EP4493386A1 - Filtriervorrichtung zum filtrieren eines fluids sowie betreffendes betriebsverfahren - Google Patents

Filtriervorrichtung zum filtrieren eines fluids sowie betreffendes betriebsverfahren

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Publication number
EP4493386A1
EP4493386A1 EP23715595.7A EP23715595A EP4493386A1 EP 4493386 A1 EP4493386 A1 EP 4493386A1 EP 23715595 A EP23715595 A EP 23715595A EP 4493386 A1 EP4493386 A1 EP 4493386A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
portafilter
fluid
cavity
recess
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23715595.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan WÖSTMANN
Markus Walbersmann
Robert Middler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nordson Corp
Original Assignee
Nordson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nordson Corp filed Critical Nordson Corp
Publication of EP4493386A1 publication Critical patent/EP4493386A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/69—Filters or screens for the moulding material
    • B29C48/693—Substantially flat filters mounted at the end of an extruder screw perpendicular to the feed axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/255—Flow control means, e.g. valves
    • B29C48/2554—Flow control means, e.g. valves provided in or in the proximity of filter devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/69—Filters or screens for the moulding material
    • B29C48/691—Arrangements for replacing filters, e.g. with two parallel filters for alternate use
    • B29C48/6912—Arrangements for replacing filters, e.g. with two parallel filters for alternate use the filters being fitted on a single rectilinearly reciprocating slide

Definitions

  • Filtering device for filtering a fluid and corresponding operating method
  • the invention relates to a filtering device for filtering a fluid, in particular a liquefied plastic, comprising a housing with a receptacle for receiving a portafilter, a fluid inlet channel and a fluid outlet channel, a portafilter movably accommodated within the receptacle along a longitudinal axis with a portafilter inlet, a portafilter -Outlet and a cavity for receiving a filter element, the cavity being fluidly connected to the portafilter inlet and the portafilter outlet, and wherein the portafilter can be moved from a screen changing position via a venting position area into a filtering position.
  • Filtering devices are used, for example, in plastics processing machines when high demands are placed on the purity of the plastic to be processed. They are typically positioned between an extrusion device, which melts and delivers the plastic, and an application device. Such filtering devices for filtering a fluid, in particular a liquefied plastic, and related methods are known in the prior art. For example, DE 10 2007 057 861 A1 describes such a filtering device with a portafilter in which a filter element, also referred to as a sieve, is arranged.
  • the relevant filter elements typically need to be replaced or cleaned.
  • the portafilter is moved from the filtering position, also referred to as the production position, into a so-called screen changing position, in which access to the filter element is possible and the same can be replaced.
  • the filter element After changing the filter element, it must be reinserted into the production process.
  • the challenge here is that the interior of the portafilter, known as the cavity, is filled with air after the sieve has been changed and the introduction of air into the plastic fluid flow must be avoided at all costs. For this reason, after changing the screen, the portafilter is first moved to a venting position area in which liquefied plastic flows into the screen cavity and the air contained therein is displaced to the outside via venting channels.
  • the liquefied plastic After the cavity has been completely filled or vented, the liquefied plastic must be set in motion again to start the filtration process.
  • the effect here is that the plastic melt has a certain inertia, which means that undesirable overall system pressure fluctuations can occur as part of the acceleration process of the melt. It has therefore proven to be challenging to accelerate the melt after a standstill The same must be carried out in such a way that the overall system pressure remains within narrowly definable limits.
  • the invention was based on the object of developing a device and a method of the type described at the outset in such a way that the disadvantages found in the prior art are eliminated as largely as possible.
  • the invention was based in particular on the object of specifying a device and a method in which the entire system pressure is kept largely constant during a screen changing process or a backwashing of a filter element, with the overall system complexity being reduced.
  • the object is achieved in a device of the type mentioned in that the portafilter has a throttle recess, which is arranged adjacent to the portafilter outlet and is connected to the cavity in a fluid-conducting manner, and which, depending on a position of the throttle recess relative to the fluid outlet channel, releases a variable flow cross section between the cavity and the fluid outlet channel (claim 1).
  • the invention makes use of the knowledge that by arranging a throttle recess adjacent to the portafilter outlet, a free flow cross section between the fluid outlet channel and the cavity can be adjusted particularly finely. In this way, in particular after the cavity has been completely vented, a connection between the cavity and the fluid outlet channel can be established via the throttle recess, so that a gentle acceleration of the melt, in particular from the cavity, occurs in the direction of the fluid outlet channel. In other words, in this way, the melt received in the fluid inlet channel and in the cavity can be controlled and slowly set in motion in such a way that the overall system pressure is almost not influenced by the acceleration process or is at least kept within tolerable limits.
  • the portafilter can be moved from the venting position area into the filtering position via an acceleration position area, the throttle recess releasing a variable flow cross section between the cavity and the fluid outlet channel depending on a position of the throttle recess relative to the fluid outlet channel in the acceleration position area.
  • the acceleration position area is preferably separated from the venting position area, with the acceleration of the melt therefore only taking place after it has passed through the venting position area, i.e. after the cavity has been completely vented.
  • the acceleration position range according to the invention provides for the first time a flow channel, preferably formed by a recess or groove, which contributes and serves the purpose of setting the melt in motion again after a functional interruption, in particular a screen change, i.e. accelerating the flow overall that this is preferably done carefully so that no major pressure fluctuations occur in the filtering device and preferably the system as a whole and/or major turbulence occurs and/or mixing of melt and gas occurs (also sometimes referred to as foaming).
  • a flow channel preferably formed by a recess or groove, which contributes and serves the purpose of setting the melt in motion again after a functional interruption, in particular a screen change, i.e. accelerating the flow overall that this is preferably done carefully so that no major pressure fluctuations occur in the filtering device and preferably the system as a whole and/or major turbulence occurs and/or mixing of melt and gas occurs (also sometimes referred to as foaming).
  • the invention is further developed in that the throttle recess extends along the longitudinal axis starting from the portafilter outlet and from the screen changing position considered, extends in the direction of the fluid outlet channel.
  • the variable flow cross section between the cavity and the fluid outlet channel is released or adjusted by moving the throttle recess in the direction of the fluid outlet channel by moving the portafilter.
  • the flow cross section between the cavity and the fluid outlet channel can be influenced as desired by changing the position of the portafilter along the longitudinal axis.
  • the throttle recess has a cross section that changes in the direction of the longitudinal axis.
  • the cross section of the throttle recess tapers starting from the portafilter outlet in the direction of the longitudinal axis. In this way, moving the portafilter and thus moving the throttle recess in the direction of the fluid outlet channel results in initially only a very small flow cross section being released between the cavity and the fluid outlet channel and as the portafilter is pushed further forward, the flow cross section increases disproportionately.
  • the system pressure as stated, can be advantageously influenced and, on the other hand, the melt can be advantageously accelerated.
  • the cross section of the throttle recess tapers linearly starting from the portafilter outlet in the direction of the longitudinal axis.
  • the cross section has a wedge-shaped or notch-shaped basic shape. This achieves a particularly sensitive adjustment of the flow cross section.
  • the fluid inlet channel and the fluid outlet channel are arranged in the housing in such a way that when the portafilter is moved from the screen changing position via the venting position area and the acceleration position area in the direction of the filtering position, the cavity in the venting position area is initially, in particular exclusively, connected in a fluid-conducting manner to the fluid inlet channel and when the portafilter is moved further in the direction of the filtering position, the cavity in the acceleration position area is additionally connected to the fluid outlet channel via the throttle recess in a fluid-conducting manner. In this way, the cavity is filled in a particularly gentle manner with regard to the overall system pressure. By connecting the fluid inlet channel to the cavity, the cavity is first vented.
  • a connection to the fluid outlet channel has not yet been established in this position. Only by moving the portafilter further In the direction of the filtering position, a very small flow cross section is initially released to the fluid outlet channel via the throttle recess, which, as described, results in a particularly gentle acceleration of the melt in the cavity, which, as stated, is particularly beneficial for a constant overall system pressure. If there was already a connection to the outlet channel when the cavity was vented, air bubbles could be forced through into the production process, which is undesirable.
  • the portafilter has an inlet throttle recess adjacent to the portafilter inlet, which is connected to the cavity in a fluid-conducting manner, and which, depending on the position of the inlet throttle recess relative to the fluid inlet channel in the venting position area, has a variable flow cross section between the cavity and releases the fluid inlet channel.
  • the inlet throttle recess extends along the longitudinal axis starting from the portafilter inlet and viewed in the screen changing position in the direction of the fluid outlet channel. In this way it is ensured that the cavity is first connected to the fluid outlet channel via the inlet throttle recess, which allows particularly sensitive flooding of the cavity.
  • the inlet throttle recess preferably has a cross section that changes in the direction of the longitudinal axis. Such a design of the inlet throttle recess has proven to be advantageous in order to enable the cavity to be filled particularly gently with regard to the overall system pressure.
  • the portafilter has at least one venting recess, which connects the cavity to the environment in a fluid-conducting manner depending on a position of the venting recess relative to the housing.
  • a venting recess has proven useful for influencing the venting process not only on the inlet side, ie in the area of the fluid inlet channel, but also in the area of an outlet.
  • the ventilation recess extends along the longitudinal axis. This means that the cross section available for the air outlet can be varied by positioning the portafilter and thus the ventilation recess relative to the housing.
  • the venting recess is a first venting recess
  • the portafilter has a second venting recess, which is connected to the cavity in a fluid-conducting manner, the second venting recess having a smaller longitudinal extent along the longitudinal axis than the first venting recess, and is arranged such that When the portafilter is moved from the screen changing position in the direction of the filtering position, the cavity is first vented via the first and second venting recesses and when the portafilter is moved further in the direction of the filtration position, the cavity is only vented via the first venting recess.
  • the portafilter preferably has a third venting recess, the third venting recess having a smaller longitudinal extent along the longitudinal axis than the second venting recess.
  • the first venting recess is connected in a fluid-conducting manner to a first portion of the cavity and/or the second venting recess is connected in a fluid-conducting manner to a second portion of the cavity and/or the third venting recess is connected in a fluid-conducting manner to a third portion of the cavity.
  • the portafilter in the venting position area is preferably first vented via all three venting recesses, although more than three, in particular four venting recesses can also be provided. Initially all, in particular all three, ventilation recesses are preferably connected to the surroundings of the filtering device. Typically, melt first emerges from the shortest venting recess, then with a delay of a few seconds, also from the medium-long venting recess, then also from the next longest venting recess and so on.
  • a connection of the respective venting recess to the environment is interrupted by successively advancing the portafilter towards the filtering position, first the connection of the shortest venting recess to the environment, then the medium-long venting recess and so on, until finally all the venting recesses are separated from the environment by retracting into the housing.
  • at least one, or in particular all, of the ventilation recesses is designed as a groove.
  • the cavity is preferably connected in a fluid-conducting manner only to the fluid inlet channel, but not to the fluid outlet channel. This enables gradual venting and reintroduction into the production process.
  • at least one, or in particular all, of the ventilation recesses is designed as a ventilation hole
  • the invention is further developed in that the filtering device has a control device which is set up and designed in such a way that it moves the portafilter further in the direction of the filtering position by means of control signals after the cavity has been vented, so that the fluid outlet channel is initially connected to the cavity exclusively by means of the throttle recess is connected in a fluid-conducting manner, and the portafilter is moved in the direction of the filtering position in such a way that a fluid pressure in the fluid inlet channel and / or in the fluid outlet channel remains within a definable pressure range.
  • a particularly advantageous control of the filtering device is achieved using the throttle recess.
  • a specific maximum pressure drop can also be defined, which to a certain extent specifies the feed speed of the screen bolt. For example, if a pressure drop that is too high is observed, the feed speed of the portafilter is reduced. On the other hand, the feed speed of the portafilter can also be increased if only a very small pressure drop was observed, which is lower than a defined limit value.
  • the portafilter can be advanced, for example, continuously or step by step, so that the reaction, such as the system pressure, to the changes can be waited for and assessed.
  • control logic also has the advantage that it is independent of material viscosities and throughputs.
  • the portafilter is vented in the venting position area by supplying a fluid via the fluid outlet channel, and wherein the portafilter has a throttle recess, in particular an acceleration groove, which is arranged adjacent to the portafilter inlet and conducts fluid the cavity is connected, and which, depending on a position of the throttle recess relative to the fluid inlet channel, releases a variable flow cross section between the cavity and the fluid inlet channel (claim 13).
  • a throttle recess in particular an acceleration groove
  • the throttle recess is also arranged adjacent to the portafilter inlet.
  • the filtering device according to the second aspect makes use of the same advantages and preferred embodiments as the filtering device according to the invention of the first aspect, taking into account the alternative operating principle and the location of the throttle recess. In this regard, reference is made to the above statements and their content is included here.
  • the housing has a backwash feed channel which is designed to supply the filter element in a backwash position area with backwash fluid starting from a clean side of the filter element to a dirty side, and a backwash channel, which is set up to discharge the backwash fluid after backwashing, the portafilter being movable into a backwash position area in that the backwash supply area is at least partially connected in a fluid-conducting manner to a clean side of the filter element, and the Backwash channel is at least partially connected in a fluid-conducting manner to the dirty side of the filter element, wherein the portafilter has a backwashing recess, which is arranged between the backwashing feed channel and the portafilter outlet and is fluidly connected to the cavity, and which depends on a position of the backwashing recess relative to the backwash feed channel in the backwash position area releases a variable flow cross section between
  • This third aspect of the invention or the advantageous development of the invention makes use of the knowledge that in the backwash position a connection to the backwash channel is open to a large volume, in particular completely.
  • the backwash quantity is adjusted via the backwash recess between the backwash feed channel and the cavity and thus in the area of the clean side of the filter element.
  • the backwash quantity can be adjusted as desired in order to minimize pressure fluctuations in the system.
  • a particular advantage here is that, unlike solutions known from the prior art, in which the amount of contaminated melt used for backwashing is adjusted, there are no larger dirt particles Have an impact on the backwashing behavior, whereby it was observed in particular in devices known from the prior art that dirt particles have to pass through a relevant bottleneck, occasionally blocking it and the backwashing therefore becomes ineffective.
  • the backwashing recess has a variable cross section along the longitudinal axis makes it possible to adjust the backwashing sensitively.
  • the throttling is set on the “clean” side. This prevents blockages.
  • throttling is carried out on the dirty side, which brings with it the risk of clogging or leads to a large opening with inevitably associated pressure fluctuations.
  • the backwash recess extends along the longitudinal axis starting from the portafilter outlet and viewed from the filtering position in the direction of the backwash feed channel.
  • This configuration ensures that the amount of melt supplied can be finely adjusted by varying the flow cross section between the backwash feed channel and the cavity.
  • the backwash recess has a cross section that changes in the direction of the longitudinal axis.
  • the cross section of the backwash recess tapers starting from the portafilter outlet in the direction of the longitudinal axis.
  • the cross section of the backwash recess tapers linearly starting from the portafilter outlet in the direction of the longitudinal axis.
  • the melt used for backwashing can be metered in very precisely and ensure that the overall system pressure remains within definable limits.
  • the cross section has a wedge-shaped or notch-shaped basic shape. This basic shape once again contributes to the precise metering of the melt used for backwashing.
  • the filtering device has a control device which is set up and designed in such a way that it changes the position of the portafilter when backwashing the portafilter by means of control signals so that the fluid pressure in the fluid inlet channel and/or in the fluid outlet channel during backwashing is within a definable pressure range remains, such that when the portafilter is moved in the backwash position area, a variable flow cross section between the backwash feed channel and the cavity is released by means of the backwash recess.
  • the invention has been described above with reference to a filtering device.
  • the invention relates to a method for operating a Filtering device, in particular a filtering device according to one of the above exemplary embodiments.
  • the invention solves the problem described at the beginning in relation to the method with the steps: venting the cavity, moving the portafilter by means of a control signal after venting the cavity in the direction of the filtering position so that the fluid outlet channel is initially connected to the cavity in a fluid-conducting manner exclusively by means of the throttle recess is, and the portafilter is moved in the direction of the filtering position such that a fluid pressure in the fluid inlet channel and / or in the fluid outlet channel remains within a definable pressure range (claim 21).
  • the method makes use of the same advantages and preferred embodiments as the filtering device according to the invention and vice versa.
  • the method according to the invention ensures that the melt within the cavity can be accelerated very slowly and sensitively after it has been vented by establishing a connection with the fluid outlet channel by means of the throttle recess, so that it is ensured that a fluid pressure in the fluid inlet channel or fluid outlet channel within a defined pressure range remains.
  • the method is further developed, in particular for filter devices with backwashing functionality, by the step: moving the portafilter in the direction of the backwashing position area by means of control signals such that the fluid pressure in the fluid inlet channel and / or in the fluid outlet channel remains within a definable pressure range during backwashing, whereby when moving the Portafilter in the direction of the backwash position area, a variable flow cross section between the backwash feed channel and the cavity is released by means of the backwash recess, the backwash recess being arranged between the backwash feed channel and the portafilter outlet and connected to the cavity in a fluid-conducting manner.
  • backwashing also ensures that, on the one hand, pressure fluctuations caused by backwashing are avoided and, on the other hand, larger dirt particles have no effect on the backwashing behavior.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of an inventive
  • Filter device in a side sectional view in a screen changing position
  • FIG. 2 shows the exemplary embodiment of the filtering device according to the invention in a sectional view transverse to a portafilter longitudinal axis
  • Figs. 3 and 4 show the embodiment of the filtering device according to the invention in a first venting position
  • Figs. 5 and 6 show the embodiment of the filtering device according to the invention in a second venting position
  • Figs. 7 and 8 show the exemplary embodiment of the filtering device according to the invention in a third venting position
  • Figs. 9 to 10 show the exemplary embodiment of the filtering device according to the invention in an acceleration position range
  • 11 to 12 show the exemplary embodiment of the portafilter according to the invention in one
  • Figs. 13 to 15 a second embodiment of a filtering device according to the invention in different representations in a filtering position
  • Figs. 16 and 17 show the second embodiment of the portafilter according to the invention in different operating positions on the way to a backwash position
  • Figs. 18 and 19 the second embodiment of the portafilter according to the invention in a backwash position.
  • Fig. 1 shows a filter device 2 for filtering a fluid.
  • the fluid is in particular a liquefied plastic.
  • the filtering device 2 comprises a housing 4.
  • the housing 4 has a receptacle 6 for receiving a portafilter 8.
  • the housing 4 also has a fluid inlet channel 10 and a Fluid outlet channel 12.
  • a portafilter 8 is accommodated in the receptacle 6.
  • Each of the portafilters 8 is movably accommodated within the receptacle 6 along a longitudinal axis 26.
  • the portafilter 8 has a portafilter inlet 16, a portafilter outlet 18 and a cavity 20 for receiving a filter element 22.
  • the cavity 20 is fluidly connected to the portafilter inlet 16 and the portafilter outlet 18.
  • the upper portafilter 8 is shown in a screen changing position S.
  • the filter element 22 can be replaced.
  • the portafilter 8 can be moved from the screen changing position S shown in FIG. 1 via a venting position area E into a filtering position F.
  • the portafilter 8 has a throttle recess 24.
  • the throttle recess 24 is arranged adjacent to the portafilter outlet 18 and connected to the cavity 20 in a fluid-conducting manner.
  • the throttle recess 24 extends along the longitudinal axis 26 starting from the portafilter outlet 18 and, viewed from the screen changing position S, in the direction of the fluid outlet channel 12.
  • the throttle recess 24 has a cross section 28 that changes in the direction of the longitudinal axis 26.
  • the cross section 28 of the throttle recess 24 tapers starting from the portafilter outlet 18 in the direction of the longitudinal axis 26, in particular linearly.
  • the cross section 28 has a wedge-shaped basic shape 32.
  • the portafilter 8 also has an inlet throttle recess 34 adjacent to the portafilter inlet 16.
  • the inlet throttle recess 34 is also connected to the cavity 20 in a fluid-conducting manner.
  • the inlet throttle recess 34 extends along the longitudinal axis 26 starting from the portafilter inlet 16 and, viewed from the screen changing position S shown in FIG. 1, in the direction of the fluid inlet channel 10.
  • the inlet throttle recess 34 points in the direction of the longitudinal axis 26 changing cross section 36.
  • the portafilter 8 also has a first vent recess 40, a second vent recess 42 and a third vent recess 44.
  • the ventilation recesses 40, 42, 44 connect the cavity 20 to the environment in a fluid-conducting manner depending on the positions of the ventilation recesses 40, 42, 44 relative to the housing 4.
  • the ventilation recesses 40, 42, 44 extend along the longitudinal axis 26.
  • the second vent recess 42 has a smaller longitudinal extent along the longitudinal axis 26 than the first vent recess 40.
  • the third vent recess 44 has a smaller longitudinal extent along the longitudinal axis 26 than the second vent recess 42.
  • the ventilation recesses 40, 42, 44 are designed as a groove.
  • the filtering device 2 also has a control device 52.
  • the control device 52 is set up and designed in such a way that it moves the portafilter 8 further in the direction of the filtering position F by means of control signals after the cavity 20 has been vented in an acceleration position range B (see FIGS. 9 and 10) in such a way that the fluid outlet channel 12 is initially exclusively with the throttle recess 24 is fluidly connected to the cavity 20, and the portafilter 8 is moved in the direction of the filtering position F in such a way that a fluid pressure in the fluid inlet channel 10 and/or in the fluid outlet channel 12 remains within a definable pressure range.
  • Fig. 2 shows a sectional view of the filtering device 2 in the operating state according to Fig. 1.
  • Figures 3 and 4 show the filtering device 2 in a first venting position. In this position, the inlet throttle recess 34 is at least partially overlapping the fluid inlet channel 10. In other words, a fluid-conducting connection between the fluid inlet channel 10 and the cavity 20 is established via the inlet throttle recess 34 (in Fig. 4 by flow arrows in the area of Fluid inlet channel 10 indicated), so that melt can flow from the fluid inlet channel 10 into the cavity 20, in a very finely metered manner.
  • a variable flow cross section 38 is released between the cavity 20 and the fluid inlet channel 10.
  • the cavity 20 is connected in a fluid-conducting manner exclusively to the fluid inlet channel 10 during venting.
  • the ventilation recesses 40, 42, 44 are connected to the surroundings of the filtering device 2, so that air can flow out of the cavity 20 when melt flows into the cavity 20.
  • the ventilation recess 40 is provided with a first portion 46 of the cavity 20 connected in a fluid-conducting manner.
  • the ventilation recess 40 has a tap hole.
  • the second ventilation recess 42 is connected to a second portion 48 of the cavity 20 in a fluid-conducting manner.
  • the third ventilation recess 44 is connected to a third portion 50 of the cavity 20 in a fluid-conducting manner.
  • FIGS. 9 and 10 show a further venting step, in which only the first venting recess 40 is connected to the environment and in particular that portion 46 of the cavity 20 which is arranged adjacent to the filter element 22 is vented.
  • the cavity 20 In the acceleration position region B shown in FIGS. 9 and 10, the cavity 20 is completely vented and there is a fluid-conducting connection to the fluid inlet channel 10 (indicated by flow arrows in FIG. 10).
  • the ventilation recesses 40, 42, 44 are no longer connected to the environment of the filter device 2.
  • the throttle recess 24 now comes into contact with the fluid outlet channel 12.
  • a variable flow cross section 30 between the cavity 20 and the fluid outlet channel 12 is selective released and can be dosed sensitively.
  • the filtering device 102 has a housing 104 with a receptacle 106 for receiving a portafilter 108.
  • the housing 104 further has a fluid inlet channel 110 and a fluid outlet channel 112.
  • a portafilter 108 with a portafilter inlet 116 and a portafilter outlet 118 (see FIG. 14) is movably accommodated within the receptacle 106 along a longitudinal axis 126.
  • the portafilter 108 also has a cavity 120 for receiving a filter element 122. As can be seen in particular from FIG. 14, the cavity 120 is fluidly connected to the portafilter inlet 116 and the portafilter outlet 118. 13 and 14, the portafilter 108 is in a filtering position F, in which fluid to be filtered flows into the cavity 120 via the fluid inlet channel 110, is filtered therein by the filter element 122 and the cavity 120 then via the fluid outlet channel 1 12 leaves.
  • the housing 104 also has a backwash supply channel 154.
  • the backwash feed channel 154 is designed to supply backwash fluid to the filter element 122 in a backwash position range R from a clean side 156 of the filter element 122 to a dirty side 158.
  • the housing 104 also has a backwash channel 160.
  • the backwash channel 160 is designed to remove the backwash fluid after backwashing.
  • the portafilter 108 can be moved into a backwash position area in which the backwash feed channel 154 is at least partially connected to a clean side 156 of the filter element 122 in a fluid-conducting manner.
  • the portafilter 108 also has a backwash recess 162.
  • the backwash recess 162 is arranged between the backwash supply channel 154 and the portafilter outlet 118 and is connected to the cavity 120 in a fluid-conducting manner.
  • the backwash recess 162 extends along the longitudinal axis 126 starting from the portafilter outlet 118 and, viewed from the filtering position F, in the direction of the backwash feed channel 154.
  • the backwash recess 162 has a cross section 166 that changes in the direction of the longitudinal axis 126.
  • the cross section 166 of the backwash recess 162 tapers starting from the portafilter outlet 118 in the direction of the longitudinal axis 126, in particular linearly.
  • the cross section 166 has a wedge-shaped basic shape 132.
  • the filtering device 102 also has a control device 152.
  • the control device 152 is set up and designed in such a way that it changes the position of the portafilter 108 when backwashing the portafilter 108 by means of control signals so that the fluid pressure in the fluid inlet channel 110 and/or in the fluid outlet channel 112 remains within a definable pressure range during backwashing, such that when the portafilter 108 moves in the backwash position area R, a variable flow cross section 164 between the backwash feed channel 154 and the cavity 120 is released by means of the backwash recess 162.
  • the filtering device 102 is, as stated, in the filtering position F. Fluid or melt is supplied via the fluid inlet channel 110, enters the cavity 120, is filtered there by means of the filter element 122 and leaves the housing 104 finally via the fluid outlet channel 112 and the backwash feed channel/fluid outlet channel 154 (indicated by flow arrows in FIG. 14).
  • the portafilter 108 was moved to the right as seen in the plane of the drawing, such that a connection between the cavity 120 and the fluid outlet channel 112 is initially interrupted. If the portafilter 108 is now moved further to the right in the plane of the drawing, as shown in FIG. 17, the connection to the fluid inlet channel 110 is also separated. At the same time, however, a connection between the cavity 120 and the backwash channel 160 is established.
  • the portafilter 108 has now been moved even further to the right, such that the backwash recess 162 comes into contact with the backwash feed channel 154.
  • backwash fluid in the direction of the flow arrows
  • backwash fluid arrives Plastic melt, starting from the backwash feed channel 154 via the backwash recess 162 into the cavity 120, in particular to the clean side of the filter element 156.
  • the backwash fluid passes through the filter element 122 counter to the filtering direction, thereby cleaning it and finally the contaminated backwash fluid passes through the backwash channel 160 discharged.
  • a variable flow cross section 164 between the return feed channel 154 and the cavity 120 can be adjusted very finely, so that during the course of backwashing the effects on the overall system pressure remain within narrowly definable limits.
  • the method for operating the filtering device 2 includes the steps:
  • the procedure is as follows:
  • variable flow cross section at the backwash recess 166 cross section of the backwash recess

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Filtriervorrichtung (2) zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere eines verflüssigten Kunststoffes, umfassend ein Gehäuse (4) mit einer Aufnahme (6) zur Aufnahme eines Siebträgers (8), einem Fluideintrittskanal (10) und einem Fluidaustrittskanal (12), einen innerhalb der Aufnahme (6) entlang einer Längsachse (26) bewegbar aufgenommenen Siebträger (8) mit einem Siebträger-Einlass (16), einem Siebträger-Auslass (18) und einer Kavität (20) zur Aufnahme eines Filterelements (22), wobei die Kavität (20) fluidleitend mit dem Siebträger-Einlass (16) und dem Siebträger- Auslass (18) verbunden ist, und wobei der Siebträger (8) aus einer Siebwechselstellung (S) über einen Entlüftungspositionsbereich (E) in eine Filtrierstellung (F) bewegbar ist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Siebträger (8) eine Drosselaussparung (24) aufweist, welche angrenzend an den Siebträger-Auslass (18) angeordnet und fluidleitend mit der Kavität (20) verbunden ist, und welche in Abhängigkeit von einer Position der Drosselaussparung (24) relativ zu dem Fluidaustrittskanal (12) im Entlüftungspositionsbereich (E) einen veränderlichen Strömungsquerschnitt (30) zwischen der Kavität (20) und dem Fluidaustrittskanal (12) freigibt.

Description

Filtriervorrichtung zum Filtrieren eines Fluids sowie betreffendes Betriebsverfahren
Die Erfindung betrifft eine Filtriervorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere eines verflüssigten Kunststoffs, umfassend ein Gehäuse mit einer Aufnahme zur Aufnahme eines Siebträgers, einem Fluideintrittskanal und einem Fluidaustrittskanal, einen innerhalb der Aufnahme entlang einer Längsachse bewegbar aufgenommenen Siebträger mit einem Siebträger-Einlass, einem Siebträger-Auslass und einer Kavität zur Aufnahme eines Filterelements, wobei die Kavität fluidleitend mit dem Siebträger-Einlass und dem Siebträger-Auslass verbunden ist, und wobei der Siebträger aus einer Siebwechselstellung über einen Entlüftungspositionsbereich in eine Filtrierstellung bewegbar ist.
Filtriervorrichtungen werden beispielsweise in kunststoffverarbeitenden Maschinen eingesetzt, wenn hohe Anforderungen an die Reinheit des zu verarbeitenden Kunststoffs gestellt werden. Sie werden typischerweise zwischen einer Extrusionsvorrichtung, die den Kunststoff schmelzt und fördert, und einer Applikationsvorrichtung angeordnet. Derartige Filtriervorrichtungen zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere eines verflüssigten Kunststoffes, sowie betreffende Verfahren sind im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2007 057 861 A1 eine solche Filtriervorrichtung mit einem Siebträger, in dem ein Filterelement, auch als Sieb bezeichnet, angeordnet ist.
Nach einiger Zeit im Betrieb sind betreffende Filterelemente typischerweise auszutauschen oder zu reinigen. Zum Zwecke des Austauschs des Filterelements wird der Siebträger aus der Filtrierstellung, auch als Produktionsstellung bezeichnet, in eine sogenannte Siebwechselstellung gebracht, in der ein Zugriff auf das Filterelement möglich wird und selbiges ausgetauscht werden kann.
Nach dem Wechsel des Filterelements ist dieses wieder in den Produktionsprozess einzubringen. Hierbei ergibt sich die Herausforderung, dass die Innenräume des Siebträgers, die als Kavität bezeichnet werden, nach dem Siebwechsel mit Luft gefüllt sind und ein Einbringen von Luft in den Kunststoff-Fluidstrom unbedingt zu vermeiden ist. Aus diesem Grund wird der Siebträger nach dem Siebwechsel zunächst in einen Entlüftungspositionsbereich verfahren, in welchem verflüssigter Kunststoff in die Siebkavität einströmt und die darin enthaltene Luft über Entlüftungskanäle nach außen verdrängt.
Nach dem vollständigen Befüllen bzw. Entlüften der Kavität ist der verflüssigte Kunststoff wieder in Bewegung zu setzen, um den Filtrierprozess in Gang zu bringen. Hierbei wirkt sich aus, dass die Kunststoffschmelze eine gewisse Trägheit aufweist, wodurch im Rahmen des Beschleunigungsvorgangs der Schmelze unerwünschte Gesamtsystemdruckschwankungen auftreten können. Es hat sich somit als herausfordernd gezeigt, die Beschleunigung der Schmelze nach einem Stillstand derselben so durchzuführen, dass der Gesamtsystemdruck innerhalb eng definierbarer Grenzen verbleibt.
Dieser Umstand kommt darüber hinaus auch beim sogenannten Rückspülen von Filterelementen zum Tragen, bei welchem diese entgegen der Filtrierrichtung mittels Kunststoff-Schmelze zum Zwecke der Reinigung rückgespült werden. Hierbei wird der zum Rückspülen verwendete Kunststoff aus dem zu filtrierenden Kunststoff-Fluidstrom entnommen. Ein zu schnelles Rückspülen aus dem Kunststoff-Fluidstrom kann sich insoweit ebenfalls negativ auf den Systemdruck auswirken. Derartige Druckschwankungen können beispielsweise bei der Verwendung von Spinn-Düsen dazu führen, dass der Spinnprozess negativ beeinflusst wird und die Produktqualität hierunter leidet bzw. die gesponnenen Fäden sogar abreißen.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus DE 10 2006 019 445 A1 , ist ein Verfahren zur Steuerung einer kunststoffverarbeitenden Anlage bekannt, bei der vorgeschlagen wird, Druckänderungen durch eine Anpassung der Fördermenge einer Fördereinrichtung auszugleichen. Nachteilig bei diesem beschriebenen Stand der Technik wirkt sich die regelungsbedingte Verzögerungszeit zwischen Systemdruckabfall durch das Befüllen der Kavität und der Nachregelung der Pumpleistung aus. In der Folge ist das Auftreten von Druckschwankungen nicht hinreichend sicher auszuschließen.
Darüber hinaus trägt eine solche Regelung der Pumpleistung in Abhängigkeit vom Siebwechselvorgang zu einer Erhöhung der Komplexität der Anlage bei, womit die Herstellungskosten und der Wartungsaufwand im Hinblick auf eine solcher Maschine steigen.
Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art dahingehend weiterzubilden, dass die im Stand der Technik aufgefundenen Nachteile möglichst weitgehend behoben werden. Der Erfindung lag insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, bei welchen während eines Siebwechselvorgangs oder einem Rückspülen eines Filterelements der gesamte Systemdruck weitestgehend konstant gehalten wird, wobei die Systemkomplexität insgesamt verringert wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Siebträger eine Drosselaussparung aufweist, welche angrenzend an den Siebträger-Auslass angeordnet und fluidleitend mit der Kavität verbunden ist, und welche in Abhängigkeit von einer Position der Drosselaussparung relativ zu dem Fluidaustrittskanal einen veränderlichen Strömungsquerschnitt zwischen der Kavität und dem Fluidaustrittskanal freigibt (Anspruch 1).
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass durch die Anordnung einer Drosselaussparung angrenzend an den Siebträger-Auslass ein freier Strömungsquerschnitt zwischen dem Fluidaustrittskanal und der Kavität besonders fein einstellbar wird. Auf diese Weise kann insbesondere nach dem vollständigen Entlüften der Kavität über die Drosselaussparung derart eine Verbindung der Kavität mit dem Fluidaustrittskanal hergestellt werden, sodass sich eine sanfte Beschleunigung der Schmelze insbesondere aus der Kavität einstellt in Richtung des Fluidaustrittskanals. Auf diese Weise kann mit anderen Worten die in dem Fluideintrittskanal und in der Kavität aufgenommene Schmelze derart gesteuert und langsam in Bewegung gesetzt werden, dass der Gesamtsystemdruck durch den Beschleunigungsvorgang nahezu nicht beeinflusst oder jedenfalls innerhalb tolerabler Grenzwerte gehalten wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Siebträger aus dem Entlüftungspositionsbereich über einen Beschleunigungspositionsbereich in die Filtrierstellung bewegbar, wobei die Drosselaussparung in Abhängigkeit von einer Position der Drosselaussparung relativ zu dem Fluidaustrittskanal im Beschleunigungspositionsbereich einen veränderlichen Strömungsquerschnitt zwischen der Kavität und dem Fluidaustrittskanal freigibt. Der Beschleunigungspositionsbereich ist vorzugsweise von dem Entlüftungspositionsbereich separiert, wobei die Beschleunigung der Schmelze somit insbesondere erst nach dem Durchlaufen des Entlüftungspositionsbereichs erfolgt, d.h. nach dem vollständigen Entlüften der Kavität.
Durch den erfindungsgemäßen Beschleunigungspositionsbereich ist erstmals ein Strömungskanal, vorzugsweise gebildet durch eine Aussparung oder Nut, vorgesehen, der dazu beiträgt und dem Zweck dient, die Schmelze nach einer Funktionsunterbrechung, insbesondere einem Siebwechsel, so wieder in Bewegung zu setzen, also insgesamt die Strömung zu beschleunigen, dass dies vorzugsweise behutsam so erfolgt, dass in der Filtriervorrichtung und vorzugsweise dem System insgesamt keine größeren Druckschwankungen entstehen und/oder größere Turbulenzen auftreten und/oder es zu Vermischung von Schmelze und Gas kommt (auch gelegentlich Schaumbildung genannt).
Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass sich die Drosselaussparung entlang der Längsachse ausgehend von dem Siebträger-Auslass und, aus der Siebwechselposition betrachtet, in Richtung des Fluidaustrittskanals erstreckt. Auf diese Weise wird erreicht, dass durch eine Bewegung der Drosselaussparung in Richtung des Fluidaustrittskanals durch Bewegen des Siebträgers der veränderliche Strömungsquerschnitt zwischen der Kavität und dem Fluidaustrittskanal freigegeben bzw. eingestellt wird. Mit anderen Worten lässt sich damit durch Verändern der Position des Siebträgers entlang der Längsachse der Strömungsquerschnitt zwischen der Kavität und dem Fluidaustrittskanal wunschgemäß beeinflussen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Drosselaussparung einen sich in Richtung der Längsachse verändernden Querschnitt auf. Vorzugsweise verjüngt sich der Querschnitt der Drosselaussparung ausgehend von dem Siebträger-Auslass in Richtung der Längsachse. Auf diese Weise führt ein Bewegen des Siebträgers und damit ein Bewegen der Drosselaussparung in Richtung des Fluidaustrittskanals dazu, dass zunächst nur ein sehr kleiner Strömungsquerschnitt zwischen der Kavität und dem Fluidaustrittskanal freigegeben wird und durch das weitere Vorschieben des Siebträgers der Strömungsquerschnitt überproportional zunimmt. Auf diese Weise lässt sich zum Einen der Systemdruck, wie ausgeführt, vorteilhaft beeinflussen und zum Anderen die Schmelze vorteilhaft beschleunigen.
Vorzugsweise verjüngt sich der Querschnitt der Drosselaussparung ausgehend von dem Siebträger-Auslass in Richtung der Längsachse linear. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Querschnitt eine keilförmige oder kerbenförmige Grundform auf. Hierdurch wird eine besonders feinfühle Einsteilbarkeit des Strömungsquerschnitts erreicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der Fluideintrittskanal und der Fluidaustrittskanal derart in dem Gehäuse angeordnet, dass bei einem Bewegen des Siebträgers von der Siebwechselposition über den Entlüftungspositionsbereich und den Beschleunigungspositionsbereich in Richtung der Filtrierstellung die Kavität im Entlüftungspositionsbereich zunächst, insbesondere ausschließlich, mit dem Fluideintrittskanal fluidleitend verbunden ist und bei weiterem Bewegen des Siebträgers in Richtung der Filtrierstellung die Kavität im Beschleunigungspositionsbereich zusätzlich fluidleitend über die Drosselaussparung mit dem Fluidaustrittskanal verbunden ist. Auf diese Weise wird ein in Bezug auf den Gesamtsystemdruck besonders schonendes Füllen der Kavität erreicht. Durch die Verbindung des Fluideintrittskanals mit der Kavität erfolgt zunächst ein Entlüften derselben. Eine Verbindung zum Fluidaustrittskanal ist in dieser Position noch nicht hergestellt. Erst durch ein weiteres Bewegen des Siebträgers in Richtung der Filtrierstellung wird über die Drosselaussparung zunächst ein sehr geringer Strömungsquerschnitt zum Fluidaustrittskanal freigegeben, wodurch, wie beschrieben, ein besonders sanftes Beschleunigen der sich in der Kavität befindlichen Schmelze erfolgt, was, wie ausgeführt, besonders zuträglich für einen konstanten Gesamtsystemdruck ist. Wenn beim Entlüften der Kavität bereits eine Verbindung zum Austrittskanal bestünde, könnten im Übrigen Luftblasen in den Produktionsprozess durchgedrückt werden, was unerwünscht ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Siebträger angrenzend an den Siebträger-Einlass eine Einlass-Drosselaussparung auf, welche fluidleitend mit der Kavität verbunden ist, und welche in Abhängigkeit von der Position der Einlass-Drosselaussparung relativ zu dem Fluideintrittskanal im Entlüftungspositionsbereich einen veränderlichen Strömungsquerschnitt zwischen der Kavität und dem Fluideintrittskanal freigibt. Auf diese Weise wird auch beim Entlüften der Kavität mittels einer Einlass-Drosselaussparung besonders schonend und feinfühlig Schmelze der Kavität zugeführt, wobei auch hier Druckschwankungen in Bezug auf den Gesamtsystemdruck möglichst vermieden werden.
Vorzugsweise erstreckt sich die Einlass-Drosselaussparung entlang der Längsachse ausgehend von dem Siebträger-Einlass und in der Siebwechselposition betrachtet in Richtung des Fluidaustrittskanals. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Kavität mit dem Fluidaustrittskanal zuerst über die Einlass-Drosselaussparung verbunden wird, was ein besonders feinfühliges Fluten der Kavität erlaubt. Vorzugsweise weist die Einlass- Drosselaussparung einen sich in Richtung der Längsachse verändernden Querschnitt auf. Eine solche Ausbildung der Einlass-Drosselaussparung hat sich als vorteilhaft erwiesen, um eine besonders, im Hinblick auf den Gesamtsystemdruck, schonende Befüllung der Kavität zu ermöglichen.
Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass der Siebträger wenigstens eine Entlüftungsaussparung aufweist, welche die Kavität in Abhängigkeit von einer Position der Entlüftungsaussparung relativ zu dem Gehäuse mit der Umgebung fluidleitend verbindet. Eine solche Entlüftungsaussparung hat sich bewährt, um den Entlüftungsvorgang nicht nur einlassseitig, d. h. im Bereich des Fluideintrittskanals, sondern auch im Bereich eines Auslasses zu beeinflussen. Vorzugsweise erstreckt sich die Entlüftungsaussparung entlang der Längsachse. Damit kann über die Positionierung des Siebträgers und damit der Entlüftungsaussparung relativ zu dem Gehäuse erreicht werden, dass der für den Luftaustritt zur Verfügung stehende Querschnitt variabel ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Entlüftungsaussparung eine erste Entlüftungsaussparung, und wobei der Siebträger eine zweite Entlüftungsaussparung aufweist, welche mit der Kavität fluidleitend verbunden ist, wobei die zweite Entlüftungsaussparung eine geringere Längserstreckung entlang der Längsachse aufweist als die erste Entlüftungsaussparung, und derart angeordnet ist, dass bei einem Bewegen des Siebträgers aus der Siebwechselstellung in Richtung der Filtrierstellung die Kavität zuerst über die erste und die zweite Entlüftungsaussparung entlüftet wird und bei weiterem Bewegen des Siebträgers in Richtung der Filtrierstellung die Kavität lediglich noch über die erste Entlüftungsaussparung entlüftet wird. Vorzugsweise weist der Siebträger eine dritte Entlüftungsaussparung auf, wobei die dritte Entlüftungsaussparung eine geringere Längserstreckung entlang der Längsachse als die zweite Entlüftungsaussparung aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Entlüftungsaussparung mit einem ersten Teilbereich der Kavität fluidleitend verbunden und/oder die zweite Entlüftungsaussparung mit einem zweiten Teilbereich der Kavität fluidleitend verbunden und/oder die dritte Entlüftungsaussparung mit einem dritten Teilbereich der Kavität fluidleitend verbunden. Auf diese Weise wird erreicht, dass nicht nur die Entlüftung der Kavität als Ganzes beeinflusst werden kann, sondern auch einzelne Teilbereiche der Kavität gezielt entlüftet werden können.
Beim Bewegen des Siebträgers aus der Siebwechselstellung in Richtung der Filtrierstellung wird der Siebträger im Entlüftungspositionsbereich vorzugsweise zunächst über alle drei Entlüftungsaussparungen entlüftet, wobei auch mehr als drei, insbesondere vier Entlüftungsaussparungen vorgesehen sein können. Anfangs sind vorzugsweise alle, insbesondere alle drei, Entlüftungsaussparungen mit der Umgebung der Filtriervorrichtung verbunden. Typischerweise tritt sodann zunächst Schmelze an der kürzesten Entlüftungsaussparung aus, anschließend mit einer Verzögerung von wenigen Sekunden, auch an der mittellangen Entlüftungsaussparung, daraufhin auch an der nächstlängeren Entlüftungsaussparung und so weiter. Nach dem vollständigen Entlüften über die jeweilige Entlüftungsaussparung wird durch das sukzessive Vorschieben des Siebträgers in Richtung der Filtrierstellung eine Verbindung der jeweiligen Entlüftungsaussparung zur Umgebung unterbrochen, zunächst die Verbindung der kürzesten Entlüftungsaussparung zur Umgebung, dann der mittellangen Entlüftungsaussparung und so weiter, bis schließlich alle Entlüftungsaussparungen von der Umgebung durch Einfahren in das Gehäuse getrennt sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine, oder sind insbesondere alle, der Entlüftungsaussparungen als Nut ausgebildet. Vorzugsweise ist die Kavität während des Entlüftens ausschließlich mit dem Fluideintrittskanal fluidleitend verbunden, nicht aber mit dem Fluidaustrittskanal. Auf diese Weise wird ein schrittweises Entlüften und Wiedereinbringen in den Produktionsprozess ermöglicht. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist wenigstens eine, oder sind insbesondere alle, der Entlüftungsaussparungen als Entlüftungsbohrung ausgebildet
Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass die Filtriervorrichtung eine Steuerungseinrichtung aufweist, die derart eingerichtet und ausgebildet ist, dass sie den Siebträger mittels Steuerungssignalen nach dem Entlüften der Kavität so weiter in Richtung der Filtrierstellung bewegt, dass der Fluidaustrittskanal zunächst ausschließlich mittels der Drosselaussparung mit der Kavität fluidleitend verbunden ist, und der Siebträger derart in Richtung der Filtrierstellung bewegt wird, dass ein Fluiddruck im Fluideintrittskanal und/oder im Fluidaustrittskanal innerhalb eines definierbaren Druckbereichs verbleibt. Hierdurch wird unter Ausnutzung der Drosselaussparung eine besonders vorteilhafte Steuerung der Filtriervorrichtung erreicht. Beispielsweise kann auch ein bestimmter maximaler Druckabfall definiert werden, der gewissermaßen die Vorschubgeschwindigkeit des Siebbolzens vorgibt. Wird beispielsweise ein zu hoher Druckabfall beobachtet, so wird die Vorschubgeschwindigkeit des Siebträgers reduziert. Andererseits kann die Vorschubgeschwindigkeit des Siebträgers auch erhöht werden, wenn ein nur sehr geringer Druckabfall beobachtet wurde, der geringer ist als ein definierter Grenzwert.
Das Vorschieben des Siebträgers kann beispielsweise kontinuierlich erfolgen oder auch schrittweise, sodass die Reaktion, etwa des Systemdruckes, auf die Änderungen abgewartet und beurteilt werden kann. Eine derartige Steuerungslogik bringt darüber hinaus den Vorteil mit sich, dass sie unabhängig ist von Materialviskositäten und Durchsätzen.
Gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Siebträger in dem Entlüftungspositionsbereich durch Zuführen eines Fluids über den Fluidaustrittskanal entlüftet wird, und wobei der Siebträger eine Drosselaussparung, insbesondere eine Beschleunigungsnute, aufweist, welche angrenzend an den Siebträger- Einlass angeordnet und fluidleitend mit der Kavität verbunden ist, und welche in Abhängigkeit von einer Position der Drosselaussparung relativ zu dem Fluideintrittskanal einen veränderlichen Strömungsquerschnitt zwischen der Kavität und dem Fluideintrittskanal freigibt (Anspruch 13). Diese alternative Anordnung der Drosselaussparung trägt dem Umstand Rechnung, dass bei einigen Filtriervorrichtung ein Entlüften des Siebträgers über den Fluidaustrittskanal und nicht, wie in den obigen Ausführungsbeispielen dargestellt, überden Fluideintrittskanal erfolgt. Entsprechend ist bei dieser alternativen Filtriervorrichtungskonfiguration dann auch die Drosselaussparung angrenzend an den Siebträger-Einlass angeordnet. Im Übrigen macht sich die Filtriervorrichtung gemäß des zweiten Aspekts die gleichen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen zunutze wie die erfindungsgemäße Filtriervorrichtung des ersten Aspekts unter Berücksichtigung des alternativen Funktionsprinzips und des Anordnungsortes der Drosselaussparung. Diesbezüglich wird auf die obigen Ausführungen verwiesen und deren Inhalt hier mit einbezogen.
Gemäß eines dritten Aspekts der Erfindung bzw. gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß des ersten und/oder zweiten Aspekts wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Gehäuse einen Rückspül-Zuführkanal aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, dem Filterelement in einem Rückspülpositionsbereich Rückspülfluid ausgehend von einer Reinseite des Filterelements zu einer Schmutzseite zuzuführen, und einem Rückspülkanal, welcher dazu eingerichtet ist, das Rückspülfluid nach dem Rückspülen abzuführen, wobei der Siebträger in einen Rückspül-Positionsbereich bewegbar ist, indem der Rückspülzuführbereich zumindest teilweise mit einer Reinseite des Filterelements fluidleitend verbunden ist, und der Rückspülkanal zumindest teilweise mit der Schmutzseite des Filterelements fluidleitend verbunden ist, wobei der Siebträger eine Rückspülaussparung aufweist, welche zwischen dem Rückspül-Zuführkanal und dem Siebträger-Auslass angeordnet und fluidleitend mit der Kavität verbunden ist, und welche in Abhängigkeit von einer Position der Rückspülaussparung relativ zu den Rückspül- Zuführkanal im Rückspülpositionsbereich einen veränderlichen Strömungsquerschnitt zwischen dem Rückspül-Zuführkanal und der Kavität freigibt (Anspruch 14).
Dieser dritte Aspekt der Erfindung bzw. die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass in der Rückspülposition eine Verbindung zum Rückspülkanal großvolumig, insbesondere vollständig, geöffnet ist. Die Rückspülmenge wird über die Rückspülaussparung zwischen Rückspül-Zuführkanal und der Kavität und damit im Bereich der Reinseite des Filterelements eingestellt. Insoweit kann die Rückspülmenge wie gewünscht eingestellt werden, um Druckschwankungen im System zu minimieren. Ein besonderer Vorteil besteht hierbei darin, dass, anders als bei aus dem Stand der Technik vorbekannten Lösungen, bei denen die Menge der verschmutzten und zum Rückspülen verwendeten Schmelze eingestellt wird, größere Schmutzpartikel keine Auswirkungen auf das Rückspülverhalten haben, wobei bei aus dem Stand der Technik vorbekannten Vorrichtungen insbesondere beobachtet wurde, dass Schmutzpartikel eine betreffende Engstelle passieren müssen, diese gelegentlich verstopfen und die Rückspülung deshalb ineffektiv wird. Dadurch, dass die Rückspülaussparung entlang der Längsachse einen veränderlichen Querschnitt aufweist, wird ein feinfühliges Einstellen der Rückspülung ermöglicht. Mit anderen Worten wird die Drosselung auf der „sauberen“ Seite eingestellt. Dies verhindert Verstopfungen. Im Stand derTechnikwird auf der Schmutzseite gedrosselt, was die Gefahr der Verstopfung mit sich bringt oder aber zu einer großen Öffnung mit zwangsläufig einhergehenden Druckschwankungen führt.
Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass sich die Rückspülaussparung entlang der Längsachse ausgehend von dem Siebträger-Auslass und aus der Filtrierstellung betrachtet in Richtung des Rückspül-Zuführkanals erstreckt. Durch diese Konfiguration wird sichergestellt, dass die Menge der zugeführten Schmelze durch die Variation des Strömungsquerschnitts zwischen dem Rückspül-Zuführkanal und der Kavität feindosiert einstellbar ist. Erfindungsgemäß weist die Rückspülaussparung einen sich in Richtung der Längsachse verändernden Querschnitt auf. Vorzugsweise verjüngt sich der Querschnitt der Rückspülaussparung ausgehend von dem Siebträger-Auslass in Richtung der Längsachse. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verjüngt sich der Querschnitt der Rückspülaussparung ausgehend von dem Siebträger-Auslass in Richtung der Längsachse linear. Auf diese Weise lässt sich die zum Rückspülen verwendete Schmelze sehr genau dosiert zuführen und sicherstellen, dass der Systemdruck insgesamt innerhalb definierbarer Grenzen verbleibt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Querschnitt eine keilförmige oder kerbenförmige Grundform auf. Erneut trägt diese Grundform zur exakten Dosierbarkeit der zum Rückspülen verwendeten Schmelze bei.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Filtriervorrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, die derart eingerichtet und ausgebildet ist, dass diese die Position des Siebträgers beim Rückspülen des Siebträgers mittels Steuerungssignalen so verändert, dass der Fluiddruck im Fluideintrittskanal und/oder im Fluidaustrittskanal während des Rückspülens innerhalb eines definierbaren Druckbereichs verbleibt, derart, dass bei einem Bewegen des Siebträgers in dem Rückspülpositionsbereich ein veränderlicher Strömungsquerschnitt zwischen dem Rückspül-Zuführkanal und der Kavität mittels der Rückspülaussparung freigegeben wird.
Die Erfindung ist vorstehend unter Bezugnahme auf eine Filtriervorrichtung beschrieben worden. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Filtriervorrichtung, insbesondere einer Filtriervorrichtung nach einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele. Die Erfindung löst die eingangs bezeichnete Aufgabe in Bezug auf das Verfahren mit den Schritten: Entlüften der Kavität, Bewegen des Siebträgers mittels Steuerungssignal nach dem Entlüften der Kavität so weiter in Richtung der Filtrierstellung, dass der Fluidaustrittskanal zunächst ausschließlich mittels der Drosselaussparung mit der Kavität fluidleitend verbunden ist, und der Siebträger derart in Richtung der Filtrierstellung bewegt wird, dass ein Fluiddruck im Fluideintrittskanal und/oder im Fluidaustrittskanal innerhalb eines definierbaren Druckbereichs verbleibt (Anspruch 21).
Das Verfahren macht sich die gleichen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen zunutze wie die erfindungsgemäße Filtriervorrichtung und umgekehrt. Diesbezüglich wird auf die obigen Ausführungen verwiesen und deren Inhalt hier mit einbezogen. Zusammengefasst wird durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht, dass die Schmelze innerhalb der Kavität nach dem Entlüften derselben durch das Herstellen einer Verbindung mit dem Fluidaustrittskanal mittels der Drosselaussparung sehr langsam und feinfühlig beschleunigt werden kann, sodass sichergestellt ist, dass ein Fluiddruck im Fluideintrittskanal bzw. Fluidaustrittskanal innerhalb eines definierten Druckbereichs verbleibt.
Das Verfahren wird, insbesondere für Filtriervorrichtungen mit Rückspülfunktionalität, durch den Schritt weitergebildet: Bewegen des Siebträgers in Richtung des Rückspülpositionsbereichs mittels Steuerungssignalen derart, dass der Fluiddruck im Fluideintrittskanal und/oder im Fluidaustrittskanal während des Rückspülens innerhalb eines definierbaren Druckbereichs verbleibt, wobei bei dem Bewegen des Siebträgers in Richtung des Rückspülpositionsbereichs ein veränderlicher Strömungsquerschnitt zwischen dem Rückspül-Zuführkanal und der Kavität mittels der Rückspülaussparung freigegeben wird, wobei die Rückspülaussparung zwischen dem Rückspül-Zuführkanal und dem Siebträger-Auslass angeordnet und fluidleitend mit der Kavität verbunden ist. Auf diese Weise wird auch beim Rückspülen erreicht, dass zum einen Druckschwankungen durch das Rückspülen vermieden werden und zum anderen größere Schmutzpartikel keine Auswirkungen auf das Rückspülverhalten haben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand schematischer Zeichnungen im Einzelnen erläutert werden.
Im Einzelnen zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Filtriervorrichtung in einer seitlichen Schnittansicht in einer Siebwechselstellung;
Fig. 2 das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filtriervorrichtung in einer Schnittansicht quer zu einer Siebträgerlängsachse;
Figs. 3 und 4 das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filtriervorrichtung in einer ersten Entlüftungsposition;
Figs. 5 und 6 das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filtriervorrichtung in einer zweiten Entlüftungsposition;
Figs. 7 und 8 das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filtriervorrichtung in einer dritten Entlüftungsposition;
Figs. 9 bis 10 das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filtriervorrichtung in einem Beschleunigungspositionsbereich;
Fig. 11 bis 12 das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Siebträgers in einer
Filtrierstellung;
Figs. 13 bis 15 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Filtriervorrichtung in unterschiedlichen Darstellungen in einer Filtrierstellung;
Figs. 16 und 17 das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Siebträgers in unterschiedlichen Betriebspositionen auf dem Weg zu einer Rückspülposition; und
Figs. 18 und 19 das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Siebträgers in einer Rückspülposition.
Fig. 1 zeigt eine Filtriervorrichtung 2 zum Filtrieren eines Fluids. Bei dem Fluid handelt es sich insbesondere um einen verflüssigten Kunststoff. Die Filtriervorrichtung 2 umfasst ein Gehäuse 4. Das Gehäuse 4 weist eine Aufnahme 6 zur Aufnahme eines Siebträgers 8 auf. Das Gehäuse 4 weist darüber hinaus einen Fluideintrittskanal 10 und einen Fluidaustrittskanal 12 auf. In der Aufnahme 6 ist ein Siebträger 8 aufgenommen. In der nachfolgenden Beschreibung wird lediglich auf den oben angeordneten Siebträger 8 Bezug genommen. Die Ausführungen gelten jedoch für den unteren Siebträger 8 analog. Jeder der Siebträger 8 ist innerhalb der Aufnahme 6 entlang einer Längsachse 26 bewegbar aufgenommen. Der Siebträger 8 weist einen Siebträger-Einlass 16, einen Siebträger- Auslass 18 und eine Kavität 20 zur Aufnahme eines Filterelements 22 auf. Die Kavität 20 ist fluidleitend mit dem Siebträger-Einlass 16 und dem Siebträger-Auslass 18 verbunden.
In Fig. 1 ist der obere Siebträger 8 in einer Siebwechselstellung S gezeigt. In dieser Siebwechselstellung S kann das Filterelement 22 ausgetauscht werden. Grundsätzlich ist der Siebträger 8 aus der in Fig. 1 gezeigten Siebwechselstellung S über einen Entlüftungspositionsbereich E in eine Filtrierstellung F bewegbar. Der Siebträger 8 weist eine Drosselaussparung 24 auf. Die Drosselaussparung 24 ist angrenzend an den Siebträger-Auslass 18 angeordnet und fluidleitend mit der Kavität 20 verbunden. Die Drosselaussparung 24 erstreckt sich entlang der Längsachse 26 ausgehend von dem Siebträger-Auslass 18 und, aus der Siebwechselstellung S betrachtet, in Richtung des Fluidaustrittskanals 12. Die Drosselaussparung 24 weist einen sich in Richtung der Längsachse 26 verändernden Querschnitt 28 auf. Der Querschnitt 28 der Drosselaussparung 24 verjüngt sich ausgehend von dem Siebträger-Auslass 18 in Richtung der Längsachse 26, insbesondere linear. Der Querschnitt 28 weist eine keilförmige Grundform 32 auf. Der Siebträger 8 weist angrenzend an den Siebträger- Einlass 16 ferner eine Einlass-Drosselaussparung 34 auf.
Die Einlass-Drosselaussparung 34 ist ebenfalls fluidleitend mit der Kavität 20 verbunden. Die Einlass-Drosselaussparung 34 erstreckt sich entlang der Längsachse 26 ausgehend von dem Siebträger-Einlass 16 und, aus der in Fig. 1 gezeigten Siebwechselstellung S betrachtet, in Richtung des Fluideintrittskanals 10. Dabei weist die Einlass- Drosselaussparung 34 einen sich in Richtung der Längsachse 26 verändernden Querschnitt 36 auf. Der Siebträger 8 weist darüber hinaus eine erste Entlüftungsaussparung 40, eine zweite Entlüftungsaussparung 42 und eine dritte Entlüftungsaussparung 44 auf. Die Entlüftungsaussparungen 40, 42, 44 verbinden die Kavität 20 in Abhängigkeit der Positionen der Entlüftungsaussparungen 40, 42, 44 relativ zu dem Gehäuse 4 mit der Umgebung fluidleitend.
Die Entlüftungsaussparungen 40, 42, 44 erstrecken sich entlang der Längsachse 26. Bei einem Bewegen des Siebträgers 8 aus der in Fig. 1 dargestellten Siebwechselstellung S in Richtung der in Fig. 12 gezeigten Filtrierstellung F wird die Kavität 20 zuerst über alle drei Entlüftungsaussparungen 40, 42, 44 entlüftet, sodann bei einem weiteren Bewegen des Siebträgers 8 in Richtung der Filtrierstellung F über die erste und die zweite Entlüftungsaussparung 40, 42 und sodann bei einem weiteren Bewegen des Siebträgers 8 ausschließlich über die erste Entlüftungsaussparung 40 entlüftet. Die zweite Entlüftungsaussparung 42 weist eine geringere Längserstreckung entlang der Längsachse 26 auf als die erste Entlüftungsaussparung 40. Die dritte Entlüftungsaussparung 44 weist eine geringere Längserstreckung entlang der Längsachse 26 als die zweite Entlüftungsaussparung 42 auf. Die Entlüftungsaussparungen 40, 42, 44 sind als Nut ausgebildet.
Die Filtriervorrichtung 2 weist ferner eine Steuerungseinrichtung 52 auf. Die Steuerungseinrichtung 52 ist derart eingerichtet und ausgebildet, dass sie den Siebträger 8 mittels Steuerungssignalen nach dem Entlüften der Kavität 20 in einem Beschleunigungspositionsbereich B (vgl. Figuren 9 und 10) so weiter in Richtung der Filtrierstellung F bewegt, dass der Fluidaustrittskanal 12 zunächst ausschließlich mit der Drosselaussparung 24 mit der Kavität 20 fluidleitend verbunden ist, und der Siebträger 8 derart in Richtung der Filtrierstellung F bewegt wird, dass ein Fluiddruck im Fluideintrittskanal 10 und/oder im Fluidaustrittskanal 12 innerhalb eines definierbaren Druckbereichs verbleibt.
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht der Filtriervorrichtung 2 in dem Betriebszustand nach Fig. 1. Die Figuren 3 und 4 zeigen die Filtriervorrichtung 2 in einer ersten Entlüftungsposition. In dieser Position ist die Einlass-Drosselaussparung 34 zumindest teilweise in Überdeckung mit dem Fluideintrittskanal 10. Mit anderen Worten wird über die Einlass- Drosselaussparung 34 eine fluidleitende Verbindung zwischen dem Fluideintrittskanal 10 und der Kavität 20 hergestellt (in Fig. 4 durch Flusspfeile im Bereich des Fluideintrittskanals 10 angedeutet), sodass Schmelze von dem Fluideintrittskanal 10 in die Kavität 20 strömen kann, und zwar auf sehr fein dosierbare Weise. In Abhängigkeit von der Position der Einlass-Drosselaussparung 34 relativ zu dem Fluideintrittskanal 10 wird ein veränderlicher Strömungsquerschnitt 38 zwischen der Kavität 20 und dem Fluideintrittskanal 10 freigegeben.
Mit anderen Worten ist die Kavität 20 während des Entlüftens ausschließlich mit dem Fluideintrittskanal 10 fluidleitend verbunden. Die Entlüftungsaussparungen 40, 42, 44 sind mit der Umgebung der Filtriervorrichtung 2 verbunden, sodass Luft aus der Kavität 20 ausströmen kann, wenn Schmelze in die Kavität 20 einströmt. Wie Fig. 4 zu entnehmen ist, welche denselben Betriebszustand betrifft, ist die Entlüftungsaussparung 40 mit einem ersten Teilbereich 46 der Kavität 20 fluidleitend verbunden. Die Entlüftungsaussparung 40 weist eine Stichbohrung auf. Die zweite Entlüftungsaussparung 42 ist mit einem zweiten Teilbereich 48 der Kavität 20 fluidleitend verbunden. Die dritte Entlüftungsaussparung 44 ist mit einem dritten Teilbereich 50 der Kavität 20 fluidleitend verbunden.
In dem in den Figuren 5 und 6 gezeigten Betriebszustand besteht nunmehr eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Fluideintrittskanal 10 und der Kavität 20 durch eine entsprechende Überdeckung mit dem Siebträger-Einlass 16. In der in den Figuren 5 und 6 gezeigten Position sind lediglich noch die erste Entlüftungsaussparung 40 und die zweite Entlüftungsaussparung 42 mit der Atmosphäre verbunden. Hierdurch wird erreicht, dass Schmelze in die mit den Entlüftungsaussparungen verbundenen Teilbereiche der Kavität 20 gedrückt wird.
In den Figuren 7 und 8 ist ein weiterer Entlüftungsschritt gezeigt, bei dem lediglich noch die erste Entlüftungsaussparung 40 mit der Umgebung verbunden ist und hierdurch insbesondere jener Teilbereich 46 der Kavität 20 entlüftet wird, der benachbart zu dem Filterelement 22 angeordnet ist. In dem in den Figuren 9 und 10 gezeigten Beschleunigungspositionsbereich B ist die Kavität 20 vollständig entlüftet und es besteht eine fluidleitende Verbindung zu dem Fluideintrittskanal 10 (in Fig. 10 durch Flusspfeile angedeutet). Die Entlüftungsaussparungen 40, 42, 44 sind nicht länger mit der Umgebung der Filtriervorrichtung 2 verbunden. In dem in den Figuren 9 und 10 gezeigten Zustand tritt nunmehr die Drosselaussparung 24 in Kontakt mit dem Fluidaustrittskanal 12. In Abhängigkeit von der Position der Drosselaussparung 24 relativ zu dem Fluidaustrittskanal 12 wird hierdurch ein veränderlicher Strömungsquerschnitt 30 zwischen der Kavität 20 und dem Fluidaustrittskanal 12 selektiv und feinfühlig dosierbar freigegeben. Durch die Verbindung der Kavität 20 mit dem Fluidaustrittskanal 12 über die Drosselaussparung 24 wird ein Schmelzestrom aus der Kavität 20 in Richtung des Fluidaustrittskanals 12 in Gang gesetzt, und zwar derart schonend, dass die Auswirkungen auf den Gesamtsystemdruck eng begrenzt bleiben. Nach dem Beschleunigungsvorgang wird der Siebträger 8 weiter nach rechts geschoben in Richtung der Filtrierstellung F. In der Filtrierstellung F ist die Kavität 20 sowohl mit dem Fluideintrittskanal 10 als auch mit dem Fluidaustrittskanal 12 vollständig verbunden und das die Filtriervorrichtung 2 passierende Fluid wird mittels des Filterelements 22 gefiltert. Soll das Filterelement 22 gewechselt werden, wird der Siebträger 8 in die in Fig. 1 gezeigte Position verschoben und der Prozess beginnt von Neuem. Die Figuren 13 bis 19 zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Filtriervorrichtung 102. Die Filtriervorrichtung 102 weist ein Gehäuse 104 mit einer Aufnahme 106 zur Aufnahme eines Siebträgers 108 auf. Das Gehäuse 104 weist ferner einen Fluideintrittskanal 110 und einen Fluidaustrittskanal 112 auf. Innerhalb der Aufnahme 106 ist ein entlang einer Längsachse 126 bewegbar aufgenommener Siebträger 108 mit einem Siebträger-Einlass 116 und einem Siebträger-Auslass 118 (siehe Fig. 14) beweglich aufgenommen. Der Siebträger 108 weist ferner eine Kavität 120 zur Aufnahme eines Filterelements 122 auf. Wie sich insbesondere aus Fig. 14 ergibt, ist die Kavität 120 fluidleitend mit dem Siebträger-Einlass 116 und dem Siebträger-Auslass 118 verbunden. In dem in den Figuren 13 und 14 gezeigten Zustand befindet sich der Siebträger 108 in einer Filtrierstellung F, in welcher zu filtrierendes Fluid über den Fluideintrittskanal 110 in die Kavität 120 einströmt, darin von dem Filterelement 122 gefiltert wird und die Kavität 120 sodann über den Fluidaustrittskanal 1 12 verlässt.
Das Gehäuse 104 weist ferner einen Rückspül-Zuführkanal 154 auf. Der Rückspül- Zuführkanal 154 ist dazu eingerichtet, dem Filterelement 122 in einem Rückspülpositionsbereich R Rückspülfluid ausgehend von einer Reinseite 156 des Filterelements 122 zu einer Schmutzseite 158 zuzuführen. Das Gehäuse 104 weist ferner einen Rückspülkanal 160 auf. Der Rückspülkanal 160 ist dazu eingerichtet, das Rückspülfluid nach dem Rückspülen abzuführen. Der Siebträger 108 ist in einen Rückspül- Positionsbereich bewegbar, in welchem der Rückspül-Zuführkanal 154 zumindest teilweise mit einer Reinseite 156 des Filterelements 122 fluidleitend verbunden ist. Der Siebträger 108 weist ferner eine Rückspülaussparung 162 auf. Die Rückspülaussparung 162 ist zwischen dem Rückspül-Zuführkanal 154 und dem Siebträger-Auslass 118 angeordnet sowie fluidleitend mit der Kavität 120 verbunden. Die Rückspülaussparung 162 erstreckt sich entlang der Längsachse 126 ausgehend von dem Siebträger-Auslass 118 und, aus der Filtrierstellung F betrachtet, in Richtung des Rückspül-Zuführkanals 154. Die Rückspülaussparung 162 weist einen sich in Richtung der Längsachse 126 verändernden Querschnitt 166 auf. Der Querschnitt 166 der Rückspülaussparung 162 verjüngt sich ausgehend von dem Siebträger-Auslass 1 18 in Richtung der Längsachse 126, insbesondere linear. Der Querschnitt 166 weist eine keilförmige Grundform 132 auf.
Die Filtriervorrichtung 102 weist ferner eine Steuerungseinrichtung 152 auf. Die Steuerungseinrichtung 152 ist derart eingerichtet und ausgebildet, dass diese die Position des Siebträgers 108 beim Rückspülen des Siebträgers 108 mittels Steuerungssignalen so verändert, dass der Fluiddruck im Fluideintrittskanal 110 und/oder im Fluidaustrittskanal 112 während des Rückspülens innerhalb eines definierbaren Druckbereichs verbleibt, derart, dass bei einem Bewegen des Siebträgers 108 in dem Rückspül-Positionsbereich R ein veränderlicher Strömungsquerschnitt 164 zwischen dem Rückspül-Zuführkanal 154 und der Kavität 120 mittels der Rückspülaussparung 162 freigegeben wird.
In dem in den Figuren 13 bis 15 gezeigten Zustand befindet sich die Filtriervorrichtung 102, wie ausgeführt, in der Filtrierstellung F. Über den Fluideintrittskanal 110 wird Fluid bzw. Schmelze zugeführt, gelangt in die Kavität 120, wird dort mittels des Filterelementes 122 gefiltert und verlässt das Gehäuse 104 schließlich über den Fluidaustrittskanal 112 und den Rückspül-Zuführkanal/Fluidaustrittskanal 154 (in Fig. 14 mit Flusspfeilen angedeutet). In dem in Fig. 16 gezeigten Zustand wurde der Siebträger 108 in Zeichnungsebene gesehen nach rechts bewegt, derart, dass zunächst eine Verbindung der Kavität 120 zu dem Fluidaustrittskanal 112 unterbrochen wird. Wird der Siebträger 108, wie in Fig. 17 gezeigt, nun weiter in Zeichnungsebene nach rechts bewegt, so wird auch die Verbindung zu dem Fluideintrittskanal 110 getrennt. Gleichzeitig wird jedoch eine Verbindung der Kavität 120 mit dem Rückspülkanal 160 hergestellt.
In dem in Fig. 18 gezeigten Zustand wurde der Siebträger 108 nun noch weiter nach rechts bewegt, dergestalt, dass die Rückspülaussparung 162 in Kontakt tritt mit dem Rückspül- Zuführkanal 154. Auf diese Weise gelangt Rückspülfluid (in Richtung der Flusspfeile), insbesondere bereits gefilterte Kunststoffschmelze, ausgehend von dem Rückspül- Zuführkanal 154 über die Rückspülaussparung 162 in die Kavität 120, insbesondere zur Reinseite des Filterelements 156. Von dort gelangt das Rückspülfluid entgegen der Filtrierrichtung durch das Filterelement 122, reinigt dies hierdurch und schließlich wird das verunreinigte Rückspülfluid über den Rückspülkanal 160 ausgeschleust. Mittels der Rückspülaussparung 162 lässt sich ein veränderlicher Strömungsquerschnitt 164 zwischen dem Rückführ-Zuführkanal 154 und der Kavität 120 sehr fein dosiert einstellen, sodass im Zuge des Rückspülens die Auswirkungen auf den Gesamtsystemdruck innerhalb eng definierbarer Grenzen verbleiben.
Ergänzend zu den obigen Beschreibungen eines bevorzugten Verfahrens zum Betreiben einer Filtriervorrichtung sind nachfolgend zusammenfassend die Betriebsweise und bevorzugte Verfahrensschritte anhand der beschriebenen Figuren beschrieben.
Das Verfahren zum Betreiben der Filtriervorrichtung 2 umfasst die Schritte:
- Entlüften der Kavität 20,
- Bewegen des Siebträgers 8 mittels Steuerungssignalen nach dem Entlüften der Kavität 20 so weiter in Richtung der Filtrierstellung F, dass der Fluidaustrittskanal 12 zunächst ausschließlich mittels der Drosselaussparung 24 mit der Kavität 20 fluidleitend verbunden ist, und der Siebträger 8 derart in Richtung der Filtrierstellung F bewegt wird, dass ein Fluiddruck im Fluideintrittskanal 10 und/oder im Fluidaustrittskanal 12 innerhalb eines definierbaren Druckbereichs verbleibt.
Vorzugsweise wird weiter wie folgt verfahren:
- Bewegen des Siebträgers 108 in Richtung des Rückspülpositionsbereichs R mittels Steuerungssignalen, die von der Steuerungseinrichtung 52 bereitgestellt werden, derart, dass der Fluiddruck im Fluideintrittskanal 110 und/oder im Fluidaustrittskanal 1 12 während des Rückspülens innerhalb eines definierbaren Druckbereichs verbleibt, wobei bei dem Bewegen des Siebträgers 108 in Richtung des Rückspülpositionsbereichs R ein veränderlicher Strömungsquerschnitt 164 zwischen dem Rückspül-Zuführkanal 154 und der Kavität 120 mittels der Rückspülaussparung 162 freigegeben wird, wobei die Rückspülaussparung 162 zwischen dem Rückspül-Zuführkanal 154 und dem Siebträger- Auslass 118 angeordnet und fluidleitend mit der Kavität 120 verbunden ist.
Bezuqszeichenliste
2 Filtriervorrichtung
4 Gehäuse
6 Aufnahme
8 Siebträger
10 Fluideintrittskanal
12 Fluidaustrittskanal
16 Siebträger-Einlass
18 Siebträger-Auslass
20 Kavität
22 Filterelement
24 Drosselaussparung
26 Längsachse
28 Querschnitt der Drosselaussparung
30 veränderlicher Strömungsquerschnitt an der Drosselaussparung
32 keilförmige Grundform
34 Einlass-Drosselaussparung
36 Querschnitt der Einlass-Drosselaussparung
38 veränderlicher Strömungsquerschnitt an der Einlass-Drosselaussparung
40 (Erste) Entlüftungsaussparung
42 Zweite Entlüftungsaussparung
44 Dritte Entlüftungsaussparung
46 Erster Teilbereich der Kavität
48 Zweiter Teilbereich der Kavität
50 Dritter Teilbereich der Kavität
52 Steuerungseinrichtung
102 Filtriervorrichtung
104 Gehäuse
106 Aufnahme
108 Siebträger
110 Fluideintrittskanal
112 Fluidaustrittskanal
116 Siebträger-Einlass
118 Siebträger-Auslass
120 Kavität 122 Filterelement
126 Längsachse
152 Steuerungseinrichtung
154 Rückspül-Zuführkanal / Fluidaustrittskanal 156 Reinseite des Filterelements
158 Schmutzseite des Filterelements
160 Rückspülkanal
162 Rückspülaussparung
164 veränderlicher Strömungsquerschnitt an der Rückspülaussparung 166 Querschnitt der Rückspülaussparung
168 keilförmige Grundform
B Beschleumgungspositionsbereich
S Siebwechselstellung
E Entlüftungspositionsbereich
F Filtrierstellung
Rückspülpositionsbereich

Claims

Ansprüche
1 . Filtriervorrichtung (2) zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere eines verflüssigten Kunststoffes, umfassend:
- ein Gehäuse (4) mit einer Aufnahme (6) zur Aufnahme eines Siebträgers (8), einem Fluideintrittskanal (10) und einem Fluidaustrittskanal (12);
- einen innerhalb der Aufnahme (6) entlang einer Längsachse (26) bewegbar aufgenommenen Siebträger (8) mit einem Siebträger-Einlass (16), einem Siebträger- Auslass (18) und einer Kavität (20) zur Aufnahme eines Filterelements (22), wobei die Kavität (20) fluidleitend mit dem Siebträger-Einlass (16) und dem Siebträger-Auslass (18) verbunden ist, und wobei der Siebträger (8) aus einer Siebwechselstellung (S) über einen Entlüftungspositionsbereich (E) in eine Filtrierstellung (F) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Siebträger (8) eine Drosselaussparung (24) aufweist, welche angrenzend an den Siebträger-Auslass (18) angeordnet und fluidleitend mit der Kavität (20) verbunden ist, und welche in Abhängigkeit von einer Position der Drosselaussparung (24) relativ zu dem Fluidaustrittskanal (12) einen veränderlichen Strömungsquerschnitt (30) zwischen der Kavität (20) und dem Fluidaustrittskanal (12) freigibt.
2. Filtriervorrichtung (2) nach Anspruch 1 , wobei der Siebträger (8) aus dem Entlüftungspositionsbereich (E) über einen Beschleunigungspositionsbereich (B) in die Filtrierstellung (F) bewegbar ist, und wobei die Drosselaussparung (24) in Abhängigkeit von einer Position der Drosselaussparung (24) relativ zu dem Fluidaustrittskanal (12) im Beschleunigungspositionsbereich (B) einen veränderlichen Strömungsquerschnitt (30) zwischen der Kavität (20) und dem Fluidaustrittskanal (12) freigibt.
3. Filtriervorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich die Drosselaussparung (24) entlang der Längsachse (26) ausgehend von dem Siebträger-Auslass (18) und aus der Siebwechselposition (S) betrachtet in Richtung des Fluidaustrittskanals (12) erstreckt.
4. Filtriervorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Drosselaussparung (24) einen sich in Richtung der Längsachse (26) verändernden Querschnitt (28) aufweist.
5. Filtriervorrichtung (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt (28) der Drosselaussparung (24) ausgehend von dem Siebträger-Auslass (18) in Richtung der Längsachse (26) verjüngt.
6. Filtriervorrichtung (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt (28) der Drosselaussparung (24) ausgehend von dem Siebträger-Auslass (18) in Richtung der Längsachse (26) linear verjüngt.
7. Filtriervorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt (28) eine keilförmige oder kerbenförmige Grundform (32) aufweist.
8. Filtriervorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Fluideintrittskanal (10) und der Fluidaustrittskanal (12) derart in dem Gehäuse (4) angeordnet sind, dass bei einem Bewegen des Siebträgers (8) von der Siebwechselposition (S) über den Entlüftungspositionsbereich (E) und den Beschleunigungspositionsbereich (B) in Richtung der Filtrierstellung (F) die Kavität (20) im Entlüftungspositionsbereich (E) zunächst, insbesondere ausschließlich, mit dem Fluideintrittskanal (10) fluidleitend verbunden ist und bei weiterem Bewegen des Siebträgers (8) in Richtung der Filtrierstellung (F) die Kavität (20) im Beschleunigungspositionsbereich (B) zusätzlich fluidleitend über die Drosselaussparung (24) mit dem Fluidaustrittskanal (12) verbunden wird.
9. Filtriervorrichtung (2) nach Anspruch 5, wobei der Siebträger (8) angrenzend an den Siebträger-Einlass (16) eine Einlass- Drosselaussparung (34) aufweist, welche fluidleitend mit der Kavität (20) verbunden ist, und welche in Abhängigkeit von der Position der Einlass-Drosselaussparung (34) relativ zu dem Fluideintrittskanal (10) im Entlüftungspositionsbereich (E) einen veränderlichen Strömungsquerschnitt (38) zwischen der Kavität (20) und dem Fluideintrittskanal (10) freigibt.
10. Filtriervorrichtung (2) nach Anspruch 9, wobei sich die Einlass-Drosselaussparung (34) entlang der Längsachse (26) ausgehend von dem Siebträger-Einlass (16) und in der Siebwechselposition (S) betrachtet in Richtung des Fluideintrittskanals (10) erstreckt, und/oder wobei die Einlass-Drosselaussparung (34) einen sich in Richtung der Längsachse (26) verändernden Querschnitt (36) aufweist.
11 . Filtriervorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Kavität (20) im Entlüftungspositionsbereich (E) ausschließlich mit dem Fluideintrittskanal (10) fluidleitend verbunden ist.
12. Filtriervorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung (52), die derart eingerichtet und ausgebildet ist, dass sie den Siebträger (8) mittels Steuerungssignalen nach dem Entlüften der Kavität (20) so weiter über den Beschleunigungspositionsbereich (B) in Richtung der Filtrierstellung (F) bewegt, dass der Fluidaustrittskanal (12) zunächst ausschließlich mittels der Drosselaussparung (24) mit der Kavität (20) fluidleitend verbunden ist, und der Siebträger (8) derart in Richtung der Filtrierstellung (F) bewegt wird, dass ein Fluiddruck im Fluideintrittskanal (10) und/oder im Fluidaustrittskanal (12) innerhalb eines definierbaren Druckbereichs verbleibt.
13. Filtriervorrichtung (102) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , wobei der Siebträger in dem Entlüftungspositionsbereich (E) durch Zuführen eines Fluids über den Fluidaustrittskanal (12) entlüftet wird, und wobei der Siebträger (8) eine Drosselaussparung aufweist, welche angrenzend an den Siebträger-Einlass angeordnet und fluidleitend mit der Kavität (20) verbunden ist, und welche in Abhängigkeit von einer Position der Drosselaussparung relativ zu dem Fluideintrittskanal einen veränderlichen Strömungsquerschnitt zwischen der Kavität und dem Fluideintrittskanal freigibt.
14. Filtriervorrichtung (102) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der Ansprüche 1-12, wobei das Gehäuse (104) einen Rückspül-Zuführkanal (154) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, dem Filterelement (122) in einem Rückspülpositionsbereich (R) Rückspülfluid ausgehend von einer Reinseite (156) des Filterelements (122) zu einer Schmutzseite (158) zuzuführen, und einen Rückspülkanal (160), welcher dazu eingerichtet ist, das Rückspülfluid nach dem Rückspülen abzuführen, wobei der Siebträger (108) in einen Rückspül-Positionsbereich bewegbar ist, in dem der Rückspül-Zuführkanal (154) zumindest teilweise mit einer Reinseite (156) des Filterelements (122) fluidleitend verbunden ist, und der Rückspülkanal (160) zumindest teilweise mit der Schmutzseite (158) des Filterelements (122) fluidleitend verbunden ist, wobei der Siebträger (108) eine Rückspülaussparung (162) aufweist, welche zwischen dem Rückspül-Zuführkanal (154) und dem Siebträger-Auslass (118) angeordnet und fluidleitend mit der Kavität (120) verbunden ist, und welche in Abhängigkeit von einer Position der Rückspülaussparung (162) relativ zu dem Rückspül-Zuführkanal (154) im Rückspülpositionsbereich (R) einen veränderlichen Strömungsquerschnitt (164) zwischen dem Rückspül-Zuführkanal (154) und der Kavität (120) freigibt.
15. Filtriervorrichtung (102) nach Anspruch 14, wobei sich die Rückspülaussparung (162) entlang der Längsachse (126) ausgehend von dem Siebträger-Auslass (118) und aus der Filtrierstellung (F) betrachtet in Richtung des Rückspül-Zuführkanals (154) erstreckt.
16. Filtriervorrichtung (102) nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei die Rückspülaussparung (162) einen sich in Richtung der Längsachse (126) verändernden Querschnitt (166) aufweist.
17. Filtriervorrichtung (102) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt (166) der Rückspülaussparung (162) ausgehend von dem Siebträger-Auslass (118) in Richtung der Längsachse (126) verjüngt.
18. Filtriervorrichtung (102) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt (166) der Rückspülaussparung (162) ausgehend von dem Siebträger-Auslass (118) in Richtung der Längsachse (126) linear verjüngt.
19. Filtriervorrichtung (102) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt (166) eine keilförmige oder kerbenförmige Grundform (132) aufweist.
20. Filtriervorrichtung (102) nach einem der Ansprüche 14 bis 19, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung (152), die derart eingerichtet und ausgebildet ist, dass diese die Position des Siebträgers (108) beim Rückspülen des Siebträgers (108) mittels Steuerungssignalen so verändert, dass der Fluiddruck im Fluideintrittskanal (110) und/oder im Fluidaustrittskanal (112) während des Rückspülens innerhalb eines definierbaren Druckbereichs verbleibt, derart, dass bei einem Bewegen des Siebträgers (108) in dem Rückspülpositionsbereich (R) ein veränderlicher Strömungsquerschnitt (164) zwischen dem Rückspül-Zuführkanal (154) und der Kavität (120) mittels der Rückspülaussparung (162) freigegeben wird.
21. Verfahren zum Betreiben einer Filtriervorrichtung (2), insbesondere einer Filtriervorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit den Schritten:
- Entlüften der Kavität (20),
- Bewegen des Siebträgers (8) mittels Steuerungssignalen nach dem Entlüften der Kavität (20) so weiter in Richtung der Filtrierstellung (F), dass der Fluidaustrittskanal (12) zunächst ausschließlich mittels der Drosselaussparung (24) mit der Kavität (20) fluidleitend verbunden ist, und der Siebträger (8) derart in Richtung der Filtrierstellung (F) bewegt wird, dass ein Fluiddruck im Fluideintrittskanal (10) und/oder im Fluidaustrittskanal (12) innerhalb eines definierbaren Druckbereichs verbleibt.
22. Verfahren zum Betreiben einer Filtriervorrichtung (102), insbesondere einer Filtriervorrichtung (102) nach einem der Ansprüche 14-21 , mit dem Schritt:
- Bewegen des Siebträgers (108) in Richtung des Rückspülpositionsbereichs (R) mittels Steuerungssignalen derart, dass der Fluiddruck im Fluideintrittskanal (110) und/oder im Fluidaustrittskanal (112) während des Rückspülens innerhalb eines definierbaren Druckbereichs verbleibt, wobei bei dem Bewegen des Siebträgers (108) in Richtung des Rückspülpositionsbereichs (R) ein veränderlicher Strömungsquerschnitt (164) zwischen dem Rückspül-Zuführkanal (154) und der Kavität (120) mittels der Rückspülaussparung (162) freigegeben wird, wobei die Rückspülaussparung (162) zwischen dem Rückspül-Zuführkanal (154) und dem Siebträger-Auslass (118) angeordnet und fluidleitend mit der Kavität (120) verbunden ist.
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