WO1992016351A1 - Filtriervorrichtung für zu reinigende fluide - Google Patents

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WO1992016351A1
WO1992016351A1 PCT/AT1992/000035 AT9200035W WO9216351A1 WO 1992016351 A1 WO1992016351 A1 WO 1992016351A1 AT 9200035 W AT9200035 W AT 9200035W WO 9216351 A1 WO9216351 A1 WO 9216351A1
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sieve nest
channel
filter
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Helmut Bacher
Helmuth Schulz
Georg Wendelin
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Erema Engineering Recycling Maschinen Und Anlagen Gesellschaft M.B.H.
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    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion

Definitions

  • the invention relates to a filtering device for fluids to be cleaned, in particular for thermoplastic plastic intended for extrusion purposes, with a housing which has a guide for at least one filter holder body which carries at least one filter nest and in the guide between one Operating position, a rinsing position and a sieve change position can be moved back and forth, wherein in the operating position the inflow side of the sieve nest can be supplied with fluid to be cleaned via at least one inflow channel and for the removal of the cleaned fluid after it has passed through the sieve nest at least one discharge channel is provided on the downstream side thereof, whereas in the rinsing position the inflow channel is closed off by the filter holder body and for the discharge in the fluid flowing through the filter nest in the opposite direction to the operating position and the contaminants loosened by the filter nest at least one rinsing channel is provided, and in the sieve changing position the sieve carrier body protrudes from the guide so far that the sieve nest is accessible for the sieve changing process.
  • Such filtering devices are known (e.g. EP-B 250 695).
  • the arrangement is such that two portafilter bodies are arranged parallel to one another in order to supply the extruder connected to the filtering device or the like during the rinsing of the sieve nests of a portafilter body. not having to interrupt.
  • the cleaned melt used for the rinsing purposes is removed from the downstream side of the portafilter body that is currently in the operating position.
  • the backwashing effect (cleaning effect) is essentially determined by the flow rate of the backwashing stream, which in turn depends on the back pressure of the tool connected to the downstream of the filtering device (e.g. the extruder head). This back pressure is generally relatively low and cannot be influenced in any way. This does one.
  • the invention solves this problem in that a storage space or a channel leading to such a branch branches off from the downstream side of the sieve nest in the portafilter body, which storage space receives cleaned fluid for the rinsing process, for its pushing through during the rinsing process in the backwashing direction by the sieve nest at least one in there is a piston penetrating the storage space, the discharge channel also being closed off by the filter holder body in the rinsing position of the filter holder body.
  • This storage space can hold the amount of cleaned fluid required for the rinsing process at any time, but preferably only immediately before the rinsing process in order to avoid an adverse thermal influence on the fluid, for example cracking.
  • the circumstance makes it possible for the fluid volume in the storage space to be closed by closing off the discharge channel by previously moving the
  • the filter holder body can be placed in the rinsing position during the rinsing process by means of the piston under any pressure, the flow rate of the backwashing flow is arbitrary via the backwashing piston speed or via the forces acting on the piston and, what is more important, is significantly higher choose than was previously possible. This results in a significantly improved cleaning effect compared to known designs.
  • the invention is not limited to the presence of a second filter holder body which remains in the operating position during the backwashing process and from whose downstream side the fluid volume required for the backwashing process in the first filter holder body is branched off. Rather, the invention can also be applied to filtering devices with only a single filter holder body if, during the backwashing process, the device connected to the filtering device is briefly interrupted, e.g. of the extruder, can be accepted. Because the rinsing process in the device according to the invention can be carried out at high pressure and therefore very quickly and effectively, the period of time during which the supply to the device connected to the filtering device is interrupted is very short, so that there may be none at all actual business interruption occurs. However, a construction is preferred in which two or more portafilter bodies are connected in parallel with respect to the fluid flow.
  • the newly inserted sieve nest is still free of fluid and it is therefore irrelevant if this sieve nest is in contact with the air as long as the portafilter body is in the sieve changing position. If necessary, the changed sieve nest - before it is brought into the operating position - be evacuated. It would also be possible to guide this sieve nest into the backwash position before it is brought into the operating position and to expel the air in the sieve in this position by means of fluid supplied from the storage space.
  • the storage room is entirely arranged in the filter holder body.
  • the construction is also easier to clean and simpler in its overall structure.
  • there is enough space in the portafilter body to accommodate the storage space only in special cases can an adjacent housing part form a section or the entire storage space, in which case a channel leading to this storage space must then be provided in the portafilter body.
  • the arrangement of the storage space in its entirety in the portafilter body also makes it easier to retrofit existing systems in the sense of the invention, since only the portafilter body has to be exchanged or reworked accordingly.
  • the arrangement can be such that a separate, by the movement of the portafilter piston independent drive is provided.
  • This enables a completely independent movement of portafilter pistons on the one hand and the plunger located in the storage space on the other hand, although as a rule these two movements will be coordinated with one another, for example in such a way that first the portafilter piston is brought into the position provided for the washing process and then the Piston located in the storage space is advanced for the purpose of performing the actual flushing process.
  • the drive in particular a double-acting pressure medium cylinder
  • the portafilter piston in particular at the front end of the same.
  • the drive for the piston located in the storage space then moves with the portafilter body.
  • the piston located in the storage space with a stop of its piston rod on a counter stop attached to the housing preferably detachably, preferably rests against a yoke and assumes a relative position that is unchangeable with respect to the housing.
  • the backwashing process is only carried out by shifting the portafilter piston and there is no additional drive for the movement of the plunger located in the storage space. This results in a simpler and cheaper construction.
  • the storage space is formed by an axial bore of the portafilter channel, which extends to one end of the portafilter body.
  • the arrangement according to a preferred embodiment of the invention can be such that the end face of the piston facing the sieve nest, in its position closest to the sieve nest, closes behind the sieve nest in the portafilter body as seen in the normal flow direction of the fluid.
  • the backwashing piston then closes in a form-fitting manner with respect to the main flow channel on the clean side of the sieve nest (filter carrier).
  • the drive of the piston located in the storage space has control elements for influencing the movement of this piston, e.g. a throttle check valve switched into a pressure medium supply line of the pressure medium cylinder serving to move the backwashing piston.
  • a throttle check valve switched into a pressure medium supply line of the pressure medium cylinder serving to move the backwashing piston.
  • Fig.l shows a first embodiment in section in the production position.
  • Fig. 2 shows a similar section, but in the backwash position of the filter holder body.
  • 3 and 4 show similar sections in a second embodiment.
  • Figures 5 and 6 are also similar cuts in a third Embodiment.
  • a filter holder body 3 formed by a cylinder body is slidably mounted in the direction of its axis 4 in a stationary housing 1 of the filtering device in a bore forming a guide 2.
  • a housing 1 In the housing 1 there is an inflow channel 5 for the plastic melt to be cleaned, which is fed in the direction of arrow 6, and a discharge channel 7 for the cleaned melt, furthermore a rinsing channel 8 used for backwashing purposes.
  • the cleaning takes place the plastic melt supplied via the channel 5 by means of a sieve nest 9 which filters out the impurities and which, in a known manner, has at least one filter layer 10 which is held between two perforated plates 11, 12 of the sieve nest 9.
  • the flow of the melt flowing through the sieve nest 9 in normal operation is indicated by arrows 13.
  • the space 14 located in front of the sieve nest 9 in the sieve carrier body 3 is connected to the flushing channel 8, as seen in the normal operating position, as a result of corresponding displacement of the sieve carrier body 3 in the direction of its axis 4 is achieved by a sufficient distance.
  • the inflow channel 5 and the discharge channel 7 are closed off by the wall of the filter holder body 3.
  • the sieve nest 9 is rinsed in the flow direction reversed from the normal operating position (FIG.
  • the storage space 15 is formed by an axial bore 17 in the filter support body 3, which is connected by a channel 18 to the space 19 in the support body 3, which is located behind the screen nest 9 in the normal operating position.
  • a piston 20 is guided in a sealed manner, the piston rod 21 of which is connected to the piston rod of a double-acting pressure medium cylinder 22, preferably a hydraulic cylinder, the pressure of which is designated as 23.24.
  • the cylinder 22 is fastened by means of a flange 25 to the front end 26 of the portafilter body 3 and can be displaced with it in the direction of the axis 4.
  • the storage space 15 is first moved out of the space 19 by pulling back the piston 20 with cleaned melt filled the channel 18.
  • This retraction of the piston 20 is expediently carried out slowly in order not to substantially change the amount of melt supplied to the downstream extruder via the discharge channel 7 per unit of time.
  • the filter holder body 3 is pushed in the direction of the axis 4 into the backwashing position (FIG. 2) and the inflow channel 5 and the discharge channel 7 are closed off in the process.
  • the cylinder 22 is actuated so that the piston 20 is advanced in the storage space 15.
  • the amount of melt in the storage space 15 is therefore pressed through the channel 18 into the space 19 and in the opposite direction to the normal operating position (arrows 27, FIG. 2) through the sieve nest 9, and this melt cannot escape from the storage space 15 in any other way.
  • the contaminants in the sieve nest 9 are therefore detached from the sieve nest 9 and discharged through the rinsing channel 8 by means of the melt stream. This can be done very quickly and with high pressure by corresponding actuation of the piston 20, so that the sieve nest 9 is effectively and completely cleaned, completely independently of the conditions in the discharge duct 7 and the components connected to it (extruder head or the like. ) prevailing conditions and also regardless of the operation of any other sieve nest connected in parallel to the discharge channel.
  • the filter holder body 3 is returned to the normal operating position (FIG. 1), the piston 20 remaining in its advanced position, which is expediently chosen such that the piston 20 is in this position on the filter nest 9 adjacent end face of the bore 17 abuts. This avoids unnecessary melt portions remaining in the storage space 15, which could crack due to long-term heating.
  • FIGS. 3 and 4 differs from that according to FIGS. 1 and 2 essentially in that no separate drive (pressure medium cylinder 22) is provided for the relative displacement of the piston 20 with respect to the filter holder body 3. Instead, a yoke 28 is removably attached to the housing 1, which has an opening 29 in the transverse part 30, through which an extension 31 of the piston rod 21 with a reduced diameter extends and in this way centers the piston 20 with respect to the bore 17 delimiting the storage space 15 holds.
  • the transition between the extension 31 and the piston rod 21 forms a stop 32 which is constantly in contact with the transverse part 30 of the yoke 28 which forms a counter-stop.
  • the stop 32 can may also be attached to this cross member 30. In the normal operating position shown in FIG.
  • the filter holder body 3 is in its position furthest from the transverse part 30 of the yoke 28. In this position, as shown in FIG. 3, the arrangement can be such that the inflow channel 5 does not meet the center, but rather the edge 14 of the space 14 located in front of the sieve nest 9. Inflow channel 5 and discharge channel 7 for, the melt are then not concentric with their axes.
  • the rinsing position (FIG. 4)
  • the rinsing channel 8 is approximately in the center with respect to the space 14.
  • the inflow duct 5 and the discharge duct 7 are closed and the front end 26 of the portafilter body approaches the transverse part 30 of the yoke 28.
  • the piston 20 lying in the position according to FIG. 3 near the front end 26 is pressed into the storage space 15 and drives it Melt located in the storage space in the direction of the arrows 27 in the rinsing direction through the sieve nest 9 and into the rinsing channel 8 (FIG. 4).
  • the flushing channel 8 and the room 14 must be such that the flushing channel 8 comes into contact with the room 14 as soon as the Inflow channel 5 is closed in order to avoid breakage due to the build-up of excessive pressure during the flushing process.
  • a ring 34 attached to the front end 26 of the filter holder body 3 prevents the piston 20 from escaping from the storage space 15.
  • a pressure medium cylinder 22 is again attached to the front end 26 of the filter holder body 3.
  • the channel 18 is omitted here (FIG.
  • the piston 20 located in the storage space 15 is designed with its end face 35 facing the space 19 such that this end face 35 is steplessly positioned in the adjacent wall 37 of the space 19 of the piston 20 passes to Fig.5.
  • the storage space 15 can be designed as a channel just drilled with a uniform diameter.
  • the wall 37 expediently converges towards the discharge channel 7 on the downstream side in order to pass from the relatively large area of the sieve nest 9 to a smaller diameter of the discharge channel 7.
  • the proportion of the melt branched off from the main melt flow when filling the backwashing reservoir formed by the storage space 15 can be about a throttle valve 36 can be set, which is expediently designed as a throttle check valve. It allows a stepless adjustment of the shown backwashing flow for filling up the storage space 15 and thus an optimal adaptation to different production restrictions and melt viscosities.
  • the sieve nests can be easily removed if the sieve carrier body 3 is pushed out of its bore 2 so far that the sieve nest 9 protrudes from the housing 1 and is therefore easily accessible for the sieve changing process.
  • the sieve support body 3 could be shifted into the sieve changing position both upwards and downwards. Only in the embodiment according to FIGS. 3 and 4 would the yoke 28 first have to be detached from the housing 1 in order to permit a correspondingly wide displacement of the filter support body 3 upwards. A downward shift into the sieve change position would be possible without any problems.
  • the sieve nest 9 and the channels interacting with it are completely enclosed by the housing 1 in all operating positions in all operating positions with the exception of the sieve changing position, so that there can be no air access.
  • the melt flowing in the device is therefore protected against the ingress of air.
  • the invention can also be applied to those filtering devices in which two or possibly even more sieve nests 9 are provided in a sieve carrier body 3.
  • the application of the invention is possible on constructions in which two or more filter support bodies 3 are slidably mounted in a common housing 1, the spaces 19 of which are in a common, for the promote closed system leading discharge channel 7.
  • This system can be an extruder for thermoplastic material, but can also be a different type of system which requires cleaned fluid, although the invention is primarily suitable for cleaning melts made of thermoplastic material.

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Abstract

Eine Filtriervorrichtung für thermoplastisches Kunststoffmaterial hat einen in einem Gehäuse (1) längsverschiebbaren Siebträgerkörper (3) mit zumindest einem Siebnest (9). Zu Rückspülzwecken steht dieses Siebnest mit einem Spülkanal (8) in der Spülstellung des Siebträgerkörpers (3) in Verbindung. Um den Spülvorgang rasch, effektiv und über die Fläche des Siebes gleichmäßig zu gestalten und einen zusätzlichen Masseverlust im Hauptstrom bei der Rückspülung zu vermeiden, ist im Siebträgerkörper (3) ein Vorratsraum (15) vorhanden, der im Normalbetrieb mit gereinigter Schmelze gefüllt wird und in dem ein Kolben (20) verschiebbar ist, mit welchem in der Rückspülstellung des Siebträgerkörpers (3) die im Vorratsraum befindliche Schmelze (15) in Rückspülrichtung durch das Siebnest (9) und in den Spülkanal (8) gedrückt wird.

Description

1 Filtriervorrichtung für zu reinigende Fluide
Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtriervorrichtung für zu rei- nigende Fluide, insbesondere für zu Extrudierzwecken bestimmtes thermo- 5 plastisches Kunststoff aterial, mit einem Gehäuse, das eine Führung für zumindest einen Siebträgerkörper aufweist, welcher zumindest ein Siebnest trägt und in der Führung zwischen einer Betriebsstellung, einer Spülstel¬ lung und einer Siebwechselstellung hin und her bewegbar ist, wobei in der Betriebsstellung der Zustromseite des Siebnestes über zumindest einen Zu- 10 Strömkanal zu reinigendes Fluid zuführbar ist und für die Abfuhr des ge¬ reinigten Fluids nach Durchtritt durch das Siebnest an der Abstromseite desselben zumindest ein Abfuhrkanal vorgesehen ist, wogegen in der Spül¬ stellung der Zuströmkanal durch den Siebträgerkörper abgeschlossen ist und für die Ableitung in zur Betriebsstellung entgegengesetzter Richtung 15 durch das Siebnest hindurchströmenden Fluids und der vom Siebnest hiebei gelösten Verunreinigungen zumindest ein Spülkanal vorgesehen ist, und wo¬ bei in der Siebwechselstellung der Siebträgerkörper aus der Führung so weit vorragt, daß das Siebnest für den Siebwechselvorgang zugänglich ist. Solche Filtriervorrichtungen sind bekannt (z.B. EP-B 250 695). Bei 20 diesen bekannten Vorrichtungen ist die Anordnung so getroffen, daß zwei Siebträgerkörper einander parallel angeordnet sind, um während der Spülung der Siebnester des einen Siebträgerkörpers die Versorgung des an die Filtriervorrichtung angeschlossenen Extruders od.dgl. nicht unterbrechen zu müssen. Die für die Spülzwecke verwendete gereinigte 25 Schmelze wird hiebei der Abstromseite des gerade in der Betriebsstellung befindlichen Siebträgerkörpers entnommen. Hiebei ist der Rückspüleffekt (Reinigungseffekt) im wesentlichen durch die Strömungsgeschwindigkeit des Rückspülstromes bestimmt, welcher seinerseits wieder abhängt vom Rückdruck des abstromseitig an die Filtriervorrichtung angeschlossenen 30 Werkzeuges (z.B. des Extruderkopfes). Dieser Rückdruck ist in der Regel relativ niedrig und nicht beliebig beeinflußbar. Dies bewirkt ein . schlechtes oder - vor allem bei größeren Siebflächen - nur partielles * Freispülen der verschmutzten Siebe. Außerdem entsteht ein Masseverlust im * Hauptstrom zum Zeitpunkt des Rückspulens, der umso größer ist, je länger 35 die Zeitdauer ist, die für eine genügende Spülung des Siebnestes bzw. der Siebnester des gerade in der Spülstellung befindlichen Siebträgerkörpers erforderlich ist.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, zwischen zwei unbeweglichen Siebträgerkörpern einen Drehschieber anzuordnen, durch wel¬ chen die Umstellung zwischen Normalbetrieb und Spülbetrieb erfolgt. Beim Spülbetrieb wird durch einen Kolben, der in eine Erweiterung des Abström- kanales eintritt, gereinigtes Fluid von der Abstromseite her durch das Sieb gedrückt. Da hiebei der zum Extruder führende Abstromkanal offen bleibt, kann das Fluid durch diesen Abstromkanal entweichen, sodaß für den Rückspülvorgang nur ein verhältnismäßig niedriger Rückdruck zur Verfügung steht. Die zuvor erwähnten Nachteile können daher auch durch diese Konstruktion kaum behoben werden. Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden und den Rückspüleffekt wesentlich zu verbessern, zugleich aber auch den Masseverlust im Hauptstrom zum Zeitpunkt des Rückspulens zu vermeiden. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß im Siebträgerkörper von der Abstromseite des Siebnestes ein Vorratsraum oder ein zu einem solchen führender Kanal abzweigt, welcher Vorratsraum gereinigtes Fluid für den Spülvorgang aufnimmt, für dessen Durchdrückung beim Spülvorgang in Rück¬ spülrichtung durch das Siebnest zumindest ein in den Vorratsraum ein¬ dringender Kolben vorhanden ist, wobei in der Spülstelluπg des Siebträ¬ gerkörpers auch der Abfuhrkanal durch den Siebträgerkörper abgeschlossen ist. Dieser Vorratsraum kann zu beliebiger Zeit die für den SpülVorgang benötigte Menge gereinigten Fluides aufnehmen, vorzugsweise jedoch erst unmittelbar vor dem Spülvorgang, um eine nachteilige thermische Beein¬ flussung des Fluides, z.B. eine Vercrackung, zu vermeiden. Für die Be¬ reitstellung dieser zu Spülzwecken dienenden Fluidmeπge im Vorratsraum ist es lediglich erforderlich, den Kolben im Vorratsraum zurückzuziehen und dadurch Fluid in den Vorratsraum anzusaugen, bis dieser hinreichend gefüllt ist. Dies kann erfolgen, solange noch das zu reinigende Filter sich in der Betriebsstellung befindet, so daß also der Vorratsraum mit Fluid gefüllt wird, welches von der Abstromseite des zu reinigenden Fil- ters zuströmt. Es braucht daher die für den Spülvorgang benötigte Fluid- enge nicht mehr dem gereinigten Fluidstrom vom parallelgeschalteten Siebträgerkörper entnommen zu werden, so daß im Hauptstrom zum Zeitpunkt des Rückspulens kein zusätzlicher Masseverlust entsteht. Auch der Masse¬ verlust zürn Zeitpunkt der Auffüllung des Vorratsraumes ist vernachlässig- bar gering, wenn die Zurückziehung des Kolbens im Vorratsraum entspre¬ chend langsam erfolgt, was problemlos möglich ist. Vor allem aber ermög¬ lichst es der Umstand, daß das im Vorratsraum befindliche Fluidvolumen durch den Abschluß des Abführkanals durch vorausgehendes Verschieben des Siebträgerkörpers in die Spülposition beim Spülvorgang mittels des Kol¬ bens unter einen beliebigen Druck gesetzt werden kann, die Fließgeschwin¬ digkeit des Rückspülstromes über die Rückspülkolbengeschwindigkeit bzw. über die auf den Kolben einwirkenden Kräfte beliebig und - was noch wich- tiger ist - wesentlich höher zu wählen als dies bisher möglich war. Dies ergibt im Vergleich zu bekannten Konstruktionen einen wesentlich verbes¬ serten Reinigungseffekt.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das Vorhandensein eines zwei¬ ten Siebträgerkörpers, der beim Rückspülvorgang in der Betriebsstellung verbleibt und von dessen Abstromseite das für den Rückspülvorgang beim ersten Siebträgerkörper benötigte Fluidvolumen abgezweigt wird. Die Er¬ findung ist vielmehr auch anwendbar auf Filtriervorrichtungen mit ledig¬ lich einem einzigen Siebträgerkörper, wenn beim RückspülVorgang eine kurzzeitige Betriebsunterbrechung der an die Filtriervorrichtung ange- schlossenen Vorrichtung, z.B. des Extruders, in Kauf genommen werden kann. Dadurch, daß der Spülvorgang bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit hohem Druck und daher sehr rasch und wirksam durchführbar ist, ist die Zeitdauer, während welcher die Versorgung der an die Filtriervorrich¬ tung angeschlossenen Vorrichtung unterbrochen ist, sehr kurz, so daß ge- gebenenfalls überhaupt keine tatsächliche Betriebsunterbrechung auftritt. Bevorzugt ist jedoch eine Konstruktion, bei welcher zwei oder mehr Sieb¬ trägerkörper - bezogen auf den Fluidstrom - einander parallelgeschaltet sind.
Von wesentlichem Vorteil ist schließlich, daß die dem eingangs er- wähnten Stand der Technik eigene Bauweise des hin- und herbeweglichen Siebträgerkörpers beibehalten wird. Dies bringt den Vorteil, daß die Siebnester aller Siebträgerkörper sowohl in der Spülstellung als auch in der Betriebsstellung ständig vom Gehäuse umschlossen und daher gegen Zu¬ tritt von Umgebungsluft geschützt sind. Dies ist von Wichtigkeit bei der Filtrierung luftempfindlicher Fluide, z.B. mancher Kunststoffsorten, die im heißen Zustand durch Luftzutritt geschädigt werden. Nur zur Erreichung der Siebwechselstellung wird der Siebträgerkörper so weit in seiner Füh¬ rung verschoben, daß das zu wechselnde Siebnest zugänglich ist. Das darin befindliche Restvolumen an Fluid ist jedoch ohnedies nicht mehr verwend- bar und wird entsorgt. Das neu eingesetzte Siebnest ist noch frei von Fluid und es spielt daher keine Rolle, wenn dieses Siebnest mit der Luft in Berührung steht, solange sich der Siebträgerkörper in der Siebwechsel¬ stellung befindet. Falls erforderlich, kann das gewechselte Siebnest - bevor es in die Betriebsstellung geführt wird - evakuiert werden. Es wäre auch möglich, dieses Siebnest vor seiner Einbringung in die Betriebsstel¬ lung in die Rückspülstellung zu führen und in dieser Stellung die im Sieb befindliche Luft durch aus dem Vorratsraum zugeführtes Fluid auszutrei- ben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Vor¬ ratsraum zur Gänze im Siebträgerkörper angeordnet. Dies erleichtert einerseits die Ausbildung des Vorratsraumes, da nur ein einziger Bauteil, nämlich der Siebträgerkörper, zur Herstellung des Vorratsraumes bearbei- tet werden muß. Anderseits wird die Konstruktion auch einfacher zu reini¬ gen und einfacher im Gesamtaufbau. In der Regel steht im Siebträgerkörper genügend Platz zur Aufnahme des Vorratsraumes zur Verfügung, lediglich in Sonderfällen kann ein benachbarter Gehäuseteil einen Abschnitt oder den gesamten Vorratsraum bilden, wobei dann im Siebträgerkörper ein zu diesem Vorratsraum führender Kanal vorgesehen sein muß. Die Anordnung des Vor¬ ratsraumes zur Gänze im Siebträgerkörper erleichtert es auch, bestehende Anlagen im Sinne der Erfindung umzurüsten, da lediglich der Siebträger¬ körper entsprechend ausgetauscht oder nachbearbeitet werden muß.
Für die Betätigung des Kolbens im Vorratsraum zwecks Austreibung des im Vorratsraum befindlichen, zu Reinigungszwecken benötigten Fluid- volumens bestehen im wesentlichen zwei grundsätzliche Möglichkeiten: Einerseits kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Anordnung so getroffen sein, daß für den Vorschub des Kolbens ein eigener, von der Bewegung des Siebträgerkolbens unabhängiger Antrieb vorgesehen ist. Dies ermöglicht eine völlig unabhängige Bewegung von Siebträgerkolben einer¬ seits und dem im Vorratsraum befindlichen Kolben anderseits, wenngleich in der Regel eine Abstimmung dieser beiden Bewegungen aufeinander erfolgen wird, etwa derart, daß zuerst der Siebträgerkolben in die für den Spülvorgang vorgesehene Position gebracht und dann der im Vorratsraum befindliche Kolben zwecks Durchführung des eigentlichen Spülvorganges vorgeschoben wird. Hiefür empfiehlt es sich im Rahmen der Erfindung, wenn der Antrieb, insbesondere ein doppeltwirkender Druckmittelzylinder, am Siebträgerkolben, insbesondere am Stirnende desselben, befestigt ist. Der Antrieb für den im Vorratsraum befindlichen Kolben bewegt sich dann mit dem Siebträgerkörper mit.
Die andere Variante besteht im Rahmen der Erfindung darin, daß der im Vorratsraum befindliche Kolben mit einem Anschlag seiner Kolbenstange an einem am Gehäuse, vorzugsweise abnehmbar, befestigten Gegenanschlag, vorzugsweise einem Joch, anliegt und eine in Bezug auf das Gehäuse unver¬ änderliche Relativlage einnimmt. Der RückspülVorgang wird hiebei ledig¬ lich über die Verschiebung des Siebträgerkolbens durchgeführt und es entfällt ein zusätzlicher, auf den Siebträgerkolben aufgesetzter Antrieb für die Bewegung des im Vorratsraum befindlichen Kolbens. Dies ergibt eine einfachere und billigere Bauweise.
In der Regel ist im Rahmen der Erfindung der Vorratsraum von einer axialen Bohrung des Siebträgerkanales gebildet, die bis zum einen Stirn¬ ende des Siebträgerkörpers reicht. Hiebei kann die Anordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung so getroffen sein, daß die dem Siebnest zugewendete Stirnfläche des Kolbens in seiner dem Siebnest nächsten Lage mit der Wand des, in Normalflußrichtung des Fluids gesehen, hinter dem Siebπest im Siebträgerkörper liegenden Raumes abschließt. Der Rückspülkolben schließt dann formschlüssig in Bezug auf den Hauptfließkanal auf der Sauberseite des Siebnestes (Filterträgers) ab. Im Betrieb einer solchen Vorrichtung empfiehlt es sich, den Rückspülspeicher erst unmittelbar vor dem eigentlichen Rückspülvorgang aufzufüllen. Diese vermeidet tote Räume, in denen stehende, heiße Fluidanteile längere Zeit verweilen. Dies ist insbesondere bei Kunststoffschmelzen von Bedeutung, die bei längerer stärkerer Erwärmung zum thermischen Abbau neigen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Antrieb des im Vorratsraum befindlichen Kolbens Steuerorgane zur Beein¬ flussung der Bewegung dieses Kolbens auf, z.B. ein in eine Druckmittel¬ zuleitung des zur Bewegung des Rückspülkolbens dienenden Druckmittel- zylinders eingeschaltetes Drosselrückschlagventil. Dies ermöglicht es, den Anteil der beim Auffüllen des Rückspülspeichers vom Hauptschmelzefluß abgezweigten Schmelze nach Wunsch einzustellen, ohne daß hiefür ein in den Rückspülkanal einzusetzendes, den Rückspülstrom regulierendes Drosselorgan, z.B. eine Drosseldüse, notwendig ist. Vorteilhaft ist auch, daß das im Rahmen der Erfindung zur Verwendung kommende Steuerorgan außen liegt und daher jederzeit für Einstellung, Wartung oder Ersatz leicht zugänglich ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen¬ standes schematisch dargestellt. Fig.l zeigt ein erstes Ausführungsbei- spiel im Schnitt in der Produktionsstellung. Fig.2 zeigt einen ähnlichen Schnitt, jedoch in der Rückspülstellung des Siebträgerkörpers. Die Fig.3 und 4 zeigen ähnliche Schnitte bei einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Fig.5 und 6 sind ebenfalls ähnliche Schnitte bei einem dritten Ausführungsbeispiel.
Bei. der Ausführungsform nach den Fig.l und 2 ist in einem orts¬ festen Gehäuse 1 der Filtriervorrichtung in einer eine Führung 2 bildenden Bohrung ein von einem Zylinderkörper gebildeter Siebträger- körper 3 in Richtung seiner Achse 4 verschiebbar gelagert. Im Gehäuse 1 sind ein Zuströmkanal 5 für die zu reinigende Kunststoffschmelze, die in Richtung des Pfeiles 6 zugeführt wird, sowie ein Abfuhrkanal 7 für die gereinigte Schmelze vorgesehen, weiters ein zu Rückspülzwecken benutzter Spülkanal 8. Im Normalbetrieb (Fig.l) erfolgt die Reinigung der über den Kanal 5 zugeführten Kunststoffschmelze mittels eines die Verunreini¬ gungen ausfilterndeπ Siebnestes 9, welches in bekannter Weise zumindest eine Filtrierlage 10 aufweist, die zwischen zwei Lochplatten 11,12 des Siebnestes 9 gehalten ist. Der Strom der durch das Siebnest 9 im Normal¬ betrieb strömenden Schmelze ist durch Pfeile 13 angedeutet. In der Rückspülstellung (Fig.2) steht der - in Normalbetriebs¬ stellung gesehen - vor dem Siebnest 9 liegende Raum 14 im Siebträger¬ körper 3 mit dem Spülkanal 8 in Verbindung, was durch entsprechende Ver¬ schiebung des Siebträgerkörpers 3 in Richtung seiner Achse 4 um eine genügende Strecke erzielt wird. In der Spülstellung bzw. während der gesamten Dauer des Spülvorganges sind der Zuströmkanal 5 und der Abfuhr¬ kanal 7 durch die Wand des Siebträgerkörpers 3 abgeschlossen. Die Spülung des Siebnestes 9 in zur Normalbetriebsstellung (Fig.l) umge¬ kehrter Strömungsrichtung zwecks Reinigung erfolgt durch in einem Vor¬ ratsraum 15 befindliche gereinigte Schmelze, die zuvor in Richtung der Pfeile 16 (Fig.l) in den Vorratsraum 15 eingeströmt ist. Der Vorratsraum 15 ist von einer axialen Bohrung 17 im Siebträgerkörper 3 gebildet, die durch einen Kanal 18 mit dem in der Normalbetriebsstellung hinter dem Siebnest 9 liegenden Raum 19 im Trägerkörper 3 in Verbindung steht. In diesem zylinderförmigen Vorratsraum 15 ist ein Kolben 20 abgedichtet geführt, dessen Kolbenstange 21 mit der Kolbenstange eines doppeltwirkenden Druckmittelzylinders 22, vorzugsweise eines hydraulischen Zylinders, verbunden ist, dessen Druck ittelzu- bzw. -ableituπgen mit 23,24 bezeichnet sind. Der Zylinder 22 ist mittels eines Flansches 25 am Stirnende 26 des Siebträgerkörpers 3 befestigt und mit diesem in Richtung der Achse 4 verschiebbar.
Soll das Siebnest 9 zwecks Reinigung rückgespült werden, so wird zunächst in der Normalbetriebsstellung (Fig.l) der Vαrratsraum 15 durch Zu¬ rückziehen des Kolbens 20 mit gereinigter Schmelze aus dem Raum 19 über den Kanal 18 gefüllt. Zweckmäßig erfolgt dieses Zurückziehen des Kolbens 20 langsam, um die über den Abfuhrkaπal 7 dem πachgeschalteten Extruder pro Zeiteinheit zugeführte Schmelzenmenge nicht wesentlich zu verändern. Sobald der Vorratsraum mit Schmelze gefüllt ist, wird der Siebträger- körper 3 in Richtung der Achse 4 in die Rückspülstellung (Fig.2) ge¬ schoben und dabei der Zuströmkanal 5 und der Abfuhrkanal 7 abgeschlossen. Sobald diese Stellung erreicht ist, wird der Zylinder 22 so betätigt, daß der Kolben 20 im Vorratsraum 15 vorgeschoben wird. Die im Vorratsraum 15 befindliche Schmelzenmenge wird daher durch den Kanal 18 in den Raum 19 und in zur normalen Betriebsstellung entgegengesetzter Richtung (Pfeile 27, Fig.2) durch das Siebnest 9 gedrückt, und diese Schmelze kann nicht anders aus dem Vorratsraum 15 entweichen. Die im Siebnest 9 befindlichen Verunreinigungen werden daher vom Siebnest 9 gelöst und mittels des Schmelzenstromes durch den Spülkanal 8 abgeführt. Dies kann sehr rasch und mit hohem Druck durch entsprechende Betätigung des Kolbens 20 er¬ folgen, so daß das Siebnest 9 wirksam und vollständig gereinigt wird, völlig unabhängig von den Bedingungen, welche im Abfuhrkanal 7 und den daran angeschlossenen Bauteilen (Extruderkopf od.dgl.) herrschenden Bedingungen und auch unabhängig vom Betrieb eines allfälligen parallel an den Abführkanal angeschlossenen weiteren Siebnestes. Sobald der Rückspül¬ vorgang abgeschlossen ist, wird der Siebträgerkörper 3 wieder in die Normalbetriebsstellung (Fig.l) geführt, wobei der Kolben 20 in seiner vorgeschobenen Stellung verbleibt, die zweckmäßig so gewählt ist, daß der Kolben 20 in dieser Lage am dem Siebnest 9 benachbarten Stirnende der Bohrung 17 anliegt. Dies vermeidet unnütze, im Vorratsraum 15 zurück¬ bleibende Schmelzenanteile, die durch langdauerπde Erwärmung vercracken könnten.
Die Ausführungsform nach den Fig.3 und 4 unterscheidet sich von jener nach den Fig.l und 2 im wesentlichen dadurch, daß kein eigener An- trieb (Druckmittelzylinder 22) für die Relativverschiebung des Kolbens 20 in Bezug auf den Siebträgerkörper 3 vorgesehen ist. Statt dessen ist am Gehäuse 1 ein Joch 28 abnehmbar befestigt, welches eine Öffnung 29 im Querteil 30 hat, durch die eine mit verringertem Durchmesser ausgebildete Verlängerung 31 der Kolbenstange 21 hindurchgreift und derart den Kolben 20 zentriert in Bezug auf die den Vorratsraum 15 begrenzende Bohrung 17 hält. Der Übergang zwischen der Verlängerung 31 und der Kolbenstange 21 bildet einen Anschlag 32, welcher ständig am einen Gegenanschlag bildenden Querteil 30 des Joches 28 anliegt. Der Anschlag 32 kann gege- beneπfalls an diesem Querteil 30 befestigt sein. In der in Fig.3 darge¬ stellten Normalbetriebsstellung befindet sich der Siebträgerkörper 3 in seiner vom Querteil 30 des Joches 28 am weitesten entfernten Lage. In dieser Stellung kann - wie Fig.3 zeigt - die Anordnung so getroffen sein, daß der Zuströmkanal 5 nicht mittig, sondern am Rande auf den vor dem Siebnest 9 liegenden Raum 14 trifft. Zuströmkanal 5 und Abfuhrkanal 7 für , die Schmelze liegen dann mit ihren Achsen nicht konzentrisch. Hingegen liegt in der Spülstellung (Fig.4) der Spülkaπal 8 annähernd mittig in Bezug auf den Raum 14. Beim Übergang von der Normalbetriebsstellung (Fig.3) in die Spülstellung (Fig.4) wird der Siebträgerkörper 3 in Richtung seiner Achse 4 in Richtung des Pfeiles 33 (Fig.4) verschoben. Dabei werden der Zuströmkanal 5 und der Abfuhrkanal 7 abgeschlossen und das Stirnende 26 des Siebträgerkörpers nähert sich dem Querteil 30 des Joches 28. Hiebei wird der in der Stellung nach Fig.3 nahe dem Stirnende 26 liegende Kolben 20 in den Vorratsraum 15 hineingedrückt und treibt die im Vorratsraum befindliche Schmelze in Richtung der Pfeile 27 in Spül¬ richtung durch das Siebnest 9 und in den Spülkanal 8 (Fig.4). Wenn das zu reinigende Fluid inko pressibel ist, was in der Regel der Fall ist, so muß die Relativanordπung des Zuströmkanales 5, des Spülkanales 8 und des Raumes 14 derart getroffen sein, daß der Spülkanal 8 in Verbindung mit dem Raum 14 tritt, sobald der Zuströmkanal 5 abgeschlossen ist, um einen Bruch durch Aufbau eines übermäßigen Druckes beim Spülvorgang zu ver¬ meiden. Ein am Stirnende 26 des Siebträgerkörpers 3 befestigter Ring 34 verhindert, daß der Kolben 20 aus dem Vorratsraum 15 austreten kann. Bei der Ausführungsform nach den Fig.5 und 6 ist wieder ein Druck¬ mittelzylinder 22 am Stirnende 26 des Siebträgerkörpers 3 befestigt. Es entfällt hier der Kanal 18 (Fig.1,2) und es ist der im Vorratsraum 15 befindliche Kolben 20 mit seiner dem Raum 19 zugewandten Stirnfläche 35 derart ausgebildet, daß diese Stirnfläche 35 stufenlos in die benachbarte Wand 37 des Raumes 19 in der Stellung des Kolbens 20 nach Fig.5 übergeht. Auf diese Weise ergibt sich im Hauptschmelzenfluß im Normalbetrieb (Fig.5) nicht die geringste Störung und es läßt sich der Vorratsraum 15 als mit einheitlichem Durchmesser gerade gebohrter Kanal ausführen. Die Wand 37 konvergiert zweckmäßig abstromseitig gegen den Abführkanal 7 zu, um von der verhältnismäßig großen Fläche des Siebnestes 9 auf einen geringeren Durchmesser des Abführkanales 7 überzugehen.
Der Anteil der bei der Auffüllung des vom Vorratsraum 15 gebildeten Rückspülspeichers vom Hauptschmelzefluß abgezweigten Schmelze kann über ein Drosselventil 36 eingestellt werden, welches zweckmäßig als Drossel¬ rückschlagventil ausgebildet ist. Es erlaubt eine stufenlose Einstellung des abgezeigten Rückspülstromes zur Auffüllung des Vorratsraumes 15 und damit eine optimale Anpassung an unterschiedliche Produktionsrestrik- tionen und Schmelzeviskositäten.
Auch bei der Ausführungsform nach den Fig.5 und 6 wird, bevor der Siebträgerkörper 3 in die Rückspülstellung (Fig.6) verschoben wird, der Kolben 20 aus der in Fig.5 dargestellten Stellung zurückgezogen, so daß sich der Vorratsraum 15 mit für den Spülvorgang benötigter Schmelze füllen kann. Erst dann erfolgt die Verschiebung des Siebträgerkörpers 3 in die in Fig.6 dargestellte Lage (Rückspülstellung), wonach durch Vor¬ schub des Kolbens 20 in Richtung des Pfeiles 38 (Fig.6) der Rückspülvor¬ gang beginnt. Sobald der Kolben 20 mit seiner Stirnfläche wieder bündig mit der Begrenzungsfläche des Raumes 19 abschließt, wird der Siebträger- körper 3 wieder in die in Fig.5 dargestellte normale Betriebsstellung zurückgeführt.
Bei allen Ausführungsformen lassen sich die Siebnester leicht aus¬ bauen, wenn der Siebträgerkörper 3 aus seiner ihn führenden Bohrung 2 so weit vorgeschoben wird, daß das Siebnest 9 aus dem Gehäuse 1 hervorragt und daher für den Siebwechselvorgang leicht zugänglich ist. Wie ersicht¬ lich, könnte die Verschiebung des Siebträgerkörpers 3 in die Siebwechsel¬ stellung bei den Ausführungsformen nach den Fig.l und 2 bzw. 5 und 6 so¬ wohl nach oben als auch nach unten erfolgen. Lediglich bei der Ausfüh¬ rungsform nach Fig.3 und 4 müßte zuerst das Joch 28 vom Gehäuse 1 gelöst werden, um eine entsprechend weite Verschiebung des Siebträgerkörpers 3 nach oben zuzulassen. Nach unten wäre eine Verschiebung in die Siebwech¬ selstellung problemlos möglich. Wie ersichtlich, sind bei allen Ausfüh- ruπgsfor en in allen Betriebsstellungen mit Ausnahme der Siebwechselstel¬ lung das Siebnest 9 sowie die mit ihm zusammenwirkenden Kanäle vollkommen vom Gehäuse 1 umschlossen, so daß dort kein Luftzutritt erfolgen kann. Die in der Vorrichtung fließende Schmelze ist daher gegen Luftzutritt ge¬ schützt.
Wie ersichtlich, ist die Erfindung auch auf solche Filtriervor¬ richtungen anwendbar, bei welchen in einem Siebträgerkörper 3 zwei oder gegebenenfalls sogar mehr Siebnester 9 vorgesehen sind. In gleicher Weise ist die Anwendung der Erfindung möglich auf Konstruktionen, bei welchen in einem gemeinsamen Gehäuse 1 zwei oder mehr Siebträgerkörper 3 ver¬ schiebbar gelagert sind, deren Räume 19 in einen gemeinsamen, zur ange- schlossenen Anlage führenden Abfuhrkanal 7 fördern. Diese Anlage kann ein Extruder für thermoplastisches Kunststoffmaterial sein, jedoch auch eine andersgeartete Anlage, welche gereinigtes Fluid benötigt, wenngleich sich die Erfindung in erster Linie für die Reinigung von Schmelzen aus thermo¬ plastischem Kuπststoffmaterial eignet.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1.. Filtriervorrichtung für zu reinigende Fluide, insbesondere für zu Extrudierzwecken bestimmtes thermoplastisches Kunststoffmaterial,mit einem Gehäuse (l),das eine Führung für zumindest einen Siebträgerkörper (3) aufweist, welcher zumindest ein Siebnest (9) trägt und in der Führung zwischen einer Betriebsstellung, einer Spülstellung und einer Siebwechselstellung hin- und herbewegbar ist, wobei in der Betriebsstellung der Zustromseite des Siebnestes (9) über zumindest einen Zuströmkanal (5) zu reinigendes Fluid zuführbar ist und für die Abfuhr des gereinigten Fluids nach Durchtritt durch das Siebnest (9) an der Abströmseite desselben zumindest ein Abfuhrkanal (7) vorgesehen ist, wogegen in der Spülstellung der Zuströmkanal(5) durch den Siebträgerkörper (3) abgeschlossen ist und für die Ableitung in zur Betriebsstellung entgegengesetzter Richtung durch das Siebnest (9) hindurchströmenden Fluids und der vom Siebnest (9) hiebei ge¬ lösten Verunreinigungen zumindest ein Spülkanal (8) vorgesehen ist, und wobei in der Siebwechselstellung der Siebträgerkörper (3) aus der Führung so weit vorragt, daß das Siebnest (9) für den Siebwechsel¬ vorgang zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Siebträgerkörper (3) von der Abstromseite des Siebnestes (9) ein Vorratsraum (15) oder ein zu einem solchen führender Kanal (18) abzweigt, welcher Vorratsraum (15) gereinigtes Fluid für den Spülvorgang aufnimmt, für dessen Durchdrückung beim Spülvorgang in Rückspülrichtung durch das Siebnest (9) zumindest ein in den Vorratsraum (15) eindringender Kolben (20) vorhanden ist, wobei in der Spülstellung des Siebträgerkörpers auch der Abfuhrkanal (7) durch den Siebträgerkörper (3) abgeschlossen ist.
2. Filtriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsraum (15) zur Gänze im Siebträgerkörper (3) angeordnet ist.
3. Filtriervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, daß für den Vorschub des Kolbens (20) ein eigener, von der Bewegung des Siebträgerkörpers (3) unabhängiger Antrieb vorgesehen ist, vorzugs¬ weise ein Druckmittelzylinder (22) , dessen Kolbenstange (21) mit dem im Vorratsraum (15) befindlichen Kolben (20) verbunden ist.
4. Filtriervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb, insbesondere ein doppeltwirkender Druckmittelzylinder (22), am Siebträgerkörper (3) .insbesondere am Stirnende (26) desselben, befestigt ist.
5. Filtriervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Antrieb Steuerorgaπe zur Beeinflussung der Bewegung des Kolbens (20) aufweist, vorzugsweise ein in eine Druckmittelzuleitung (23) des Druckmittelzylinders (22) eingeschaltetes Drosselrückschlagveπtil (36).
6. Filtriervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß der im Vorratsraum (15) befindliche Kolben (20) mit einem Anschlag (32) seiner Kolbenstange (21) an einem am Gehäuse (1) , vorzugsweise abnehmbar, befestigten Gegenanschlag, vorzugsweise einem Joch (28) , anliegt und eine in Bezug auf das Gehäuse (1) unveränderliche Relativlage einnimmt.
7. Filtriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Siebnest (9) zugewendete Stirnfläche (35) des
Kolbens (20) in seiner dem Siebnest (9) nächsten Lage mit der Wand (37) des, in Normalflußrichtung des Fluids gesehen, hinter dem Siebnest (9) liegenden Raumes (19) abschließt.
8. Filtriervorrichtuπg nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Wand (37) gegen die Abstromseite zu konvergiert.
9. Filtriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsraum (15) von einer axialen Bohrung (17) des Siebträgerkörpers (3) gebildet ist, die bis zum einen Stirnende (26) des Siebträgerkörpers (3) reicht.
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