DE102004010968B4

DE102004010968B4 - Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere eines verflüssigten Kunststoffes

Info

Publication number: DE102004010968B4
Application number: DE102004010968A
Authority: DE
Inventors: Harald Pohl
Original assignee: Maag Pump Systems Textron GmbH
Current assignee: Maag Pump Systems GmbH
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2013-03-28
Anticipated expiration: 2024-03-04
Also published as: DE102004010968A1; WO2005084917A1; EP1720693A1

Abstract

Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren eines verflüssigten Kunststoffes, mit mindestens einem Fluidzufuhrkanal und mindestens einem Fluidabfuhrkanal, wobei im Strömungsweg des zu filtrierenden Fluids und quer zu dessen Strömungsrichtung zwischen dem Fluidzufuhrkanal und dem Fluidabfuhrkanal mindestens zwei, mit Abstand voneinander angeordnete plattenartige Filter vorgesehen sind, die von einem in einer Gehäusebohrung fluiddicht angeordneten, axial verschiebbaren Bolzen derart gelagert sind, daß die mindestens zwei Filter gleichzeitig zwischen einer ersten Stellung, in der die mindestens zwei Filter das Fluid filtrieren, und einer zweiten Stellung, in der mindestens ein Filter der mindestens zwei Filter entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Fluids beim Filtrieren mit einem Teilstrom des filtrierten Fluids durchströmt wird und hiernach dieser Teilstrom aus der Vorrichtung zur Atmosphäre hin abführbar ist, während das andere Filter bzw. die anderen Filter das Fluid filtriert bzw. filtrieren, bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Filter jeweils ein Zufuhrteilkanal (11, 12) und jeweils ein Abfuhrteilkanal...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren eines verflüssigten Kunststoffes, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie eine entsprechende Filteranordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 16.
Um Fluide zu filtrieren und um insbesondere thermoplastische verflüssigte Kunststoffe zu filtrieren, ist es bekannt, unterschiedlich konstruierte Vorrichtungen zu verwenden.
So beschreibt beispielsweise die DE 196 12 790 C1 eine entsprechende Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, wobei im Strömungsweg des zu filtrierenden Fluids und quer zu dessen Strömungsrichtung zwischen einem Fluidzufuhrkanal und einem Fluidabfuhrkanal zwei, paarweise angeordnete plattenartige Filter vorgesehen sind, die von einem axial verschiebbaren Bolzen, der in einer entsprechenden Gehäusebohrung fluiddicht angeordnet ist, gelagert sind. Hierbei werden bei der bekannten Vorrichtung zum Filtrieren eines verflüssigten thermoplastischen Kunststoffes in einer ersten Stellung des Bolzens beide plattenartigen Filter durchströmt, so daß dementsprechend beide plattenartigen Filter zum Filtrieren zur Verfügung stehen. Sobald jedoch die Filter mit Schmutzpartikeln beladen sind, besteht bei der bekannten Vorrichtung desweiteren die Möglichkeit, durch eine axiale Verschiebung des Bolzens diesen in eine zweite Position zu bringen, wobei in dieser zweiten Position ein Filter das Fluid filtriert und das zweite Filter entgegengesetzt zur Strömungsrichtung beim Filtrieren durchströmt wird, so daß Schmutzpartikel von der Oberfläche des zweiten Filters abgelöst und nach außen hin abgeführt werden können. Neben dieser, auch als Reinigungsstellung oder Regenerierstellung bezeichneten zweiten Stellung ist es bei der bekannten Filtervorrichtung desweiteren möglich, den Bolzen axial so weit zu verschieben, daß sich beide Filter gemeinsam außerhalb des Gehäuses befinden, um so gemeinsam und gleichzeitig entnommen und gegen zwei neue Filter ausgetauscht werden können.
Der zuvor beschriebene konstruktive Aufbau der bekannten Filtriervorrichtung macht es somit erforderlich, daß bei einem Auswechseln der Filter der Filtrierprozeß unterbrochen werden muß, so daß in dieser dritten Stellung des axial verschiebbaren Bolzens dieser Bolzen den Fluidströmungsweg vom Fluidzufuhrkanal zum Fluidabfuhrkanal vollständig unterbricht. Da derartige Filtriervorrichtungen in der Regel stromab eines Extruders und stromauf eines entsprechenden Werkzeuges oder einer Düse angeordnet werden, erfordert der Austausch der plattenartigen Filter bei der bekannten Vorrichtung stets eine Produktionsunterbrechung, die einerseits immer eine Störung des betrieblichen Ablaufes beinhaltet und andererseits beim erneuten Anfahren zu Problemen, hervorgerufen beispielsweise durch Ablagerungen in den Kanälen, führen kann.
Um die zuvor geschilderten Probleme zu vermeiden, schlägt die DE 35 27 173 C1 eine Filtervorrichtung vor, die in einem Gehäuse mindestens zwei, unabhängig voneinander axial verschiebbare Bolzen aufweist, wobei jeder Bolzen mit jeweils zwei plattenartigen Filtern versehen ist. Hierbei ist es bei der bekannten Vorrichtung möglich, durch eine axiale Verschiebung der Bolzen unabhängig voneinander neben der Filtrierstellung (erste Stellung), in der alle vier plattenartigen Filter das Fluid filtrieren, noch eine weitere Stellung der plattenartigen Filter herbeizuführen, wobei in dieser weiteren Stellung der plattenartigen Filter ein Filter außerhalb des Gehäuses angeordnet werden kann, so daß dieses eine Filter entsprechend auszutauschen ist, während die anderen verbleibenden drei Filter zu diesem Zeitpunkt das Fluid filtrieren. Eine Rückspülstellung (zweite Stellung), in der während des laufenden Filtrierprozesses ein plattenartigen Filter entgegengesetzt zur Strömungsrichtung beim Filtrieren mit einem Teilstrom des filtrierten Fluids gereinigt wird, ermöglicht die aus der DE 35 27 173 C1 bekannte Vorrichtung nicht, so daß im Vergleich zu der aus der DE 196 12 790 C1 bekannten Vorrichtung hierbei ein wesentlich häufigerer Austausch der plattenartigen Filter erforderlich wird. Darüber hinaus erfordert die aus der DE 35 27 173 C1 bekannte Vorrichtung stets zwei Bolzen, was einerseits im Vergleich zu einer Filtriervorrichtung mit einem Bolzen einen erhöhten Platzbedarf und andererseits eine erhebliche Verteuerung der Filtriervorrichtung bewirkt.
Eine Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren eines verflüssigten Kunststoffes, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der DE 102 54 022 A1 bekannt. Hierbei weist die bekannte Vorrichtung pro Filter jeweils zwei Zufuhrteilkanäle und jeweils zwei Abfuhrteilkanäle auf, die jeweils geradlinig den Bolzen durchschneiden. Darüber hinaus ist es bei der bekannten Vorrichtung nicht möglich, ohne Unterbrechung des Filtrationsvorganges ein Filter auszutauschen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Filtrieren der angegebenen Art, insbesondere eine Vorrichtung zum Filtrieren von verflüssigten, thermoplastischen Kunststoff, zur Verfügung zu stellen, die bei einer besonders einfachen Bauweise einen dauerhaften kontinuierlichen Betrieb ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Filtrieren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren eines verflüssigten und vorzugsweise auch eines thermoplastischen Kunststoffes, weist mindestens einem Fluidzufuhrkanal und mindestens einem Fluidabfuhrkanal auf. Im Strömungsweg des zu filtrierenden Fluids und quer zu dessen Strömungsrichtung sind zwischen dem Fluidzufuhrkanal und dem Fluidabfuhrkanal mindestens zwei, mit Abstand voneinander angeordnete plattenartige Filter vorgesehen, die von einem in einer Gehäusebohrung fluiddicht angeordneten, axial verschiebbaren Bolzen derart gelagert sind, daß die mindestens zwei Filter gleichzeitig zwischen einer ersten Stellung, in der die mindestens zwei Filter das Fluid filtrieren, und einer zweiten Stellung, in der mindestens ein Filter der mindestens zwei Filter entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Fluids beim Filtrieren mit einem Teilstrom des filtrierten Fluids durchströmt wird, bewegbar sind. Dieser Teilstrom wird hiernach aus der Vorrichtung zur Atmosphäre hin abgeführt, während das andere Filter bzw. die anderen Filter das Fluid filtriert bzw. filtrieren. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind jedem Filter jeweils ein Zufuhrteilkanal und jeweils ein Abfuhrteilkanal zugeordnet, wobei sich die Zufuhrteilkanäle und die Abfuhrteilkanäle in Verschieberichtung des Bolzens erstrecken. Durch eine axiale Verschiebung des Bolzens sind die mindestens zwei Filter in eine dritte Stellung bringbar, in der sich mindestens ein Filter in einer Austauschposition befindet, in der es von außen her frei zugänglich ist, während gleichzeitig das mindestens eine andere Filter das Fluid filtriert.
Mit anderen Worten unterscheidet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung von dem nächsten Stand der Technik gemäß der DE 102 54 022 A1 und auch von der DE 196 12 790 C1 dahingehend, daß in der dritten Stellung, d. h. der Austauschposition, mindestens ein Filter nicht mehr durch das Vorrichtungsgehäuse abgedeckt und somit von außen frei zugänglich ist, so daß dieses mindestens eine Filter ausgetauscht und durch ein frisches, unbeladenes Filter ersetzt werden kann, während zu diesem Zeitpunkt, d. h. in dieser aktuellen Stellung (dritte Stellung) des axial verschiebbaren Bolzens das mindestens eine andere Filter von dem zu filtrierenden Fluid kontinuierlich durchströmt wird, so daß eine Unterbrechung des Filtriervorganges bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch dann nicht erfolgt, wenn ein Filter ausgetauscht und durch ein unbeladenes, frisches Filter ersetzt wird, was beim eingangs aufgeführten Stand der Technik gemäß der DE 102 54 022 A1 oder der DE 196 12 790 C1 nicht möglich ist oder bei dem Stand der Technik gemäß der DE 35 27 173 C1 stets mindestens zwei Bolzen mit jeweils mindestens zwei paarweise angeordneten Filters erfordert.
Klarstellend sei angemerkt, daß die hier verwendeten Begriffe stromauf und stromab stets solche Positionen bezeichnen, die in Strömungsrichtung des zu filtrieren Fluids lokalisiert sind. Desweiteren umfaßt der Begriff Bolzen nicht nur den im zuvor zitierten Stand der Technik beschriebenen zylindrischen Bolzen, sondern deckt auch solche Bolzen ab, die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei derartige, im Querschnitt rechteckige Bolzen auf dem vorliegenden Fachgebiet auch als Flachschieber bezeichnet werden, die axial verschiebbar und fluiddicht in einer entsprechend angepaßten rechteckigen Aussparung des Gehäuses gelagert sind. Fluchten im Sinne des vorliegenden Textes bedeutet, daß zwischen den miteinander fluchtenden Kanälen in jedem Fall zumindestens eine Strömungsverbindung für das durch diese Kanäle fließende Fluid besteht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Reihe von Vorteilen auf. So ist zunächst festzuhalten, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung eine besonders einfache und kompakte Bauweise besitzt, da die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei Verwendung von nur einem einzigen Bolzen alle drei Betriebsstellungen (erste Stellung = Filtrierstellung; zweite Stellung = Regenerierstellung; dritte Stellung = Austauschstellung) ermöglicht, so daß ein kontinuierliches, unterbrechungsfreies Filtrieren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich ist. Dies wiederum führt dazu, daß sehr einfach Ablagerungen, hervorgerufen durch teilweise ausgehärtetem Kunststoff oder abgebautem oder gecracktem Kunststoff, insbesondere in den Kanälen, besonders wirksam bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermieden werden, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr störunanfällig ist, wodurch der für die Überwachung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erforderliche Personalbedarf minimiert wird, was sich dementsprechend in einer reduziertem Kostenstruktur bemerkbar macht. Auch erlaubt es die erfindungsgemäße Vorrichtung, polymere Schmelzen innerhalb von vorgegebenen Drucktoleranzwerten zu filtrieren, da bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckanstiegs stromauf der plattenartigen Filter entweder das diesbezügliche plattenartige Filter in die zweite Stellung überführt wird und somit ein automatisches Regenerieren desselben erfolgt oder dieses plattenartige Filter in seine dritte Stellung überführt wird, so daß es gegen ein neues, unbeschmutztes Filter ausgetauscht werden kann, ohne daß dabei der Filtriervorgang unterbrochen werden muß, der durch das jeweils andere Filter in dem einen Bolzen aufrechterhalten bleibt. Dies wiederum hat zur Folge, daß weder der stromauf der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnete Extruder selbst bei einem Austausch des Filters bzw. bei einer Regenerierung des Filters noch das stromab der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnete Werkzeug oder die Düse aus der Produktion genommen werden müssen, was einerseits erhebliche wirtschaftliche Vorteile und andererseits einen weiteren deutlich reduzierten Personalaufwand beinhaltet. Darüber hinaus ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, abhängig von der Geschwindigkeit der axialen Verschiebung des Bolzens, besonders einfach möglich, erhebliche Druckstöße in der polymeren Schmelze zu verhindern, wobei derartige Druckstöße insbesondere bei empfindlichen Materialien leicht zu einer unerwünschten chemischen oder physikalischen Veränderung der Polymerschmelzen führen kann. Wegen der kompakten Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt diese sich durch einen begrenzten Platzbedarf verwenden, so daß sie auch einfach und ohne großen Aufwand gegen herkömmliche Filtriervorrichtungen ausgetauscht werden kann.
Eine erste, besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß über die gesamte axiale Verschiebestrecke des einen einzigen Bolzens zwischen der ersten Stellung, der zweiten und der dritten Stellung eine Zufuhr an zu filtrierendem Fluid zumindestens zu einem Filter und eine Abfuhr von filtriertem Fluid stromab des einen Filters sichergestellt ist. Um dies zu erreichen, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise ein Gehäuse auf, daß in Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids gesehen den Fluidzufuhrkanal, hieran anschließend die Gehäusebohrung, die im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluids im Fluidzufuhrkanal angeordnet ist und die zur Aufnahme des axial verschiebbaren Bolzens dient, und hierauf folgend den Fluidaufuhrkanal besitzt, wobei sich eine derartige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung insbesondere durch eine einfache, mit wenigen Teilen zu realisierende Bauweise auszeichnet.
Wie bereits vorstehend bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt ist, sind in dem einzigen, axial verschiebbaren Bolzen mindestens zwei, mit axialem Abstand voneinander angeordnete Filter vorgesehen. Eine besonders preiswert zu realisierende und einfach und störungsfrei zu betreibende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß hierbei der einzige, axial verschiebbare Bolzen nur zwei, mit axialem Abstand voneinander angeordnete Filter besitzt, wobei dieser Bolzen dann relativ zum Gehäuse von der ersten Stellung in die zweite Stellung und von der zweiten Stellung in die dritte Stellung und umgekehrt hierzu axial zu verschieben ist, so daß wahlweise in der ersten Stellung beide Filter das zu filtrierende Fluid filtrieren, in der zweiten Stellung ein Filter das Fluid filtriert, während das andere Filter durch einen Teilstrom des filtrierten Fluids entgegengesetzt zur Filtrierströmungsrichtung durchströmt und somit gereinigt (regeneriert) wird, oder das eine Filter das Fluid filtriert, während das andere Filter zu diesem Zeitpunkt außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und dort somit frei zugänglich wird, so daß dann ein Austausch des anderen Filters gegen ein nicht beladenes Filter erfolgen kann.
Um einerseits ein besonders stabiles und versetzungsfreies Haltern des Filters innerhalb des Bolzens sicherzustellen und andererseits die axiale Verschiebung des Bolzens innerhalb der entsprechenden Gehäusebohrung störungsfrei zu ermöglichen, sieht eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filters vor, daß hierbei jedes Filter in einer sich durch das Bolzenmaterial erstreckenden und im wesentlichen rechtwinklig zur Bolzenachse verlaufenden Kavität angeordnet ist. Hierbei wird die Positionierung eines jeden Filters so vorgesehen, daß die Filterebene in etwa parallel zur Achsenebene des Bolzens und vorzugsweise in der radialen Mitte desselben liegt, so daß dementsprechend die Filterfläche maximiert ist, wobei insbesondere das Filter als kreisförmige Filterfläche ausgebildet ist. Desweiteren sind dem Filter insbesondere Arretierungselemente zugeordnet, so daß das Filter innerhalb der Kavität lösbar gehaltert ist. Besonders vorteilhaft bietet sich hierbei an, eine sandwichartige Filteranordnung auszuwählen, die in Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids eine Retainerplatte, das plattenartige Filter, das einlagig oder mehrlagig angeordnet sein kann, und darauf folgend eine Siebplatte umfaßt, wobei es sich zur Vereinfachung des Austausches anbietet, diese sandwichartige Filteranordnung insgesamt lösbar in der Kavität zu haltern.
Wie bereits vorstehend bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt ist, ist jedem Filter jeweils ein Zufuhrteilkanal und ein Abfuhrteilkanal zugeordnet, wobei in der ersten Stellung des axial zu verschiebenden Bolzens beide Zufuhrteilkanäle mit dem Fluidzufuhrkanal und beide Abfuhrteilkanäle mit dem Fluidabfuhrkanal fluchten, so daß einerseits in der ersten Stellung (Filtrierstellung) über den Fluidzufuhrkanal und den beiden, damit fluchtenden Zufuhrteilkanäle das zu filtrierende Fluid einem jeden Filter zugeführt werden kann und nach erfolgter Filtration das filtrierte Fluid über die beiden Abfuhrteilkanäle und dem damit fluchtenden Fluidabfuhrkanal aus der Vorrichtung entfernt werden kann. In der zweiten Stellung (Regenerierstellung) des Bolzens fluchtet der Zufuhrteilkanal von einem Filter und der Abfuhrteilkanal des selben Filters mit dem Fluidzufuhrkanal bzw. Fluidabfuhrkanal, während der Abfuhrteilkanal des anderen Filters ebenfalls mit dem gemeinsamen Fluidabfuhrkanal in Verbindung steht. Von seiner Zuflußseite her ist das andere Filter nicht in Strömungsverbindung mit dem Fluidzufuhrkanal sondern steht ausschließlich in Verbindung mit einem im Gehäuse vorgesehenen Ablaßkanal, so daß ein Teilstrom des filtrierten Fluids entgegengesetzt zur Strömungsrichtung beim Filtrieren durch das andere Filter geführt und über den Ablaßkanal aus der Vorrichtung entfernt werden kann. Hierdurch wird erreicht, daß das andere Filter von anhaftenden Schmutzpartikeln befreit und somit regeneriert wird.
Durch eine axiale Verschiebung des Bolzens wird dieser in eine dritte Stellung überführt. Hierbei ist in der dritten Stellung des Bolzens der Zufuhrteilkanal des einen Filters mit dem Fluidzufuhrkanal und der Abfuhrteilkanal desselben Filters mit dem Fluidabfuhrkanal in Strömungsverbindung gebracht, wobei jedoch die Strömungsverbindung des anderen Filters zum Fluidzufuhrkanal und zum Fluidabfuhrkanal unterbrochen ist, so daß stromauf und stromab des anderen Filters keine Strömungsverbindung zum Fluidzufuhrkanal oder zum Fluidabfuhrkanal besteht. Gleichzeitig ragt in dieser dritten Stellung des Bolzens das andere Filter so weit aus dem Gehäuse heraus, daß es problemlos dem Bolzen entnommen und gegen ein neues, noch nicht benutztes oder extern gereinigtes Filter ausgetauscht werden kann. Neben den bereits erwähnten Vorteilen weist diese Ausführungsform einen weiteren, wesentlichen Vorteil aus, der darin zu sehen ist, daß zu keinem Zeitpunkt der Strömungsweg des zu filtrierenden Fluids vom Fluidzufuhrkanal zum Fluidabfuhrkanal unterbrochen ist, so daß auch keine Fließblockade in eine der zuvor aufgeführten drei Stellungen auftreten kann und somit wirkungsvoll und einfach eine Berstgefahr am Extruder und/oder an der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeschlossen ist.
Insbesondere dadurch, daß sich die zuvor genannte Zufuhrteilkanäle und die Abfuhrteilkanäle in Verschieberichtung des Bolzens erstrecken, besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine sehr kompakte Bauweise bei einer minimierten Länge der Zufuhrteilkanäle und Abfuhrteilkanäle.
In Weiterbildung der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Zufuhrteilkanäle, deren Anzahl der plattenartigen Filter entspricht, und/oder die Abfuhrteilkanäle, deren Anzahl ebenfalls der Anzahl der plattenartigen Filter entspricht, jeweils mit radialem Abstand voneinander angeordnet sind. Bei solchen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei denen der Bolzen als Flachschieber mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet ist, bedeutet der Begriff radialer Abstand, daß insbesondere ein Zufuhrteilkanal bzw. ein Abfuhrteilkanal einem oberen Kantenbereich und der andere Zufuhrteilkanal bzw. der andere Abfuhrteilkanal dem unteren Kantenbereich zugeordnet sind.
Insbesondere sind die Zufuhrteilkanäle bzw. die Abfuhrteilkanäle parallel zur Bolzenachse ausgerichtet, was nichts anderes bedeutet, daß die Zufuhrteilkanäle bzw. Abfuhrteilkanäle parallel zur axialen Verschieberichtung des Bolzens positioniert und als überwiegend geradlinig verlaufende Kanäle ausgebildet sind.
Eine konstruktiv sehr einfache und von daher auch preiswert und mit einer hohen Präzision herzustellende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung schlägt vor, daß die Zufuhrteilkanäle und/oder die Abfuhrteilkanäle im Bolzen vorgesehen sind. Hierbei besteht die Möglichkeit, daß die Zufuhrteilkanäle und/oder die Abfuhrteilkanäle als zylindrische Bohrungen durch das Bolzenmaterial ausgestaltet sind.
Eine besonders geeignete Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß hierbei die Zufuhrteilkanäle und/oder die Abfuhrteilkanäle, vorzugsweise die Zufuhrteilkanäle und ebenfalls die Abfuhrteilkanäle, jeweils als eine axial verlaufende Aussparung im Bolzenmantel ausgebildet sind, so daß diese axial verlaufenden Aussparungen mit der Innenwandung der Gehäusebohrung dann die entsprechenden Zufuhrteilkanäle und Abfuhrteilkanäle ausgestalten. Mit anderen Worten wird die jeweilige axial verlaufende Aussparung im Bolzenmantel dann nach Einsetzen des Bolzens in die Gehäusebohrung durch die Innenwandung der Gehäusebohrung verschlossen, so daß der entsprechende Kanal ausgebildet wird. Diese Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die so erstellten Zufuhrteilkanäle und/oder die Abfuhrteilkanäle nicht nur einfach herzustellen sind sondern auch sehr einfach und unproblematisch gereinigt werden können, da sie dann über ihre gesamte axiale Länge frei zugänglich sind, wenn der Bolzen aus der Gehäusebohrung so weit herausgefahren ist, daß das Gehäuse die axial verlaufenden Aussparungen nicht mehr abdeckt. Desweiteren ermöglicht diese Weiterbildung, daß ein unterbrechungsfreies Filtrieren auch dann stattfindet, wenn der Bolzen axial verschoben wird, so daß während des eigentlichen axialen Verschiebevorganges des Bolzens von der ersten Stellung in die zweite Stellung und/oder von der zweiten Stellung in die dritte Stellung und umgekehrt hierzu stets kontinuierlich und unterbrechungsfrei filtriertes Fluid dem Fluidabfuhrkanal zugeführt wird, was beim eingangs genannten Stand der Technik nicht der Fall ist. Hierdurch werden Fehlproduktionen oder Produktionsunterbrechungen und die damit verbundenen Probleme vermieden und Druckstöße im zu filtrierenden Fluid unterbunden bzw. auf ein Minimum reduziert.
Um eine einwandfreie Zuführung des zu filtrierenden Fluids zu den Zufuhrteilkanälen sicherzustellen, sieht eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, daß hierbei der Fluidzufuhrkanal im Bereich des Bolzens eine Kanalteilung unter Ausbildung eines ersten Zufuhrkanals und eines zweiten Zufuhrkanals aufweist, wobei die Anzahl der Zufuhrkanäle von der Anzahl der Zufuhrteilkanäle abhängt. Weist beispielsweise die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Bolzen drei Zufuhrteilkanäle auf, so teilt sich der Fluidzufuhrkanal im Bereich des Bolzens entsprechend auf drei Zufuhrkanäle auf, wobei der Winkel dieser Zufuhrkanäle relativ zueinander und insbesondere der Winkel α des ersten Zufuhrkanals relativ zum zweiten Zufuhrkanal zwischen 15° und 90°, vorzugsweise zwischen 30° und 60°, variiert. Hier konnte festgestellt werden, daß bei Einhaltung der zuvor genannten Winkel das über das Fluidzufuhrkanal zugeführte zu filtrierende Fluid gleichmäßig auf die Zufuhrkanäle aufgeteilt wird, so daß dementsprechend alle Filter im Bolzen auch gleichmäßig mit einem konstanten Fluidvolumenstrom versorgt werden.
Um bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung desweiteren sicherzustellen, daß das filtrierte Fluid stromab der plattenartigen Filter einwandfrei aus der Vorrichtung abgeführt werden kann, sieht eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, daß hierbei der Fluidabfuhrkanal im Bereich des Bolzens eine Kanalteilung unter Ausbildung eines ersten Abfuhrkanals und eines zweiten Abfuhrkanals aufweist, wobei die Anzahl der Abfuhrkanäle der Anzahl der Filter entspricht, wie dies vorstehend für die Kanalteilung des Fluidzufuhrkanals erläutert ist. Insbesondere variiert dabei der Winkel β des ersten Abfuhrkanals relativ zum zweiten Abfuhrkanal zwischen 15° und 90°, vorzugsweise zwischen 30° und 60°, wobei diese zuvor genannten Winkel β sicherstellen, daß einerseits das filtrierte Fluid in der ersten Stellung des Bolzens gleichmäßig abströmen kann und in der zweiten Stellung des Bolzens ein Teilstrom des filtrierten Fluids entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Fluids beim Filtrieren das jeweilige plattenartige Filter durchströmen und hierdurch Schmutz von diesem Filter entfernen kann.
Anstelle der zuvor beschriebenen Kanalteilung des Fluidzufuhrkanals bzw. des Fluidabfuhrkanals sieht eine grundsätzlich andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, daß hierbei der Fluidzufuhrkanal und/oder der Fluidabfuhrkanal im Bereich des Bolzens eine schwalbenschwanzförmige Aufweitung aufweist, wobei der Endbereich der schwalbenschwanzförmigen Aufweitung eine Dichtfläche mit dem Bolzenmantel ausbildet. Mit anderen Worten ist der Endbereich der schwalbenschwanzförmigen Aufweitung an die Krümmung des Bolzenmantels angepaßt und liegt auf dem Bolzenmantel fluiddicht auf, so daß die mit radialem Abstand angeordneten Zufuhrteilkanäle bzw. Abfuhrteilkanäle mit zu filtrierendem Fluid bzw. bereits filtriertem Fluid kontinuierlich gespeist werden, wodurch bei dieser Ausführungsform die Kanalteilung des Fluidzufuhrkanals bzw. des Fluidabfuhrkanals ersetzt wird. Eine schwalbenschwanzförmige Aufweitung des Fluidzufuhrkanals im Bereich des Bolzens bzw. eine schwalbenschwanzförmige Aufweitung des Fluidabfuhrkanals im Bereich des Bolzens bietet sich insbesondere dann an, wenn der Bolzen mit mehr als zwei plattenartigen Filtern versehen ist, so daß dann die Herstellung der Kanalteilung des Fluidzufuhrkanals unter Ausbildung einer entsprechenden Anzahl von Zufuhrkanälen und/oder die Erstellung der Kanalteilung des Fluidabfuhrkanals unter Ausbildung einer entsprechenden Anzahl von Abfuhrkanälen entfallen kann, was die Konstruktion und den Herstellungsaufwand erheblich verringert.
Außerdem läßt sich eine derartige schwalbenschwanzförmige Aufweitung im Vergleich zu einer entsprechenden Anzahl von Zufuhrkanälen bzw. Abfuhrkanälen wesentlich einfacher und unproblematischer reinigen.
Eine besonders geeignete und vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß hierbei der Bolzen zwei plattenartige Filter aufweist, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung einen, vorzugsweise in dem Gehäuse angeordneten Fluidzufuhrkanal besitzt, der im Bereich des Bolzens eine Kanalteilung unter Ausbildung eines ersten Zufuhrkanals und eines zweiten Zufuhrkanals aufweist. In der ersten Stellung (Filtrierstellung) des Bolzen fluchtet der erste Zufuhrkanal mit einem ersten Zufuhrteilkanal und der zweite Zufuhrkanal mit einem zweiten Zufuhrteilkanal, wobei der erste Zufuhrteilkanal in die Kavität eines ersten Filters und der zweiten Zufuhrteilkanal in die Kavität des zweiten Filters münden. Stromab des ersten Filters schließt sich ein erster Abfuhrteilkanal und stromab des zweiten Filters schließt sich ein zweiter Abfuhrteilkanal an, wobei der erste Abfuhrteilkanal in einen ersten Abfuhrkanal und der zweite Abfuhrteilkanal in einen zweiten Abfuhrkanal münden. Der erste Abfuhrkanal und der zweite Abfuhrkanal vereinen sich dann in Strömungsrichtung des filtrierten Fluids gesehen zu dem gemeinsamen Fluidabfuhrkanal. Bezüglich der Ausgestaltung der Zufuhrkanäle sowie der Zufuhrteilkanäle bzw. der Abfuhrkanäle und der Abfuhrteilkanäle gelten die Aussagen, wie sie vorstehend im Detail beschrieben sind.
Eine Weiterbildung der zuvor beschriebenen speziellen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß der Fluidzufuhrkanal im Bereich des Bolzens eine Kanalteilung unter Ausbildung des ersten Zufuhrkanals und des zweiten Zufuhrkanals aufweist, wobei in der zweiten Stellung des Bolzen der erste Zufuhrkanal mit dem ersten Zufuhrteilkanal fluchtet und der zweite Zufuhrkanal durch den Bolzen verschlossen ist. Desweiteren mündet der erste Zufuhrteilkanal in die Kavität des ersten Filters, wobei sich stromab des ersten Filters der erste Abfuhrteilkanal und sich stromab des zweiten Filters der zweite Abfuhrteilkanal anschließt, derart, daß der erste Abfuhrteilkanal in den ersten Abfuhrkanal und der zweite Abfuhrteilkanal in den zweiten Abfuhrkanal münden. Hiernach vereinen sich der erste Abfuhrkanal und der zweite Abfuhrkanal zu dem gemeinsamen Fluidabfuhrkanal, wobei der stromauf des zweiten Filters befindliche Raum der Kavität mit einem Ablaßkanal fluchtet, durch den ein mit vom zweiten Filter abgelösten Schmutzpartikeln beladener Teilstrom aus dem Gehäuse heraus und somit zur Atmosphäre hin abführbar ist.
Eine zusätzliche Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung schlägt vor, daß der Fluidzufuhrkanal im Bereich des Bolzens eine Kanalteilung unter Ausbildung des ersten Zufuhrkanals und des zweiten Zufuhrkanals aufweist, wobei in der dritten Stellung des Bolzen der erste und zweite Zufuhrkanal mit der Kavität des ersten Filters fluchten. Stromab des ersten Filters schließen sich der erste und zweite Abfuhrkanal an, wobei der Bolzen in seiner dritten Stellung soweit axial aus der Gehäusebohrung herausragt, daß das zweite Filter, das in dieser Stellung des Bolzens nicht mit zu filtrierendem Fluid oder filtriertem Fluid in Kontakt kommt, frei von außen zugänglich ist, so daß dieses zweite Filter aus der entsprechenden Kavität entnommen und durch ein entsprechend neues oder extern gereinigtes Filter ersetzt werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft desweiteren eine Filteranordnung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren eines verflüssigten, vorzugsweise thermoplastischen Kunststoffes, mit der es möglich ist, unterbrechungsfrei über einen unbegrenzten Produktionszeitraum Fluide zu filtrieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Filteranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 gelöst.
Die erfindungsgemäße Filteranordnung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren eines verflüssigten, vorzugsweise thermoplastischen Kunststoffes, sieht vor, daß die Filteranordnung mindestens zwei, vorzugsweise zwei bis sechs, erfindungsgemäße Vorrichtungen, wie diese vorstehend im Detail beschrieben sind, aufweist, wobei die Fluidzufuhrkanäle und die Fluidabfuhrkanäle der mindestens zwei erfindungsgemäßen Vorrichtungen zu einem einzigen Fluidzufuhrkanal und zu einem einzigen Fluidabfuhrkanal zusammengefaßt sind.
Die erfindungsgemäße Filteranordnung weist alle die Vorteile auf, wie sie eingangs für die erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben sind. Insbesondere erlaubt die erfindungsgemäße Filteranordnung ein kontinuierliches, dauerhaftes und unterbrechungsfreies Filtrieren von Fluiden, vorzugsweise ein Filtrieren von verflüssigten Kunststoffen, da jede einzelne Vorrichtung so ausgestaltet ist, daß ein unterbrechungsfreies Filtrieren auch dann gewährleistet ist, wenn ein plattenartiges Filter der paarweise in einem Bolzen angeordneten plattenartigen Filter in der zweiten Stellung des jeweiligen Bolzens mit einem Teilstrom an filtriertem Fluid zurückgespült (regeneriert) wird oder wenn ein Filter der paarweise im Bolzen angeordneten Filter in der dritten Stellung des Bolzens außerhalb des Gehäuses positioniert ist und dort gegen ein neues Filter ausgetauscht wird.
Eine besonders platzsparende Ausgestaltung sieht eine Weiterbildung der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Filteranordnung vor, bei der zwei bis sechs erfindungsgemäße Vorrichtungen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Filteranordnung weist, wie bereits vorstehend dargelegt, alle die Vorteile auf, wie sie in der vorstehenden Beschreibung für die erfindungsgemäße Vorrichtung im Detail herausgestellt sind, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen hierauf verwiesen wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie der erfindungsgemäßen Filteranordnung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend anhand von einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Vorderansicht, d. h. eine Ansicht von der Anströmseite her, des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit teilweise entferntem Gehäuse;
2 eine perspektivische Rückansicht, d. h. eine Ansicht von Abströmseite her, des in 1 nur teilweise abgebildeten Bolzens in seiner ersten Stellung (Filtrierstellung);
3 eine perspektivische Vorderansicht, d. h. eine Ansicht von der Anströmseite her, des in 1 nur teilweise abgebildeten Bolzens in seiner ersten Stellung (Filtrierstellung);
4 eine perspektivische Vorderansicht (Anströmseite) des Bolzens in einer zweiten Stellung (Regeneriererstellung), in der ein plattenartiges Filter das Fluid filtriert, während das andere plattenartige Filter rückgespült wird;
5 eine perspektivische Rückansicht (Abströmseite) des Bolzens in der zweiten Stellung (Regeneriererstellung), in der ein plattenartiges Filter das Fluid filtriert, während das andere plattenartige Filter rückgespült wird;
6 eine perspektivische Vorderansicht (Anströmseite) des Bolzens in einer dritten Stellung (Auswechselstellung), in dem ein plattenartiges Filter das Fluid filtriert, während das andere plattenartige Filter ausgetauscht wird; und
7 eine perspektivische Rückansicht (Abströmseite) des Bolzens in der dritten Stellung (Auswechselstellung), in dem ein plattenartiges Filter das Fluid filtriert, während das andere plattenartige Filter ausgetauscht wird.
In den 1 bis 7 sind die selben Teile mit den selben Bezugszeichen versehen. Zum besseren Verständnis der schematischen Abbildungen gemäß der 2 bis 7 wurde in diesen Figuren das Gehäuse nur schematisch als Draufsicht auf den oberen Umriß angedeutet.
Die 1 bildet perspektivisch eine Vorderansicht der insgesamt mit 1 bezeichneten Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren eines verflüssigten Kunststoffes, ab, wobei die Vorrichtung 1 ein Gehäuse 2 besitzt, das sich von der Einlaßöffnung eines gemeinsamen Fluidzufuhrkanals 3 bis zur Auslaßöffnung eines gemeinsamen Fluidabfuhrkanals 4 erstreckt, wobei bei der 1 das Gehäuse 2 den Fluidabfuhrkanal 4 abdeckt, da der gemeinsame Fluidabfuhrkanal 4 auf der Rückseite des Gehäuses 2 positioniert ist.
Desweiteren ist das Gehäuse 2 mit einer zylindrischen Gehäusebohrung 7 versehen, in dem ein Bolzen 8 fluiddicht angeordnet ist, wobei der Bolzen 8 in Axialrichtung, d. h. in Pfeilrichtung 19 und umgekehrt hierzu, derart verschiebbar ist, daß der Bolzen 8 eine erste Stellung (Filtrierstellung), eine zweite Stellung (Regenerierstellung) und eine dritte Stellung (Auswechselstellung) einnehmen kann. Um diese axiale Verschiebung des Bolzens 8 herbeizuführen, sind dem Bolzen 8 vorzugsweise Hydraulikelemente (nicht abgebildet) zugeordnet, die den Bolzen 8 exakt in die zuvor genannten drei Stellungen positionieren.
In Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids gesehen wird dieses zu filtrierende Fluid zunächst der Vorrichtung 1 über die Fluidzufuhrkanal 3 zugeführt, wobei sich der Fluidzufuhrkanal 3 in einen ersten Zufuhrkanal 15 und in einen zweiten Zufuhrkanal 16 aufteilt. Diese beiden Zufuhrkanäle 15 und 16 sind unter einem Winkel α, der bei der gezeigten Ausführungsform etwa 50° beträgt, angeordnet.
Nachdem das zu filtrierende Fluid gleichmäßig auf den ersten Zufuhrkanal 15 und den zweiten Zufuhrkanal 16 aufgeteilt ist und diesen durchströmt hat, gelangt das zu filtrierende Fluid vom ersten Zufuhrkanal 15 in den ersten Zufuhrteilkanal 12 und vom zweiten Zufuhrkanal 16 in den zweiten Zufuhrteilkanal 11, wobei diese beiden Zufuhrteilkanäle 11 und 12 jeweils als eine axial verlaufende Aussparung im Bolzenmantel des Bolzens 8 ausgebildet sind. Zusammen mit der Innenwandung der Gehäusebohrung 7 bilden diese beiden Aussparungen, die mit radialem Abstand voneinander positioniert sind, den ersten und zweiten Zufuhrteilkanal 12 und 11, wobei in der 1 der erste Zufuhrteilkanal 12 nur ansatzweise erkennbar ist, während die 3 diese beiden Zufuhrteilkanäle 12 und 11 vollständig abbildet.
Nachdem das zu filtrierende Fluid dann die Zufuhrteilkanäle 12 und 11 passiert hat, gelangt es stromauf der Filter 5 bzw. 6 in die entsprechende Kavität 9 bzw. 10, wobei die Kavitäten 9 bzw. 10 bei der gezeigten Ausführungsform jeweils als zylindrische Durchgangsbohrung, die senkrecht zur Achse des Bolzens 8 verläuft, ausgebildet ist und zur Aufnahme der plattenartigen Filter 5 bzw. 6 dient. In 1 ist nur das rechte plattenartige Filter 5 eingezeichnet und in 2 sind nur die entsprechenden Kavitäten 9 und 10, jedoch nicht die plattenartigen Filter 5 und 6 selbst abgebildet.
Wie anhand der schematischen Abbildung der 2 zu erkennen ist, durchtritt das zu filtrierende Fluid die plattenartigen Filter 5 und 6 (nicht gezeigt) und liegt danach somit als filtriertes Fluid vor. Von dem stromab der Filter 5 und 6 gelegenen Bereich der Kavitäten 9 bzw. 10 strömt dann das filtrierte Fluid in den ersten Abfuhrteilkanal 13 bzw. in den zweiten Abfuhrteilkanal 14 ein, wobei der erste Abfuhrteilkanal 13 dem Filter 6 und der zweite Abfuhrteilkanal 14 dem Filter 5 zugeordnet ist. Diese beiden Abfuhrteilkanäle 13 bzw. 14 münden in den ersten Abfuhrkanal 18 bzw. in den zweiten Abfuhrkanal 17 ein. Der erste und zweite Abfuhrkanal 18 und 17 vereinen sich wiederum in Strömungsrichtung des nunmehr filtrierten Fluids gesehen in dem Fluidabfuhrkanal 4. Der erste Abfuhrkanal 18 ist relativ zum zweiten Abfuhrkanal 17 bei der in 2 dargestellten Ausführungsform unter einem Winkel β von etwa 50° angeordnet.
Wie dies bereits vorstehend für die beiden Zufuhrteilkanäle 11 und 12 beschrieben ist, sind die beiden Abfuhrteilkanäle 13 und 14 jeweils als eine axial verlaufende Aussparung im Bolzenmantel ausgebildet, so daß diese Aussparungen zusammen mit den Innenwandungen der Gehäusebohrung 7 den jeweiligen Abfuhrteilkanal 13 bzw. 14 ausbilden.
Klarstellend sei an dieser Stelle angemerkt, daß der Mündungsbereich des ersten Zufuhrkanals 15 und des zweiten Zufuhrkanals 16 (3) nicht in den ersten Zufuhrteilkanal 12 bzw. in den zweiten Zufuhrteilkanal 11 hineinragt, was ebenfalls identisch für die Einspeisöffnungen des ersten Abfuhrkanals 18 und des zweiten Abfuhrkanals 17 (2) gilt, die ebenfalls nicht in den Abfuhrteilkanal 13 bzw. Abfuhrteilkanal 14 hineinragen.
Die 1 bis 3 bilden die Vorrichtung 1 in der ersten Stellung des axial in Pfeilrichtung 19 und umgekehrt hierzu verschiebbaren Bolzens 8 ab, d. h. in dieser ersten Stellung werden beide plattenartigen Filter 5 und 6 zum Filtrieren des Fluids und insbesondere zum Filtrieren des verflüssigten Kunststoffes eingesetzt. Hierbei wird beispielsweise der verflüssigte Kunststoff mittels eines Extruders, der stromauf des Fluidzufuhrkanals 3 angeordnet ist und dessen Auslaß in diesen Fluidzufuhrkanal 3 einmündet, zugeführt, während das filtrierte Fluid, insbesondere der verflüssigte Kunststoff, über den Fluidabfuhrkanal 4 (2) aus der Vorrichtung 1 abgeführt und von dort beispielsweise zu einer Düse oder zu einem Werkzeug (nicht gezeigt) geleitet wird.
Im Unterschied zu den 1 bis 3, die den Bolzen 8 in einer Filtrierstellung (erste Stellung) abbilden, bilden die 4 und 5 den Bolzen in seiner zweiten Stellung (Regenerierstellung) ab, wobei die zweite Stellung durch eine Verschiebung des Bolzens 8 entgegengesetzt zur Pfeilrichtung 19 (1) herbeigeführt wurde.
Wie aus der 4 zu erkennen ist, wird in der zweiten Stellung des Bolzens 8 der erste Zufuhrkanal 15 endseitig durch einen Abschnitt des Bolzens 8 fluiddicht verschlossen, so daß dementsprechend die Fluidzufuhr über den ersten Zufuhrteilkanal 12 und somit zum linken plattenartigen Filter 6 unterbrochen ist. Gleichzeitig wird durch diese axiale Verschiebung des Bolzens 8 von seiner ersten Stellung in die zweite Stellung der stromauf des plattenartigen Filters 6 befindliche Raum der Kavität 10 mit einem Ablaßkanal 20 in Verbindung gebracht, wobei der Ablaßkanal 20 aus dem Gehäuse 2 herausragt und zur Atmosphäre hin mündet.
Der Zufluß an zu filtrierendem Fluid erfolgt über den Fluidzufuhrkanal 3, den zweiten Zufuhrkanal 16 und den zweiten Zufuhrteilkanal 11, so daß das zu filtrierende Fluid das plattenartige Filter 5 durchströmt, wie dies aus der 4 zu erkennen ist.
Stromab des Filters 5 gelangt das nunmehr filtrierte Fluid aus dem Bereich der Kavität 9 über den zweiten Abfuhrteilkanal 14 in den zweiten Abfuhrkanal 17, wobei ein Teilstrom an filtriertem Fluid aufgrund des in dem Fluidabfuhrkanal 4 herrschenden Gegendruckes (verursacht von einer hierauf folgenden Düse oder einem Werkzeug) über den ersten Abfuhrkanal 18 und den damit in Verbindung stehenden ersten Abfuhrteilkanal 13 in den stromab des plattenartigen Filters 6 bestehenden Bereich der Kavität 10 gelangt und von dort das plattenartige Filter 6 (entgegengesetzt zur Strömungsrichtung beim Filtrieren) durchströmt, wodurch die auf dem plattenartigen Filter 6 angesammelten Verschmutzungen abgespült werden, so daß dementsprechend ein mit abgespülten Schmutzpartikeln beladener Teilstrom des Fluids dann über den Ablaßkanal 20 zur Atmosphäre hin abgeführt werden kann. Dies wiederum bewirkt die entsprechende Reinigung (Regenerierung) des plattenartigen Filters 6.
Analog hierzu läßt sich der Bolzen auch aus der in den 1 bis 3 gezeigten ersten Stellung (Filtrierstellung), in der beide plattenartigen Filter das Fluid filtrieren, durch eine axiale Verschiebung des Bolzens 8 in Pfeilrichtung 19 in eine solche Stellung bringen, in der die Fluidzufuhr zum plattenartigen Filter 5 unterbrochen ist, weil der Endbereich des zweiten Zufuhrkanals 16 durch einen Bolzenabschnitt fluiddicht verschlossen wird. Da in dieser Stellung der rückseitige Fluidabfluß von beiden Kavitäten 9 und 10 in analoger Weise, wie vorstehend beschrieben, verbunden ist, wird ein Teilstrom an filtriertem Fluid entgegengesetzt zur Strömungsrichtung beim Filtrieren dem stromabseitigen Bereich der Kavität 9 zugeführt. Dieser Teilstrom durchströmt das Filter 5 entgegengesetzt zur Filtrierrichtung, so daß hiervon entsprechende Schmutzpartikel abgelöst werden. Über einen identisch mit dem Ablaßkanal 20 aufgebauten Ablaßkanal, der jedoch dem Filter 5 zugeordnet ist, wird dann der mit Schmutz beladene Teilstrom aus der Vorrichtung heraus entfernt.
Im Unterschied zu den 1 bis 3, die den Bolzen 8 in einer Filtrierstellung (erste Stellung) abbilden und im Unterschied zu den 4 und 5, die den Bolzen 8 in einer zweiten Stellung (Regenerierstellung) zeigen, bilden die 6 und 7 den Bolzen 8 in einer dritten Stellung (Auswechselstellung) ab, wobei die dritte Stellung durch eine weitere Verschiebung des Bolzens 8 entgegengesetzt zur Pfeilrichtung 19 (1) herbeigeführt wurde.
Wie aus der 6 zu erkennen ist, wird in der dritten Stellung des Bolzens 8 der erste Zufuhrkanal 15 endseitig durch einen Abschnitt des Bolzens 8 fluiddicht verschlossen, so daß dementsprechend die Fluidzufuhr zum ersten Zufuhrteilkanal 12 und damit auch zum linken plattenartigen Filter 6 unterbrochen ist. Gleichzeitig wird durch diese axiale Verschiebung des Bolzens 8 von seiner ersten oder zweiten Stellung in die dritte Stellung die Kavität 10 und das darin gehalterte plattenartige Filter 6 so weit aus dem Gehäuse 2 herausverlagert, daß das plattenartige Filter 6 frei zugänglich ist und gegen ein unbenutztes Filter ausgetauscht werden kann.
Der Zufluß an zu filtrierendem Fluid erfolgt über den Fluidzufuhrkanal 3, den zweiten Zufuhrkanal 16 und den zweiten Zufuhrteilkanal 11, so daß das zu filtrierende Fluid das plattenartige Filter 5 durchströmt, wie dies aus der 6 zu erkennen ist.
Stromab des Filters 5 gelangt das nunmehr filtrierte Fluid aus dem Bereich der Kavität 9 über den zweiten Abfuhrteilkanal 14 in den zweiten Aufuhrkanal 17 und von dort in den Fluidabfuhrkanal 4, während der erste Abfuhrkanal 18 durch einen Abschnitt des Bolzens 8 fluiddicht verschlossen ist. Auch der erste Abfuhrteilkanal 13 stellt in dieser dritten Stellung keine Fluidverbindung mit zur Kavität 10 her, so daß hier auch kein Teilstrom an filtriertem Fluid dieser Kavität zugeführt werden kann.
Analog hierzu läßt sich der Bolzen 8 auch aus der in den 1 bis 3 gezeigten ersten Stellung (Filtrierstellung) oder aus der in den 4 und 5 gezeigten zweiten Stellung (Regenerierstellung) durch eine axiale Verschiebung des Bolzens 8 in Pfeilrichtung 19 in eine dritte Stellung bringen, in der die Fluidzufuhr zum plattenartigen Filter 5 unterbrochen ist, wobei das Filter 5 dann so weit aus dem Gehäuse herausragt, daß es ausgetauscht werden kann. Da in dieser Stellung der rückseitige Fluidabfluß nur über den Abfuhrteilkanal 13 und den ersten Abfuhrkanal 18 zum Fluidabfuhrkanal 4 erfolgt, besteht keine Fluidverbindung mehr zur Rückseite des plattenartigen Filters 5, so daß dieses Filter 5 gefahrlos ausgetauscht werden kann.
Vorstehend ist beschrieben worden, daß stromab desjenigen Filters, das beim Austausch des anderen Filters einen kontinuierlichen Filterbetrieb aufrecht erhält, das filtrierte Fluid über einen der beiden Abfuhrteilkanäle in einen der beiden Abfuhrkanäle geführt wird. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, daß das filtrierte Fluid aus einem der beiden Kavitäten stromab des diesbezüglichen Filters direkt in den zugehörigen Abfuhrkanal 17 oder 18 geführt wird oder daß das zu filtrierende Fluid direkt aus einem der beiden Zufuhrkanäle oder aus beiden Zufuhrkanälen unter Umgehung der Zufuhrteilkanäle der Kavität bzw. den Kavitäten stromauf des Filters bzw. der Filter zugeführt wird.

Claims

Vorrichtung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren eines verflüssigten Kunststoffes, mit mindestens einem Fluidzufuhrkanal und mindestens einem Fluidabfuhrkanal, wobei im Strömungsweg des zu filtrierenden Fluids und quer zu dessen Strömungsrichtung zwischen dem Fluidzufuhrkanal und dem Fluidabfuhrkanal mindestens zwei, mit Abstand voneinander angeordnete plattenartige Filter vorgesehen sind, die von einem in einer Gehäusebohrung fluiddicht angeordneten, axial verschiebbaren Bolzen derart gelagert sind, daß die mindestens zwei Filter gleichzeitig zwischen einer ersten Stellung, in der die mindestens zwei Filter das Fluid filtrieren, und einer zweiten Stellung, in der mindestens ein Filter der mindestens zwei Filter entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Fluids beim Filtrieren mit einem Teilstrom des filtrierten Fluids durchströmt wird und hiernach dieser Teilstrom aus der Vorrichtung zur Atmosphäre hin abführbar ist, während das andere Filter bzw. die anderen Filter das Fluid filtriert bzw. filtrieren, bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Filter jeweils ein Zufuhrteilkanal (11, 12) und jeweils ein Abfuhrteilkanal (13, 14) zugeordnet sind, daß sich die Zufuhrteilkanäle (11, 12) und die Abfuhrteilkanäle (13, 14) in Verschieberichtung (19) des Bolzens (8) erstrecken und daß durch eine axiale Verschiebung des Bolzens (8) die mindestens zwei Filter (5, 6) in eine dritte Stellung bringbar sind, in der sich mindestens ein Filter (5 oder 6) in einer Austauschposition befindet, in der es von außen her frei zugänglich ist, während gleichzeitig das mindestens eine andere Filter (6 oder 5) das Fluid filtriert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die gesamte axiale Verschiebestrecke des Bolzens (8) zwischen der ersten Stellung und der dritten Stellung eine Zufuhr an zu filtrierendem Fluid zumindestens zu einem Filter (5 oder 6) über einen Zufuhrteilkanal (11, 12) und eine Abfuhr von filtriertem Fluid über einen Abfuhrteilkanal (13, 14) sichergestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (8) zwei, mit axialem Abstand voneinander angeordnete Filter (5, 6) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Filter (5, 6) in einer sich durch das Bolzenmaterial erstreckenden und im Wesentlichen rechtwinklig zur Bolzenachse verlaufenden Kavität (9, 10) angeordnet und dort vorzugsweise lösbar gehaltert ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Filter (5, 6) ein Zufuhrteilkanal (12, 11) und ein Abfuhrteilkanal (13, 14) zugeordnet ist, daß in der ersten Stellung des Bolzens (8) beide Zufuhrteilkanäle (11, 12) mit dem Fluidzufuhrkanal (3) und beide Abfuhrteilkanäle (13, 14) mit dem Fluidabfuhrkanal (4) fluchten, daß in der zweiten Stellung des Bolzens (8) der Zufuhrteilkanal (11 oder 12) von einem Filter (5 oder 6) und der Abfuhrteilkanal (13 oder 14) des selben Filters (5 oder 6) und der Abfuhrteilkanal (14 oder 13) des anderen Filters (6 oder 5) mit dem Fluidabfuhrkanal (4) fluchten, wobei das andere Filter (5 oder 6) auf seiner Zuflußseite mit einem Ablaßkanal (20) in Verbindung steht, und daß in der dritten Stellung des Bolzens (8) der Zufuhrteilkanal (11 oder 12) des einen Filters (5 oder 6) mit dem Fluidzufuhrkanal (3) und der Abfuhrteilkanal (13 oder 14) des selben Filters (5 oder 6) mit dem Fluidabfuhrkanal (4) fluchten, wobei die Strömungsverbindung des anderen Filters (6 oder 5) zum Fluidzufuhrkanal (3) und zum Fluidabfuhrkanal (4) unterbrochen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrteilkanäle (11, 12) und/oder die Abfuhrteilkanäle (13, 14) jeweils mit radialem Abstand voneinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrteilkanäle (11, 12) und/oder die Abfuhrteilkanäle (13, 14) im Bolzen (8) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrteilkanäle (11, 12) und/oder die Abfuhrteilkanäle (13, 14) jeweils als eine axial verlaufende Aussparung im Bolzenmantel ausgebildet sind und daß die Aussparung zusammen mit der Gehäusebohrung (7) den jeweiligen Kanal (11, 12, 13, 14) bilden.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidzufuhrkanal (3) stromauf des Bolzens (8) eine Kanalteilung unter Ausbildung eines ersten Zufuhrkanals (15) und eines zweiten Zufuhrkanals (16) aufweist, wobei der Winkel α des ersten Zufuhrkanals (15) relativ zum zweiten Zufuhrkanal (16) zwischen 15° und 90°, vorzugsweise zwischen 30° und 60°, variiert.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidaufuhrkanal (4) stromab des Bolzens (8) eine Kanalteilung unter Ausbildung eines ersten Abfuhrkanals (17) und eines zweiten Abfuhrkanals (18) aufweist, wobei der Winkel β des ersten Abfuhrkanals (17) relativ zum zweiten Abfuhrkanal (18) zwischen 15° und 90°, vorzugsweise zwischen 30° und 60°, variiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidzufuhrkanal (3) stromauf des Bolzens (8) eine schwalbenschwanzförmige Aufweitung aufweist, wobei der Endbereich der schwalbenschwanzförmigen Aufweitung eine Dichtfläche mit dem Bolzenmantel ausbildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidabfuhrkanal (4) stromab des Bolzens (8) eine schwalbenschwanzförmige Aufweitung aufweist, wobei der Endbereich der schwalbenschwanzförmigen Aufweitung eine Dichtfläche mit dem Bolzenmantel ausbildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidzufuhrkanal (3) stromauf des Bolzens eine Kanalteilung unter Ausbildung des ersten Zufuhrkanals (15) und des zweiten Zufuhrkanals (16) aufweist, daß in der ersten Stellung des Bolzen (8) der erste Zufuhrkanal (15) mit dem ersten Zufuhrteilkanal (12) und der zweite Zufuhrkanal (16) mit dem zweiten Zufuhrteilkanal (11) fluchten, daß der erste Zufuhrteilkanal (12) in die Kavität (9 oder 10) des ersten Filters (5 oder 6) und der zweite Zufuhrteilkanal (11) in die Kavität (9 oder 10) des zweiten Filters (6 oder 5) münden, daß sich stromab des ersten Filters (5 oder 6) der erste Abfuhrteilkanal (13) und sich stromab des zweiten Filters (6 oder 5) der zweite Abfuhrteilkanal (14) anschließen, wobei der erste Abfuhrteilkanal (13) in einen ersten Abfuhrkanal (18) und der zweite Abfuhrteilkanal (14) in einen zweiten Abfuhrkanal (17) münden, und daß sich der erste Abfuhrkanal (18) und der zweite Abfuhrkanal (17) zu dem gemeinsamen Fluidabfuhrkanal (4) vereinen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidzufuhrkanal (3) stromauf des Bolzens (8) eine Kanalteilung unter Ausbildung des ersten Zufuhrkanals (15) und des zweiten Zufuhrkanals (16) aufweist, daß in der zweiten Stellung des Bolzen (8) der zweite Zufuhrkanal (16) mit dem zweiten Zufuhrteilkanal (11) fluchtet und der erste Zufuhrkanal (15) durch den Bolzen (8) verschlossen ist, daß der zweite Zufuhrteilkanal (11) in die Kavität (9 oder 10) des ersten Filters (5 oder 6) mündet, daß sich stromab des ersten Filters (5 oder 6) der erste Abfuhrteilkanal (13) und sich stromab des zweiten Filters (6 oder 5) der zweite Abfuhrteilkanal (14) anschließen, wobei der zweite Abfuhrteilkanal (14) in den zweiten Abfuhrkanal (17) und der erste Abfuhrteilkanal (13) in den ersten Abfuhrkanal (18) münden, daß sich der erste Abfuhrkanal (18) und der zweite Abfuhrkanal (17) zu dem gemeinsamen Fluidabfuhrkanal (4) vereinen, und daß der stromauf des zweiten Filters (6 oder 5) befindliche Raum der Kavität (10 oder 9) mit einem Ablaßkanal (20) fluchtet, durch den ein mit vom zweiten Filter (6 oder 5) abgelösten Schmutzpartikeln beladener Teilstrom zur Atmosphäre hin abführbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidzufuhrkanal (3) stromauf des Bolzens (8) eine Kanalteilung unter Ausbildung des ersten Zufuhrkanals (15) und des zweiten Zufuhrkanals (16) aufweist, daß in der dritten Stellung des Bolzen (8) der erste oder zweite Zufuhrkanal (15 oder 16) mit der Kavität des ersten Filters (5 oder 6) fluchtet, daß sich stromab des ersten Filters (5 oder 6) der erste oder der zweite Abfuhrkanal (18 oder 17) anschließen, wobei der Bolzen (8) soweit axial aus dem Gehäuse (2) herausragt, daß das zweite Filter (6 oder 5) frei von außen zugänglich ist.
Filteranordnung zum Filtrieren eines Fluids, insbesondere zum Filtrieren eines verflüssigten Kunststoffes, dadurch gekennzeichnet, daß die Filteranordnung mindestens zwei, vorzugsweise zwei bis sechs, Vorrichtungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 aufweist, wobei die Fluidzufuhrkanäle (3) und die Fluidabfuhrkanäle (4) zu einem einzigen Fluidzufuhrkanal und zu einem einzigen Fluidabfuhrkanal zusammengefaßt sind.
Filteranordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei bis sechs Vorrichtungen (1) in einem gemeinsamen Gehäuse (2) angeordnet sind.