JP5666014B2 - 材料混合物をろ過する装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の、材料混合物を連続的にろ過する装置、特にプラスチック溶融物から不純物を分離する装置に関する。

使用済みプラスチック又はプラスチックゴミは、一般に高い割合の異物、例えば金属物質、紙残留物、ガラス、二次プラスチック等を含んでいる。これらの異物又は不純物は、プラスチックの再利用前に一般に除去されねばならない。このことは、幾度も、使用済みプラスチックが加熱によりまず可塑化され、プラスチック溶融物が次にろ過されることによって実施される。このために「溶融物フィルタ（Ｓｃｈｍｅｌｚｅｆｉｌｔｅｒ）」が使用される。溶融物フィルタにより、金属若しくは非金属の異物又はより融点の高いプラスチックが分離される。しかし、連続的であって障害のないろ過を可能にするためには、溶融物フィルタを絶えずクリーニングしなければならない。

ドイツ連邦共和国実用新案第２０２１０１１５号明細書において、ハウジングのフィルタ室内に回転可能に配置されるフィルタと、フィルタにより捕集された不純物を掻き取るストリッパと、ストリッパによりフィルタから掻き取られた不純物をハウジングから搬出する排出装置とを備える、請求項１の前提部に記載の形式の装置が公知である。排出装置は、この公知の装置では、ハウジング内でストリッパの直接的な近傍に配置される搬送スクリュからなる。搬送スクリュは、管状のフィルタの回転軸線に対して平行に延びている。搬送スクリュは、ストリッパによりフィルタの外面から掻き取られた残渣あるいは不純物が直接搬送スクリュに受け渡され、搬送スクリュによりハウジング外に搬出されるように配置されている。この搬送装置の欠点は、不純物が搬送スクリュの全長にわたって、ひいては比較的長い搬送経路にわたって搬送されねばならない点にある。さらに、この種の搬送装置の場合、ハウジング内のフィルタ室から搬送スクリュを介した直接的な接続が存在しているので、不純物の搬出のために設けられた搬送スクリュ内に、ろ過される材料が溢流してしまう場合がある。

本発明の課題は、フィルタにより捕集された不純物又は残渣の迅速かつ確実な搬出を可能にする、冒頭で述べた形態の簡単に形成される装置を提供することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴を有する装置により解決される。本発明の合目的な態様及び好ましい形態は、従属請求項に記載されている。

本発明に係る装置において、排出装置は、ハウジングに回転可能に配置される排出軸を有し、排出軸は、少なくとも１つの貫通した開口を有し、開口は、開口内で摺動可能に案内される少なくとも１つのピストンを有する。排出軸の回転軸線に対して横方向で摺動可能であるか、又は回転軸線の方向で摺動可能なピストンを介して、ストリッパによりフィルタから掻き取られた材料は、長い搬送経路を辿ることなく、比較的迅速に外部に導出可能である。排出軸は、排出軸内に配置されるピストンとともに、圧力下にあるフィルタ室を外部に対して閉鎖している。フィルタ室と、フィルタにより捕集された不純物を排出する流出開口との間に、連続的に開通した接続が存在しないので、ろ過すべき材料混合物の、フィルタ残渣の搬出のために設けられた領域への溢流は、回避可能である。本発明に係る装置は、簡単かつ安価に形成されており、特に比較的低い汚染度の材料混合物をろ過するために設計されている。

開口は、例えば連続的に延びるスリットとして形成されてよく、このスリット内に単独のスライダ状のピストンが配置されている。しかし、このスリット内に複数のスライダ状のピストンが配置されていてもよい。これにより、単独のスライダの場合の不利な幅と長さの比に基づいて発生する、長手方向軸線周りの傾倒は、回避可能である。排出軸には、互いに分割され、排出軸の軸線方向で互いに間隔を置いた複数のスリット状又は円形の開口が設けられていてもよく、スリット状又は円形の開口は、スリット状又は円形の開口内に配置されるそれぞれ１つのスライダ状又は円形のピストンを有しており、開口は、それぞれ、同じに配向されるか、又は周方向で角度ずれを有していてもよい。

排出軸は、好ましくは、ハウジングの、フィルタ室に向かって開いた長手方向孔内において、排出軸の一部が、ハウジングの、フィルタ室に向かって開いた穴から突出するように配置されている。ハウジングの、穴に対向して位置する側には、排出装置により搬出される不純物を排出する流出開口が設けられている。

好ましい態様において、スライダ状のピストンは、摺動方向で見て排出軸の直径より小さな幅を有する。これにより、スライダ状のピストンは、排出軸の回転時、スリット内で半径方向に摺動可能であり、これにより不純物のための受容チャンバを形成可能である。

支持軸及び支持軸上に配置されるフィルタの回転数と、排出軸の回転数とは、好ましくは、別個に制御可能である。これにより、清浄化速度と異物排出速度との別個の制御が可能となる。この種の制御により、極めて高い異物濃度、ひいては一次材料の高い収量が達成可能である。

本発明の別の特徴及び利点は、図面に基づく有利な実施の形態の以下の説明から看取可能である。

クリーニング装置を備える本発明に係るフィルタ装置の横断面図である。 図１に示したクリーニング装置の拡大図である。 図１の線Ａ−Ａに沿ったフィルタ装置の断面図である。 排出軸のそれぞれ異なる実施の形態を示す図である。 図２の拡大図である。 別の実施の形態のピストンを有する排出軸を示す図である。

図１乃至３にそれぞれ異なる視点で概略的に示した、不純物が混入したプラスチック溶融物をろ過する装置は、ハウジング１を有している。ハウジング１は、フィルタ室２を有しており、フィルタ室２内には、円筒状のフィルタ３が回転軸線４周りに回転可能に配置されている。ハウジング１は、供給開口６を有する材料入口５を有している。供給開口６を介して、ろ過すべき材料がフィルタ室２内に導入される。例えば多数の半径方向孔を有する管からなるフィルタ３は、モータにより回転駆動される支持軸７上に設置されている。支持軸７は、図３に示すように、ハウジング１の孔８内に回転可能に支承される細身の駆動ジャーナル９と、ハウジング１のフィルタ室２内に配置される、フィルタ３のための拡径された受容部１０と、ハウジング１に固定される軸受キャップ１２の対応する孔１１内に回転可能に支承される支承ジャーナル１３とを有している。図示しない回転駆動装置に連結される駆動ジャーナル９を介して、受容部１０に取り付けられたフィルタ３は、ハウジング１のフィルタ室２内で回転可能である。

管状のフィルタ３は、例えば複数の貫通開口が設けられた鋼板から製造されていてよい。鋼板は、曲げ加工された後、溶接されることにより管を形成している。フィルタ３は、好ましくは、耐摩耗性及び耐食性の鋼から製造され硬化される。貫通開口は、好ましくは、流動方向で拡径された横断面を有しており、例えばレーザ加工により形成された円錐形の孔であってよい。フィルタ３には、耐摩耗性その他の特性を改善する表面コーティングが施されてもよい。

図３から看取可能であるように、支持軸７は、拡径された受容部１０の周囲にわたって分配配置された多数の集合スリット１４を有している。集合スリット１４は、ろ過した材料を集める内室を形成している。集合スリット１４は、中央の集合通路１５に連通しており、ろ過した材料は、中央の集合通路１５と、半径方向孔１６と、ハウジング１に設けられた図示しない環状通路とを介して外部に導出され得る。

ハウジング１内には、ブレード、スクレーパ又はこれに類するものとして形成される、軸方向で管状のフィルタ２の全長にわたって延在し、フィルタ２の外面に当接するストリッパ１７が、フィルタ２に捕集された残渣又は不純物をフィルタ２から掻き取り、以下に詳細に説明する排出装置１８により半径方向で導出できるように配置されている。ストリッパ１７は、フィルタ２の外面及びフィルタ２の回転方向に対して斜めに傾いて配置されている。ストリッパ１７は、図１，２，５に示すように、所定の角度位置で不動にハウジング１内に取り付けられていてよい。しかし、スクレーパ又はブレードとして形成されるストリッパ１７は、ハウジングに設けられた斜めの凹部内で摺動可能に案内され、ばねその他の圧着要素によりフィルタ２の外面に押し付けられるようになっていてもよい。

排出装置１８は、ハウジング１内にストリッパ１７の領域で回転可能に配置されモータにより駆動される排出軸１９を有している。排出軸１９は、支持軸７に対して平行に延びており、フィルタ２の領域に、貫通した開口２０を有している。この貫通した開口２０内には、排出軸１９の回転軸線２１に対して横方向で摺動可能に、ピストン２２が案内されている。図１乃至３に示した実施の形態では、開口２０は、連続的に延びるスリットとして形成されており、単独のスライダをピストン２２として有している。

図４は、排出軸１９の構成に関する種々異なる実施の形態を示している。図４の左端の図は、図１乃至３に対応する、連続的に延びるスリット状の開口２０と、ピストン２２としての単独のスライダとを有する排出軸１９を示している。その右隣の図は、連続的に延びるスリット状の開口２０と、分割された複数のスライダ状のピストン２２とを有する排出軸１９を示している。中央の図は、分割された複数の長方形の開口２０と、それぞれの開口２０内に摺動可能に配置された複数のスライダ状のピストン２２とを有する排出軸１９を示している。その右隣の図は、軸方向でずらされ、かつ周方向で角度がずらされた複数のスリット状の開口２０を有する排出軸１９の別の実施の形態を示している。ここに示す実施の形態では、軸方向でずらされた４つの開口２０が設けられており、これらの開口２０は、互いにそれぞれ４５度ずつずらされている。図４の右端の図は、軸方向で相前後して配置された複数の円形の開口２０と、対応する円形のピストン２２とを有する実施の形態を示している。

排出軸１９は、図２に示すように、ハウジング１の、フィルタ室２に向かって開いた長手方向孔２３内に、排出軸１９の一部が、フィルタ室２に向かって開いた穴２４を通して突出するように配置されている。ハウジング１の、穴２４に対向して位置する側には、フィルタ２により捕集され、フィルタ２から排出装置１８を通して搬出される不純物の排出用のスリット状の流出開口２５が設けられている。特に図５から看取可能であるように、ピストン２２は、摺動方向で見て、排出軸１９の直径より小さな幅を有している。これにより、ピストン２２は、貫通した開口２０内で半径方向に移動可能である。ハウジング１に設けられた流出開口２５は、排出軸１９の回転時、貫通した開口２０が、フィルタ室２に向かって開いた穴２４において完全に開放されて初めて、流出開口２５に対しても開放されるように、フィルタ室２に向かって開いた穴２４の中央軸線２６に対して所定の角度の分だけずらされて配置されている。

支持軸７及び排出軸１９は、それぞれ異なる駆動装置によって制御されて駆動可能である。適当な電子回路により、例えば支持軸７及び排出軸１９の回転数は、使用目的又は発生する圧力に基づいて制御可能である。

前述の装置において、不純物が混入した材料混合物（主として可塑性のプラスチック材料）は、ハウジング１の供給開口６を介して加圧下でフィルタ室２内に押し込まれ、フィルタ３の外面とハウジング１との間に形成される環状室内に流入する。材料混合物中に存在する不純物は、フィルタ３により捕集される一方、ろ過された材料は、フィルタ３に設けられた適当な貫通開口を通して、集合スリット１４を介して集合通路１５に流入し、半径方向開口１６を介して外部に導出可能である。フィルタ３に捕集された残渣は、ストリッパ２３によりフィルタ３の回転時に掻き取られ、ストリッパ１７とハウジング２と排出軸１９との間に集積される。ピストン２２は、排出軸１９の直径より短い長さを有しており、排出軸１９の開口２０内で摺動可能であるので、不純物のための受容チャンバを形成可能である。開口２０が、排出軸１９の回転に伴い、図２で見て一方の側で、ハウジング１に設けられ環状室２に向かって開いた穴２４に到達すると、ピストン２２は、フィルタ室２内の内圧により半径方向外向きに押圧され、ストリッパ１７の手前に位置する不純物は、これにより形成される受容チャンバ内に押し込まれる。同時に、開口２０の反対側に溜め込まれた不純物は、ピストン２２の運動によりハウジング１のスリット状の流出開口２５を介して外部に搬出される。これにより、フィルタ２により捕集された不純物の簡単な、しかしながら効率のよい搬出を保証することができる。

図６は、回転軸線２１周りに回転可能な排出軸１９内にピストン２２を配置する別の可能性を示している。図６の上部に示した実施の形態では、排出軸１９を貫いて横方向に延びる開口２０は、排出軸１９の回転軸線２１に対して直角ではなく、斜めに配置されている。それゆえ、ピストン２２も、開口２０内で排出軸１９の回転軸線２１に対して斜めに摺動可能である。図６の下部に示した実施の形態では、貫通した開口２０は、長手方向で延びる内側の領域２７と、回転軸線２１に対して垂直に半径方向外向きに延びる２つの外側の領域２８とを有する屈曲した延びを有している。半径方向外向きに延びる両領域２８は、回転軸線の長手方向で互いにずらされており、ピストン２２は、排出軸１９の長手方向で摺動可能に内側の領域２７内に配置されている。

排出軸１９内で摺動可能であり、その行程が制限されているピストン２２には、交互に圧力が加えられ、ピストンは、フィルタ内室とフィルタ外室との間に直接的な接続を形成することなく、フィルタ室内の正圧によって、ストリッパの下側に位置する汚物が、形成されるピストン室内に押し込まれると同時に、流出側に存在する汚物が、流出開口に押し出されることによりクリーニング行程を実施するように、ピストン全面でもってか、又は流入通路を介してフィルタの圧力室に接続され、かつ幾何学的に規定された制御エッジを介して流出開口に接続されている。ピストン２２は、圧力側の流入開口が最適な清浄化点に到達すると、排出行程を実施可能である。

本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではない。例えばろ過は、内側から外側に向けられた流動方向で実施されてもよい。さらにフィルタは、ディスク形に形成されていても、別の適当な形状を有していてもよい。

Claims (17)

1. 材料混合物をろ過する装置であって、
   ハウジング（１）のフィルタ室（２）内に回転可能に配置されるフィルタ（３）と、
   該フィルタ（３）により捕集された不純物を掻き取る少なくとも１つのストリッパ（１７）と、
   該ストリッパ（１７）により前記フィルタ（３）から掻き取られた不純物を前記ハウジング（１）から搬出する排出装置（１８）と、
   を備える、材料混合物をろ過する装置において、
   前記ハウジング（１）は、前記ストリッパ（１７）の手前において前記フィルタ室（２）に向かって開いた穴（２４）が形成されるように配置された長手方向孔（２３）と、該長手方向孔（２３）の、前記穴（２４）に対向する側に設けられ、前記長手方向孔（２３）を外部に接続する流出開口（２５）とを有し、
   前記排出装置（１８）は、前記長手方向孔（２３）内に回転可能に配置される排出軸（１９）を有し、該排出軸（１９）は、少なくとも１つの貫通した開口（２０）を有し、該開口（２０）は、該開口（２０）内で摺動可能に案内される少なくとも１つのピストン（２２）を有し、
   前記開口（２０）は、前記排出軸（１９）の回転に伴い、前記開口（２０）の一方の側が前記穴（２４）に到達すると、前記ピストン（２２）が前記フィルタ室（２）内の内圧により前記開口（２０）内を外向きに押圧され、前記フィルタ室（２）内の不純物が前記開口（２０）内に押し込まれると同時に、該開口（２０）の他方の側に溜め込まれた不純物が前記流出開口（２５）を介して外部に搬出されるように、前記排出軸（１９）に配置されていることを特徴とする、材料混合物をろ過する装置。
2. 前記ピストン（２２）は、前記開口（２０）内で前記排出軸（１９）の回転軸線（２１）に対して横方向で摺動可能に案内されている、請求項１記載の装置。
3. 前記ピストン（２２）は、前記開口（２０）内で前記排出軸（１９）の回転軸線（２１）の方向で摺動可能に案内されている、請求項１記載の装置。
4. 前記開口（２０）は、連続的に延びるスリットとして形成されており、該スリット内に単独のスライダ状のピストン（２２）が配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 前記開口（２０）は、連続的に延びるスリットとして形成されており、該スリット内に複数のスライダ状のピストン（２２）が配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
6. 前記排出軸（１９）に、互いに分割された複数のスリット状の開口（２０）が設けられており、該スリット状の開口（２０）は、該スリット状の開口（２０）内に配置されるそれぞれ１つのスライダ状のピストン（２２）を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
7. 前記排出軸（１９）に、互いに分割された複数の円形の開口（２０）が設けられており、該円形の開口（２０）は、該円形の開口（２０）内に配置されるそれぞれ１つの円形のピストン（２２）を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
8. 前記開口（２０）は、それぞれ、同じに配向されるか、又は周方向で角度ずれを有している、請求項６又は７記載の装置。
9. 前記排出軸（１９）は、前記ハウジング（１）の、前記フィルタ室（２）に向かって開いた長手方向孔（２３）内において、前記排出軸（１９）の一部が、前記ハウジング（１）の、前記フィルタ室（２）に向かって開いた穴（２４）から突出するように配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 前記流出開口（２５）は、前記排出軸（１９）の回転時、前記貫通した開口（２０）が、前記フィルタ室（２）に向かって開いた穴（２４）において完全に開放されて初めて、前記流出開口（２５）に対しても開放されるように、前記フィルタ室（２）に向かって開いた穴（２４）の中央軸線（２６）に対して所定の角度の分だけずらされて配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 前記ピストン（２２）は、摺動方向で見て前記排出軸（１９）の直径より小さな幅を有する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
12. 前記支持軸（７）は、前記ハウジング（１）の孔（８）内に回転可能に支承される駆動ジャーナル（９）と、前記フィルタ室（２）内に配置される、前記フィルタ（３）のための受容部（１０）と、軸受キャップ（１２）の孔（１１）内に支承される支承ジャーナル（１３）とを有する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
13. 前記支持軸（７）は、ろ過した材料を受容する複数の集合スリット（１４）を有する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。
14. 前記集合スリット（１４）は、ろ過した材料を半径方向開口（１６）を通して導出する中央の集合通路（１５）に連通している、請求項１３記載の装置。
15. 前記フィルタ（３）は、前記支持軸（７）に被せ嵌められる管として形成されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の装置。
16. 前記支持軸（７）及び該支持軸（７）上に配置されるフィルタ（３）の回転数と、前記排出軸（１９）の回転数とが、別個に制御可能である、請求項１から１５までのいずれか１項記載の装置。
17. 前記材料混合物をろ過する装置は、プラスチック溶融物から不純物を分離する装置である、請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置。

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