DE4236348C1 - Filtervorrichtung für Kunststoffschmelzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung für insbesondere von Extrudern abgegebene Kunststoffschmelzen mit einem einen Schmelze­ kanal aufweisenden Gehäuse und einer in diesem gelagerten und drehantreibbaren Schwinge oder Scheibe, die aus durch den Schmelzeka­ nal führbaren, entlang eines Teilkreises bzw. -segmentes angeord­ neten Durchbrechungen entnehmbare und damit tauschbare Siebeinsätze aufnimmt.

Derartige Filtervorrichtungen werden verbreitet und mit Erfolg zum Reinigen von Kunststoff schmelzen benutzt. Die Siebeinsätze jedoch setzen sich nach längerem Gebrauch durch aufgefangene Fremdkörper zu, so daß sich der Durchflußwiderstand erhöht. Es ist üblich, in solchen Fällen entweder auf eine andere von mehreren Siebvorrichtun­ gen umzuschalten oder aber in Durchbrechungen einer Schwinge oder Scheibe gehaltene Siebvorrichtungen durch Verschwenken aus dem Schmelzestrom zu führen und gleichzeitig eine folgende Siebvor­ richtung in den Schmelzestrom einzubringen, hierzu ist z. B. die Siebvorrichtung nach der DE 39 02 061 C1 zu vergleichen.

In vielen Fällen ist es aber nicht ausreichend, die dem Extruder folgenden Anlagenteile vor groben und harten partikelartigen Fremd­ körpern zu schützen und diese aus den zu bildenden Formkörpern auszuschließen, oft ist auch die bspw. beim Anfahren eines Extruders entstehende Schmelze noch nicht zur Weiterverarbeitung geeignet. Insbesondere in Kompoundieranlagen sind zwei oder mehrere Komponen­ ten homogen zu mischen, und im Anfahrzustande läßt oft die Dosierung der Einzelkomponenten ebenso zu wünschen übrig wie die homogene Mischung, so daß durch Abweichungen vom idealen Mischungsverhältnis und/oder durch mangelnde Homogenität unqualifizierte Mischungen entstehen, die von den Schmelzekanälen und den folgenden Verarbei­ tungseinheiten fernzuhalten sind. Im allgemeinen wird aus diesem Grunde dem Extruder ein Ablaßventil nachgeordnet, über welches die unqualifizierten Mischungen auf den Boden extrudiert werden können und die folgenden Anlagenteile vor ihnen geschützt sind. Erst wenn gesichert ist, daß die Schmelze die gewünschte Konsistenz aufweist, wird das Ventil umgeschaltet und die nach dem Umschalten geförderte Schmelze den nachfolgenden Verarbeitungseinheiten zugeführt. Dies ist z. B. in der DE-AS 21 53 962 beschrieben.

Als nachteilig hat sich hierbei nicht nur der für ein gesondertes steuerbares Ventil zu treibende Aufwand erwiesen, es wird auch als unvorteilhaft betrachtet, daß der von der Schmelze zurückzulegende Weg um die Baulänge des Ventiles sowie seiner Anschlußelemente verlängert wird.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, mit einfachen Mitteln und geringer zusätzlicher Baulänge Wege zu schaffen, auf denen den zu stellenden Anforderungen (noch) nicht entsprechende Schmelzen absperrbar und ableitbar sind.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspru­ ches 1 enthaltenen Merkmale. Hier wird auf ein gesondertes Ventil völlig verzichtet, so daß auch zusätzliche Leitungswege entfallen, und durch geringfügige Änderungen an der meist vorhandenen Filter­ vorrichtung in Verbindung mit einem oder mehreren Spezialeinsätzen wird das gewünschte Ziel erreicht.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit dieses darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:

Fig. 1 einen als Filtervorrichtung verwendeten Siebwechsler schematisiert und teilweise geschnitten in einer Stellung zur Ableitung von Kunststoffschmelze,

Fig. 2 in gleichartiger Darstellung den Siebwechsler der Fig. 1 während des Filtrierens der durchgelassenen Kunststoffschmelze,

Fig. 3 in perspektivischer auseinandergezogener Darstellung einen Siebeinsatz des Siebwechslers der Fig. 1 und 2,

Fig. 4 perspektivisch einen Umlenkeinsatz des Siebwechslers der Fig. 1 und 2,

Fig. 5 schematisch und geschnitten den Verlauf der Schmelze während der Umlenkung,

Fig. 6 gleichartig den Verlauf der Kunststoffschmelze wäh­ rend des Filtrierens und

Fig. 7 zur Übersicht des Aufbaues des in Fig. 1 und 2 nur schematisch dargestellten Siebwechslers dessen Teile in auseinandergezogener Darstellung.

In Fig. 1 und 2 ist ein Siebwechsler 1 gezeigt, dessen Gehäuse als wesent­ liche Teile Platinen 2 und 3 umfaßt, die vermittels von Spannschrau­ ben 4 gegeneinander verspannt sind. Die obere der Spannschrauben 4 spannt gleichzeitig einen Rohrbolzen, auf dem eine Schwinge 5 zwischen den Platinen 2 und 3 schwenkbar gehalten ist. Als Schwenk­ antrieb ist ein Druckmittelzylinder 6 vorgesehen, der über einen in einer Gabel 7 angeordneten Bolzen in einen Arm der Schwinge 5 eingreift.

Die Platinen 2 und 3 sind mit gleichachsigen normal gerichteten Bohrungen ausgestattet, die gemeinsam den Schmelzekanal 8 bilden. Die Schwinge 5 ist mit Durchbrechungen, im vorliegenden Falle zwei Durchbrechungen 9 und 15, ausgestattet, die wahlweise durch Ver­ schwenken der Schwinge in den Schmelzekanal 8 einschwenkbar sind. In die in Wirkstellung stehende Durchbrechung 9 ist ein Umlenkein­ satz 10 eingebracht, dessen ringförmiger Körper in Durchsatzrichtung 11 der Kunststoffschmelze durch einen Boden 12 abgeschlossen ist. Wie deutlich in Fig. 4 gezeigt, ist im unteren Bereich des ringför­ migen Körpers des Umlenkeinsatzes 10 ein Durchtrittsschlitz 13 an­ geordnet, der über einem Kanal 14 steht, der von der Durchbrechung 9 radial nach außen führt. Damit vermag von einem Extruder geförder­ te und dem Siebwechsler 1 in Durchsatzrichtung 11 zugeführte Kunst­ stoffschmelze nichts den Schmelzekanal 8 zu passieren, sondern wird vielmehr mittels des Bodens 12 des Umlenkeinsatzes 10 abgesperrt und umgelenkt über den Durchtrittsschlitz 13 dieses Umlenkeinsatzes und den Kanal 14 der Schwinge 5 nach außen in Pfeilrichtung 19 abgegeben und kann in einem Gefäß zur Aufnahme von in ihrer Quali­ tät, Homogenität, Zusammensetzung, Temperatur oder dergleichen den zu stellenden Anforderungen nicht entsprechenden Schmelzen aufgefan­ gen werden.

Wird dann im Verlaufe des Betriebes festgestellt, daß die Schmelze inzwischen den bezüglich ihrer Zusammensetzung, Durchmischung, Homogenität, Temperatur, Viskosität oder dergleichen zu stellenden Bedingungen genügt, so wird der Siebwechsler 1 in die aus Fig. 2 ersichtliche Stellung weitergeschwenkt. Hierbei wird in Wirkstellung und damit vor den Schmelzekanal 8 die zweite Durchbrechung 15 ge­ schwenkt, die mit einem Siebeinsatz 16 bestückt ist, wie er schema­ tisch und auseinandergezogen in Fig. 3 gezeigt wird. Dieser Siebein­ satz 16 besteht im wesentlichen aus einem Ring 17, in dem eine Lochplatte 18 gehalten ist, auf welche die jeweils benutzten, gegebenenfalls mehrschichtigen Filterplatten austauschbar aufge­ bracht sind. Damit vermag die in Durchsatzrichtung 11 zugeführte Kunststoffschmelze den Schmelzekanal 8 inklusive des Siebeinsatzes 16 zu passieren und verläßt den Schmelzekanal in Durchlaufrichtung 21, so daß nunmehr die Schmelze ausreichend beurteilter Qualität die nachgeordneten Fertigungseinrichtungen zu erreichen vermag.

In Fig. 3 sind Teile des Siebeinsatzes 16 im einzelnen dargestellt: Der in Durchbrechungen 9 der Schwinge 5 einsetzbare Ring 17 enthält eine Lochplatte 18, deren wabenartiger Aufbau etwas zurückgesetzt ist und die hier nicht dargestellten Filterplatten aufzunehmen vermag. In Fig. 4 wird der Umlenkeinsatz 10 gezeigt, der durch einen Boden 12 verschlossen ist und, über den unteren Bereich sich nahezu über 180° erstreckend, einen Durchtrittsschlitz 13 aufweist. Die Einsätze können in Durchbrechungen 9 eingedrückt werden, wobei die Wandungen der Durchbrechungen sowie die Mäntel der Einsätze zylin­ drisch, gegebenenfalls aber auch schwach konisch ausgebildet sein können. Es besteht ferner die Möglichkeit, die Einsätze vermittels von Gewinden, gegebenenfalls auch Steckgewinden, zu halten. In jedem Falle erweist es sich als zweckmäßig, den Durchtrittsschlitz 13 nicht zu kurz auszuführen, um unterschiedliche Winkelstellungen beim Einsetzen des Umlenkeinsatzes 10 bzw. beim Einschrauben desselben ausgleichen zu können.

Schematisch sind die beiden Betriebsverhältnisse anhand der schema­ tischen Darstellungen der Fig. 5 und 6 zu verfolgen. Hier sind geschnitten die Platinen 2 und 3 des Gehäuses des Siebwechslers dargestellt, welche, auf einem Rohrbolzen 20 gelagert, die schwenk­ bare Schwinge 5 umfassen. Gemäß Fig. 5 ist die in Wirkstellung, d. h. koaxial mit dem Schmelzekanal 8, stehende Durchbrechung 9 mit einem Umlenkeinsatz 10 bestückt, so daß dessen Boden 12 den Schmel­ zekanal 8 sperrt, während dessen Durchtrittsschlitz 13 über dem Kanal 14 steht, so daß in Durchsatzrichtung 11 zugeführte Kunst­ stoffschmelze den Durchtrittsschlitz sowie den Kanal zu passieren vermag und das Gehäuse in Pfeilrichtung 19 verläßt.

Nach Erreichen einer Schmelze befriedigender Eigenschaften wird der Siebwechsler umgeschaltet, so daß dessen Durchbrechung 9 aus dem Schmelzekanal 8 austritt und die Durchbrechung 15 in diesen einge­ führt wird. Diese Durchbrechung enthält einen Siebeinsatz 16, so daß in Durchsatzrichtung 11 dem Schmelzekanal 8 zugeführte Schmelze diesen sowie den Siebeinsatz 16 passiert und ihn in Durchlaufrich­ tung 21 verläßt.

Nunmehr kann der Umlenkeinsatz 10 der Durchbrechung 9 entnommen werden; je nach Ausführung wird er herausgedrückt, herausgeschraubt oder dergleichen und anschließend wird er durch einen Siebeinsatz ersetzt. Damit kann nach entsprechendem Zusetzen des in Fig. 6 in Arbeitsstellung gezeigten Siebeinsatzes 16 durch Rückschwenken der Schwinge 5 nunmehr ein frischer Siebeinsatz in die durchtretende Kunststoffschmelze eingeführt werden und der Siebwechsler seiner eigentlichen Bestimmung nach uneingeschränkt verwendet werden.

Es bestehen weiterhin aber auch die Möglichkeiten, Siebwechsler zu verwenden, die anstelle einer Schwinge über eine komplette Scheibe verfügen und laufend weiterschaltbar sind, ebenso besteht aber auch die Möglichkeit der Verwendung eines Siebwechslers mit mehr als zwei Durchbrechungen und von drei Durchbrechungen an besteht auch die Möglichkeit, eine, zweckmäßig eine am Rande gelegene Durchbrechung, stets mit einem Umlenkeinsatz 10 bestückt zu lassen und Siebeinsätze in mindestens zwei nebeneinanderliegenden Durchbrechungen 16 unter­ zubringen, wobei im Bedarfsfalle immer noch die Möglichkeit besteht, den einen Umlenkeinsatz gegen einen Siebeinsatz umzutauschen oder aber erforderlichenfalls beliebige Siebeinsätze gegen einen Umlenk­ einsatz auszutauschen.

Bewährt hat es sich, Umlenkeinsätze strömungstechnisch günstig zu gestalten, so bspw. die dem Durchtrittsschlitz 13 gegenüberliegenden Bereiche des ringförmigen Körpers mit relativ großem Krümmungsradius abgerundet in den Boden 12 übergehen zu lassen.

Zur Erleichterung des Verständnisses der Arbeitsweise des darge­ stellten Siebwechslers wird noch eine perspektivisch auseinanderge­ zogene Darstellung seiner Teile als Fig. 7 gebracht, wobei die bereits benannten Teile mit den hierbei benutzten Referenznummern bezeichnet sind. Das den Mantel der Schwinge 5 umgreifende Distanzstück 22 ist hier ebenfalls mit einem Austritts­ kanal 23 zu versehen, das gleichachsig zum Kanal 14 der in Arbeits­ stellung stehenden Durchbrechung 9 mit einem Austrittskanal 23 versehen ist.

Claims (3)

1. Filtervorrichtung für insbesondere von Extrudern abgegebene Kunststoffschmelzen mit einem einen Schmelzekanal aufweisenden Gehäuse und einer in diesem gelagerten und drehantreibbaren Schwinge oder Scheibe, die aus durch den Schmelzekanal führ­ baren, entlang eines Teilkreises bzw. -segmentes angeordneten Durchbrechungen entnehmbare und damit tauschbare Siebeinsätze aufnimmt, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine der Durchbrechungen (9, 15) der Schwinge (5) bzw. der Scheibe einen etwa radial nach außen führenden und in der Mantelfläche der Schwinge bzw. Scheibe mündenden Kanal (14) aufweist,
und daß den Durchbrechungen (9, 15) angepaßte Umlenkeinsätze (10) topfförmig ausgebildet sind und seitlich mit einem Durchtritts­ schlitz (13) ausgestattet sind.

2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung eines unterhalb der Schwinge (5) bzw. Scheibe stehenden Distanzstückes (22) in der Verlängerung des jeweils in Wirkstellung stehenden Kanals (14) ein Aus­ trittskanal (23) im Distanzstück vorgesehen ist.

3. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittsschlitz (13) des Umlenkeinsatzes (10) sich über einen weiten Winkel erstreckt und auf der ihm gegenüberliegen­ den Seite der Übergang von der zylindrischen Seitenwand zum abschließenden Boden (12) abgerundet ausgeführt ist.