ES2827676T3 - Dispositivo de filtrado - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de filtrado para masas fundidas poliméricas con un tamiz (1) de filtro a través del cual pasa la masa polimérica fundida por limpiar, en donde el dispositivo de filtro presenta al menos un elemento (2) raspador que, con un borde (3) raspador, se desliza sobre la superficie (4) aguas arriba del tamiz (1) de filtro o bien descansa con su zona final cerca del borde (3) raspador en la superficie (4) aguas arriba y levanta y/o limpia las impurezas (6) adheridas a la superficie (4) aguas arriba y que se encuentran frente a los orificios (5) del tamiz en el curso de su movimiento sobre la superficie (4) aguas arriba, en donde el borde (3) raspador presenta una parte (7) redondeada al menos en su zona final en la dirección (16) del movimiento, caracterizado por que el radio (R) de la parte (7) redondeada es menor que el 90% del diámetro máximo o del ancho máximo de apertura de los orificios (5) del tamiz, en donde una superficie (10) de contacto en la parte (7) redondeada linda con la superficie (8) de la zona final del elemento (2) raspador cerca del tamiz, cuya extensión perpendicular a la línea longitudinal (L) del borde (3) raspador corresponde de 5 a 100 veces el diámetro máximo o el ancho máximo de apertura de los orificios (5) del tamiz, y el elemento (2) raspador en su zona final cerca del tamiz tiene una sección ahusada (14) que termina en el borde (3) raspador y lleva la parte (7) redondeada, en donde el ángulo en punta (S) entre la superficie (8) trasera cercana al tamiz que delimita esta sección (14) y la superficie (9) delantera alejada del tamiz es de 1 a 60°.
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de filtrado
La invención se refiere a un dispositivo de filtrado según el preámbulo de la reivindicación 1. Dichos dispositivos de filtrado se conocen de las publicaciones AT 413497 B, DE 3809372 A1, EP 0312354 A2 y DE 202011 105998 U1.
Los plásticos fundidos que provienen de materias primas secundarias recolectadas presentan una mayor proporción de materias extrañas (madera, papel, aluminio, plásticos extraños, caucho, elastómeros, etc.). Para producir una calidad correspondiente del regranulado, este componente extraño debe eliminarse de la masa fundida lo mejor posible. Para ello, se utilizan diferentes métodos o filtros tales como, por ejemplo, filtros de pistón, filtros de disco, filtros continuos o filtros discontinuos. Entre otras cosas, se utilizan sistemas de filtro en los que los elementos raspadores se mueven sobre un tamiz de filtro metálico, que suele tener una superficie lisa y presenta orificios de tamiz con un diámetro que va desde unos pocos gm hasta unos pocos mm. La función de los elementos raspadores es levantar la suciedad retenida y alimentarla a un dispositivo de descarga. Además de esta funcionalidad básica, la vida útil de los tamices de filtro y la reutilización de los tamices de filtro son de especial importancia económica. Estos sistemas de filtrado deben permanecer en uso durante varios días, semanas, si es posible meses, con rendimientos de 100 toneladas a miles de toneladas. En este caso, estos sistemas de filtrado deben eliminar la contaminación en el intervalo de porcentaje de la masa fundida.
Para ello, es importante el desgaste de los pares de deslizamiento tamiz de filtro y elemento raspador. También es fundamental que el elemento raspador levante la suciedad y no la lleve al tamiz de filtro ni la meta en los orificios del tamiz. Para ello, es importante el diseño particular de los elementos raspadores.
Además, el grosor del elemento raspador, su ángulo de ataque, su ángulo en punta, el radio en el borde raspador y la superficie de contacto del elemento raspador en el tamiz de filtro también son importantes. Estos parámetros interactúan y son importantes para un funcionamiento prolongado del dispositivo de filtrado.
El objeto de la invención es crear un dispositivo de filtro que tenga una larga vida útil, tenga una estructura simple y, en particular, elimine y desvíe eficientemente la suciedad de la superficie del tamiz de filtro.
Estos objetivos se consiguen con un dispositivo de filtrado del tipo mencionado al principio con las características enumeradas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1. Según la invención está previsto así que el borde raspador presente una parte redondeada, al menos en su área final en la dirección de movimiento, cuyo radio sea inferior al 90%, preferiblemente inferior al 50%, en particular inferior al 20% del diámetro máximo o de la anchura máxima de apertura de los orificios del tamiz.
Resultó que el diseño especial de la parte redondeada del borde raspador contribuye significativamente a la durabilidad y la eliminación eficiente de la suciedad.
Según la invención se garantiza que el elemento raspador levante eficazmente la suciedad de los orificios del tamiz, que pueden tener un diámetro de 100 a 200 gm, por ejemplo, con su borde raspador, porque el radio del borde raspador es menor que la dimensión de los orificios del tamiz. Si este radio es demasiado grande, la suciedad se empuja delante del elemento raspador y se rellena en las aberturas del tamiz y los orificios del tamiz se obstruyen, que da como resultado una falla del dispositivo de filtrado o conduce a que la contaminación sea empujada, con lo cual aumenta el grado de contaminación en el regranulado y lleva a una calidad inferior del producto final.
Este radio o el área final de la sección del elemento raspador que tiene tal parte redondeada debería permanecer prácticamente sin cambios durante el período de uso. Esto es con la condición de que, además de los pares de fricción tamiz del filtro y elemento raspador, también estén presentes sustancias abrasivas tales como metales, papel, arena, materiales de relleno, etc., como pares de fricción e influyan en la eliminación de la contaminación o trabajen sobre el elemento raspador. Si el radio del borde raspador es demasiado grande, se empujan impurezas delante del borde raspador. Esto es particularmente crítico cuando las dimensiones de las impurezas son las mismas que el tamaño de los orificios del tamiz. En este caso, cada suciedad se empuja varias veces hacia los orificios del tamiz y se extrae nuevamente, lo que, a su vez, conduce a un mayor desgaste de los tamices del filtro y los elementos raspadores y acorta su vida útil. Si el raspador es demasiado grueso, no tiene un ángulo en punta correspondiente o si también está demasiado inclinado con respecto al tamiz de filtro, el borde raspador puede volverse rápidamente indeseable y, si no se vuelve a afilar, el dispositivo de filtro fallará.
Según la invención, una superficie de contacto en la superficie de la zona final del elemento raspador cerca del tamiz linda con la parte redondeada, cuya extensión se extiende perpendicular a la trayectoria longitudinal del borde raspador de 5 a 100 veces, preferiblemente de 10 a 50 veces, el diámetro máximo o la anchura máxima de apertura de los orificios del tamiz. La extensión de la superficie de contacto o su dimensión paralela a la dirección de movimiento del elemento raspador no debe ser demasiado larga ni tampoco demasiado corta, de modo que la parte redondeada del borde raspador se mantenga debido a la eliminación de material por la masa fundida de polímero y su contaminación durante el funcionamiento por reafilado.
También es ventajoso que el elemento raspador tenga forma de placa, en particular con superficies grandes paralelas, preferiblemente planas, es decir, una superficie trasera y una superficie delantera, y que esté dispuesto en un ángulo de ataque de 5 a 60°, preferiblemente de 10 a 45°, en particular de 20 a 35°, con respecto a la superficie del tamiz. Si el elemento raspador se coloca demasiado inclinado contra la superficie del tamiz de filtro, el radio de la parte redondeada aumenta al eliminar el material o la superficie de contacto se reduce y el elemento raspador puede quedar atrapado en la superficie del tamiz de filtro, lo que puede provocar la destrucción del tamiz de filtro.
La longitud o las dimensiones de la superficie de contacto en la dirección del movimiento y/o el ángulo de ataque son, por tanto, importantes para minimizar el paso de impurezas a través del tamiz de filtro en la medida de lo posible. Si estos dos parámetros no se ajustan de la manera requerida, se ejerce una presión no deseada sobre los orificios del tamiz y se introducen impurezas en los orificios del tamiz.
El ángulo en punta en el extremo del elemento raspador cerca del tamiz también es importante.
Según la invención, se prevé que el elemento raspador tenga en su zona final cerca del tamiz una sección ahusada que termina en el borde raspador y que lleva la parte redondeada, en donde el ángulo en punta entre la superficie trasera cercana al tamiz que delimita esta sección y la superficie delantera alejada del tamiz es de 1 a 60°, preferiblemente de 5 a 30°, en particular de 10 a 25°.
El ajuste de dichos parámetros también es importante para evitar que el elemento raspador flote o se levante en el caso de ciertos tipos de suciedad, por ejemplo, láminas de aluminio. La contaminación por arena también conduce a una flotación y el elemento raspador ya no puede cumplir su función.
Para eliminar eficazmente la suciedad levantada o eliminada de la superficie del filtro, es ventajoso que la superficie delantera del elemento raspador alejada del tamiz se extienda desde el borde raspador hasta el extremo del elemento raspador alejado del tamiz sin pliegues. Una transición sin pliegues de la sección ahusada a la superficie de la pared alejada del tamiz del elemento raspador tiene la ventaja de que la suciedad levantada no tiene que pasar por un borde, lo que puede resultar como un factor perturbador cuando la suciedad se desvía y se descarga, en particular debido a turbulencias.
Una construcción estructuralmente simple del elemento raspador prevé que el espesor del elemento raspador en forma de placa sea de 0,5 a 30 mm, preferiblemente de 1 a 15 mm, en particular de 2 a 8 mm, y/o que la longitud del elemento raspador sea de 5 a 50 mm veces, preferiblemente de 8 a 30 veces el espesor del elemento raspador. El elemento raspador tiene ventajosamente una forma de placa con una sección transversal alargada, preferiblemente rectangular, en cuyo lado corto se une o se forma una sección ahusada que, finalmente, forma un ángulo en punta que termina en el borde raspador con su parte redondeada.
Con el dispositivo de filtro según la invención, se evita que las impurezas sean guiadas repetidamente a lo largo de la superficie del tamiz de filtro y que la suciedad se frote hasta que sea lo suficientemente pequeña para pasar a través de los orificios del tamiz. Debido a la parte redondeada prevista en el borde raspador, las impurezas se transportan de manera eficiente hasta el elemento raspador y se descargan en un punto previsto.
El ángulo en punta previsto tiene el efecto de que, cuando el borde raspador se procesa con sustancias abrasivas, el área final de la sección ahusada solo aumenta lentamente en su espesor al aumentar la distancia desde la superficie del tamiz de filtro y, a pesar de la abrasión mecánica causada por sustancias abrasivas, el radio de la parte redondeada del borde raspador en gran medida se mantiene y la expansión que se extiende en la dirección del movimiento y la longitud del arco circular de la parte redondeada solo disminuyen lentamente. Por esta razón, también es ventajoso que el grosor del elemento raspador en forma de placa se mantenga pequeño y solo esté determinado por la resistencia mecánica requerida, ya que la sección ahusada es más fácil de diseñar.
El grosor del elemento raspador también es importante para la adaptación del elemento raspador a la superficie del tamiz de filtro. Los elementos raspadores gruesos no se pueden adaptar fácilmente a tamices de filtro ondulados; los elementos raspadores que se mantienen relativamente delgados también pueden seguir a los tamices corrugados. Además, los elementos raspadores delgados también pueden girar en la dirección de su eje transversal y alrededor del borde raspador.
En la práctica, es fácilmente posible que la superficie de contacto tenga un ancho de 1 a 5 mm, por lo general, de 2 a 3 mm. Sin embargo, lo esencial es la formación de la parte redondeada en el borde raspador, y la superficie de contacto puede ya estar formada en cierta medida cuando se fabrica el elemento raspador, o también puede establecerse mediante el procesamiento correspondiente durante el funcionamiento.
La invención se explica con más detalle a continuación con referencia al dibujo.
Fig. 1 muestra esquemáticamente un corte a través de un dispositivo de filtrado según la invención.
Fig. 2 y 3 muestran vistas detalladas del extremo de un elemento raspador cerca del tamiz de filtro.
Fig. 4 muestra una vista en perspectiva de un elemento raspador. Fig. 5 muestra elementos raspadores montados en un soporte, al igual que se pueden utilizar en un dispositivo para reciclar polímeros.
La Fig. 1 muestra una realización sencilla de un dispositivo de filtrado según la invención en un corte esquemático. Un elemento 2 raspador se apoya contra la superficie 4 de un tamiz 1 de filtro mediante un borde 3 raspador, se desliza en funcionamiento en el sentido de la flecha 16 a lo largo de esta superficie 4 y levanta así las impurezas 6 que se encuentran en la superficie 4 o que cierran los orificios del tamiz 5 del tamiz 1 de filtro con un borde 3 raspador. Estas impurezas se mueven a lo largo de la flecha 17 y se alimentan a un dispositivo de descarga no mostrado.
El tamiz 1 de filtro está hecho principalmente de metal. El elemento 2 raspador se mantiene en posición mediante un portador no mostrado.
El elemento 2 raspador tiene forma de placa, en particular está diseñado en forma de placa con una sección transversal rectangular, y tiene una superficie 8 trasera cerca del tamiz y una superficie 9 delantera alejada del tamiz. Estas dos superficies 8, 9 forman una sección 14 ubicada en la zona final del elemento 2 raspador cerca del tamiz, que se estrecha en dirección hacia el tamiz 1 de filtro y forma un ángulo en punta S. En su zona final próxima al tamiz, la sección 14 ahusada tiene un ángulo en punta S de 1 a 60°, preferiblemente de 5 a 30°, en particular de 10 a 25°, que se filtra en un borde 3 raspador. Se forma una parte 7 redondeada en el área final cerca del tamiz.
Es posible que la superficie 8 trasera se desplace sin pliegues, como puede verse en un elemento 2 raspador mostrado a la derecha en la Fig. 1. Sin embargo, para la eliminación de las impurezas 6, es preferible que la superficie 9 delantera del elemento 2 raspador alejado del tamiz se extienda desde la parte 7 redondeada hasta el extremo del elemento 2 raspador alejado del tamiz sin pliegues.
En la Fig. 2, se muestra una vista detallada del borde 3 raspador. En su zona final que conduce en la dirección 16 de movimiento, el borde 3 raspador presenta una parte 7 redondeada, cuyo radio R es inferior al 90%, preferiblemente inferior al 50%, en particular inferior al 20% del diámetro máximo o de la anchura máxima de apertura de los orificios 5 del tamiz. La parte 7 redondeada puede extenderse por toda la punta, es decir, desde la superficie 9 delantera a la superficie 8 trasera, y permite que las impurezas 6 se levanten eficientemente de la superficie 4 del tamiz 1 de filtro e incluso permite que las impurezas salgan de los orificios 5 del tamiz.
También es posible, como se muestra en la Fig. 3, diseñar el extremo de la sección 14 cerca del tamiz de tal manera que, en la superficie 8 de la zona final de la sección 14 cerca del tamiz, la parte 7 redondeada sea seguida por una superficie 10 de contacto, cuya extensión perpendicular al curso longitudinal L del borde 3 raspador 3 corresponda a 5 a 100 veces, preferiblemente 10 a 50 veces el diámetro máximo o el ancho máximo de apertura de los orificios 5 del tamiz. Esta superficie 10 de contacto, que linda con la parte 7 redondeada, se extiende paralela a la superficie 4 del tamiz 1 de filtro y mejora la elevación de las impurezas 6 o, debido a sus superficies, evita un cambio demasiado grande en el ángulo en punta S o una erosión de la parte 7 redondeada durante el funcionamiento, de modo que aumenta la vida útil del elemento 2 raspador. Esta superficie 10 de contacto puede formarse durante el funcionamiento o ya puede formarse antes de que el elemento 2 raspador se ponga en funcionamiento.
Como puede verse en la Fig. 1, el elemento 2 raspador está inclinado en un ángulo de ataque A con respecto a la superficie 4 del tamiz 1 de filtro. El elemento 2 raspador tiene forma de placa, en particular con superficies grandes paralelas, preferiblemente planas, es decir, una superficie 8 trasera y una superficie 9 delantera, formadas y está dispuesto inclinado con respecto a la superficie 4 del tamiz 1 de filtro en un ángulo de ataque A de 5 a 60°, preferiblemente de 10 a 45°, en particular de 20 a 35°. Se considera que el ángulo de ataque A es el ángulo entre la gran superficie del elemento 2 raspador, que discurre sin pliegues, y la superficie 4 del tamiz 1 de filtro. Si la sección 14 del elemento 2 raspador está diseñada de tal manera que ambas superficies 8, 9 grandes se fusionan con un pliegue en la sección 14, el ángulo de ataque A se mide entre la superficie 9 delantera del elemento 2 raspador y la superficie 4 del tamiz 1 de filtro.
La Fig. 4 muestra una vista en perspectiva de un elemento 2 raspador según la invención. Se aprecia la superficie 9 delantera, que se fusiona con la sección 14 y con la parte 7 redondeada del borde 3 raspador. La superficie 10 de contacto, que se fusiona con la superficie 8 trasera, es adyacente a la parte 7 redondeada.
El espesor D del elemento 2 raspador en forma de placa es de 0,5 a 30 mm, preferiblemente de 1 a 15 mm, en particular de 2 a 8 mm. La longitud del elemento 2 raspador es de 5 a 50 veces, preferiblemente de 8 a 30 veces el grosor D del elemento raspador 2.
Con los elementos 2 raspadores de este tipo, en la práctica es posible de una manera sencilla formar un cono correspondiente o una sección 14 que tiene el ángulo en punta deseado S y suficiente resistencia mecánica.
La Fig. 5 muestra un ejemplo de realización de un dispositivo de filtrado según la invención, indicándose únicamente la posición del tamiz 1 de filtro. En este caso, el tamiz 1 de filtro sería estacionario y los elementos 2 raspadores con sus bordes 3 raspadores pueden girar sobre un soporte 15 con respecto al filtro 7 fijo, cuyo soporte 15 está unido a un eje giratorio 18. Durante el funcionamiento, la masa fundida de polímero pasa a través de los canales formados en el soporte 15 hasta la superficie 4 aguas arriba del tamiz 1 de filtro y se presiona y se lleva, en donde las impurezas 6 se levantan del tamiz 1 de filtro y se descargan por separado mediante el movimiento giratorio de los elementos 2
raspadores. Como ya se ha explicado en relación con la Fig. 1, estas impurezas 6 son arrastradas a lo largo de la superficie 9 delantera del elemento 2 raspador y dirigidos hacia las ranuras 16 formadas en el eje 18 y, a través de estas ranuras 16, las impurezas 6 se descargan con cierta proporción de la masa fundida de polímero.
El dispositivo de filtrado según la invención está disponible en dos realizaciones funcionales. Antes de la puesta en servicio, la sección 14 que lleva la parte 7 redondeada se puede configurar con o sin superficie 10 de contacto. Si la sección 14 se forma sin una superficie 10 de soporte, esta superficie 10 de contacto puede formarse mediante puesta en servicio. La eliminación eficiente de impurezas se apoya tanto en el caso de tal proceso de llegada como cuando la superficie de contacto se agranda durante el funcionamiento continuo.
Es ventajosa una realización en la que está previsto que la parte 7 redondeada se extienda desde la superficie 9 delantera alejada del filtro de tamiz al menos hasta el punto de la sección 14 más cercano al filtro de tamiz, al que se une opcionalmente la superficie 10 de contacto o que se guíe la parte 7 redondeada desde la superficie 9 delantera hacia la trasera 8 alrededor del punto de contacto del elemento 2 raspador en la superficie 4 o alrededor del punto más adelante en la dirección 16 de movimiento del elemento 3 raspador. Esta parte 7 redondeada, mostrada en la Fig. 2 y que se extiende alrededor de la zona de la punta del elemento 3 raspador, mejora la eliminación de impurezas o bien aumenta la vida útil. Cuando se procesa la parte 7 redondeada que mira hacia la superficie 4, la superficie 10 de contacto se puede formar en una posición definida, tal como se muestra en la Fig. 3.
Claims (7)
1. Dispositivo de filtrado para masas fundidas poliméricas con un tamiz (1) de filtro a través del cual pasa la masa polimérica fundida por limpiar, en donde el dispositivo de filtro presenta al menos un elemento (2) raspador que, con un borde (3) raspador, se desliza sobre la superficie (4) aguas arriba del tamiz (1) de filtro o bien descansa con su zona final cerca del borde (3) raspador en la superficie (4) aguas arriba y levanta y/o limpia las impurezas (6) adheridas a la superficie (4) aguas arriba y que se encuentran frente a los orificios (5) del tamiz en el curso de su movimiento sobre la superficie (4) aguas arriba, en donde el borde (3) raspador presenta una parte (7) redondeada al menos en su zona final en la dirección (16) del movimiento, caracterizado por que el radio (R) de la parte (7) redondeada es menor que el 90% del diámetro máximo o del ancho máximo de apertura de los orificios (5) del tamiz, en donde una superficie (10) de contacto en la parte (7) redondeada linda con la superficie (8) de la zona final del elemento (2) raspador cerca del tamiz, cuya extensión perpendicular a la línea longitudinal (L) del borde (3) raspador corresponde de 5 a 100 veces el diámetro máximo o el ancho máximo de apertura de los orificios (5) del tamiz, y el elemento (2) raspador en su zona final cerca del tamiz tiene una sección ahusada (14) que termina en el borde (3) raspador y lleva la parte (7) redondeada, en donde el ángulo en punta (S) entre la superficie (8) trasera cercana al tamiz que delimita esta sección (14) y la superficie (9) delantera alejada del tamiz es de 1 a 60°.
2. Dispositivo de filtrado según la reivindicación 1, caracterizado por que en la superficie (8) de la zona final del elemento (2) raspador cerca del tamiz, linda una superficie (10) de contacto en la parte (7) redondeada, cuya extensión perpendicular a la línea longitudinal (L) del borde (3) raspador corresponde de 10 a 50 veces el diámetro máximo o el ancho máximo de apertura de los orificios (5) del tamiz.
3. Dispositivo de filtrado según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que
- el elemento (2) raspador está diseñado en forma de placa, en particular con grandes superficies paralelas, preferiblemente planas, es decir, una superficie (8) trasera y una superficie (9) delantera, y está dispuesto inclinado en un ángulo de ataque (A) de 5 a 60°, preferiblemente de 10 a 45°, en particular de 20 a 35°, con respecto a la superficie (4) del tamiz (1) de filtro, y
- la superficie (9) delantera alejada del tamiz del elemento (2) raspador discurre perpendicular al borde (3) raspador comenzando desde la parte redondeada del borde (3) raspador sin pliegues hasta el extremo alejado del tamiz del elemento (2) raspador.
4. Dispositivo de filtrado según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el elemento (2) raspador tiene en su zona final cerca del tamiz una sección (14) ahusada que termina en el borde (3) raspador y que lleva la parte (7) redondeada, en donde el ángulo en punta (S) entre la superficie (8) trasera cerca del tamiz que delimita esta sección (14) y la superficie (9) delantera alejada del tamiz es de 5 a 30°, en particular de 10 a 25°.
5. Dispositivo de filtrado según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la parte (7) redondeada se extiende desde la superficie (9) delantera alejada del filtro de tamiz al menos hasta el siguiente punto de la sección (14) del filtro de tamiz, con el que linda la superficie (10) de contacto o por que la parte (7) redondeada se guía de la superficie (9) delantera a la trasera (8) alrededor del punto de contacto del elemento (2) raspador en la superficie (4) o alrededor de la parte más adelantada en la dirección (16) de movimiento del elemento (3) raspador.
6. Dispositivo de filtrado según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el elemento (2) raspador presenta una superficie (10) de contacto según la reivindicación 2 después de la puesta en servicio o en un estado procesado por el uso.
7. Dispositivo de filtrado según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el radio (R) de la parte (7) redondeada es inferior al 50%, en particular inferior al 20% del diámetro máximo o de la anchura máxima de apertura de los orificios (5) del tamiz.
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