JP6129408B2 - スクリーンホイールフィルタを運転する方法 - Google Patents

Description

本発明は、スクリーンホイールフィルタが主として、スクリーン挿入体・逆洗ステーション及び／又はスクリーン挿入体・交換ステーションから間隔をおいて位置する溶融物通路を有していて少なくとも１つのスクリーン挿入体を収容する、ハウジング内に配置されたスクリーンホイールから成っている、１０バールを上回る圧力と９０℃を上回る温度を有する高粘性の溶融物用のスクリーンホイールフィルタを運転する方法に関する。

スクリーンホイールフィルタは、例えば独国特許出願公開第１０３５８６７２号明細書に基づいて従来技術として公知である。この公知のスクリーンホイールフィルタは、フィルタエレメント・交換ステーションを有している。独国特許出願公開第１０２２５６０１号明細書には、追加的にさらに逆洗ステーションを備えたスクリーンホイールフィルタが開示されている。

スクリーンホイールフィルタは、例えば押出し機によって準備された高粘性の溶融物を、クリーニングし、かつ例えば射出成形工程、造粒工程又はブロー工程のようなさらなる加工へと供給するために働く。このようなスクリーンホイールフィルタでは、スクリーンホイールは、ほぼ汚れに関連して歩進的にさらに回転させられ、このときさらなる回転は、独国特許出願公開第１９９６１４２６号明細書又は独国特許出願公開第１０３２６４８７号明細書に基づいて公知のように、スクリーンホイールの相応の汚れ程度が予期される確定された時間において、又はしかしながら、スクリーン円板の汚れ程度を信号伝達する差圧信号に関連して行われる。回転ステップの間には、規則的に比較的長い停止時間が存在している。回転時間と停止時間との加算は、規則的に大きくなり、このときスクリーン挿入体に残る溶融物は重大な熱分解もしくは酸化分解を被るようになるので、溶融物通路内へのスクリーン挿入体の各再進入の前に、例えば独国特許出願公開第１０３５８６７２号明細書によれば交換ステーションにおいて、スクリーン挿入体はスクリーンホイールから取り外されて新しいスクリーン挿入体と交換されるか、又は溶融物通路内への進入前に、独国特許出願公開第１０２２５６０１号明細書によれば逆洗され、これによってクリーニングされねばならない。

重大な熱分解もしくは酸化分解というのは、例えば、ポリマの分子鎖長さが熱において大幅に減じられ、このように変化した材料はもはや不都合なしには、最終生産物のために製造流に導入され得ない、ということを意味している。相応のポリマの分子鎖の５％を上回る分子鎖が既に分解されている場合に、重大な熱分解もしくは酸化分解が発生しているといえる。しかしながらまた、重大な熱分解もしくは酸化分解は、プラスチック主成分又はプラスチックに含有された添加剤が強く分解されて、処理装置の表面が分解生成物によって攻撃されることによっても示されることがある。

このとき重大は熱分解もしくは酸化分解が行われる時間は、材料及び温度に関連している。熱安定的なポリマは、重大な熱分解もしくは酸化分解が発生することなしに、６０分まで処理温度に保つことができる。これに対して熱に敏感な溶融物では、５分未満で重大な熱分解もしくは酸化分解が始まる。

スクリーン挿入体はその交換時に、フィルタ挿入体に留まる溶融物と共にスクリーンホイールから取り外され、まだ溶融物を有していない新しいスクリーン挿入体と交換される。取り出されたスクリーン挿入体に残っている溶融物は、通常の製造工程から失われる。

しかしながらまた逆洗時に、既にクリーニングされた溶融物から材料が取り出され、逆洗スリットにおいてスクリーン挿入体に押し付けられる。このとき、スクリーン挿入体内に既に存在する溶融物は、新しい溶融物と交換される。元々スクリーン挿入体に残っていた溶融物は、スクリーンホイールフィルタの排出部を介して廃棄部に供給される。ここにおいても溶融物の大量の損失が発生し、これによってスクリーン挿入体の交換及びスクリーン挿入体の逆洗は、スクリーンホイールフィルタの運転コストを高騰させることになる。

スクリーン挿入体はなおまったく汚されていないにもかかわらず、ただ熱分解もしくは酸化分解を回避するために、しばしばスクリーン挿入体の交換及び／又はスクリーン挿入体の逆洗が行われる。

本発明の課題は、スクリーンホイールフィルタを運転する方法を改良して、高粘性の溶融物のほとんどが浪費されず、かつスクリーンホイールフィルタの運転を安価に実施することができるようにすることである。

この課題を解決するために、本発明の方法では、スクリーン挿入体それぞれがスクリーン挿入体・交換ステーションにおいて交換され、かつ／又はスクリーン挿入体・逆洗ステーションにおいて逆洗される前に、スクリーンホイールを、その都度溶融物通路内に位置しているスクリーン挿入体のうちの１つに関連して、少なくとも１回完全に回転するように回転駆動させ、スクリーンホイールのための駆動速度及び駆動サイクルを、溶融物それぞれの熱分解特性もしくは酸化分解特性に関連して調節し、スクリーンホイールフィルタの溶融物通路内へのスクリーン挿入体それぞれの再進入時に、スクリーン挿入体それぞれに残っている溶融物において、３％以下の分断された分子鎖、好ましくは１％以下の分断された分子鎖が熱分解もしくは酸化分解されているようにする。

このようにすると、フィルタホイールは、スクリーン挿入体内に残っている溶融物を１回転後においてもスクリーンホイールフィルタにおいてなおさらに使用することができるように、迅速に回転駆動される。スクリーン挿入体がなお汚れによって閉塞されていない場合、スクリーン挿入体は、１回よりも多く再使用することができる。このときに重要なことは、スクリーン挿入体に残っている溶融物が溶融物通路内において常に再び適正な時機に、溶融物が再使用され得るように、つまり溶融物が過度に大きな熱分解もしくは酸化分解を被らないように、交換されることである。本発明によればこのことは、溶融物が３％以下の分断された分子鎖を有している場合に達成される。分断された分子鎖の数の特定は、例えば、溶融物通路に位置する溶融物の平均分子量と、溶融物通路へのスクリーン挿入体の回動による再進入直前における、スクリーン挿入体に位置する溶融物の平均分子量との比較によって行うことができる。このとき分断された分子鎖の数と分子量との間には関連があり、例えば分断された分子鎖が１％高まることは、おおよそ分子量が１％減じることに相当する。

これによって、スクリーン挿入体が実際に汚れた場合に、初めてスクリーン挿入体を交換する又は逆洗することが必要となる。そして交換ステーションへの到達時におけるスクリーン挿入体の自動的な交換、もしくは逆洗ステーションへの到達時におけるスクリーン挿入体の自動的な逆洗は回避される。スクリーン挿入体の交換もしくは逆洗は、スクリーン挿入体が実際に、さらなる濾過過程のためにもはや溶融物通路内に回転され得ないような汚れを有している場合に初めて行われる。

これによって多くの無駄なスクリーン挿入体交換もしくは逆洗過程が省かれるので、高粘性の溶融物が大幅に節約される。

さらに、スクリーンホイールの相応に迅速な回転及びサイクルによって、場合によっては生じるサージ汚れつまり急激な過度の汚れ（Schwallverschmutzung）に対しても迅速に反応することができる。

相応のスクリーンホイールフィルタの従来の運転時には、急激な過度の汚れが発生すると、スクリーン挿入体の上流側における圧力が強く上昇し、この強い圧力上昇によって上流に配置された押出し機が停止されるということが、通常発生する。

スクリーンホイールの比較的速い回転によって、生じ得る急激な過度の汚れも素早く溶融物通路から外に回転させられることができ、かつ汚れたスクリーン挿入体は、僅かしか汚れていないもしくは新しい後続のスクリーン挿入体と交換されることができる。

スクリーンホイールを、駆動装置を用いて歩進的に回転駆動させ、該駆動装置は、スクリーンホイールの１回転を、溶融物が最大１％熱分解もしくは酸化分解される時間よりも短い時間において実行すると、好適であることが判明している。

このとき考慮すべきことであるが、スクリーン挿入体交換もしくは逆洗過程及び逆洗系の充填は、ある一定の時間を要する。１回のスクリーンホイール回転中又は複数回のスクリーンホイール回転中に、交換過程もしくは逆洗過程を実施する必要がない場合には、相応に時間が節約される。しかしながら交換過程もしくは逆洗過程を実施することが望ましい場合には、これらの過程のために必要な時間を、駆動装置の回転速度の調節時に一緒に考慮する必要がある。

可能な駆動装置は例えば、例えば独国特許出願公開第１０３５８６７２号明細書に開示されて従来技術に属するラチェット式駆動装置であり、このようなラチェット式駆動装置によって、大きな回転速度を実現することができる。しかしながらまた、汎用のスクリーンホイールフィルタにおけるように、スクリーンホイールをフリーホイール駆動式の歯車を介して回転駆動することも可能であり、このとき逆洗スクリーンホイールフィルタでは、従来基本的には、歯車及びフリーホイールを介した駆動形態が使用される。

駆動装置は、１°を上回りかつ１０°未満の回転角度を、好ましくは、５°を上回りかつ１０°未満の回転角度を、作業ステップ毎に実施すると、好適であることが判明している。これによって、十分に大きな回転角を得ること、及びそれにもかかわらずフィルタ挿入体を長い時間溶融物通路内に留めることが保証される。

しかしながらまた、全スクリーン面積に対するアクティブなスクリーン挿入体面積の交換比は、３％を上回りかつ１０％未満、好ましくは５％を上回りかつ１０％未満であると、好適であることが判明している。このように構成されていると、スクリーンホイールの回転運動はなお十分に大きく、しかも溶融物通路内への後続のスクリーン挿入体の回転進入時に生じ得る圧力降下が極めて大きく変化することを回避することができる。

本発明の好適な態様では、スクリーン挿入体交換及び／又は逆洗を、各スクリーン挿入体の汚れに関連して行う。

このようにすると、各スクリーン挿入体の各回転中に自動的に交換もしくは逆洗が行われるのではなく、各挿入体が、たとえ短い濾過過程であってもさらなる濾過過程のためにもはや利用することができない場合に、初めて、溶融物を消費する交換もしくは逆洗が行われる。

逆洗は、基本的には、スクリーン挿入体の汚れに関連して停止され、かつ必要な場合にだけ、つまり汚れが酷い場合にだけ、作動させられる。このとき例えば特に汚れたスクリーン挿入体だけを、交換及び／又は逆洗することができ、これに対して、まださほど汚れていない他のスクリーン挿入体は、さらなる濾過ステップのために使用される。

スクリーン挿入体交換及び／又はスクリーン挿入体の逆洗を、例えば溶融物の汚れ程度が、及びこれに関連した、スクリーン挿入体の予期される汚れ程度が知られている場合には、確定されたサイクル数後に行うことができる。

しかしながらまた、スクリーン挿入体交換及び／又はスクリーン挿入体の逆洗を、差圧信号に関連して初期化することも可能である。差圧が、確定された値、例えば予め設定された値を上回った場合にだけ、例えばスクリーンホイールの完全な１回転の間、又は単に決定されたサイクル数の間、又は確定されたデューティ比に対して、逆洗が実施される。もちろん、極めて高い差圧が測定されたスクリーン挿入体に対してだけ正確に、逆洗を活性化させることも可能である。

次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳説する。

スクリーンホイールフィルタを概略的に示す図である。

図１には、スクリーンホイールフィルタ１が示されており、このスクリーンホイールフィルタ１は、内部にスクリーンホイール３が回転可能に支持されているハウジング２を有している。スクリーンホイール３は、ラチェット式駆動装置として形成された回転駆動装置４を介して駆動される。そのためにスクリーンホイール３は、回転駆動装置４の突起６が係合するラチェットを有している。

図１には、さらにスクリーン挿入体・交換ステーション７が示されており、このスクリーン挿入体・交換ステーション７は、ドア８を介して閉鎖されている。さらにスクリーン挿入体・逆洗ステーション９が示されており、このスクリーン挿入体・逆洗ステーション９は、回転方向において溶融物通路１０の前に配置されている。

制御装置もしくは調整装置１１は、回転駆動装置４に接続され、かつスクリーン挿入体・交換ステーション７のドア８に接続され、さらにスクリーン挿入体・逆洗ステーション９に接続されている。

制御装置もしくは調整装置１１は、スクリーン挿入体１２がスクリーン挿入体・交換ステーション７において交換されることなしにもしくはスクリーン挿入体・逆洗ステーション９において逆洗されることなしに、スクリーンホイール２が１回又は複数回の回転を実施するように、スクリーンホイールフィルタ１を運転することができる。

溶融物通路１０内において流れ方向で見てスクリーン挿入体１２の上流側及び下流側に配置された圧力ピックアップは、その信号を、ライン１４を介して制御装置もしくは調整装置１１に送り、この制御装置もしくは調整装置１１において差圧が求められる。この差圧は、制御装置もしくは調整装置１１の予め設定された差圧と比較され、かつ予め設定された差圧を上回っている場合には、制御装置もしくは調整装置１１に配置された図示されていない切換え手段によって切り換えられ、その結果、求められた差圧が、スクリーン挿入体・交換ステーション７もしくはスクリーン挿入体・逆洗ステーション９において望まれている、予め設定された差圧を上回っているスクリーン挿入体１２は、交換されるもしくは逆洗される。

１ スクリーンホイールフィルタ
２ ハウジング
３ スクリーンホイール
４ 回転駆動装置
５ ラチェット
６ 突起
７ スクリーン挿入体・交換ステーション
８ ドア
９ スクリーン挿入体・逆洗ステーション
１０ 溶融物通路
１１ 制御装置もしくは調整装置
１２ スクリーン挿入体
１３ 圧力ピックアップ
１４ ライン

Claims (7)

1. スクリーンホイールフィルタ（１）が主として、スクリーン挿入体・逆洗ステーション（９）及び／又はスクリーン挿入体・交換ステーション（７）から間隔をおいて位置する溶融物通路（１０）を有していて少なくとも１つのスクリーン挿入体（１２）を収容する、ハウジング（２）内に配置されたスクリーンホイール（３）から成っている、１０バールを上回る圧力と９０℃を上回る温度を有する高粘性の溶融物用のスクリーンホイールフィルタ（１）を運転する方法であって、
   前記スクリーン挿入体（１２）それぞれがスクリーン挿入体・交換ステーション（７）において交換され、かつ／又はスクリーン挿入体・逆洗ステーション（９）において逆洗される前に、前記スクリーンホイール（３）を、その都度前記溶融物通路（１０）内に位置している前記スクリーン挿入体（１２）のうちの１つに関連して、少なくとも１回完全に回転するように回転駆動させ、
   前記スクリーンホイール（３）のための駆動速度及び駆動サイクルを、前記溶融物それぞれの熱分解特性もしくは酸化分解特性に関連して調節し、前記スクリーンホイールフィルタ（１）の前記溶融物通路（１０）内への前記スクリーン挿入体（１２）それぞれの再進入時に、前記スクリーン挿入体（１２）それぞれに残っている溶融物において、３％以下の分断された分子鎖が熱分解もしくは酸化分解されているようにすることを特徴とする、スクリーンホイールフィルタを運転する方法。
2. 前記スクリーンホイール（３）を、回転駆動装置（４）を用いて回転駆動させ、該回転駆動装置（４）は、前記スクリーンホイール（３）の１回転を、溶融物が最大１％熱分解もしくは酸化分解される時間よりも短い時間において実行する、請求項１記載の方法。
3. 前記回転駆動装置（４）は、１°を上回りかつ１０°未満の回転角度を作業ステップ毎に実施する、請求項２記載の方法。
4. 全スクリーン面積に対するアクティブなスクリーン挿入体面積の交換比は、３％を上回りかつ１０％未満である、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. スクリーン挿入体交換及び／又は逆洗を、各スクリーン挿入体（１２）の汚れに関連して行う、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. スクリーン挿入体交換及び／又はスクリーン挿入体（１２）の逆洗を、予め設定可能なサイクル数後の前記スクリーン挿入体（１２）の予期される汚れ程度に関連して行う、請求項５記載の方法。
7. スクリーン挿入体交換及び／又はスクリーン挿入体（１２）の逆洗を、差圧信号に関連して初期化し、差圧が、予め設定された値を上回った場合に、前記スクリーンホイール（３）の完全な１回転の間、又は単に決定されたサイクル数の間、又は汚れたスクリーン挿入体（１２）に対してだけ正確に、逆洗を活性化させる、請求項５記載の方法。

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