweise derart, daß sich Drähte mit einem Winkel von etwa 90° kreuzen. Das hat bei kreisrunden Filterpaketen, sogenannten Filterronden nachteilig zur Folge, daß an vier in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeten Punkten am Außenrand der Fil­ terronde die Drahteinbindung in das Drahtgeflecht äußerst schlecht ist, da hier die Längs- bzw. Querdrähte zwangsläufig kürzer werden. Die nachteilige Folge ist, daß Drähte sich lösen oder brechen und in den Schmelze­ fluß gelangen. Dieses führt zu Produktionsstörungen und es findet an den fehlenden Drahtanteilen der Filterronde keine optimale Filterung der Schmelze mehr statt. Eine Randeinfassung bringt gewisse Verbesserungen des Pro­ blems, sie ist aber aufwendig und dementsprechend teuer. Zudem ist damit nachteilig ein ungünstiges Strömungsver­ halten der Schmelze im Randbereich der Filterronde ver­ bunden.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Filterein­ richtung nach P 41 05 867.4-16 derart weiterzubilden, daß die Nachteile bekannter Filterelemente vermieden werden und die Filterwirkung auch bei verlängerten Fil­ terstandzeiten verbessert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer gattungsgemä­ ßen Filtereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Dadurch, daß das Filterelement einen ersten und zweiten Filterplattenteil aufweist, welche Filterplattenteile mit korrespondierend verlaufenden Durchflußkanälen in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei der erste und zweite Filterplattenteil durch jeweils einen im Randbereich umlaufend angeformten Vorsprung bzw. Rezeß gegen Verschieben quer zur Strömungsrichtung arretierbar sind, und daß zwischen erstem und zweitem Filterplattenteil ein sich über die Durchflußkanäle er­ streckendes Filterpaket einlegbar ist, wird bewirkt, daß das Filterpaket bei vergrößerter Randauflage sicher ein­ spannbar ist.

Eine im Filterelement einstellbar angeordnete Dichtung lädt sich der jeweiligen Filterpaketdicke anpassen.

Zweckmäßig ist das Filterpaket flach und sein Umriß ist allgemein rund oder rechteckig. Vorzugsweise ist vorge­ sehen, daß das Filterpaket mindestens eine Lage Drahtge­ webe aufweist, wobei die Drähte in Kreuzlage etwa in rechtem Winkel zueinander angeordnet sind.

Um die Filterwirkung zu optimieren, sind mehrere Filter­ lagen hintereinander einsetzbar, deren Maschenweite fort­ schreitend kleiner wird.

Aus Gründen der wirtschaftlichen Fertigung einerseits und zur Schaffung günstiger Strömungsverhältnisse ande­ rerseits ist zweckmäßig, daß die Durchflußkanäle von­ einander beabstandet auf konzentrischen Kreisen ange­ ordnet sind, oder alternativ, daß die Durchflußkanäle auf den Schnittpunkten eines rechtwinkligen Rasters angeord­ net sind.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist hierzu vorgese­ hen, daß jeweils auf der nach außen weisenden Fläche des ersten und zweiten Filterplattenteils eine Anzahl von parallel beabstandeten, im Querschnitt dreieckigen oder trapezförmigen Einsenkungen eingeformt ist, wobei diese entsprechend der Anordnung der Durchflußkanäle auf kon­ zentrischen Kreisen oder auf parallelen geraden Linien über die Durchflußkanäle verlaufen, und wobei der Ab­ stand der Einsenkungen untereinander gleich dem Abstand der Durchflußkanäle untereinander ist. Dadurch entstehen schmale, durchlaufende Stege zwischen den quer zu den Einsenkungen liegenden Durchflußkanälen. Eine deutliche Verbesserung des Fließverhaltens der Kunststoffschmelze ist die Folge, da Toträume vermieden werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß ein Filterelement und ein angrenzendes Ab­ dichtelement vorhanden sind, die verschiebbar angeordnet sind derart, daß in der Arbeitsstellung das Filterelement in der Druckleitung angeordnet ist und in einer Ruhestel­ lung das Abdichtelement in der Druckleitung dichtend an­ geordnet ist.

Diese Ausgestaltung eignet sich für unterbrochenen Pro­ duktionsbetrieb, z. B. mit Maschinenstillstand über das Wochenende.

Bei abgeschalteter Produktion sperrt das Abdichtelement den Kunststoffstrom z. B. für eine Reinigung des Filter­ elements, wobei vorzugsweise das Abdichtelement einen Schieberahmen aufweist, der auf der Einströmseite einen Rezeß aufweist, in dem ein auf einer Frontplatte korres­ pondierend angeformter Vorsprung in Eingriff bringbar ist, und wobei in dem Rezeß ein federnder Körper ange­ ordnet ist, der auf den Vorsprung einwirkt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der federnde Körper eine Tellerfeder ist. Dadurch wird bewirkt, daß sich das Abdichtelement nach dem Einschieben vermittels des Schieberahmens abdichtend in den Kunststoffstrom legt, wobei die Tellerfeder so bemessen ist, daß sie eine größere Kraft auf die Frontplatte ausübt als der Flüssig­ keitsdruck.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Paßstück an seiner dem Gewindering zugewandten Seite einen ringförmigen Rezeß aufweist, in dem eine Tellerfe­ der einlegbar ist derart, daß die Federkraft der Teller­ feder das Paßstück und den Gewindering auseinander­ drückt.

Alternativ dazu ist auch ausführbar, daß das Gehäuse an seiner dem Gewindering zugewandten Seite einen ringförmi­ gen Rezeß aufweist, in dem eine Tellerfeder einlegbar ist derart, daß die Federkraft der Tellerfeder das Ge­ häuse und den Gewindering auseinanderdrückt.

Beide alternativ einsetzbaren Ausgestaltungen haben die Wirkung einer Sicherung, die den Gewindering gegen unbe­ absichtigtes Verstellen sichert und den weiteren Vor­ teil, daß die Tellerfeder als elastisches Zwischenglied wirkt und thermische Längenänderungen, die durch im Be­ trieb wechselnde Temperaturen entstehen, durch die Feder­ kraft ausgleicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr anhand einer Zeichnung näher erläutert. Sie zeigt in

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Filterelement, in

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 1, in

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform eines Filterelements, in

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 3, in

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Teil einer abgewandel­ ten Ausführungsform eines Filterelements, in

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 5, in

Fig. 7 einen Schnitt durch eine Filtereinrichtung, in

Fig. 8 eine Draufsicht auf ein Filterelement mit Schieberahmen in einer Filtereinrichtung, in

Fig. 9 einen Schnitt durch eine Filtereinrichtung mit einer anderen Gehäusebauart wie in Fig. 5, in

Fig. 10 einen Schnitt durch einen Teil einer Fitlerein­ richtung mit Ausschnitten aus Filterelementen nach Fig. 6, in

Fig. 11 eine Draufsicht auf ein Filterelement nach dem Stand der Technik, und in

Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 11.

Mit Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines ersten Filterplattenteils 30 dargestellt, in den konzen­ trisch angeordnete Durchflußkanäle 32 eingebracht sind. Hinter dem ersten Filterplattenteil ist ein etwa quadra­ tisches Filterpaket 35 in Umrissen angedeutet und durch die Durchflußkanäle 32 sichtbar.

Fig. 2 zeigt im Querschnitt den ersten Filterplatten­ teil 30 mit den Durchflußkanälen 32 und einem Rezeß 34. In den Rezeß 34 ragt ein Vorsprung 33, der mit entspre­ chend geformtem Umriß auf einem zweiten Filterplatten­ teil 31 angeformt ist. Das zweite Filterplattenteil 31 weist Durchflußkanäle 32′ auf, die koaxial zu den Durch­ flußkanälen 32 verlaufen. Rezeß 34 und Vorsprung 35 sind mit Gleitpassung gegeneinander verschiebbar und nehmen zwischen sich das Filterpaket 35 auf. Ein Filterelement 5 besteht demnach aus dem ersten Filterplattenteil 30, dem zweiten Filterplattenteil 31 und dem Filterpaket 35.

Fig. 3 zeigt ein Filterelement 5′ in einer anderen Aus­ gestaltung derart, daß die nutzbare Filterfläche größer ist als beim Filterelement 5. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, in einer Filtereinrichtung mit entsprechen­ der Entlüftungs- bzw. Vorfluteinrichtung einen automati­ schen Filterwechsel durchzuführen. Dabei können mehrere dieser Filterelemente 5′ hintereinander angeordnet sein.

Auf dem ersten Filterplattenteil 30 des Filterelements 5′ sind Durchflußkanäle 32 auf den Schnittpunkten eines rechteckigen Rasters angeordnet. Unter dem ersten Filter­ plattenteil 30 liegt ein Filterpaket 35, das durch die Durchflußkanäle 32 sichtbar ist und dessen Umriß in der Fig. 3 angedeutet ist.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch Fig. 3 entlang der Linie III-III, und es sind erster Filterplattenteil 30 und zweiter Filterplattenteil 31 mit den Bauelementen Vorsprung 33 und Rezeß 34 ineinander geschoben darge­ stellt. Entsprechend dem Filterelement 5 verlaufen die Durchflußkanäle 32 und 32′ auch hier koaxial.

Fig. 5 zeigt den linken Ausschnitt eines Filterelemen­ tes, der ähnlich dem in Fig. 3 gezeigten aufgebaut ist, jedoch ein zusätzliches Merkmal aufweist. Es sind Ein­ senkungen 41 und 42 eingeformt, die sich parallel beab­ standet jeweils von dem Durchflußkanal 32 (in Fig. 5 obere waagerechte Reihe) bis zum entgegengesetzten Durch­ flußkanal 32 (in Fig. 5 untere waagerechte Reihe) er­ strecken.

Wie in Fig. 6 erkennbar, weisen die Einsenkungen 41 und 42 und die in dem korrespondierenden Filterplattenteil eingeformten Einsenkungen 41′ und 42′ gleichschenklig dreieckige Querschnitte auf. Die von der äußeren Reihe beabstandeten Einsenkungen 41 haben dabei eine Breite, die dem Durchmesser der Durchflußkanäle 32 entspricht, während die äußeren Einsenkungen 42 eine größere Breite aufweisen. Für die Einsenkungen 41′ und 42′ gilt das oben ausgeführte ebenfalls.

Fig. 7 zeigt ein Filterelement 5, welches in ein Ge­ häuse 1, 1′ eingebaut ist. Erkennbar im Schnitt sind der erste Filterplattenteil 30, der zweite Filterplattenteil 31 und das Filterpaket 35.

Unter dem zweiten Filterplattenteil 31 ist eine Dich­ tungsplatte 43 angeordnet, auf die ein Paßstück 21 ein­ wirkt, das über einen Gewindering 26 anspannbar ist, wo­ bei der Gewindering 26 über ein Hebelsystem 28 drehbar ist.

Das Paßstück 21 weist an seiner dem Gewindering 26 zuge­ wandten Seite einen Rezeß auf, in dem eine Tellerfeder 44 angeordnet ist, die einen Druck gegen den Gewindering 26 ausübt.

Neben dem Filterelement 5 ist ein Schieberahmen 36 ange­ ordnet, der einen Rezeß 37 aufweist, in den ein Vor­ sprung 39 gleitend eingreift, der an einer Frontplatte 38 angeordnet ist. Zwischen Schieberahmen 36 und Front­ platte 38 ist eine Tellerfeder 40 eingelegt. Damit ist bewirkt, daß die Tellerfeder 40 den Schieberahmen 36 und die Frontplatte 38 gegen den Kanal oberhalb der Dich­ tungsplatte 43 und einer gegenüberliegenden Dichtungs­ platte 43′ drückt und damit abdichtet. Diese Abdichtung ist dann vonnöten, wenn durch Verschieben des Schiebe­ rahmens 36 (Fig. 7 nach unten) das Filterelement 5 aus dem Druckstrom genommen und statt dessen das Abdichtele­ ment mit der Frontplatte 38 in den Druckstrom einge­ bracht wird. Es versteht sich, daß die Bauhöhe des Fil­ terelementes 5 und des Abdichtelementes mit Schieberah­ men 36 und Frontplatte 38 gleich sind.

In Fig. 7 ist auf der rechten Seite schließlich noch ein Teil der Extruderschnecke und deren Schneckenspitze erkennbar, die den Kunststoff von rechts nach links bezogen auf Fig. 7 durch das Filterelement 5 drückt, wobei in dieser Ausführung die Filterfläche kleiner ist als der Schneckenrohrdurchmesser. Die Schneckenspitze und der Kanal im Paßstück 21 sind dabei so geformt, daß Toträume vermieden werden.

Fig. 8 zeigt nochmals das in Fig. 7 und 9 dargestellte Filterelement 5 mit Schieberahmen 36 und der beweglichen Frontplatte 38 in Draufsicht. Der Schieberahmen 36 um­ greift teilweise das Filterelement 5 und spannt dieses mit einer Fixierschraube 46 ein.

Fig. 9 zeigt einen Schnitt ähnlich dem in Fig. 7 mit weitgehend gleichen Bauelementen, weswegen auf eine noch­ malige Erläuterung verzichtet wird und statt dessen auf die Fig. 7 Bezug genommen wird. Ein Unterschied zu Fig. 7 besteht darin, daß bei der in Fig. 9 gezeigten Ausbildung die Filterfläche größer ist als der Schnecken­ rohrdurchmesser, wobei auch die Schneckenspitze eine andere Form aufweist.

Ein weiterer Unterschied liegt in der Anordnung eines ringförmigen Rezesses im Gehäuse 1 an der dem Gewinde­ ring 26 zugewandten Seite, wobei eine Tellerfeder 45 so in dem Rezeß angeordnet ist, daß sie einen Druck gegen den Gewindering 26 ausübt.

Fig. 10 zeigt einen Ausschnitt aus einer Darstellung ähnlich Fig. 9, wobei ausschnittsweise zwei aneinander stoßende Filterelemente 5′ dargestellt sind, die Ein­ senkungen 41, 41′, 42, 42′ gemäß der Darstellung in Fig. 6 aufweisen.

Fig. 11 zeigt in Aufsicht ein Filterelement nach dem Stand der Technik mit einem runden Filterpaket, einer sogenannten Filterronde. In einem Schnitt durch Fig. 11 entlang der Linie A-A ist in Fig. 12 sichtbar, daß die Durchflußkanäle durch eine einstückige Filterplatte verlaufen und ein Filterpaket F nur eine geringe kreis­ ringförmige Auflage bei P zur Verfügung hat. In Fig. 11 ist auch erkennbar, daß bei einem Filterpaket aus einer Drahtlage in kreuzförmiger Anordnung vier Punkte P1, P2, P3, P4 vorhanden sind, bei denen eine der beiden Draht­ lagen ein Minimum von Drahtlänge aufweist.

Claims (11)

1. Filtereinrichtung für flüssigen Kunststoff führende Druckleitungen, insbesondere für Extruder, nach P 41 05 867.4-16, mit einem Gehäuse, einem ersten Anschluß für einen Extruder oder dergleichen, einem zweiten Anschluß für ein Folgegerät und einem Filter­ wechsler mit mindestens einem austausch- und/oder reinigbaren Filterelement (5, 5′), sowie Mitteln zur Entlüftung der gereinigten Filterelemente (5, 5′), bei der für den Filterwechsel das mindestens eine Filterelement (5, 5′) auf einer Bahn durch die Druck­ leitung im Gehäuse (1, 1′) verschiebbar angeordnet ist, wobei benachbarte Filterelemente jeweils unmit­ telbar hintereinander angeordnet sind, wobei wenig­ stens das sich in Arbeitsstellung befindliche Filter­ element (5, 5′) von einem Paßstück (21) zur Abdich­ tung des betreffenden Filterelementes (5, 5′) gegen­ über dem Gehäuseteil (1′) mit Druck beaufschlagt ist und wobei zur Erhöhung des Anpreßdruckes des Paß­ stückes (21) im Gehäuseteil (1) wenigstens ein Druck­ element vorgesehen ist, welches ein von außerhalb des Gehäuses (1) über ein Hebelsystem (28) hydrau­ lisch, pneumatisch oder elektrisch betätigbarer, durch Verdrehen axial beweglicher Gewindering (26) ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (5, 5′) einen ersten und zwei­ ten Filterplattenteil (30, 31) aufweist, welche Fil­ terplattenteile mit korrespondierend verlaufenden Durchflußkanälen (32, 32′) in Strömungsrichtung hin­ tereinander angeordnet sind, wobei der erste und zweite Filterplattenteil (30, 31) durch jeweils einen im Randbereich umlaufend angeformten Vorsprung (33) bzw. Rezeß (34) gegen Verschieben quer zur Strömungsrichtung arretierbar sind, und daß zwischen erstem und zweitem Filterplattenteil (30, 31) ein sich über die Durchflußkanäle (32, 32′) erstrecken­ des Filterpaket (35) einlegbar ist.

2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Filterpaket (35) flach ist und sein Umriß rund oder rechteckig ist.

3. Filtereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Filterpaket (35) mindestens eine Lage Drahtgewebe aufweist, wobei die Drähte in Kreuz­ lage etwa im rechten Winkel zueinander angeordnet sind.

4. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußkanäle (32, 32′) voneinander beabstandet auf konzentrischen Krei­ sen angeordnet sind.

5. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußkanäle (32, 32′) auf den Schnittpunkten eines rechtwinkligen Rasters angeordnet sind.

6. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils auf der nach außen weisenden Fläche des ersten und zweiten Filter­ plattenteils (30, 31) eine Anzahl von parallel beab­ standeten, im Querschnitt dreieckigen oder trapezför­ migen Einsenkungen (41, 41′, 42, 42′) eingeformt ist, wobei diese entsprechend der Anordnung der Durchflußkanäle (32, 32′) auf konzentrischen Kreisen oder auf parallelen geraden Linien über die Durch­ flußkanäle (32, 32′) verlaufen, und wobei der Ab­ stand der Einsenkungen (41, 41′) untereinander gleich dem Abstand der Durchflußkanäle (32, 32′) untereinander ist.

7. Filtereinrichtung nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filterele­ ment (5) und ein angrenzendes Abdichtelement vorhan­ den sind, die verschiebbar angeordnet sind derart, daß in der Arbeitsstellung das Filterelement (5) in der Druckleitung angeordnet ist und in einer Ruhe­ stellung das Abdichtelement in der Druckleitung dichtend angeordnet ist.

8. Filtereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Abdichtelement einen Schieberahmen (36) aufweist, der auf der Einströmseite einen Rezeß (37) aufweist, an den ein auf einer Frontplatte (38) korrespondierend angeformter Vorsprung (39) in Ein­ griff bringbar ist, und daß in dem Rezeß (37) ein federnder Körper angeordnet ist, der auf dem Vor­ sprung (39) einwirkt.

9. Filtereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der federnde Körper eine Tellerfeder (40) ist.

10. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Paßstück (21) an seiner dem Gewindering (26) zugewandten Seite einen ringförmigen Rezeß aufweist, in den eine Tellerfeder (44) einlegbar ist derart, daß die Federkraft der Tellerfeder (44) das Paßstück (21) und den Gewinde­ ring (26) auseinanderdrückt.

11. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) an sei­ ner dem Gewindering (26) zugewandten Seite einen ringförmigen Rezeß aufweist, in den eine Tellerfeder (45) einlegbar ist derart, daß die Federkraft der Tellerfeder (45) das Gehäuse (1) und den Gewindering (26) auseinanderdrückt.