TWI732053B - 用於塑膠熔體之過濾的裝置、具有此裝置的系統及更換此裝置之過濾管柱的方法 - Google Patents

用於塑膠熔體之過濾的裝置、具有此裝置的系統及更換此裝置之過濾管柱的方法 Download PDF

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Abstract

用於塑膠熔體之過濾的裝置(1)，其包括入口閥(14)、出口閥(15)、過濾罐(2)，過濾罐(2)當中形成中空空間(3)，其可藉由蓋子(4)而關閉並且熔體通道(20)伸入當中。於過濾罐(2)，排列了複數個過濾管柱(5)，其在每個情形都是由過濾載體(6)和過濾存料(7)所形成。過濾載體(6)包括具有開口的壁，該壁界定內部空間(8)，其經由出口(9)而結束於收集管線(10)。過濾存料(7)覆蓋過濾載體(6)的開口。熔體通道(20)附接於入口閥(14)，並且可以經由入口閥(14)而變成流體連通於入口通道(16)。收集通道(10)附接於出口閥(15)，並且可以經由出口閥(15)而變成流體連通於出口通道(18)。蓋子(4)將過濾存料(7)牢固於過濾載體(6)。

Description

用於塑膠熔體之過濾的裝置、具有此裝置的系統及更換此裝置之過濾管柱的方法
本發明有關用於塑膠熔體之過濾的裝置。
用於塑膠熔體之過濾(尤其是大規模過濾)的裝置是已知的，其中使用排列於過濾罐中的過濾管柱來過濾塑膠熔體，其中此種過濾管柱一般而言是由過濾載體和過濾存料所形成而作為過濾介質。於多數的情形，此種裝置嵌於連續過程中，其中具有高循環速率的塑膠熔體再度轉換成高品質的起始產品，譬如塑膠顆粒。為了能夠確保起始產品有一致的高品質並且避免過濾管柱阻塞，必須規律的更換過濾管柱的過濾存料，造成過程週期性中斷並且帶來人力耗費。
上述裝置舉例而言得知於中國專利案第 102241125 B號，其中從中國專利案第102241125 B號所知的裝置包括二個過濾管柱，其皆排列於過濾罐中而彼此獨立。於每個情形，過濾罐經由熔體通道而穩固於入口閥，藉此塑膠熔體可以經由入口閥而一次僅供應給二個過濾罐中之一者。因此，在裝置的過濾操作期間，一次僅一個過濾罐被進給了塑膠熔體，並且沒被進給塑膠熔體的另一過濾罐可以於此時加以清潔，並且可以更換過濾管柱的過濾存料。
從中國專利案第102241125 B號所知的裝置已有以下缺點：裝置必須具有極大的設計以便達成夠大的過濾表面來過濾塑膠熔體，如此則排列於過濾罐中之過濾管柱的過濾存料更換間期彼此盡可能的分開。然而，由於裝置尺寸的緣故，需要很多的安裝空間，並且將做為較大設施之一部分的裝置加以排列的方式而致使有足夠的空間能夠快速和有效率的更換過濾存料則已變得困難。雖然塑膠熔體的連續過濾的確可以由該裝置達成，但是由於裝置之小過濾表面的緣故，以及因為過濾存料的費時更換，所以在嚴重污染之塑膠熔體的情形可以發生：負責確保連續過濾之人員的時間將僅被交替更換過濾罐中之過濾管柱的過濾存料所占去。
再者，用於塑膠熔體之過濾的裝置是已知的，其具有配置於過濾罐中的複數個過濾管柱。舉例而言，此種裝置得知於德國專利申請案第196 36 067 A1號、日本專利申請案第H10 244576號、世界專利申請案第 02/056997 A1號。
附帶而言，從美國專利第5,279,733 A號、美國專利第5,462,653 A號、美國專利第4,921,607 A號、世界專利申請案第02/42054 A1號、美國專利第3,670,895號、美國專利第2,440,487 A號已知用於不同媒體之過濾的裝置。
美國專利第3,896,029號揭示一種閥，其建構成在二個單獨過濾之間切換，而不中斷從過濾器出來之材料的輸出流。
本發明的目的是提供一種裝置，其涉及較少的人力耗費來維護裝置成過濾操作，並且其避免未過濾的廢料。
根據本發明，該目的是由一種裝置所達成，其包括入口閥、出口閥、過濾罐。於過濾罐，形成了中空空間，其可藉由可移除的蓋子而關閉。熔體通道伸入中空空間裡，而複數個過濾管柱排列於中空空間中。於每個情形，過濾管柱都是由過濾載體和過濾存料所形成，而過濾載體錨固在過濾罐，並且包括具有複數個開口的壁，該壁界定內部空間，其經由出口而結束於收集通道。過濾存料形成為使得它覆蓋過濾載體的開口，其中單獨的過濾存料跨越蓋子而牢固於過濾載體。有利而言，過濾載體的壁和過濾存料都設計成中空圓柱形。熔體通道附接於入口閥， 並且可以經由入口閥而變成流體連通於入口通道。收集通道附接於出口閥，並且可以經由出口閥而變成流體連通於出口通道。裝置包括連通於入口閥的通風通道和連通於出口閥的排洩通道，其中熔體通道經由入口閥而可連接到通風通道，並且收集通道經由入口閥而可連接到排洩通道。
這具有的優點是：在更換過濾存料之前，過濾罐的中空空間可以藉由氣體(尤其是空氣)而沖乾淨。沖乾淨的中空空間有助於更換過濾管柱，並且確保尚未被清潔的材料將不因為更換而經過出口通道而離開裝置。
將複數個過濾管柱設計在過濾罐的單一中空空間中，則獲得的優點是：增加裝置的過濾表面；結果，裝置將可維持較長時間的操作；相較於習用的過濾裝置，藉此則過濾罐可以做相等或更小的設計，而有較大的過濾表面。由於此點的緣故，過濾存料更換之間的時間將更長，因此，保持裝置成過濾操作的人力耗費將較小。
再者，於本發明，排列於過濾罐的中空空間中之過濾管柱的所有過濾存料乃經由蓋子而牢固於過濾載體。因而，為了更換過濾管柱，僅必須移除蓋子，藉此可自由存取中空空間中的過濾存料，其可以藉由工具或手而單純從過濾載體拉走或取下，當然同時注意有適當的保護措施。因此，更換過濾管柱之複數個過濾存料的時間極短。
於尤其較佳的具體態樣，裝置可經由有段距離來包圍過濾罐的加熱燒杯而以不接觸的方式來加熱。結 果，獲得的優點是：過濾罐可跨越大面積來加熱，並且仍可能單純移除加熱燒杯而快速更換過濾管柱。
有利而言，入口閥和出口閥是由旋轉閥和/或滑動閥所形成。這導致的優點是：容易控制塑膠熔體對中空空間的供應以及塑膠熔體從收集通道的排放。尤其較佳而言，入口閥和出口閥可做電子控制。
較佳而言，熔體通道和收集通道形成於過濾罐的至少一壁而在過濾罐之一側的區域中。結果，過濾罐的中空空間和過濾載體的內部空間在過濾期間讓塑膠熔體基本上以逆向(亦即呈逆流)來通過。這導致的優點是裝置可以用更緊湊的方式來做整體設計。同時，這也將導致過濾介質和過濾存料分別有較好的存取性，因為容易存取性將不受到供應熔體或排放熔體的通道設計所阻礙。
適當而言，過濾存料是由金屬、合成材料或陶瓷材料所形成，其中過濾管柱有利而言設計成使得大致大於36微米、較佳而言大致大於25微米或更佳而言大於15微米的顆粒將在裝置的過濾期間從塑膠熔體過濾出來。
有利而言，至少二個根據本發明的裝置組合成一個系統，該系統包括控制單元，其控制裝置的入口閥和出口閥。結果，獲得的優點是當一個裝置是用於過濾塑膠熔體之時，另一裝置則可加以清潔。因為複數個過濾存料有大過濾表面，故更換過濾管柱之過濾存料的間期彼此很遠，並且因為更換過濾存料的時間短，所以塑膠熔體可以由系統所持續清潔，而無高人力耗費。於此種系統，尤 其於包括多於二個裝置的系統，也可能的是裝置同時操作，或者系統的總過濾表面可藉由開啟單獨的裝置或關閉單獨的裝置而變更。因而，總過濾表面可以調適於供應給裝置之塑膠熔體的污染程度和體積流高度。適當而言，裝置的指向彼此平行，藉此獲得的優點是：可從一側來存取過濾罐的中空空間，因此，有助於更換過濾管柱。
根據本發明之裝置的過濾管柱之過濾存料的更換較佳而言由以下步驟來實施：- 將入口閥從連接入口通道和熔體通道的位置切換到連接通風通道和熔體通道的位置，而中斷塑膠熔體對裝置的供應；- 將出口閥從連接出口通道和收集通道的位置切換到連接排洩通道和收集通道的位置；- 供應氣體經過通風通道而裝置把沖乾淨，其中氣體有利而言有加壓；- 打開蓋子，並且如果需要的話，則藉由根據過濾器尺寸所塑形的清潔工具而手動清潔仍位在過濾罐中的熔體殘餘物；- 更換過濾存料；- 關閉蓋子；- 將入口閥切換到連接入口通道和熔體通道的位置；以及- 仍位在中空空間中的氣體已經由排洩通道散逸之後，將出口閥切換到連接出口通道和收集通道的位置。
下面基於圖形來更詳細示範根據本發明之裝置的進一步有利之設計變化。
1:裝置
2:過濾罐
3:中空空間
4:蓋子
5:過濾管柱
6:過濾載體
7:過濾存料
8:內部空間
9:出口
10:收集通道
11:密封
12:加熱燒杯
13:熔體分布殼罩
14:入口閥
15:出口閥
16:入口通道
17:第一連接元件
18:出口通道
19:第二連接元件
20:熔體通道
21:通風通道
22:排洩通道
23:過濾流
24:孔口
25:移除方向
26:工具
27:根據本發明的系統
28:控制單元
29:供應線
30:排放線
31:壁
32:供應通道
33:排放通道
圖1以示意截面圖來顯示根據本發明之裝置在過濾期間的設計變化。
圖2顯示根據圖1裝置之沿著A-A截面的設計變化。
圖3顯示根據圖1裝置之沿著B-B截面的設計變化。
圖4到7以示意截面圖來顯示根據圖1裝置在更換過濾存料期間之多樣組態的設計變化。
圖8從底下而移除蓋子來顯示根據圖1裝置的設計變化。
圖9以示意圖來顯示根據本發明之系統的設計變化，其包括八個根據圖1的裝置。
圖1以示意截面圖來顯示根據本發明之裝置1在過濾期間的設計變化。裝置1包括燒杯形狀的過濾罐2，當中形成了圓柱形中空空間3，其藉由蓋子4而關閉。六個過濾管柱5排列於中空空間3中，該過濾管柱5在每個情形都是由過濾載體6和過濾存料7所形成。過濾載體6錨固在過濾罐2並且包括圓柱形壁，其由多孔片材所形成，因此 具有複數個開口。為了簡明起見，開口並未示範於圖中。每個過濾載體6的壁界定圓柱形內部空間8，其經由出口9而結束於過濾罐2之壁31中所形成的收集通道10。過濾存料7呈現厚壁中空圓柱體的形狀，並且是由合成材料所做成。於進一步設計變化，過濾存料7是由金屬(尤其是金屬纖維絨)或陶瓷材料所做成。蓋子4可從過濾罐2移除，而蓋子4藉由未示範的幾個螺釘而鎖到過濾罐2。於鎖上的狀態，蓋子4將過濾存料7牢固在過濾載體6上，其中密封11建構在過濾載體6的每個壁和蓋子4之間以避免內部空間8和中空空間3之間有洩漏。密封11示範於圖5。在過濾罐2周圍而與過濾罐2有段距離，排列了加熱燒杯12，其建構成不接觸的加熱過濾罐2。進一步而言，於過濾罐2的壁31中，形成了熔體通道20，其居中伸入圓柱形中空空間3中。結果，獲得的優點是：中空空間3中的所有六個過濾管柱5相對於熔體通道20的孔口24而均勻排列。
進一步而言，裝置1包括熔體分布殼罩13，其附接於過濾罐2的壁31而以未示範的螺釘栓接於此。於熔體分布殼罩13，形成了入口閥14和出口閥15，其中入口閥14是滑動閥，並且出口閥15是滑動閥。入口閥14經由供應通道32而直接附接於熔體通道20，並且出口閥15經由排放通道33而直接附接於收集通道10。再者，從第一連接元件17伸入入口閥14裡的入口通道16和從第二連接元件19伸入出口閥15裡的出口通道18乃建構在熔體分布殼罩13中。附帶而言，通風通道21和排洩通道22建構在熔體分布殼罩13 中，而通風通道21伸入入口閥14裡並且排洩通道22伸入出口閥15裡。
於圖1，入口閥14和出口閥15所在的位置對應於裝置1的過濾操作。在過濾操作期間，要過濾的塑膠熔體經由入口通道16而供應給裝置1，藉此產生的過濾流跨越入口閥14、供應通道32、熔體通道20、中空空間3，穿過過濾存料7和穿過過濾載體6之壁中的開口，接著跨越收集通道10、排放通道33、出口閥15而到出口通道18裡，其中塑膠熔體的過濾發生在塑膠熔體穿過過濾存料7的過渡期間。穿過過濾存料7和過濾載體6之壁中開口的過濾流是以圖1的箭號23所指。由於收集通道10和熔體通道20都形成於壁31中，故中空空間3在過濾期間所通過的塑膠熔體方向基本上相反於過濾管柱5的內部空間8。因而，裝置1是以逆流來操作，因而可以具有極緊湊的設計。在過濾操作期間，過濾罐2由加熱燒杯12維持在恆定的溫度，以便確保塑膠熔體的黏滯度是盡可能的低。
圖2顯示根據圖1裝置之沿著A-A截面的設計變化。
圖3顯示根據圖1裝置之沿著B-B截面的設計變化。
圖4到7以示意截面圖來顯示根據圖1裝置1在更換過濾存料7期間之多樣組態的設計變化。為了更換過濾存料7，首先從過濾罐2移除加熱燒杯12。後續而言，將入口閥14從連接入口通道16和熔體通道20的位置切換到連 接通風通道21和熔體通道20的位置，而中斷塑膠熔體對裝置1的供應，因此中斷過濾。於接下來的步驟，出口閥15從連接出口通道18和收集通道10的位置切換到連接排洩通道22和收集通道10的位置。這方面見圖4。入口閥14和出口閥15的切換也可以同時發生。藉由供應加壓氣體(例如空氣)經過通風通道21，而把中空空間3和過濾管柱5的內部空間8沖乾淨，藉此塑膠熔體從排洩通道22推出來而進入排放容器裡，其直接或經由管道而附接於排洩通道22但未示範。
後續而言，從過濾罐2鬆開蓋子4的螺釘並且移除蓋子4，藉此過濾存料7不再牢固於過濾載體6，並且可以使用工具26而從過濾載體6拉出，以及以箭號25的方向而從中空空間3軸向移除。這方面見圖5和圖6。密封11恰在移除蓋子4之後就從過濾存料7移除，或者它們藉由工具26而與過濾存料7同時移除。若需要的話，中空空間3可以在此情形下做額外清潔。後續而言，新的或清潔過的過濾存料7藉由工具26而施加於過濾載體6。有利而言，過濾存料7使用工具26而在預熱狀態下施加於過濾載體6。
在施加新的或清潔過的過濾存料7之後，新的或清潔過的密封11排列在過濾存料7或在蓋子4中而於未示範的適當溝槽中，並且密封11和過濾存料7藉由裝配蓋子4而再次牢固在蓋子4和過濾載體6之間。這方面見圖7。後續而言，入口閥14再次切換到連接入口通道16和熔體通道20的位置，並且中空空間3再次填充了塑膠熔體。經過濾 的塑膠熔體一從排洩通道22洩漏出來，用於裝置1以將中空空間3和過濾管柱5之內部空間8沖乾淨的氣體就已經散逸，並且出口閥15切換到連接出口通道18和收集通道10的位置。裝置1再次呈過濾操作。
圖8從底下而拿掉加熱燒杯12並且移除蓋子4來顯示根據圖1裝置1的設計變化，其中過濾存料7已經藉由工具26而從過濾載體6移除。
圖9以示意圖來顯示根據本發明之系統27的設計變化，其包括八個根據圖1的裝置1。進一步而言，系統27包括控制單元28，其由電腦或微控制器所形成，該控制單元連接到所有八個裝置1以交換資料。裝置1的所有入口通道16都連接到供應線29，並且裝置1的所有出口通道18都連接到排放線30。而且，通風通道21和排洩通道22由個別管道所彼此耦合，該管道為了更簡明起見而未示範於圖9。控制單元28控制裝置1之入口閥14和出口閥15的功能，並且有利而言在系統27的操作期間完全自動的致動之。單獨的裝置1可以開啟或關閉，而同時由控制單元28所控制。這麼做是為了清潔單獨的裝置1，或是為了將系統27的總過濾表面調整於塑膠熔體的體積流和污染程度。為了簡明起見，單獨裝置1的加熱燒杯12也未示範於圖9。
1:裝置
2:過濾罐
3:中空空間
4:蓋子
5:過濾管柱
6:過濾載體
7:過濾存料
8:內部空間
9:出口
10:收集通道
12:加熱燒杯
13:熔體分布殼罩
14:入口閥
15:出口閥
16:入口通道
17:第一連接元件
18:出口通道
19:第二連接元件
20:熔體通道
21:通風通道
22:排洩通道
23:過濾流
24:孔口
31:壁
32:供應通道
33:排放通道

Claims (15)

  1. 一種用於塑膠熔體之過濾的裝置(1)，其包括入口閥(14)、出口閥(15)、以及過濾罐(2)，該過濾罐(2)當中形成中空空間(3)，其可藉由可移除的蓋子(4)而關閉並且熔體通道(20)伸入當中，其中於該過濾罐(2)，排列了複數個過濾管柱(5)，其在每個情形都是由過濾載體(6)和過濾存料(7)所形成，而該過濾載體(6)錨固在該過濾罐(2)並且包括具有複數個開口的壁，該壁界定內部空間(8)，其經由出口(9)而結束於收集通道(10)，其中該過濾存料(7)覆蓋該過濾載體(6)的該開口，其中該熔體通道(20)附接於該入口閥(14)，並且可以經由該入口閥(14)而變成流體連通於入口通道(16)，其中該收集通道(10)附接於該出口閥(15)，並且可以經由該出口閥(15)而變成流體連通於該出口通道(18)，以及其中該蓋子(4)將該過濾存料(7)牢固於該過濾載體(6)；該裝置的特徵在於：該裝置(1)包括連通於該入口閥(14)的通風通道(21)和連通於該出口閥(15)的排洩通道(22)，其中該熔體通道(20)經由該入口閥(14)而可連接到該通風通道(21)，並且該收集通道(10)經由該出口閥(15)而可連接到該排洩通道(22)。
  2. 根據申請專利範圍第1項的裝置(1)，其中該過濾載體(6)彼此均勻隔開地排列於該中空空間(3)中。
  3. 根據申請專利範圍第2項的裝置(1)，其中該過濾載體(6)自該熔體通道(20)的孔口(24)至該中空空間內呈現相同的距離。
  4. 根據申請專利範圍第1項的裝置(1)，其中該入口閥(14)和該出口閥(15)是由旋轉閥和/或滑動閥所形成。
  5. 根據申請專利範圍第1項的裝置(1)，其中該過濾罐(2)可經由有段距離來包圍該過濾罐(2)的加熱燒杯(12)而以不接觸的方式來加熱。
  6. 根據申請專利範圍第1項的裝置(1)，其中該熔體通道(20)和該收集通道(10)形成於該過濾罐(2)的至少一壁而在該過濾罐(2)之一側的區域中。
  7. 根據申請專利範圍第1項的裝置(1)，其中該過濾管柱(5)的指向使得如果移除該蓋子(4)，則可從該中空空間(3)軸向移除該過濾存料(7)。
  8. 根據申請專利範圍第1項的裝置(1)，其中該過濾管 柱(5)設計成在該裝置(1)的過濾期間從該塑膠熔體過濾出大致大於36微米的顆粒。
  9. 根據申請專利範圍第1項的裝置(1)，其中該過濾載體(6)的該壁是由多孔片材所形成。
  10. 根據申請專利範圍第1項的裝置(1)，其中該過濾管柱(5)是由金屬、合成材料或陶瓷材料所形成。
  11. 根據申請專利範圍第1到10項中任一項的裝置(1)，其中該裝置(1)包括密封(11)，其可以牢固於該過濾存料(7)並且排列在該過濾存料(7)和該蓋子(4)之間，而該蓋子(4)放置在該過濾罐(2)上。
  12. 一種用於塑膠熔體之過濾的系統(27)，其包括根據申請專利範圍第1到11項中任一項的至少二個裝置(1)，其中該系統(27)包括控制單元(28)，其控制該至少二個裝置(1)的該入口閥(14)和該出口閥(15)。
  13. 根據申請專利範圍第12項的系統(27)，其中該系統(27)的總過濾表面可藉由開啟單獨的裝置(1)或關閉單獨的裝置(1)而變更。
  14. 一種更換根據申請專利範圍第1到11項中任一項的裝 置(1)之過濾管柱(5)的方法，其特徵在於以下步驟：(a)將該入口閥(14)從連接該入口通道(16)和該熔體通道(20)的位置切換到連接該通風通道(21)和該熔體通道(20)的位置，而中斷塑膠熔體對該裝置(1)的供應；(b)將該出口閥(15)從連接該出口通道(18)和該收集通道(10)的位置切換到連接該排洩通道(22)和該收集通道(10)的位置；(c)供應氣體經過該通風通道(21)而把該裝置(1)沖乾淨；(d)打開該蓋子(4)；(e)更換該過濾存料(7)；(f)關閉該蓋子(4)；(g)將該入口閥(14)切換到連接該入口通道(16)和該熔體通道(20)的該位置；以及(h)仍位在該中空空間(3)中的該氣體已經由該排洩通道(22)散逸之後，將該出口閥(15)切換到連接該出口通道(18)和該收集通道(10)的該位置。
  15. 根據申請專利範圍第14項的方法，其中在步驟(d)和(e)之間，藉由清潔工具而手動清潔該過濾罐(2)的熔體殘餘物。
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