Verfahren zum Filtrieren eines Fluids sowie Vorrichtung und Filtereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung betrifft ein erstes Verfahren zum Fil¬ trieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren einer polyme- ren Schmelze, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentan¬ spruchs I7 ein zweites Verfahren zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren einer polymeren Schmelze, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 2, eine Vorrich¬ tung zur Durchführung dieses Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 8 sowie eine Filtereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbe¬ griffs des Patentanspruchs 25.
Um Fluide, insbesondere polymere Schmelzen, zu verarbeiten, ist es bekannt, diese Fluide bzw. polymeren Schmelzen zu filtrieren. Hierbei wird ein unter Druck stehender Strom des Fluids kontinu¬ ierlich durch ein Filter geführt, so daß dementsprechend das so filtrierte Fluid einem Werkzeug zugeführt werden kann. Beispiel¬ haft wird hier nur aus dem umfangreichen Stand der Technik auf die DE 44 08 803, DE 196 12 790 und DE 195 19 519 verwiesen, die, wie die vorliegende Anmeldung, vorzugsweise die Filtration von polymeren Schmelzen beschreiben.
Bei den bekannten Verfahren steigt mit zunehmenden Verschmut¬ zungsgrad des Filters der stromauf des Filters herrschende Druck ständig an, so daß bei Erreichen eines üblicherweise nicht ge¬ messenen Druckgrenzwertes ein kontinuierlicher oder diskontinu¬ ierlich durchgeführter Filterwechsel stattfinden muß. Dieser Filterwechsel wird in der Regel nach empirisch ermittelten Zeit¬ abläufen durchgeführt, wobei bei dem kontinuierlichen Filter¬ wechsel der Filtrationsprozeß nicht unterbrochen wird, während
beim diskontinuierlichen Filterwechsel hier eine Unterbrechung und ein Austausch bzw. eine Reinigung des Filters erfolgt.
Die zuvor bekannten Verfahren weisen den Nachteil auf, daß das jeweils zu filtrierende Fluid, einer zyklischen Druckschwankung unterliegt, die sich aus einem ersten, druckerhöhenden Teil- zyklus, hervorgerufen durch die zunehmende Verschmutzung des Filters, ggf. einem zweiten, in der Regel recht kurz ablaufenden den Druck weiter erhöhenden Teilzyklus, verursacht durch die Auswechslung bzw. die Reinigung des Filters, und einem dritten Teilzyklus zusammensetzt, wobei zu Beginn dieses dritten Teil- zyklusses ein Druckniveau stromauf des Filters erreicht wird, das dem anfänglichen Druckniveau des ersten Teilzyklusses ent¬ spricht. Dieses anfängliche Druckniveau des dritten Teilzyklus¬ ses kommt dadurch zustande, daß ein frisches, d.h. unbeladenes Filter aufgrund der Reinigung der Filter oder des Austausches desselben dann wieder für die weitere Filtration zur Verfügung steht, wobei dieses unbeladene Filter bei der Durchführung des weiteren Filtrierprozesses wieder erneut mit Schmutz beladen wird, wie dies zuvor für den ersten Teilzyklus beschrieben ist.
Die zuvor beschriebenen, zyklisch ablaufenden Druckschwankungen stromauf des Filters können, abhängig von dem jeweils zu fil¬ trierenden Fluid und insbesondere abhängig von der jeweils zu filtrierenden polymeren Schmelze zu unerwünschten Veränderungen des zu filtrierenden Systems führen. So können insbesondere bei empfindlichen polymeren Schmelzen, d.h. von solchen Schmelzen, die abhängig von dem jeweils herrschenden Druck ihre chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften ändern, unerwünschte Fehl- produktionen auftreten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein er¬ stes Verfahren, ein zweites Verfahren, eine Vorrichtung sowie eine Filtereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Ver¬ fügung zu stellen, die ein besonders schonendes Filtrieren eines
Fluids, insbesondere ein besonders schonendes Filtrieren einer polymeren Schmelze, ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein erstes Verfahren mit den kennzeich¬ nenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein zweites Ver¬ fahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 2, durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa¬ tentanspruchs 8 sowie durch eine Filtereinrichtung mit den kenn¬ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 25 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Filtrieren eines Fluids, ins¬ besondere zum Filtrieren einer polymeren Schmelze, sieht vor, daß ein unter Druck stehender Strom des Fluids kontinuierlich durch mindestens ein Filter geführt und hiernach das so fil¬ trierte Fluid einem Werkzeug zugeführt wird, wie dies auch beim eingangs aufgeführten Stand der Technik ebenfalls der Fall ist. Abweichend zu diesem Stand der Technik wird jedoch bei dem er¬ findungsgemäßen ersten Verfahren der Strom des zu filtrierenden und/oder der Strom des filtrierten Fluids gedrosselt, wobei min¬ destens ein Ist-Wert eines Arbeitsparameters des Fluids gemessen wird. Desweiteren wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Ist-Wert mit einem vorgebbaren, d.h. somit einstellbaren, Soll- Wert verglichen, so daß in Abhängigkeit von wenigstens einer Ist-Soll-Wert-Abweichung wenigstens eine Stellgröße erzeugt wird. Abhängig von dieser Stellgröße wird dann bei dem erfin¬ dungsgemäßen Verfahren der Grad der Drosselung verändert. Mit anderen Worten basiert somit das erfindungsgemäße erste Verfah¬ ren darauf, daß einerseits im Fluidstrom mindestens eine Drossel angeordnet ist, die wahlweise stromauf des Filters, stromab des Filters oder stromauf und stromab des Filters im Fluidstrom po¬ sitioniert wird und andererseits der Grad der Drosselung gesteu¬ ert wird, wobei für diese Steuerung der Ist-Wert eines Arbeits¬ parameters des Fluids gemessen und dieser gemessene Ist-Wert des Fluids mit einem vorgebbaren Soll-Wert verglichen wird, so daß dann bei einer Ist-Soll-Wert-Abweichung die für die Steuerung
erforderliche Stellgröße erzeugt wird, durch die der Öffnungs- grad der Drossel verändert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf. So ist zunächst festzuhalten, daß durch das erfindungsge¬ mäße Verfahren der Zeitpunkt des Filterwechsels nicht etwa, wie beim bekannten Verfahren, empirisch festgelegt wird, sondern dieser Zeitpunkt exakt aufgrund erfaßter Meßwerte bestimmt wird. Hierdurch wird es möglich, daß eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführte Filtrierung des Fluids besonders repro¬ duzierbar gestaltet wird, so daß dementsprechend die erfindungs- gemäße Vorrichtung mit einem reduzierten Personalaufwand betrie¬ ben werden können, ohne daß unerwünschte Stillstandszeiten auf¬ treten. Bedingt dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich zu dem mindestens einen Filter, das im Laufe der Be¬ nutzung zunehmend mit Schmutz beladen wird, wodurch sich der Druck stromauf des Filters in dem zu filtrierenden Fluid ändert, noch eine ebenfalls einen Gegendruck erzeugende Drossel vorhan¬ den ist, deren Öffnungsgrad und somit auch deren Gegendruck ver¬ änderbar und insbesondere anpaßbar ist, läßt sich bei dem erfin¬ dungsgemäßen Verfahren der in Folge der zunehmenden Filterver¬ schmutzung bewirkte steigende Druck stromauf des Filters durch eine Erhöhung des Öffnungsgrades der Drossel kompensieren, so daß das erfindungsgemäße Verfahren eine druckkonstante Filtra¬ tion des Fluids unter Beibehaltung eines gleichbleibenden Men¬ genstromes an filtriertem Fluid pro Zeiteinheit zum Werkzeug und/oder unter Beibehaltung einer konstanten Temperatur und/oder einer konstanten Viskosität ermöglichen. Hierbei erlaubt insbe¬ sondere das erfindungsgemäße Verfahren, daß diese Druckkonstanz stromauf der Filter herrscht, wodurch vorzugsweise bei druckemp¬ findlichen polymeren Schmelzen unerwünschte chemische und/oder physikalische Eigenschaftsveränderungen der polymeren Schmelze vermieden werden. Diese Druckkonstanz, die insbesondere stromauf des Filters bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorhanden ist, schont desweiteren die dort positionierte Einrichtung zur Erzeu¬ gung des unter Druck stehenden Stromes des Fluids, wobei es sich
hierbei vorzugsweise um einen Extruder, eine entsprechende Pumpe oder um einen unter Druck stehenden Fluidvorrat handelt. Deswei¬ teren bewirkt die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgese¬ hene Druckkonstanz, daß die oftmals in dem zu filtrierenden Fluid enthaltenen Gase, die vor dem Filtrationsprozeß zu entfer¬ nen sind, an ein und derselben Stelle stromauf des Filters abge¬ lassen werden können, was bei den bekannten Verfahren wegen der zuvor beschriebenen Druckzyklen nicht der Fall ist. Hierdurch wird das zu filtrierende Fluid, bei dem es sich vorzugsweise um eine polymere Schmelze handelt, optimal entgast, was einen er¬ heblichen positiven Einfluß auf die Qualität des durch das Werk¬ zeug erzeugten Werkstückes hat, so daß durch Anwendung des er¬ findungsgemäßen Verfahrens nicht nur verbesserte Werkstücke (Ex- trudate) hergestellt werden können sondern auch die Quote an fehlerhaften Werkstücken verringert wird.
Klarstellend ist anzumerken, daß der in der vorliegenden Anmel¬ dung verwendete Begriff Fluid insbesondere eine polymere Schmelze abdeckt, wobei bevorzugte Beispiele für eine derartige polymere Schmelze die Kunststoffe Polypropylen, Polyethylen, Hochdruckpolypropylen, Niederdruckpolyethylen, lineares Nieder- druckpolyethylen, Polystyrol, Polyamid, Alkyl-Butadien-Styrol (ABS) , Polyester, Polyoxymethylen (POM) , Polyacrylate, insbeson¬ dere Polymethylmethacrylate (PMMA) und Polyvinylchlorid umfaßt. Desweiteren ist klarstellend anzumerken, daß alle im Singular verwendeten Begriffe, so zum Beispiel das "Filter", in der vor¬ liegenden Anmeldung nicht nur den einen Begriff, so zum Beispiel ein einziges Filter, umfaßt, sondern daß hierunter auch eine be¬ liebige Anzahl dieser Begriffe, so zum Beispiel eine beliebige Anzahl von Filtern, fällt. Weiterhin ist festzuhalten, daß alle Begriffe, die mit "und/oder" verknüpft sind sowohl additiv als auch alternativ aufzufassen sind, wobei diese Aussage auch dann gilt, wenn bei einer Aufzählung von mehr als zwei Begriffen nur die beiden letzten Begriffe mit "und/oder" verbunden sind, so daß bei dieser Art der Aufzählung alle Begriffe oder nur ein Teil der Begriffe additiv oder alternativ miteinander verknüpft
sind. Die Begriffe stromauf und stromab beziehen sich stets auf die Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids.
Ein grundsätzlich zweites erfindungsgemäßes Verfahren zum Fil¬ trieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren einer polyme- ren Schmelze, sieht vor, daß ein unter Druck stehender Strom des Fluids kontinuierlich durch mindestens ein Filter geführt und hiernach das so filtrierte Fluid einem Werkzeug zugeführt wird. Ebenso wie bei dem zuvor beschriebenen ersten erfindungsgemäßen Verfahren wird bei dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren der Strom des zu filtrierenden und/oder des filtrierten Fluids ge¬ drosselt, wobei jedoch bei dem zweiten erfindungsgemäßen Verfah¬ ren der Ist-Wert des Grades der Drosselung auf einen vorgegebe¬ nen Wert eingestellt wird. Desweiteren wird bei diesem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren ein Ist-Wert eines Arbeitsparameters des Fluids gemessen und der Ist-Wert des Grades der Drosselung so lange verändert, bis der zuvor genannte Ist-Wert des Arbeits- Parameters des Fluids einen eingebbaren und konstanten Soll-Wert einnimmt. Dieses zweite erfindungsgemäße Verfahren erfüllt ebenso wie das erste erfindungsgemäße Verfahren die vorstehend aufgeführte Aufgabe und besitzt all die Vorteile, wie sie be¬ reits vorstehend für das erste erfindungsgemäße Verfahren be¬ schrieben sind. Dieses zweite erfindungsgemäße Verfahren unter¬ scheidet sich von dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren, daß hierbei der Grad der Drossel vorgegeben wird, daß ein Ist-Wert eines Parameters des Fluids gemessen wird und daß der Ist-Wert des Grades der Drosselung so lange verändert wird, bis der Ist- Wert des Arbeitsparameters des Fluids einen eingebbaren und kon¬ stanten Soll-Wert einnimmt, so daß auch diese zweite Ausfüh¬ rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine reproduzierbare und druckkonstante Filtration des Fluids ermöglicht.
Mit anderen Worten stellt man bei dem zuvor beschriebenen zwei¬ ten erfindungsgemäßen Verfahren den Grad der Drosselung ein und verändert diesen so lange, bis der Ist-Wert des Arbeitsparame¬ ters einen konstanten, eingebbaren Soll-Wert einnimmt, wobei
diese Abstimmung im Laufe des Filtrationsprozesses und mit zu¬ nehmender Verschmutzung des Filters ständig wiederholt und ent¬ sprechend angepaßt wird.
Bezüglich des Ist-Wertes des Arbeitsparameters des Fluids, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu messen ist, ist allgemein festzuhalten, daß hierfür jede Meßmethode und damit jeder Me߬ wert geeignet ist, der sich bei einer Änderung des Verschmut¬ zungsgrades des Filters ebenfalls ändert. Insbesondere wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Ist-Wert des Arbeitsparame¬ ters des Fluids der Druck, die Durchflußmenge, die Durchflußge¬ schwindigkeit, die Temperatur und/oder die Viskosität des zu filtrierenden Fluids und/oder des filtrierten Fluids gemessen.
Wie bereits eingangs beim erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt ist, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Strom des Fluids abhängig vom Verschmutzungsgrad des Filters und/oder der Anzahl der für die Filtration zur Verfügung stehenden Filter ge¬ drosselt, wobei der Grad, d.h. die Größe, dieser Drossel - all¬ gemein gesprochen - davon abhängt, wie sich der gemessene Ist- Wert eines Arbeitsparameters des Fluids mit Hinblick auf einen einstellbaren Soll-Wert des Fluids ändert.
Soll nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein stark verschmutz¬ tes Fluid, so beispielsweise eine polymere Schmelze eines Recyc¬ ling-Materials, filtriert werden, so bietet es sich an, daß hierbei eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens angewendet wird, bei der der Strom des filtrierten Fluids ge¬ drosselt wird. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens hat den Vorteil, daß die Drossel, die hierbei dann stromab des Filters angeordnet ist, nicht so leicht verschmutzt werden kann, da das diesbezügliche Drosselelement nur mit fil¬ triertem Fluid in Kontakt kommt.
Ist hingegen das zu filtrierende Fluid nur gering verschmutzt, sieht eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
vor, daß die Drossel stromauf des Filters angeordnet wird, so daß dementsprechend der Strom des zu filtrierenden Fluids ge¬ drosselt wird.
Eine besonders geeignete und störungsfrei durchzuführende Aus¬ führungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß bei dieser Ausführungsform der Druck des zu filtrierenden Fluids als Ist-Wert des Arbeitsparameters des Fluids gemessen wird, so daß bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckwertes, der im vorste¬ henden Sinne als Soll-Wert bezeichnet ist, der Grad der Drosse¬ lung verringert wird und daß bei Unterschreiten eines vorgegebe¬ nen Druckwertes der Grad der Drosselung erhöht wird. Mit anderen Worten wird somit bei dieser bevorzugten Ausführungsform abhän¬ gig von dem stromauf des Filters herrschenden Druck der Grad der Drosselung derart verändert, daß zu Beginn der Filtration, bei dem ein mit Schmutz nicht beladenes oder nur gering beladenes Filter vorliegt und dementsprechend der Druck einen relativ niedrigen Wert einnimmt, eine hohe Drosselung erfolgt. Mit zu¬ nehmender Verschmutzung des Filters, was zu einer Druckerhöhung stromauf des Filters führt, wird der Grad der Drosselung verrin¬ gert, was nichts anderes bedeutet, daß die Drossel weiter öffnet und sich der Druck absenkt und auf einen konstanten Druck gehal¬ ten wird. Im Endzustand dieser Arbeitsweise, bei dem das Filter erheblich verschmutzt ist und ein Austausch oder eine Reinigung des Filters erforderlich wird, ist der Grad der Drosselung dann so weit verringert, daß die Drossel nahezu keinen oder keinen Einfluß auf den Fluidstrom mehr hat. Wenn hiernach dann ein mit Schmutz unbeladenes Filters wieder zur Verfügung steht, wird der Grad der Drosselung erhöht, so daß zu diesem Zeitpunkt stromauf des Filters wieder der, über den gesamten Zyklus herrschende konstante Anfangsdruck ansteht. Durch Abstimmung des sich än¬ dernden Verschmutzungsgrades des Filters und des Öffnungsgrades der Drossel wird somit besonders einfach und vorteilhaft bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens er¬ reicht, daß stets stromauf des Filters ein konstanter, nur in¬ nerhalb geringer Druckschwankungen variierender Druckwert an-
liegt. Gleichzeitig wird dabei sichergestellt, daß das stromab des Filters angeordnete Werkzeug mit einem zeitlich gleichblei¬ benden Volumen- oder Mengenstrom des filtrierten Fluids versorgt wird.
Bei einer anderen Weiterbildung der zuvor beschriebenen speziel¬ len Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nicht nur der Druck des Fluids stromauf des Filters sondern auch des- weiteren der Druck des Fluids stromab der Drosselung gemessen, wobei bei Überschreiten eines vorgegebenen Differenzdruckes dann zusätzlich ein Signal für die Durchführung eines Filterwechsels erzeugt wird. Hierbei kann dieser Filterwechsel, der gleichbe¬ deutend für einen echten Austausch des Filters oder für eine Reinigung des Filters steht, entweder manuell oder automatisch durchgeführt werden, wobei im ersten Fall dann vorzugsweise ein optisches oder akustisches Signal die Notwendigkeit eines der¬ artigen Filterwechsels anzeigt. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß hierdurch nicht nur die zuvor beschriebene druckkon¬ stante Filtration ermöglicht wird sondern gleichzeitig noch an¬ gezeigt wird, wann ein manueller oder automatischer Filterwech¬ sel erforderlich wird. Durch Anwendung dieser speziellen Ausfüh¬ rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich somit er¬ hebliche Personalkapazitäten einsparen und den Zeitpunkt des Filterwechsels exakt quantifizieren.
Die vorliegende Erfindung betrifft desweiteren eine Vorrichtung zur Durchführung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens .
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Einrichtung, insbe¬ sondere einen Extruder, zur Erzeugung eines kontinuierlichen Stromes eines unter Druck stehenden Fluids, insbesondere einer polymeren Schmelze, auf. Hieran schließt sich in Strömungsrich¬ tung des zu filtrierenden Fluids gesehen eine Filtereinrichtung an, die mindestens ein Filter zum Filtrieren des Fluids auf-
weist, so daß durch diese Filtereinrichtung das Fluid filtriert wird. Auf diese Filtereinrichtung folgt bei der erfindungsgemä¬ ßen Vorrichtung mindestens ein Werkzeug. Desweiteren ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dem Bereich stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung eine Erfassungseinrichtung für den Ist-Wert eines Arbeitsparameters des Fluids zugeordnet, wobei stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung ferner im Strom des Fluids eine Drossel vorgesehen ist. Die Erfassungseinrich¬ tung erzeugt bei einer Abweichung des Ist-Wertes des Arbeits- Parameters des Fluids von einem vorgebbaren, d.h. einstellbaren, Soll-Wert des Arbeitsparameters des Fluids eine Stellgröße zur Veränderung des Öffnungsgrades der Drossel, derart, daß mit zu¬ nehmender Verschmutzung des mindestens einen Filters der Öff¬ nungsgrad der Drossel kontinuierlich vergrößert wird. Mit ande¬ ren Worten unterscheidet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung im Wesentlichen dahingehend von den bekannten Vorrichtungen, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Drossel im Strömungs- weg des Fluids angeordnet ist, deren Öffnungsgrad abhängig von einem erfaßten und mit einem vorgegebenen Wert des Fluids ver¬ glichenen Wert derart variiert wird, daß mit zunehmender Ver¬ schmutzung des Filters der Öffnungsgrad der Drossel vergrößert wird, während zu Beginn der Filtration, d.h. zu einem Zeitpunkt, an dem das Filter noch nicht verschmutzt ist, der Öffnungsgrad der Drossel gering ist, so daß dementsprechend diese Drossel dem Fluidstrom einen entsprechenden Widerstand entgegensetzt. Selbstverständlich stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung dabei sicher, daß über den gesamten Zeitraum unabhängig vom Verschmut¬ zungsgrad des Filters und dem Öffnungsgrad der Drossel eine pro Zeiteinheit konstante Fluidmenge dem stromab der Filtereinrich¬ tung vorgesehenen Werkzeug zugeführt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist all die Vorteile auf, die vorstehend für das erfindungsgemäße Verfahren aufgeführt sind. So ist auch hier festzuhalten, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Zeitpunkt des Filterwechsels nicht etwa, wie bei den bekannten Vorrichtungen, empirisch festgelegt wird, sondern
daß dieser Zeitpunkt exakt aufgrund erfaßter Meßwerte bestimmt wird. Hierdurch wird nicht nur die mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchzuführende Filtrierung des Fluids besonders re¬ produzierbar gestaltet, sondern die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch mit einem reduzierten Personalaufwand betrieben wer¬ den, ohne daß unerwünschte Stillstandszeiten oder Unterbrechun¬ gen auftreten. Bedingt dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zusätzlich zu dem Filter, das im Laufe der Benutzung zunehmend mit Schmutz beladen wird, wodurch sich der Druck stromauf des Filters in dem zu filtrierenden Fluid ändert, noch eine ebenfalls, einen Gegendruck erzeugende Drossel vorhanden ist, deren Öffnungsgrad und somit auch deren Gegendruck verän¬ derbar und insbesondere anpaßbar ist, läßt sich bei der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung der steigende Druck stromauf des Fil¬ ters durch Erhöhung des Öffnungsgrades der Drossel kompensieren, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung eine druckkonstante Fil¬ tration des Fluids unter Beibehaltung eines gleichbleibenden Vo¬ lumenstromes an filtriertem Fluid pro Zeiteinheit zum Werkzeug ermöglicht. Hierbei erlaubt insbesondere die erfindungsgemäße Vorrichtung, daß diese Druckkonstanz stromauf der Filter herrscht, wodurch vorzugsweise bei druckempfindlichen polymeren Schmelzen unerwünschte chemische und/oder physikalische Eigen¬ schaftsveränderungen der polymeren Schmelze vermieden werden. Diese Druckkonstanz, die vorzugsweise stromauf des Filters bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorhanden ist, schont deswei¬ teren die dort positionierten Einrichtungen zur Erzeugung des unter Druck stehenden Stromes des Fluids, wobei es sich hierbei insbesondere um einen Extruder, eine entsprechende Pumpe oder um einen unter Druck stehenden Fluidvorrat handelt. Desweiteren be¬ wirkt die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorhandene Druckkonstanz, daß oftmals in dem zu filtrierenden Fluid enthal¬ tenen Gase, die vor dem Filtrationsprozeß zu entfernen sind, an ein und derselben Stelle stromauf des Filters abgelassen werden können, was bei den bekannten Vorrichtungen wegen der zuvor be¬ schriebenen Druckzyklen nicht oder nur sehr aufwendig der Fall ist. Hierdurch wird das zu filtrierende Fluid, bei dem es sich
vorzugsweise um eine polymere Schmelze handelt, optimal entgast, was einen erheblichen positiven Einfluß auf die Qualität des durch das Werkzeug erzeugten Werkstückes hat, so daß durch die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur verbesserte Werkstücke hergestellt werden können sondern auch die Quote an fehlerhaften Werkstücken verringert wird.
Wie bereits vorstehend beim erfindungsgemäßen Verfahren darge¬ legt, ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Erfassungs- einrichtung derart ausgebildet, daß die Erfassungseinrichtung als Ist-Wert des Arbeitsparameters des Fluids einen solchen Me߬ wert erfaßt, der sich bei einer Änderung des Verschmutzungsgra¬ des des Filters ebenfalls ändert. Insbesondere wird die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Erfassungseinrichtung derart ausgebildet, daß sie als Ist-Wert des Arbeitsparameters des Fluids den Druck, die Durchflußmenge, die Durchflußgeschwin¬ digkeit, die Temperatur und/oder die Viskosität des Fluids er¬ faßt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung sieht vor, daß die Erfassungseinrichtung jeweils einen Druckmeßfühler zur Erfassung des Fluiddruckes stromauf oder stromab oder stromauf und stromab der Filtereinrichtung auf¬ weist, wobei in den zuerst genannten beiden Fällen, bei denen der Fluiddruck stromauf oder stromab der Filtereinrichtung er¬ faßt wird, ein Druck und im letzten Fall (stromauf und stromab) ein Differenzdruck gemessen wird. Desweiteren ist die Erfas¬ sungseinrichtung so ausgestaltet, daß der so als Arbeitsparame¬ ter des Fluids erfaßte Druck-Ist-Wert oder der Differenzdruck- Ist-Wert mit dem vorgebbaren, d.h. einstellbaren, Druck-Soll- Wert bzw. Differenzdruck-Soll-Wert verglichen wird und daß so¬ bald der Ist-Wert den Soll-Wert übersteigt, eine Stellgröße er¬ zeugt wird, die eine Vergrößerung des Öffnungsgrades der Drossel bewirkt. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist den entscheidenden Vorteil auf, daß hierdurch in besonders einfacher und reproduzierbarer Weise insbesondere der Druck
stromauf der Filtereinrichtung konstant gehalten werden kann, wobei als zusätzlicher Vorteil dieser Ausführungsform der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung festzuhalten ist, daß die hier vorgese¬ henen Druckmeßfühler preiswert sind und sich durch eine war¬ tungsarme und störunanfällige Betriebsweise auszeichnen.
Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine solche Erfassungseinrichtung auf, die mit mindestens einen Temperaturmeßfühler zur Erfassung der Fluidtemperatur stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung oder zur Erfas¬ sung einer Differenztemperatur versehen ist. Der hierdurch er¬ faßte Temperatur-Ist-Wert des Fluids bzw. der Differenztempera¬ tur-Ist-Wert wird in der Erfassungseinrichtung mit dem vorgebba¬ ren Temperatur-Soll-Wert bzw. vorgebbaren Differenztemperatur- Soll-Wert verglichen, so daß sobald der Ist-Wert den Soll-Wert überschreitet, eine Stellgröße von der Erfassungseinrichtung er¬ zeugt wird, die eine Vergrößerung des Öffnungsgrades der Drossel bewirkt. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird bevorzugt dann angewandt, wenn mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine dünnflüssige polymere Schmelze filtriert werden soll.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß hierbei die Drossel stromauf der Fil¬ tereinrichtung angeordnet ist. Diese Ausführungsform wird immer dann bevorzugt angewendet, wenn das zu filtrierende Fluid nur einen relativ geringen Verschmutzungsgrad aufweist, so daß hier¬ bei nicht die Gefahr besteht, daß die Funktionsfähigkeit der Drossel durch abgelagerte Schmutzpartikel beeinträchtigt wird.
Bei einer Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Drossel, die stromauf der Filtereinrichtung angeordnet ist, ein Ventil zugeordnet oder dieses Ventil ist einstückig mit der Drossel ausgebildet, wobei dieses Ventil in seiner geöffneten Stellung einen Fluidstrom zur Atmosphäre hin ableitet. Diese Ausführungsform der erfindungsge-
mäßen Vorrichtung wird immer dann bevorzugt verwendet, wenn das jeweils zu filtrierende Fluid, insbesondere die zu filtrierende polymere Schmelze, dazu neigt, schon bei kurzen Stillstandszei¬ ten partikelförmige Agglomerate auszubilden. Diese partikelför¬ migen Agglomerate können dann mittels des Ventils zu Beginn der Filtration aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgeführt wer¬ den, so daß diese Agglomerate nicht schon zu Beginn der Filtra¬ tion das Filter verschmutzen.
Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß hierbei die Drossel stromab der Filtereinrichtung angeordnet ist. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung wird immer dann angewandt, wenn das zu filtrierende Fluid stark verschmutzt ist, wobei der Vorteil einer derartigen Anordnung der Drossel darin zu sehen ist, daß die stromab der Filtereinrichtung vorgesehene Drossel nicht in Kontakt mit ver¬ schmutztem Fluid gelangt. Desweiteren zeichnet sich diese Aus¬ führungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch eine hohe Betriebssicherheit aus, so daß sie vorzugsweise auch zur Filtra¬ tion von polymeren Recyclingmaterialschmelzen eingesetzt wird.
Eine besonders feine Abstimmung des Grades der Drosselung des Fluidstromes wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch erreicht, daß stromauf und stromab der Filtereinrichtung jeweils eine Drossel vorgesehen ist. Insbesondere dann, wenn die strom¬ auf der Filtereinrichtung angeordnete Drossel mit den zuvor be¬ schriebenen Ventil versehen ist oder dieser Drossel das zuvor beschriebene Ventil zugeordnet ist, lassen sich mit einer derar¬ tigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung stark verschmutzte polymere Schmelzen, weniger verschmutzte polymere Schmelzen und auch solche Schmelzen filtrieren, die zur Ausbil¬ dung von festen Agglomeraten neigen, so daß abhängig von der je¬ weiligen Verschmutzung der zu filtrierenden polymeren Schmelze bzw. deren Eigenschaften dann bei stark verschmutzten polymeren Schmelze vorzugsweise nur die stromab der Filtereinrichtung an¬ geordnete Drossel, bei weniger stark verschmutzten Schmelze
beide Drosseln gemeinsam oder auch individuell eine Drossel ein¬ gesetzt wird, während bei solchen Schmelzen, die zur Ausbildung von Agglomeraten neigen, zusätzlich noch die stromauf der Fil¬ tereinrichtung angeordnete Drossel zur Abführung der Agglomerate zu Beginn einer Filtration eingesetzt werden kann. Somit ist diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung univer¬ sell einsetzbar und an die jeweiligen Anforderungen sehr leicht anpaßbar.
Bezüglich der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Fluidstrom vorgesehenen Drossel ist allgemein anzumerken, daß diese Drossel so ausgebildet ist, daß deren Öffnungsgrad innerhalb enger Gren¬ zen zu verändern ist und daß desweiteren die Drossel so ausge¬ staltet ist, daß Toträume minimiert sind.
Eine besonders störunanfällige Ausführungsform der erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung weist eine Drossel auf, die mit einem vom Fluid durchströmten Aufnahmeraum versehen ist. Bei diesem Auf¬ nahmeraum handelt es sich vorzugsweise um einen vom Fluid durch¬ strömten Rohrabschnitt, wobei dieser Aufnahmeraum ein in das Fluid eindringendes Drosselelement aufweist. Hierbei ist das Drosselelement zwischen einer ersten Stellung, in der der Fluid¬ strom nahezu unterbrochen ist, so daß damit ein geringer Öff¬ nungsgrad der Drossel vorliegt, und einer zweiten Stellung, in der der Fluidstrom durch das Drosselelement nicht oder nahezu nicht behindert ist, so daß damit ein hoher Öffnungsgrad der Drossel vorliegt, und umgekehrt hierzu, bewegbar. Im einfachsten Fall ist bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung das Drosselelement als Flachschieber ausgebildet und einem Rohrabschnitt, durch die das Fluid strömt, zugeordnet, so daß durch eine Bewegung dieses Flachschiebers der Grad der Öff¬ nung der Drossel einstellbar ist.
Eine weitere Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungs- form der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht eine Drossel vor, bei der das Drosselelement als zylindrischer Drosselkolben und
der Aufnahmeraum als zylindrischer Aufnahmeraum ausgebildet sind, wobei der Strom des Fluids durch diesen zylindrischen Auf¬ nahmeraum geführt wird. Der zylindrische Drosselkolben ist in dem zylindrischen Aufnahmeraum axial zwischen der zuvor be¬ schriebenen ersten Stellung und der zweiten Stellung verschieb¬ bar gelagert, so daß durch eine axiale Verlagerung des zylindri¬ schen Drosselelementes der Öffnungsgrad der Drossel beliebig veränderbar ist. Anstelle des zylindrischen Aufnahmeräumes kann auch ein Rohrabschnitt, durch das das Fluid geführt wird, als Aufnahmeraum dienen, wobei dieser Rohrabschnitt dann zur Führung und Halterung des zylindrischen Drosselelementes einen entspre¬ chend geformten Gehäusebereich aufweist. Bei einer axialen Ver¬ schiebung des zylindrischen Drosselelementes, dessen Durchmesser größer ist als der Querschnitt des Rohrabschnittes, dringt dann das Drosselelement in den als Rohrabschnitt ausgebildeten Auf¬ nahmeraum und bewirkt dann, abhängig von seiner Eindringtiefe, die erwünschte Drosselung des Fluidstromes. Alternativ hierzu kann jedoch auch ein zylindrisches Drosselelement verwendet wer¬ den, das mit einer, dem Querschnitt des Rohrabschnitt entspre¬ chender Durchtrittsöffnung, vorzugsweise einer zylindrischen Durchgangsbohrung, versehen ist, wobei diese Drossel so in einem Gehäuseabschnitt gelagert ist, daß durch eine axiale Verlagerung des zylindrischen Drosselelementes die darin vorgesehene Durch¬ trittsöffnung mehr oder weniger mit der Rohrinnenwandung fluch¬ tet, wodurch der Öffnungsgrad der Drossel besonders einfach und genau einstellbar ist.
Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß diese eine speziell geformte Drossel aufweist, wobei sich diese Drossel dadurch hervorhebt, daß sie Strömungs¬ totzonen völlig vermeidet. Um dies zu erreichen, weist die Dros¬ sel einen konisch ausgebildeten Aufnahmeraum auf, wobei inner¬ halb dieses Aufnahmeraumes ein hieran angepaßtes, ebenfalls ko¬ nische ausgestaltetes Drosselelement angeordnet ist. Hierbei ist das konische Drosselelement zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung axial verschiebbar, wobei dem Aufnahmeraum ein
stromauf des Drosselelementes angeordneter Fluidzufuhrteilkanal und ein stromab des Drosselelementes vorgesehener Fluidabfuhr- teilkanal zugeordnet sind. Über den Fluidzufuhrteilkanal wird der Strom des Fluids im Aufnahmeraum und über den Fluidabfuhr- teilkanal aus dem Aufnahmeraum entfernt. Aufgrund der Konizität des Aufnahmeraumes und des Drosselelementes erlaubt diese Ausge¬ staltung der Drossel eine sehr feine Einstellung des Öffnungs- grades der Drossel, wobei gleichzeitig die konischen Wandungen des Aufnahmeraumes und der Drossel eine unerwünschte Ablagerung von Fluidresten verhindert.
Insbesondere dann, wenn bei der zuvor beschriebenen Ausführungs- form der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine spezielle Dros¬ sel aufweist, der Fluidabfuhrteilkanal einen in Strömungsrich¬ tung des Fluids gesehenen ersten Abschnitt aufweist, der beid¬ seitig des Gehäuses des Aufnahmeraumes außerhalb desselben ver¬ läuft und der in den Fluidabfuhrteilkanal einmündet, werden durch eine derartig ausgestaltete Drossel die zuvor angesproche¬ nen Vorteile in besonders hohem Maße erreicht.
Insbesondere ist der erste Abschnitt des Fluidabfuhrteilkanals in Strömungsrichtung des Fluids gesehen als Ringkanal ausgebil¬ det, wobei der Ringkanal teilweise oder vollständig das Gehäuse des Aufnahmeräumes von außen umfaßt, wie dies nachfolgend noch anhand einer konkreten Ausführungsform erläutert ist.
Um bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die erwünschte Drosse¬ lung des Fluidstromes, abhängig von der jeweiligen Beladung des Filters herbeizuführen, bietet es sich an, daß das Drosselele¬ ment der zuvor beschriebenen Ausführungsform abhängig von der von der Erfassungseinrichtung erzeugten Stellgröße bewegt wird. Diese Bewegung, die vorzugsweise eine axiale Verschiebung des Drosselelementes darstellt, kann entweder manuell oder vorzugs¬ weise automatisch herbeigeführt werden, wobei hierfür dem Dros¬ selelement ein Antrieb für die axiale Bewegung desselben zuge-
ordnet ist. Dieser Antrieb wird insbesondere als hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Antrieb ausgestaltet.
Eine Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß das Drosselelement nur über eine vorgegebene Größe bewegt und vorzugsweise axial verschoben wird. Diese vorgegebene Größe liegt zwischen der er¬ sten und zweiten Stellung des Drosselelementes, so daß dement¬ sprechend der Öffnungsgrad der Drossel vergrößert bzw. verklei¬ nert wird. Bei Überschreiten dieser vorgegebenen Größe wird ein optisches und/oder ein akustisches Signal erzeugt, so daß bei Auftreten dieses Signales dem Bedienungspersonal angezeigt wird, daß ein Filterwechsel erforderlich wird.
Eine weitere Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Ausführungs- form der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß beim Über¬ schreiten der vorgegebenen Größe ein Rückspülen eines ver¬ schmutzten Filters automatisch ausgelöst wird. Diese Ausfüh¬ rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfordert jedoch mindestens zwei Filter, wobei diese beiden Filter wahlweise eine erste Position, in der sie beide den Fluidstrom filtrieren, und in eine zweite Position, in der ein Filter den Fluidstrom fil¬ triert, während das jeweils andere Filter mit einem Teilstrom an filtriertem Fluid entgegengesetzt zur Strömungsrichtung beim Filtrieren rückgespült wird, bewegbar sind. Während dieses Rück¬ spülprozesses löst dann der Teilstrom an filtriertem Fluid die auf der Filterfläche angesammelten Verschmutzungen und führt sie entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Fluids beim Filtrieren über ein geeignetes Ventil stromauf der Filtereinrichtung zur Atmosphäre hin ab, so daß nach Beendigung dieses Rückspülprozes¬ ses ein von Schmutzpartikeln befreites Filter für die erneute Filtration wieder zur Verfügung gestellt wird.
Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung alle an sich bekannten Filtereinrichtungen aufweisen, wobei hier beispiels¬ weise die im Stand der Technik beschriebenen Bandfilter zu nen-
nen sind. Besonders geeignet ist es jedoch, wenn die erfindungs- gemäße Vorrichtung eine Filtereinrichtung umfaßt, die innerhalb eines in einem Gehäuse gelagerten und axial hierzu verschiebba¬ ren Bolzens mindestens zwei, mit axialen Abstand voneinander an¬ geordnete Filter aufweist. Wahlweise können dann die mindestens beiden Filter mit dem zu filtrierenden Fluid durchströmt werden oder mindestens ein Filter wird mit dem zu filtrierenden Fluid durchströmt, während gleichzeitig sich das mindestens eine an¬ dere Filter in einer Position außerhalb der Filtereinrichtung befindet, so daß sich dieses eine, außerhalb der Filtereinrich¬ tung befindliche Filter manuell durch das jeweilige Bedienungs¬ personal ausgewechselt und gereinigt oder ausgewechselt und durch ein neues Filter ersetzt werden kann.
Eine andere, ebenfalls vorteilhafte Ausgestaltung der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung umfaßt eine Filtereinrichtung, die zwei, innerhalb eines Gehäuses angeordnete und axial hierzu ver¬ schiebbarer Bolzen aufweist, die jeweils mit mindestens zwei, mit axialen Abstand voneinander angeordnete Filter versehen sind. Hierbei werden diese Bolzen in entsprechenden Gehäuseboh¬ rungen fluiddicht und axial verschiebbar gelagert, wobei wahl¬ weise alle Filter von dem zu filtrierenden Fluid durchströmt werden oder sich mindestens ein Filter in einer Position außer¬ halb der Filtereinrichtung befindet, während die verbleibenden anderen Filter von dem zu filtrierenden Fluid durchströmt wer¬ den. Hierdurch wird erreicht, daß ohne Unterbrechung des Fil¬ trierprozesses ein oder mehrere Filter, die sich in einer Posi¬ tion außerhalb der Filtereinrichtung befindet bzw. befinden, ausgetauscht oder gereinigt werden kann bzw. können, ohne daß es dabei zu einer unerwünschten Druckschwankung kommt.
Die vorliegende Erfindung betrifft desweiteren eine Filterein¬ richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung weist ein erstes An¬ schlußelement zur Verbindung der Filtereinrichtung mit einer
Einrichtung, insbesondere mit einem Extruder, zur Erzeugung ei¬ nes kontinuierlichen Stromes eines unter Druck stehenden Fluids, insbesondere einer polymeren Schmelze, auf. Desweiteren ist ein zweites Anschlußelement vorgesehen, das die erfindungsgemäße Filtereinrichtung mit einem Werkzeug verbindet, wobei die erfin¬ dungsgemäße Filtereinrichtung mindestens ein vom Fluid durch- strömtes Filter umfaßt. Desweiteren ist bei der erfindungsgemä¬ ßen Filtereinrichtung zwischen dem ersten Anschlußelement und dem Filter und/oder zwischen dem Filter und dem zweiten An¬ schlußelement eine Erfassungseinrichtung für den Ist-Wert eines Arbeitsparameters des Fluids angeordnet, wobei stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung, d.h. somit zwischen dem ersten Anschlußelement und dem Filter und/oder zwischen dem Filter und dem zweiten Anschlußelement, ferner im Strom des Fluids eine Drossel vorgesehen ist. Die Erfassungseinrichtung erzeugt bei einer Abweichung des Ist-Wertes des Arbeitsparameters des Fluids von einem vorgebbaren, d.h. einstellbaren, Soll-Wert des Ar¬ beitsparameters des Fluids eine Stellgröße zur Veränderung des Öffnungsgrades der Drossel, derart, daß mit zunehmender Ver¬ schmutzung des mindestens einen Filters der Öffnungsgrad der Drossel kontinuierlich vergrößert wird. Mit anderen Worten un¬ terscheidet sich die erfindungsgemäße Filtereinrichtung im We¬ sentlichen dahingehend von den bekannten Einrichtungen, daß bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung eine Drossel im Strö¬ mungsweg des Fluids stromauf und/oder stromab des Filters ange¬ ordnet ist, deren Öffnungsgrad abhängig von einem erfaßten und mit einem vorgegebenen Wert des Fluids verglichenen Wert derart variiert wird, daß mit zunehmender Verschmutzung des Filters der Öffnungsgrad der Drossel vergrößert wird, während zu Beginn der Filtration, d.h. zu einem Zeitpunkt, an dem das Filter noch nicht verschmutzt ist, der Öffnungsgrad der Drossel gering ist, so daß dementsprechend diese Drossel dem Fluidstrom einen ent¬ sprechenden Widerstand (Gegendruck) entgegensetzt. Selbstver¬ ständlich stellt die erfindungsgemäße Filtereinrichtung dabei sicher, daß über den gesamten Zeitraum unabhängig vom Verschmut¬ zungsgrad des Filters und dem Öffnungsgrad der Drossel eine pro
Zeiteinheit konstante Fluidmenge dem stromab der Filtereinrich¬ tung vorgesehenen Werkzeug zugeführt wird.
Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung weist all die Vorteile auf, die vorstehend für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgeführt sind. So ist auch hier festzuhalten, daß bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung der Zeitpunkt des Filterwechsels nicht etwa, wie bei den bekann¬ ten Einrichtungen, empirisch festgelegt wird, sondern daß dieser Zeitpunkt exakt aufgrund erfaßter Meßwerte bestimmt wird. Hier¬ durch wird nicht nur die mittels der erfindungsgemäßen Filter¬ einrichtung durchzuführende Filtrierung des Fluids besonders re¬ produzierbar gestaltet, sondern die erfindungsgemäße Filterein¬ richtung kann auch mit einem reduzierten Personalaufwand betrie¬ ben werden, ohne daß unerwünschte Stillstandszeiten oder Unter¬ brechungen auftreten. Bedingt dadurch, daß bei der erfindungsge¬ mäßen Filtereinrichtung zusätzlich zu dem Filter, das im Laufe der Benutzung zunehmend mit Schmutz beladen wird, wodurch sich der Druck stromauf des Filters in dem zu filtrierenden Fluid än¬ dert, noch eine ebenfalls, einen Gegendruck erzeugende Drossel vorhanden ist, deren Öffnungsgrad und somit auch deren Ge¬ gendruck veränderbar und insbesondere anpaßbar ist, läßt sich bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung der steigende Druck stromauf des Filters durch Erhöhung des Öffnungsgrades der Dros¬ sel kompensieren, so daß die erfindungsgemäße Filtereinrichtung eine druckkonstante Filtration des Fluids unter Beibehaltung ei¬ nes gleichbleibenden Volumenstromes an filtriertem Fluid pro Zeiteinheit zum Werkzeug ermöglicht. Hierbei erlaubt insbeson¬ dere die erfindungsgemäße Filtereinrichtung, daß diese Druckkon¬ stanz stromauf der Filter herrscht, wodurch vorzugsweise bei druckempfindlichen polymeren Schmelzen unerwünschte chemische und/oder physikalische EigenschaftsVeränderungen der polymeren Schmelze vermieden werden. Diese Druckkonstanz, die vorzugsweise stromauf des Filters bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung vorhanden ist, schont desweiteren die dort positionierten Ein¬ richtungen zur Erzeugung des unter Druck stehenden Stromes des
Fluids, wobei es sich hierbei insbesondere um einen Extruder, eine entsprechende Pumpe oder um einen unter Druck stehenden Fluidvorrat handelt. Desweiteren bewirkt die bei der erfindungs- gemäßen Filtereinrichtung vorhandene Druckkonstanz, daß oftmals in dem zu filtrierenden Fluid enthaltenen Gase, die vor dem Fil¬ trationsprozeß zu entfernen sind, an ein und derselben Stelle stromauf des Filters abgelassen werden können, was bei den be¬ kannten Einrichtungen wegen der eingangs beschriebenen Druckzy¬ klen nicht oder nur sehr aufwendig der Fall ist. Hierdurch wird das zu filtrierende Fluid, bei dem es sich vorzugsweise um eine polymere Schmelze handelt, optimal entgast, was einen erhebli¬ chen positiven Einfluß auf die Qualität des durch das Werkzeug erzeugten Werkstückes hat, so daß durch die erfindungsgemäße Filtereinrichtung nicht nur verbesserte Werkstücke hergestellt werden können sondern auch die Quote an fehlerhaften Werkstücken verringert wird. Aufgrund der Kompaktheit der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung läßt sich diese im Sinne eines Nachrüstsatzes in jede herkömmliche Fluidfiltrationsvorrichtung einbauen.
Wie bereits eingangs beim erfindungsgemäßen Verfahren dargelegt, ist bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung die Erfassungs- einrichtung derart ausgebildet, daß die Erfassungseinrichtung als Ist-Wert des Arbeitsparameters des Fluids einen solchen Me߬ wert erfaßt, der sich bei einer Änderung des Verschmutzungsgra¬ des des Filters ebenfalls ändert. Insbesondere wird die bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung vorgesehene Erfassungsein¬ richtung derart ausgebildet, daß sie als Ist-Wert des Arbeitspa¬ rameters des Fluids den Druck, die Durchflußmenge, die Durch¬ flußgeschwindigkeit, die Temperatur und/oder die Viskosität des Fluids erfaßt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filterein¬ richtung sieht vor, daß die der Filtereinrichtung zugeordnete Erfassungseinrichtung jeweils einen Druckmeßfühler zur Erfassung des Fluiddruckes stromauf oder stromab oder stromauf und stromab der Filtereinrichtung aufweist, wobei in den zuerst genannten
beiden Fällen, bei denen der Fluiddruck stromauf oder stromab der Filtereinrichtung erfaßt wird, ein Druck und im letzten Fall (stromauf und stromab) ein Differenzdruck gemessen wird. Deswei¬ teren ist die Erfassungseinrichtung so ausgestaltet, daß der so als Arbeitsparameter des Fluids erfaßte Druck-Ist-Wert oder der Differenzdruck-Ist-Wert mit dem vorgebbaren, d.h. einstellbaren, Druck-Soll-Wert bzw. Differenzdruck-Soll-Wert verglichen wird und daß sobald der Ist-Wert den Soll-Wert übersteigt, eine Stellgröße erzeugt wird, die eine Vergrößerung des Öffnungsgra¬ des der Drossel bewirkt. Diese Ausführungsform der erfindungsge¬ mäßen Filtereinrichtung weist den entscheidenden Vorteil auf, daß hierdurch in besonders einfacher und reproduzierbarer Weise insbesondere der Druck stromauf der Filtereinrichtung konstant gehalten werden kann, wobei als zusätzlicher Vorteil dieser Aus¬ führungsform der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung festzuhal¬ ten ist, daß die hier vorgesehenen Druckmeßfühler preiswert sind und sich durch eine wartungsarme und störunanfällige Betriebs¬ weise auszeichnen.
Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Filtereinrich¬ tung weist eine solche Erfassungseinrichtung auf, die mit minde¬ stens einen Temperaturmeßfühler zur Erfassung der Fluidtempera- tur stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung oder zur Er¬ fassung einer Differenztemperatur versehen ist. Der hierdurch erfaßte Temperatur-Ist-Wert des Fluids bzw. der Differenztempe¬ ratur-Ist-Wert wird in der Erfassungseinrichtung mit dem vorgeb¬ baren Temperatur-Soll-Wert bzw. vorgebbaren Differenztemperatur- Soll-Wert verglichen, so daß sobald der Ist-Wert den Soll-Wert überschreitet, eine Stellgröße von der Erfassungseinrichtung er¬ zeugt wird, die eine Vergrößerung des Öffnungsgrades der Drossel bewirkt. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filterein¬ richtung wird bevorzugt dann angewandt, wenn mit der erfindungs- gemäßen Filtereinrichtung eine dünnflüssige polymere Schmelze filtriert werden soll.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung sieht vor, daß hierbei die Drossel stromauf der Filtereinrichtung zwischen dem ersten Abschlußelement und dem Filter angeordnet ist. Diese Ausführungsform wird immer dann bevorzugt angewendet, wenn das zu filtrierende Fluid nur einen relativ geringen Verschmutzungsgrad aufweist, so daß hierbei nicht die Gefahr besteht, daß die Funktionsfähigkeit der Drossel durch abgelagerte Schmutzpartikel beeinträchtigt wird.
Bei einer Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ist der Drossel, die stromauf der Filtereinrichtung angeordnet ist, ein Ventil zuge¬ ordnet oder dieses Ventil ist einstückig mit der Drossel ausge¬ bildet, wobei dieses Ventil in seiner geöffneten Stellung einen Fluidstrom zur Atmosphäre hin ableitet. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung wird immer dann bevor¬ zugt verwendet, wenn das jeweils zu filtrierende Fluid, insbe¬ sondere die zu filtrierende polymere Schmelze, dazu neigt, schon bei kurzen Stillstandszeiten partikelförmige Agglomerate auszu¬ bilden. Diese partikelförmigen Agglomerate können dann mittels des Ventils zu Beginn der Filtration des Fluids abgeführt wer¬ den, so daß diese Agglomerate nicht schon dann das Filter ver¬ schmutzen.
Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinrich¬ tung sieht vor, daß hierbei die Drossel stromab der Filterein¬ richtung angeordnet ist. Diese Ausführungsform der erfindungsge¬ mäßen Filtereinrichtung wird immer dann angewandt, wenn das zu filtrierende Fluid stark verschmutzt ist, wobei der zusätzliche Vorteil einer derartigen Anordnung der Drossel darin zu sehen ist, daß die stromab der Filtereinrichtung vorgesehene Drossel nicht in Kontakt mit verschmutztem Fluid gelangt. Desweiteren zeichnet sich diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fil¬ tereinrichtung durch eine hohe Betriebssicherheit aus, so daß sie vorzugsweise auch zur Filtration von polymeren Recyclingma¬ terialschmelzen eingesetzt wird.
Eine besonders feine Abstimmung des Grades der Drosselung des Fluidstromes wird bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung dadurch erreicht, daß stromauf und stromab der Filter jeweils eine Drossel vorgesehen ist. Insbesondere dann, wenn die strom¬ auf der Filter angeordnete Drossel mit den zuvor beschriebenen Ventil versehen ist oder dieser Drossel das zuvor beschriebene Ventil zugeordnet ist, lassen sich mit einer derartigen Ausfüh¬ rungsform der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung stark ver¬ schmutzte polymere Schmelzen, weniger verschmutzte polymere Schmelzen und auch solche Schmelzen filtrieren, die zur Ausbil¬ dung von festen Agglomeraten neigen, so daß abhängig von der je¬ weiligen Verschmutzung der zu filtrierenden polymeren Schmelze bzw. deren Eigenschaften dann bei stark verschmutzten polymeren Schmelze vorzugsweise nur die stromab der Filter angeordnete Drossel, bei weniger stark verschmutzten Schmelze beide Drosseln gemeinsam oder auch individuell eine Drossel eingesetzt wird, während bei solchen Schmelzen, die zur Ausbildung von Agglomera¬ ten neigen, zusätzlich noch die stromauf der Filter angeordnete Drossel zur Abführung der Agglomerate zu Beginn einer Filtration eingesetzt werden kann. Somit ist diese Ausführungsform der er¬ findungsgemäßen Filtereinrichtung universell einsetzbar und an die jeweiligen Anforderungen sehr leicht anpaßbar.
Klarstellend ist anzumerken, daß die Bezeichnung stromauf des Filters eine Position bestimmt, die zwischen dem ersten An¬ schlußelement und dem Filter liegt, und daß die Bezeichnung stromab des Filters eine Position bestimmt, die zwischen dem Filter und dem zweiten Anschlußelement liegt.
Bezüglich der in der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung im Fluidstrom vorgesehenen Drossel ist allgemein anzumerken, daß diese Drossel so ausgebildet ist, daß deren Öffnungsgrad inner¬ halb enger Grenzen zu verändern ist und daß desweiteren die Drossel so ausgestaltet ist, daß Toträume minimiert sind.
Eine besonders störunanfällige Ausführungsform der erfindungsge¬ mäßen Filtereinrichtung weist eine Drossel auf, die mit einem vom Fluid durchströmten Aufnahmeraum versehen ist. Bei diesem Aufnahmeraum handelt es sich vorzugsweise um einen vom Fluid durchströmten Rohrabschnitt, wobei dieser Aufnahmeraum ein in das Fluid eindringendes Drosselelement aufweist. Hierbei ist das Drosselelement •zwischen einer ersten Stellung, in der der Fluid- strom nahezu unterbrochen ist, so daß damit ein geringer Öff¬ nungsgrad der Drossel vorliegt, und einer zweiten Stellung, in der der Fluidstrom durch das Drosselelement nicht oder nahezu nicht behindert ist, so daß damit ein hoher Öffnungsgrad der Drossel vorliegt, und umgekehrt hierzu, bewegbar. Im einfachsten Fall ist bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fil¬ tereinrichtung das Drosselelement als Flachschieber ausgebildet und einem Rohrabschnitt, durch die das Fluid strömt, zugeordnet, so daß durch eine Bewegung dieses Flachschiebers der Grad der Öffnung der Drossel einstellbar ist.
Eine weitere Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungs- form der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung sieht eine Drossel vor, bei der das Drosselelement als zylindrischer Drosselkolben und der Aufnahmeraum als zylindrischer Aufnahmeraum ausgebildet sind, wobei der Strom des Fluids durch diesen zylindrischen Auf¬ nahmeraum geführt wird. Der zylindrische Drosselkolben ist in dem zylindrischen Aufnahmeraum axial zwischen der zuvor be¬ schriebenen ersten Stellung und der zweiten Stellung verschieb¬ bar gelagert, so daß durch eine axiale Verlagerung des zylindri¬ schen Drosselelementes der Öffnungsgrad der Drossel beliebig veränderbar ist. Anstelle des zylindrischen Aufnahmeraumes kann auch ein Rohrabschnitt, durch das das Fluid geführt wird, als Aufnahmeraum dienen, wobei dieser Rohrabschnitt dann zur Führung und Halterung des zylindrischen Drosselelementes einen entspre¬ chend geformten Gehäusebereich aufweist. Bei einer axialen Ver¬ schiebung des zylindrischen Drosselelementes, dessen Durchmesser größer ist als der Querschnitt des Rohrabschnittes, dringt dann das Drosselelement in den als Rohrabschnitt ausgebildeten Auf-
nähmeräum und bewirkt dann, abhängig von seiner Eindringtiefe, die erwünschte Drosselung des Fluidstromes. Alternativ hierzu kann jedoch auch ein zylindrisches Drosselelement verwendet wer¬ den, das mit einer, dem Querschnitt des Rohrabschnitt entspre¬ chender Durchtrittsöffnung, vorzugsweise einer zylindrischen Durchgangsbohrung, versehen ist, wobei diese Drossel so in einem Gehäuseabschnitt gelagert ist, daß durch eine axiale Verlagerung des zylindrischen Drosselelementes die darin vorgesehene Durch¬ trittsöffnung mehr oder weniger mit der Rohrinnenwandung fluch¬ tet, wodurch der Öffnungsgrad der Drossel besonders einfach und genau einstellbar ist.
Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinrich¬ tung sieht vor, daß diese eine speziell geformte Drossel auf¬ weist, wobei sich diese Drossel dadurch hervorhebt, daß sie Strömungstotzonen völlig vermeidet. Um dies zu erreichen, weist die Drossel einen konisch ausgebildeten Aufnahmeraum auf, wobei innerhalb dieses Aufnahmeraumes ein hieran angepaßtes, ebenfalls konische ausgestaltetes Drosselelement angeordnet ist. Hierbei ist das konische Drosselelement zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung axial verschiebbar, wobei dem Aufnahmeraum ein stromauf des Drosselelementes angeordneter Fluidzufuhrteil- kanal und ein stromab des Drosselelementes vorgesehener Fluidab- fuhrteilkanal zugeordnet sind. Über den Fluidzufuhrteilkanal wird der Strom des Fluids im Aufnahmeraum und über den Fluidab- fuhrteilkanal aus dem Aufnahmeraum entfernt. Aufgrund der Koni¬ zität des Aufnahmeraumes und des Drosselelementes erlaubt diese Ausgestaltung der Drossel eine sehr feine Einstellung des Öff¬ nungsgrades der Drossel, wobei gleichzeitig die konischen Wan¬ dungen des Aufnahmeraumes und der Drossel eine unerwünschte Ab¬ lagerung von Fluidresten verhindert.
Insbesondere dann, wenn bei der zuvor beschriebenen Ausführungs- form der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung, die eine spezielle Drossel aufweist, der Fluidabfuhrteilkanal einen in Strömungs- richtung des Fluids gesehenen ersten Abschnitt aufweist, der
beidseitig des Gehäuses des Aufnahmeraumes außerhalb desselben verläuft und der in den Fluidabfuhrteilkanal einmündet, werden durch eine derartig ausgestaltete Drossel die zuvor angesproche¬ nen Vorteile in besonders hohem Maße erreicht.
Insbesondere ist der erste Abschnitt des Fluidabfuhrteilkanals in Strömungsrichtung des Fluids gesehen als Ringkanal ausgebil¬ det, wobei der Ringkanal teilweise oder vollständig das Gehäuse des Aufnahmeraumes von außen umfaßt, wie dies nachfolgend noch anhand einer konkreten Ausführungsform erläutert ist.
Zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemä¬ ßen Filtereinrichtungen ist festzuhalten, daß der Fluidzufuhr- teilkanal vorzugsweise dann mit dem ersten Anschlußelement und der Fluidabfuhrteilkanal mit dem zweiten Anschlußelement verse¬ hen sind.
Um bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung die erwünschte Drosselung des Fluidstromes, abhängig von der jeweiligen Bela¬ dung des Filters herbeizuführen, bietet es sich an, daß das Drosselelement der zuvor beschriebenen Ausführungsform abhängig von der von der Erfassungseinrichtung erzeugten Stellgröße be¬ wegt wird. Diese Bewegung, die vorzugsweise eine axiale Ver¬ schiebung des Drosselelementes darstellt, kann entweder manuell oder vorzugsweise automatisch herbeigeführt werden, wobei hier¬ für dem Drosselelement ein Antrieb für die axiale Bewegung des¬ selben zugeordnet ist. Dieser Antrieb wird insbesondere als hy¬ draulischer, pneumatischer oder elektrischer Antrieb ausgestal¬ tet.
Eine Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung sieht vor, daß das Drossel¬ element nur über eine vorgegebene Größe bewegt und vorzugsweise axial verschoben wird. Diese vorgegebene Größe liegt zwischen der ersten und zweiten Stellung des Drosselelementes, so daß dementsprechend der Öffnungsgrad der Drossel vergrößert bzw.
verkleinert wird. Bei Überschreiten dieser vorgegebenen Größe wird ein optisches und/oder ein akustisches Signal erzeugt, so daß bei Auftreten dieses Signales dem Bedienungspersonal ange¬ zeigt wird, daß ein Filterwechsel erforderlich wird.
Eine weitere Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Ausführungs- form der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung sieht vor, daß beim Überschreiten der vorgegebenen Größe ein Rückspulen eines ver¬ schmutzten Filters automatisch ausgelöst wird. Diese Ausfüh¬ rungsform der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung erfordert je¬ doch mindestens zwei Filter, wobei diese beiden Filter wahlweise eine erste Position, in der sie beide den Fluidstrom filtrieren, und in eine zweite Position, in der ein Filter den Fluidstrom filtriert, während das jeweils andere Filter mit einem Teilstrom an filtriertem Fluid entgegengesetzt zur Strömungsrichtung beim Filtrieren rückgespült wird, bewegbar sind. Während dieses Rück¬ spülprozesses löst dann der Teilstrom an filtriertem Fluid die auf der Filterfläche angesammelten Verschmutzungen und führt sie entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Fluids beim Filtrieren über ein geeignetes Ventil stromauf der Filter zur Atmosphäre hin ab, so daß nach Beendigung dieses Rückspülprozesses ein von Schmutzpartikeln befreites Filter für die erneute Filtration wieder zur Verfügung gestellt wird.
Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Filtereinrichtung so ausgebildet sein, wie dies bekannt ist, wobei hier beispiels¬ weise die im Stand der Technik beschriebenen Bandfilter zu nen¬ nen sind. Besonders geeignet ist es jedoch, wenn die erfindungs- gemäße Filtereinrichtung so ausgebildet ist, daß sie innerhalb eines in einem Gehäuse gelagerten und axial hierzu verschiebba¬ ren Bolzens mindestens zwei, mit axialen Abstand voneinander an¬ geordnete Filter aufweist. Wahlweise können dann die mindestens beiden Filter mit dem zu filtrierenden Fluid durchströmt werden oder mindestens ein Filter wird mit dem zu filtrierenden Fluid durchströmt, während gleichzeitig sich das mindestens eine an¬ dere Filter in einer Position außerhalb des Gehäuses befindet,
so daß sich dieses eine, außerhalb des Gehäuses befindliche Fil¬ ter manuell durch das jeweilige Bedienungspersonal ausgewechselt und gereinigt oder ausgewechselt und durch ein neues Filter er¬ setzt werden kann.
Eine andere, ebenfalls vorteilhafte Ausgestaltung der erfin¬ dungsgemäßen Filtereinrichtung umfaßt zwei, innerhalb eines Ge¬ häuses angeordnete und axial hierzu verschiebbarer Bolzen, die jeweils mit mindestens zwei, mit axialen Abstand voneinander an¬ geordnete Filter versehen sind. Hierbei werden diese Bolzen in entsprechenden Gehäusebohrungen fluiddicht und axial verschieb¬ bar gelagert, wobei wahlweise alle Filter von dem zu filtrieren¬ den Fluid durchströmt werden oder sich mindestens ein Filter in einer Position außerhalb des Gehäuses befindet, während die verbleibenden anderen Filter von dem zu filtrierenden Fluid durchströmt werden. Hierdurch wird erreicht, daß ohne Unterbre¬ chung des Filtrierprozesses ein oder mehrere Filter, die sich in einer Position außerhalb des Gehäuses befindet bzw. befinden, ausgetauscht oder gereinigt werden kann bzw. können, ohne daß es dabei zu einer unerwünschten Druckschwankung kommt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verfahren so¬ wie der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher er¬ läutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische perspektivische Ansicht der erfin¬ dungsgemäßen Filtereinrichtung,
Figur 2 wie Figur 1, jedoch teilweise mit einem herausgebro¬ chenen Gehäusebereich,
Figur 3 wie Figur 1, jedoch teilweise mit einem anderen her¬ ausgebrochenen größeren Gehäusebereich,
Figur 4 eine schematische Schnittansicht einer Drossel, wobei das Drosselelement in seiner zweiten Stellung (geöff¬ net) abgebildet ist,
Figur 5 wie Figur 4, jedoch in einer teilweise geöffneten Stel¬ lung des Drosselelementes, und
Figur 6 wie Figur 4, jedoch in einer geschlossenen Stellung des Drosselelementes.
In den Figuren 1 bis 6 sind die selben Teile mit den selben Be¬ zugszeichen versehen.
Die in den Figuren 1 bis 3 abgebildete Ausführungsform der ins¬ gesamt mit 1 bezeichneten Filtereinrichtung weist einen Fluidzu- fuhrkanal 3 auf, wobei sich dieser Fluidzufuhrkanal 3 von einem ersten Anschlußelement 2 bis zu einem ersten Filter 8 bzw. 8a und einem zweiten Filter 9 bzw. 9a (Figuren 2 und 3) erstreckt. Desweiteren ist die Filtereinrichtung 1 mit einem Gehäuse 10 versehen, das zwei parallel zueinander angeordnete Bohrungen 12 und 13 umfaßt, die zwei parallel zueinander ausgerichtete Bolzen 6 und 7 fluiddicht und axial verschiebbar lagern. Hierbei ist jeder Bolzen mit mindestens zwei, mit axialem Abstand voneinan¬ der angeordneten Filtern 8 bzw. 8a und 9 bzw. 9a versehen, wobei das jeweils zweite Filter 8a und 9a nur in Figur 3 schematisch als Filter 8a angedeutet ist. In Strömungsrichtung 16 des zu filtrierenden Fluids gesehen schließt sich an die Filter ein Fluidabfuhrkanal (nicht gezeigt) an, wobei dieser Fluidabfuhrka- nal mit einem nicht gezeigten Werkzeug über ein nicht abgebilde¬ ten zweites Anschlußelement verbunden ist. Sowohl der Fluidzu¬ fuhrkanal als auch der Fluidabfuhrkanal weist eine Kanalteilung auf, wie dies für den Fluidzufuhrkanal 3 in der Figur 2 mit 3a und 3b zu erkennen ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß die
Filter 8, 8a, 9 und 9a gleichmäßig mit dem zu filtrierenden Fluid versorgt werden.
Der Filtereinrichtung 1 ist desweiteren eine Erfassungseinrich¬ tung 11 zugeordnet, die in den Figuren 1 bis 3 nur schematisch angedeutet ist. Dieser Erfassungseinrichtung 11 sind zwei Druck¬ meßfühler 14 und 15 zugeordnet, wobei der Druckmeßfühler 14 stromauf einer Drossel 5 und der Druckmeßfühler 15 stromab der Filter 8, 8a, 9 und 9a im Fluidabfuhrkanal (nicht gezeigt) posi¬ tioniert sind.
Eine im Fluidzufuhrkanal vorgesehene Drossel 5 weist ein relativ zur Strömungsrichtung des Fluid im Fluidzufuhrkanal axial ver¬ schiebbares Drosselelement 4 auf, wobei die Figuren 2 und 3 un¬ terschiedliche Stellungen des Drosselelementes 4 widerspiegeln. Der Aufnahmeraum 17 des Drosselelementes 4 wird bei der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform der Drossel 5 durch einen Abschnitt des Fluidzufuhrkanals 3 ausgebildet.
Wie insbesondere den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, ist das Drosselelement 4 als zylindrisches Drosselelement ausgestaltet und weist eine in ihrem Durchmesser dem Innenquerschnitt des Fluidzufuhrkanals 3 angepaßte Durchtrittsöffnung 18 auf (Figur 2 und 3) , so daß durch eine axiale Verschiebung des Drosselelemen¬ tes 4 relativ zum Aufnahmeraum 17 der Öffnungsgrad der Drossel beliebig veränderbar ist.
Die Filtereinrichtung 1 wird über das erste Anschlußelement 2 beispielsweise mit einem nicht gezeigten Extruder und über das zweite Anschlußelement mit einem ebenfalls nicht gezeigten Werk¬ zeug verbunden.
Die vorstehend genannte Filtereinrichtung 1 arbeitet wie folgt:
Zunächst wird das zu filtrierende Fluid in Pfeilrichtung 16 über den Fluidzufuhrkanal 3 zu den beiden Filtern 8 und 9 zugeführt,
dort gefiltert und gelangt dann als filtrierte Fluid über den sich hieran anschließenden Fluidabfuhrkanal zu dem nicht darge¬ stellten Werkzeug. Zu diesem Zeitpunkt wird über die beiden Me߬ fühler 14 und 15 ein Differenzdruck gemessen, wobei die Größe dieses Differenzdruckes über die Drossel 5 einstellbar ist. Zu Beginn dieser Filtration befindet sich das axial verschiebbare Drosselelement 4 der Drossel 5 in einer Stellung, wie diese bei¬ spielsweise in der Figur 2 abgebildet ist und die vorstehend als erste Stellung des Drosselelementes 4 bezeichnet wurde, d.h. in dieser Stellung unterbricht die Drossel nahezu vollständig den Fluidstrom, bedingt dadurch, daß der Überschneidungsbereich zwi¬ schen der Durchtrittsöffnung 18 und dem Querschnitt des Fluidzu- fuhrkanals 3 etwa 2 % bis 15 %, vorzugsweise 5 % bis 10 %, des Gesamtquerschnitts ausmacht.
Bedingt durch die zuvor beschriebene Drosselung stellt sich am Meßfühler 14 ein Druck des zu filtrierenden Fluids, der zuvor als Ist-Wert des Arbeitsparameters des Fluids allgemein bezeich¬ net ist, ein. Desweiteren wird am Meßfühler 15 ein weiterer Druck gemessen, wobei der aus den beiden Drücken erfaßte Diffe¬ renzdruck dann in der Erfassungseinrichtung 11 mit einem vorge¬ gebenen Differenzdruck-Soll-Wert verglichen wird.
Sobald nunmehr im Laufe der Filtration die zur Verfügung stehen¬ den Filter 8 und 9 (Figur 2) mit Verschmutzungen belegt werden, ändert sich der Differenzdruck-Ist-Wert, mit der Folge, daß hier eine Abweichung vom Differenzdruck-Soll-Wert auftritt, was wie¬ derum dazu führt, daß die Erfassungseinrichtung 11 eine Stell¬ größe erzeugt, so daß das Drosselelement 4 axial unter Vergröße¬ rung des Gesamtquerschnitts nach unten verschoben wird. Hier¬ durch wird der von der Drossel hervorgerufene Gegendruck verrin¬ gert, wobei das Maß dieser Verringerung direkt proportional zum Gegendruck der verschmutzten Filter 8 und 9 steht. Dieser Vor¬ gang des kontinuierlichen Abgleichens und Kompensieren des Ge¬ gendruckes der verschmutzten Filter durch den sich ständig redu¬ zierenden Gegendruck der Drossel bewirkt eine Druckkonstanz im
System. Sobald jedoch das Drosselelement eine zweite Stellung erreicht hat, in der das Drosselelement kurz vor seiner voll¬ ständigen Öffnung steht, wird ein akustisches und/oder optisches Signal erzeugt, so daß ein Filterwechsel eingeleitet werden kann. Hierfür verfährt einer der beiden Bolzen in eine Stellung, wie diese in Figur 3 gezeigt ist und in der das Filter 8 außer¬ halb des Gehäuses der Filtereinrichtung 1 angeordnet ist. Gleichzeitig wird das Drosselelement 4 so weit axial nach unten verschoben, daß die Durchtrittsöffnung 18 vollflächig mit dem Querschnitt des Fluidzufuhrkanals 3 fluchtet und somit das Dros¬ selelement den Fluidstrom nicht behindert, was vorstehend auch als zweite Stellung bezeichnet ist. Diese aufeinander abge¬ stimmte axiale Verschiebung von Bolzen und Drosselelement be¬ wirkt eine Beibehaltung der Druckkonstanz im Fluidstrom.
Nach Austausch des verschmutzten Filters 8 wird dieses wieder in eine Position überführt, in der es im Fluidstrom angeordnet ist, während gleichzeitig das Drosselelement axial nach oben verscho¬ ben wird, wodurch eine Verringerung des Öffnungsgrades der Dros¬ sel herbeigeführt wird. Hierbei wird das Ausmaß der axialen Ver¬ schiebung des Drosselelementes 4 durch die Erfassungseinheit derart gesteuert, daß durch den bereits vielfach beschriebenen Vergleich des Differenzdruck-Ist-Wertes mit dem Differenzdruck- Soll-Wert ein konstanter Druckwert eingestellt wird.
In analoger Weise lassen sich so das Filter 9 bzw. die Filter 8a und 9a (letzteres nicht abgebildet) auswechseln, wobei zur Aus¬ wechselung der Filter 8a und 9a der Bolzen 8 bzw. der Bolzen 9 nach rechts so weit axial verschoben werden, bis sie außerhalb des Gehäuses der Filtereinrichtung 1 positioniert sind.
Die in den Figuren 4 bis 6 desweiteren abgebildete Drossel 5 un¬ terscheidet sich in der zuvor im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Drossel dahingehend, daß die Drossel gemäß den Figuren 4 bis 6 anders ausgestaltet ist.
Die in den Figuren 4 bis 6 abgebildete Drossel 5 weist ein ko¬ nisch geformtes Drosselelement 4 auf, das innerhalb eines ko¬ nisch geformten Aufnahmeraumes 17 angeordnet ist, wobei die Fi¬ gur 4 das Drosselelement 4 in seiner maximalen ÖffnungsStellung, die Figur 5 das Drosselelement 4 in seiner mittleren Öffnungs- Stellung und die Figur 6 das Drosselelement 4 in einer geschlos¬ senen Stellung abbildet.
Die Drossel 5 wird in Strömungsrichtung 16 von den Fluid durch¬ strömt. Hierbei weist die Drossel 5 ein stromauf des Drosselele¬ mentes 4 angeordneter Fluidzufuhrteilkanal 19 auf, der einer¬ seits mit dem (nicht abgebildeten) Fluidzufuhrkanal 3 verbunden wird und der andererseits in den Aufnahmeraum 17 mündet. Stromab des Drosselelementes 4 wird in der geöffneten Stellung des Dros¬ selelementes, wie diese in den Figuren 4 und 5 abgebildet ist, das Fluid seitlich zwischen der Außenwandung des konischen Dros¬ selelementes 4 und der Innenwandung des Aufnahmeraumes 17 an dem Drosselelement 4 vorbeigeführt und gelangt dann in einen Fluid- abfuhrteilkanal 20, wobei ein erster Abschnitt 21 des Fluidab- fuhrteilkanals als Ringraum ausgebildet ist. Bedingt dadurch, daß der Ringraum unsymmetrisch ausgestaltet ist und einen konti¬ nuierlich sich verjüngenden Bereich aufweist, wie dies in den Figuren 4 bis 6 auf der rechten Seite angedeutet ist, lassen sich durch eine derartig ausgebildete Drossel die Strömungsver¬ hältnisse im Ringraum optimal gestalten, so daß unerwünschte Totzonen hier vermieden werden.
Die Funktionsweise der in den Figuren 4 bis 6 gezeigten Drossel entspricht der Drossel, wie sie vorstehend in Verbindung mit den Figuren 1 bis 3 beschrieben ist.
Sollte es erforderlich sein, kann die vorstehend im Zusammenhang mit den Figuren 4 bis 6 beschriebene Drossel 5 auch entgegenge¬ setzt zur Pfeilrichtung 16 von dem Fluid durchströmt werden, ohne daß sich hierdurch die zuvor beschriebene Funktion der
Drossel 5 ändert.