DE3430992A1

DE3430992A1 - Filtervorrichtung

Info

Publication number: DE3430992A1
Application number: DE19843430992
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dipl.-Ing. 3000 Hannover Anders; Georg 3164 Equord Reisswig
Original assignee: Hermann Berstorff Maschinenbau GmbH
Current assignee: KraussMaffei Extrusion GmbH
Priority date: 1983-11-03
Filing date: 1984-08-23
Publication date: 1985-06-13
Also published as: DE3430992C2

Description

Filtervorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zum Ausfiltern von Feststoffteilchen aus thermoplastischen Massen oder zum Trennen von Flüssigkeitsfeststoffgemischen gemäß der Gattung wie beschrieben im Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.
Aus der DE-OS 24 07 663 ist eine Filtervorrichtung obiger Gattung bekannt, die einen hohlzylindrischen, rotierenden Siebkörper aufweist mit umfangsmäßig in Reihe übereinander angeordneten Filterbohrungen.
Den Filterbohrungen sind Rückspülbohrungen im, den drehenden Siebkörper umschließenden hohlzylindrischen Gehäuse zugeordnet.
Die Rückspülbohrungen werden durch ein drehbares, zylindrisches Ventil, mit darin eingebrachten Querbohrungen, der Reihe nach geöffnet, wenn die Querbohrungen in dem zylindrischen Ventil durch Weiterdrehen einen linienförmigen Kanal bilden mit der jeweiligen Rückspülbohrung.
Material aus dem Inneren des hohlzylindrischen Siebkörpers preßt dann aufgrund des Druckgefälles von etwa 250 bar vor dem Siebkörper bis 180 bar in dem Siebkörper die an der äus seren Seite des Siebzylinders anhaftenden Feststoffteilchen zurück durch die Rückspülöffnungen und den zeitweise damit in Verbindung stehenden Querbohrungen des zylindrischen Ventilkörpers ins Freie.
Eine derartige Filtereinrichtung hat sich aus folgenden Grün den nicht durchsetzen können.
Durch das Verdrehen des die Querbohrungen aufweisenden zylindrischen Ventilkörpers für die Öffnung der Rückspülkanäle gelangen kleine Feststoffteilchen in die Passung zwischen dem zylindrischen Körper und dem Gehäuse, wodurch nach sehr kurzer Zeit ein Weiterdrehen des Ventilkörpers unmöglich gemacht wird, so daß die Rückspülöffnungen nicht mehr geöffnet werden können und kein Rückspülvorgang durchgeführt werden kann. Nur durch eine Demontage der gesamten Filtereinrichtung wird die Funktionstüchtigkeit wieder hergestellt.
Ein weiterer Nachteil ist auch darin zu sehen, daß größere Feststoffteilchen leicht die Rückspülbohrungen bzw. die Querbohrungen in dem zylindrischen Ventilkörper verstopfen.
Insbesondere besteht die Gefahr, daß beim Weiterdrehen des zylindrischen Ventilkörpers dünnschichtige Festatoffteilchen teilweise mit in die Passung zwischen Gehäuse und Ventilkörper gezogen werden und dadurch sofort ein Blockieren des zylindrischen Ventilkörpers verursachen.
Insbesondere hat sich jedoch gezeigt, daß es äußerst schwierig ist, einen hohlzylindrischen Feinsiebmantel derart passgenau herzustellen, daß bei dem hohen Druck vor dem Siebkörper vermieden wird, daß ungefiltertes Material über die Wände der Aufnahmekammern in die Rückspülkanäle gelangt.
Wenn dieser Nachteil nicht verhindert wird, ist es nicht mehr möglich, im Inneren des hohlzylindrischen Siebkörpers einen ausreichenden Druck aufzubauen. der hohe Druckaufbau im Inneren des Siebkörpers ist für die Rückspülung und Säuberung der, die groben Teilchen aufnehmenden Kammern in dem äußeren Siebmantel von ausschlaggebender Bedeutung.
Wenn durch eine Leckage ein hoher Druckaufbau im Inneren des hohlzylindrischen Siebkörpers verhindert wird, ist die Rückspülung nicht mehr gewährleistet, so daß die Filtervorrichtung sich nach und nach zusetzt und nicht mehr funktionstüchtig ist.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine kontinuierlich arbeitende Filtervorrichtung gemäß obiger Gattung mit einem hohlzylindrischen, rotierenden Siebkörper und mit Rückspülöffnungen so zu verbessern, daß sie einwandfrei und ohne Störungen funktioniert. Insbesondere soll sichergestellt werden, daß der Rückspülvorgang problemlos durchgeführt werden kann, ohne daß es zu Verstopfungen der Rückspülöffnungen durch Feststoffteilchen kommen kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche niedergelegten Merkmale.
Durch ein Verschließen bzw. Öffnen der Rückspülkanäle mittels eines axial in den Kanälen bewegten Kolbens, wird wirkungsvoll vermieden, daß sich die Rückspülöffnungen durch Feststoffanteile zusetzen können.
Durch die Ausbildung der Siebtrommel des Stützsiebes und des Feinsiebmantels konisch sich verjüngend in Richtung des Schmelzeflusses wird erreicht, daß geringe Fertigungsungenauigkeiten dieser drei Teile ausgeglichen werden, d.h.
daß der Feinsiebmantel ohne jegliches Spiel an dem Stützsieb und der Siebtrommel anliegt. Es werden somit wirkungsvoll jegliche Leckagen zwischen Feinsiebmantel und dem Stützsieb bzw. der Siebtrommel vermieden, so daß ein ausreichender Rückdruck durch das bereits gefilterte Material aufgebaut werden kann. Der Rückdruck wird jeweils nur dann wirksam, wenn die in den Rückspülkanälen angeordneten, zurückgefahrenen Kolben die Rückspülkanäle öffnen. Da jeweils nur ein Rückspülkanal geöffnet wird, steht der gesamte Druck für die Rückspülung diesem Kanal zur Verfügung, so daß sehr schnell und mit hohem Druck Feststoffteilchen rückgespült werden und eine gründliche Reinigung des betroffenen Siebteiles erfolgt.
Dadurch, daß die Rückspülkanäle gemäß Anspruch 2 einen solchen Durchmesser aufweisen, daß jeweils mehrere bohrungen in dem zylindrischen Siebkörper darüber hinweggleiten, wird der Rückdruck mehrerer Bohrungen für den Rückspülvorgang genutzt für eine großflächigere Abreinigung des Feinsiebmantels. Die Feststoffe werden von der Feststoffaufnahmekammer der Rückspülkanäle aufgenommen und von Zeit zu Zeit abgelassen. Aufgrund der Aufteilung der Rückspülkanäle in eine Feststoffaufnahmekammer und in eine Kolbenkammer werden auch große Feststoffteilchen mühelos aufgegangen und abgeführt, ohne daß dadurch Verstopfungen verursacht werden.
Um auch bei sehr großen Feststoffteilen, beispielsweise Alumin iumfol ientei lchen regenerierter Kunststofftrinkbecher oder Tabletts, keine Störungen in den Rückspülöffnungen zu haben, werden die axial bewegten Verschließkolben ausgebildet, wie beschrieben in Anspruch 3, bei gleichzeitiger Härtung der eine Schneidkante bildenden Kolbenränder und der damit zusammenwirkenden Druckringe gemäß Anspruch 4.
Durch die Ausbildung der in Verschließrichtung zeigenden Kolbenspitzen, wie beschrieben in Anspruch 5, wird erreicht, daß die Kolbenspitzen beim Schließen des Rückspülkanals die Feststoffanteile soweit wieder in die Feststoffaufnahme kammer zurückdrücken, daß die scharfkantig ausgebildeten, tiefer angeordneten Kolbenränder völlig dichtend und verbleibende Feststoffanteile zerschneidend gegen die Druckringe gepreßt werden, so daß die Kolben nicht durch Feststoffteilchen zwischen ihnen und der Rückspülkanalwandung blockieren können und gleichzeitig eine sichere Abdichtung gegen Schmelzeaustritt erreicht wird.
An den Rückspülkanälen, und zwar an der Kolbenaufnahmekammer, wird in vorteilhafter Weise die Abführbohrung angeordnet, um zurückgespülte Feststoffanteile aus der Filtervorrichtung zu leiten.
Ein Ausführungsbeispiel, auf welches die Erfindung nicht be schränkt sein soll, wird in den Zeichnungen wiedergegeben.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Filtervorrichtung.
Fig. 2 einen Schnitt gemäß II-II in Fig. 1.
In einem Gehäuse 1 ist ein drehbar und antreibbar gestalteter hohlzylindrischer Siebkörper 2 angeordnet, Körper 2 wird über ein Stirnrad 3 angetrieben.
Siebkörper 2 besteht aus drei Teilen, dem Innenmantel 5 mit einer Vielzahl kleiner Bohrungen 4, einem Stützsieb 22, einem mittleren Feinsiebmantel 6 und dem äußeren Mantel 7 mit darin eingebrachten Kammern 8.
An der, der Materialeinspeiseseite gegenüberliegenden Seite der Vorrichtung sind die Rückspülkanäle 9 in einem Gehäuse 10 angeordnet.
Rückspülkanäle 9 setzen sich aus einer Feststoffaufnahmekammer 9a und einer Kolbenaufnahmekammer 9b zusammen.
In den Kolbenaufnahmekammern 9b gleiten Kolben 11 mit darauf angeordneten Kolbenringen 12 als Abdichtung.
Die Spitze der Kolben ist mit einem zylinderförmigen Teil 13 und einer darauf in Schließrichtung zeigenden Kegelspitze 14 ausgebildet.
Das zylinderförmige Teil 13 weist scharfe, gehärtete Kanten 15 auf, die gegen den gehärteten Druckring 16 preßbar sind, so daß evtl. zwischen beiden Teilen sich befindende Feststoffteile beim Hochfahren der Kolben 11 abgeschnitten werden.
Kolben 11 können soweit zurückgefahren werden, daß ein Abführkanal 17 frei wird, durch den die gesammelten Feststoffteile ins Freie gepreßt werden. Durch die strichpunktiert gezeichnete Linie 18 wird diese Kolbenposition angedeutet.
Das mit Feststoffanteilen, beispielsweise Aluminiumfolienschnitzel, versetzte und zerkleinerte thermoplastische Kunststoffmaterial, welches zurückgewonnen werden soll, wird in einem der Filtervorrichtung vorgeschalteten Extruder aufgeschmolzen, gelangt dann durch den Zuführkanal 19 in die Filtervorrichtung.
Das gefilterte, thermoplastische Material fließt durch den Siebkörper 2 dem Auslaßkanal 20 zu und wird anschließend einem nicht gezeigten Granulator zugeführt.
Jeweils die Kammern 8, die durch die Drehung des Siebkörpers 2 vor die in Reihe unter- oder nebeneinander angeordneten Rückspülkanäle 9 gelangen, werden, nachdem Kolben 11 durch Zurückfahren Abführkanal 17 geöffnet hat, durch den Material druck in dem Siebkörper 2 in die Feststoffaufnahmekammer 9a gedrückt und gelangen ins Freie.
Durch die konische, in Schmelzefließrichtung sich verjüngende Ausbildung des Siebkörperinnenmantels 5, des Stützsiebes 22, des Feinsiebmantels 6 und des äußeren Mantel 7 ergeben sich folgende Vorteile. Siebkörper 2 selbst ist insgesamt zylinderförmig, so daß eine leichte Drehbarkeit zwecks Drehung der Kammern 8 vor die Rückspülkanäle durchführbar ist, ohne daß Verkantungen des Siebkörpers befürchtet werden müs sen.
Durch die konisch sich verjüngende Ausbildung des Stützsiebes 22 und des Feinsiebmantels 6 ist eine leichte Lösung des von Zeit zu Zeit auszuwechselnden Feinsiebmantels 6 von dem Stützsieb 22 gewährleistet.
Insbesondere wird erreicht, daß der Schmelzefluß auf den Feinsiebmantel 6 einen leichten, in Richtung des Schmelzeflusses gerichteten Druck ausübt, wodurch sichergestellt wird, daß der Feinsiebmantel 6 sehr passgenau an das Stützsieb 22 anliegt. Dadurch werden Druckverluste verursachende Leckagen zwischen Feinsiebmantel 6 und Stützsieb 22 wirkungs voll vermieden.
Bezugszeichenliste: 1 = Gehäuse 2 = Siebkörper 3 = Stirnrad 4 = Innenbohrungen 5 = Siebkörperinnenmantel 6 = Feinsiebmantel 7 = äußerer Mantel 8 = Kammern 9 = Rückspülkanäle 9a = Feststoffaufnahmekammer 9b = Kolbenaufnahmekammer 10 = Gehäuse 11 = Kolben 12 = Kolbenringe 13 = zylinderförmiges Teil 14 = Kegelspitze 15 = Kanten (Kolbenränder) 16 = Druckringe 17 = Kanal 18 = Kolbenposition 19 = Einlaßöffnung 20 = Auslaßöffnung 21 = radialer Querschnitt 22 = Stützsieb

Claims

Patentansprüche: 1. Filtervorrichtung für mit Feststoffteilchen vermischte thermoplastische Formmassen oder Flüssigkeitsfeststoffgemische mit einem hohizylindrischen, rotierenden Siebkörper, bestehend aus einer Siebtrommel mit darauf angeordnetem Stützsieb, einem Feinsiebmantel und einem Kammern aufweisenden äußeren Mantel, mit Rückspülkanälen in dem, den Siebkörper umgebenden Gehäuse zur Entfernung von Feststoffteilchen aus den, in dem äußeren Mantel eingebrachten Kammern durch einen, in dem Inneren des Siebkörpers aufgrund eines Druckgefälles erzeugten, auf die Rückspülkanäle wirkenden Materialgegendruck, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückspülkanäle (9) durch axial in den Kanälen (9) bewegte Kolben (li) verschließbar ausgebildet sind, daß der Siebkörper (2) zylinderförmig ausgebildet ist, und daß das in dem Siebkörper sich befindende Stütz- sieb (22) und der Feinsiebmantel (6) sich in Schmelzflußrichtung konisch verjüngend ausgebildet sind.
2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Querschnitt (21) der Rückspülkanäle (9) jeweils mehrere Bohrungen (4) des hohizylindrischen Siebkörpers (5) erfaßt.
3. Filtervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückspülkanäle (9) aufgeteilt sind in eine Feststoffaufnahmekammer (9a) und in eine Kolbenaufnahmekammer (9b).
4. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den an der Verschlußseite scharfkantig ausgebildeten Rändern (15) der Kolben (11) konisch sich verjüngende und mit den Kolbenrändern (15) abdichtend zusammenwirkende Druckringe (16) zugeordnet sind.
5. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die scharfkantigen Kolbenräder (15) und die konisch gestalteten Druckringe (16) gehärtet ausgebildet sind.
6. Filtervorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Verschließrichtung die Kolbenspitzen mit einem zylindrischen, im Durchmesser geringer als der Kolbendurchmesser bemessenen Teil (13) ausgebildet sind, und daß sich in Verschließrichtung an das zylindrische Teil (13) ein kegelförmiges, mit der Spitze in Verschließrichtung zeigendes Teil (14) anschließt.
7. Filtervorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückspülkanäle (9) eine seitliche Abführbohrung (17) für die Feststoffteilchen aufweisen.