DE2403765C3

DE2403765C3 - Siebvorrichtung für die Reinigung schmelzflüssigen Kunststoffs, insbesondere an einen Extruder anbaubare Siebvorrichtung

Info

Publication number: DE2403765C3
Application number: DE2403765A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Paul 7000 Stuttgart Fritsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-01-26
Filing date: 1974-01-26
Publication date: 1978-08-10
Also published as: DE2403765B2; DE2403765A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Siebvorrichtung für die Reinigung schmelzflüssigen Kunststoffs, insbesondere eine an einen Extruder anbaubare Siebvorrichtung, bei der in einem Hauptgehäuse zwischen einem Einlaß und einem Auslaß für den Kunststoff mindestens zwei parallelgeschaltete Kanäle vorgesehen sind, deren jeder einen auswechselbaren Siebeinsatz, hinter diesem ein Auslaß-Hauptsperrventil sowie einen mit einem Abfluß-Sperrventil versehenen Abfluß und vor dem Siebeinsatz ein Einlaß-Hauptsperrventil aufweist.

Bei einer bekannten derartigen Siebvorrichtung (DE-OS 17 29 193) sind die Hauptsperrventile in der üblichen Weise als Drehschieber ausgebildet vor den Auslaß-Hauptsperrventilen münden Abflußbohrungen in die Kanäle, wobei im Abstand von den letzteren in den Abflußbohrungen Abfluß-Sperrventile nicht näher bezeichneter Art vorgesehen sind, und für die Siebeinsätze besitzt das Hauptgehäuse topfförmige Ausnehmungen, in die die entsprechend gestalteten Siebeinsätze eingesetzt sind.

Von kontinuierlich arbeitenden Anlagen zur Verarbeitung von Kunststoff, der in diesen Anlagen im aufgeschmolzenen Zustand gefiltert werden muß,

■-,ο verlangt man, daß nicht nur stets ein kontinuierlicher Kunststoffstrom geliefert wird, sondern daß dieser auch frei von Schmutz, Lufteinschlüssen und thermisch geschädigtem Kunststoff (die Skala reicht von verfärbtem bis verkohltem Material) ist Betrachtet man nun die vorstehend geschilderte, bekannte Siebvorrichtung im Hinblick auf diese Forderungen, so erkennt man zahlreiche Nachteile: Wenn die Siebeinsätze im Hauptgehäuse exakt geführt werden, so wäre ein Siebeinsatzwechsel überhaupt nicht möglich, denn bei geschlossenen Hauptsperrventilen könnte selbst bei geöffnetem Abfluß-Sperrventil ein Siebeinsatz nur soweit in das Hauptgehäuse hineingeschoben werden, bis seine Stirnfläche die Gehäusehohlräume zu beiden Seiten des Siebeinsatzes passiert hat denn dann würde das vom Siebeinsatz vor sich hergeschobene Luftpolster oder der in der Gehäuseausnehmung noch befindliche Kunststoff, welcher im übrigen längst in hohem Maße thermisch geschädigt wäre, durch den Siebeinsatz in der Gehäuseausnehmung eingeschlossen und würde ein weiteres Vorschieben des Siebeinsatzes in seine Betriebsposition verhindern. Der Siebeinsatz muß also mit einem gewissen Spiel in der topffönnigen Gehäuseausnehmung geführt sein. Dann läßt sich aber trotz des vorgesehenen Abflusses nicht vermeiden, daß nach dem Füllen eines neuen Siebeinsatzes und der benachbarten Gehäusehohlräume mit schmelzflüssigem Kunststoff — durch öffnen des Einlaß-Hauptsperrventils sowie des Abfluß-Sperrventils — bei Aufnahme des Betriebs mit Hilfe des neu eingeschobenen Siebeinsatzes thermisch geschädigter Kunststoff und/oder Luft in den zu verarbeitenden Kunststoffstrom gelangen. Aber selbst mit einem gewissen Spiel ist es bei der bekannten Siebvorrichtung unmöglich, einen Siebeinsatz rasch zu wechseln. Weitere Nachteile bringt die Ausgestaltung der Hauptsperrventile als Drehschieber mit sich: Diese sind erfahrungsgemäß wegen der erforderlichen Toleranzen nie völlig dicht und führen, wenn das Ventil nicht ganz geöffnet ist zu toten Ecken, in denen der Kunststoff kaum strömt und deshalb thermisch geschädigt wird. Die Undichtigkeiten führen außerdem dazu, daß in die undichten Stellen eingedrungener Kunststoff dort verkokt und die Ventile unbrauchbar macht Aber auch in dem als Gehäusebohrung ausgebildeten Abfluß bleibt vor dem Abfluß-Sperrventil der Kunststoff im Betrieb stehen und verkokt so daß die Abflußbohrung nach kurzer Betriebszeit völlig unbrauchbar wird. Wenn schließlich zu einem Siebwechsel das Einlaß-Hauptsperrventil geschlossen wird, so bleibt vor diesem der Kunststoff ebenfalls stehen und wird thermisch geschädigt und dieser Materialanteil gelangt nach dem Siebwechsel zwangsläufig in den zur Verarbeitung kommenden Kunststoffraum.

De· Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Siebvorrichtung so zu verbessern, daß mit ihr ein kontinuierlicher Betrieb möglich ist ohne daß Siebwechselvorgänge dazu führen, daß thermisch geschädigter Kunststoff in den zur Verarbeitung gelangenden Produktstrom kommen kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Hauptgehäuse in an sich bekannter Weise für jeden Siebeinsatz eine ungefähr quer zum jeweiligen Kanal verlaufende und sich durch das Hauptgehäuse hindurch erstreckende Führung vorgesehen ist, daß jeder der Kanäle für jedes seiner Hauptsperrventile eine Biegung aufweist, in der er mit einem Ventilsitz für ein in den Kanal hineinschiebbares und den letzteren gegebenenfalls abschließendes Ventilglied des jeweiligen Haupt-

Sperrventils versehen ist, und daß das Ventilglied der Auslaß-Hauptsperrventile eine Längsbohrung unit einem Ventilsitz für ein in ihr verschiebbares Ventilglied des jeweiligen Abfluß-Sperrventils aufweist

Die erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht einen außerordentlich raschen und problemlosen Siebwechsel, da infolge der sich durch das Gehäuse hindurch erstreckenden Führungen für die Siebeinsätze ein in Betriebsposition befindlicher Siebeinsatz durch einen neuen rasch ausgestoßen und dabei der letzten; in seine Betriebsposiiion gebracht werden kann, ohne daß diejenigen Schwierigkeiten auftraten, die bei der bekannten Konstruktion mit dem Siebwechsel verbunden sind und vorstehend erläutert wurden. Da ferner das Abfluß-Sperrventil in das jeweilige Auslaß-Hauptsperrventil integriert ist, und zwar derart, daß während des Betriebs im Abfluß kein Kunststoff stehenbleiben muß, besteht auch nicht die Gefahr, daß verkokender Kunststoff den Abfluß unbrauchbar macht Schließlich ist es zweckmäßig, die üblichen Drehschieber durch gegen Ventilsitze anpreßbare, verschiebbare Ventilglieder zu ersetzen, die einen absolut dichten Abschluß gewährleisten. Werden schließlich die EinlaB-Haiiiptsperrventile an der Abzweigung der beiden Kanäle vom Einlaß angeordnet so kann beim Schließen eines der beiden Einlaß-Hauptsperrventile vor diesem kein schmelzflüssiger Kunststoff stehenbleiben, wie dies bei der bekannten Siebvorrichtung der Fall ist

Eine andere, bekannte Siebvorrichtung (US-PS 32 43 849) vermeidet die mit einem Siebeinsatzwechsel verbundenen Probleme dadurch, daß die Siebeinsätze durch Rückspülen mit schmelzflüssigem Kunststoff gereinigt werden. Wollte man die Siebeinsätze auswechseln, so müßte dies in genau der gleichen, nachteiligen Weise geschehen wie bei der eingangs erläuterten, bekannten Siebvorrichtung (nach der DE-OS 17 29 193). Die Praxis hat nun gezeigt, daß «ich Siebeinsätze durch Rückspülen nicht hinreichend säubern lassen, ganz abgesehen davon, daß das Rückspülen zu großen Mengen verschmutzten und daher unbrauchbaren Kunststoffs führt so daß der Betrieb der zweiten bekannten Siebvorrichtung außerordentlich kostspielig ist. Weitere Nachteile sind, daß ein einziger Drehschieber sämtliche Ventilfunktionen übernehmen muß und daß im Betrieb in erheblichem Umfang thermisch geschädigte Kunststoffe anfallen: So steht z. B. in der Betriebsposition, in der zwei Siebeinsätze parallelgeschaltet sind, der Kunststoff in gewissen Räumen des erwähnten Drehschiebers still und verkokt; in denjenigen Betriebspositionen, in der.en jeweils nur ein Siebeinsatz durchströmt wird, steht sogar ein größeres Gesamtvolumen an schmelzfliissigem Kunststoff still. Beim Umschalten gelangt dann der thermisch geschädigte Kunststoff in den zu verarbeitenden Materialstrom, sofern er nicht schon soweit verkokt ist, daß er die ganze Siebvorrichtung unbrauchbar macht Der größte Nachteil der anderen bekannten Siebvorrichtung (nach der US-PS 32 43 849) ist aber darin zusehen, daß bei ihr nicht wie bei der erfindungsgemäßen Konstruktion ein Betriebszustand eingestellt werden kann, in dem einer der beiden Siebeinsätze voll durchströmt wird, während durch den jeweils anderen Siebeinsatz nur ein minimaler Kunststoffstrom fließt, um dort thermische Schädigungen zu vermeiden; denn eine solche Betriebsposition ist Voraussetzung dafür, daß bei kontinuierlichem Betrieb am Auslaß der Siebvorrichtung stets gleiche Kunstst offmengen pro Zeiteinheit zur Verfügung stehen, was eine unverzichtbare Forderung für den Betrieb gewisser Anlagen darstellt Fließt nämlich bei der bekannten Siebvorrichtung der zur Verarbeitung gelangende Kunststoffstrom durch einen der beiden Siebeinsätze

ί und will man ein Verkoken in den dem anderen

Siebeinsatz zugeordneten Kanälen und Räumen der

•Vorrichtung vermeiden, so muß eine Betriebsposition eingestellt werden, in der notwendigerweise ständig ein gewisser Teil des angelieferten Kunststoffs durch den

in Abfluß nach außen fließt d. h. in den Abfall, was bei den heutigen Kunststoffpreisen untragbar wäre, von der Umweltbelastung durch den zu verwerfenden Kunststoff ganz zu schweigen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in der

ι s Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Siebvorrichtung noch näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Siebvorrichtung, wobei in einem der Kanäle die Haaptsperrventile

2f> geöffnet und im anderen geschlossen sind und wobei sich beide Abfluß-Sperrventile in ihrer Schließstellung befinden;

F i g. 2 das Detail »Λ« aus F i g. 1 ir größerer Darstellung und

><> Fig.3a—3c das Detail B aus Fig. 1 in größerer Darstellung, wobei die F i g. 3 a das stromabwärts gelegene Hauptsperrventil im geöffneten, das Abfluß-Sperrventil im geschlossenen Zustand zeigt während die F i g. 3 b beide Sperrventile im Schließzustand und

jo die F i g. 3 c das Hauptsperrventil im Schließzustand, das Abfluß-Sperrventil jedoch im geöffnefsn Zustand darstellt

Die Fig. 1 zeigt ein Hauptgehäuse 10 der Vorrichtung mit einem Einlaß-Stutzen 12 und einem Auslaß-

j-, Stutzen 14. Die letzteren sind in entsprechende Bohrungen zweier Montageplatten 16 und 18 eingesetzt mit deren Hilfe die Siebvorrichtung beispielsweise einlaßseitig an eine nicht dargestellte Strangpresse und auslaßseitig an ein Extrudierwerkzeug angeschlossen werden kann. Auf beiden Seiten des Hauptgehäuser 10 sitzen Ventilgehäuse 19 und 20; die Ventilgehäuse 20 sind über als Rohre ausgebildete Kanäle 22 wieder mit dem K ;uptgehäuse 10 verbunden.

Eine Bohrung, welche einen Einlaß 24 bildet endet an

den Mündungen von Längsbohrungen 191 der Ventilgehäuse 19; von jeder Längsbohrung zweigt unter Bildung einer Biegung 192a eine Querbohrung 102 ab, die in einen von zwei als Bohrungen ausgebildeten Kanälen 26 im Hauptgehäuse 10 mündet Die Ventilgehäuse 19

το werden von Platten 193 verschlossen, die mittels Schrauben an den Ventilgehäusen befestigt sind und jeweils eine Gewindebohrung 194 besitzen, in der eine mit einem Handrad 19S versehene Gewindespindel 1% verstellt werden kann. In den Längsbohrungen 191 ist

-,s jeweils cn Ventilglied 197 mit Hilfe einer der Gewindespindeln 1% gegen den Druck des zu filternden schmelzflüssigen Kujisistoffs einstellbar, und für diese Ventilglieder besitzten die Längsbohrungen 191 je einen Ventilsitz 198. Der Abdichtung der Führungen für die

bii Ventilglieder dienen schließlich Packungen 199.

Die Ventilgehäuse 19 bilden zusammen mit den Ventilgliedern 197 jeweils ein einlaßseitiges Hauptsperrventil.

Die Kanäle 26 führen im Hauptgehäusu zu zwei

tv, Kanälen 28 mit Kammern, die z. T. auch von Ausnehmungen in den Ventilgehäusen 20 gebildet werden und deren jede einen als Ganzes mit 30 bezeichneten Siebeinsatz aufnimmt.

Jedes Ventilgehäuse 20 besitzt einen Kanal mit einer Biegung 32, der ungefähr 90° aufweist und einerseits in die benachbarte Kammer des Kanals 28 und andererseits in den an das jeweilige Ventilgehäuse 20 angeschlossenen Kanal 22 übergeht. In den Kanal bei der Biegung 32 mündet ferner eine abgestufte Bohrung 34 im Ventilgehäuse 20, in der das Ventilglied 36 eines auslaBseitigen Hauptsperrventils verschiebbar geführt ist. Für dieses Ventilglied besitzt das Ventilgehäuse 20 ferner einen Ventilsitz 38 im Kanal bei der Biegung 32.

Wie die Fi g. 1 und 2 erkennen lassen, besteht jeder Siebeinsatz 30 aus einem Stützkörper 40 mit Schlitzen oder Bohrungen 42, dem eigentlichen, plattenförmigen Sieb 44 mit Rahmen 44a und einem Spannrahmen 46, der mit Hilfe von Schrauben 48 gegen den Slützkörper 40 festgezogen werden kann. Für jeden Siebeinsatz sind nun senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 durch das Hauptgehäuse 10 hindurch verlaufende Führungen vorgesehen, die von zwei Führungsschienen 50 und Führungsplatten 52 und 54 gebildet werden, wobei die letzteren an der Bildung der Kammern der Kanäle 28 teilnehmende Ausnehmungen besitzen und mittels Schrauben am Hauptgehäuse t0 bzw. an den Ventilgehäusen 20 befestigt sind. Damit sind gute Gleileigenschaften für die Siebeinsätze 30 ergeben, bestehen der Spannrahmen 46 und die Führungsplatte 54 aus Aluminiumbronze, während der Stützkörper 40 und die Führungsplatte 52 aus gehärtetem Material gefertigt sind. Die Führungsschienen 50 wird man ebenfalls zweckmäßigerweise aus Aluminiumbronze herstellen.

Im folgenden soll nun der Aufbau der auslaBseitigen Hauptsperrventile und der Abfluß-Sperrventile beschrieben wurden; wegen der identischen Ausführung der auf beiden Seiten des Hauptgehäuses 10 sitzenden Ventile wird jedoch nur das gemäß Fig. 1 linke Ventil im einzelnen erläutert.

Das das Hauptsperrventil bildende Ventilglied 36 ist nach außen mittels einer Packung 60 und einer Spannplatte 62 abgedichtet, und es kann beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Handrads in Längsrichtung verstellt werden. Es besitzt eine vorn abgestufte Längsbohrung 64, in der das Ventilglied 66 des Abfluß-Sperrventils verschiebbar geführt ist. Für dieses Ventilglied bildet die Längsbohrung 64 des Ventilgliedes 36 einen Ventilsitz 68. Auch das Ventilglied 66 ist mit einer Längsbohrung 70 versehen, von der vorn mehrere schräge Bohrungen als Mündungen 72 abzweigen. Diese treffen bei der in den F i g. 1 und 3 b gezeigten Stellung der Ventilglieder 36 und 66 auf den Ventilsitz 68 und sind dadurch verschlossen. Auch das Ventilglied 66 des Abfluß-Sperrventils kann insbesondere mittels eines nicht dargestellten Handrads relativ zum Ventilglied 36 des Hauptsperrventiles verstellt werden.

Es muß noch darauf hingewiesen werden, daß die Querschnitte des Einlasses 24, der einlaßseitigen Hauptsperrventile und der Kanäle 26 aus Platzgründen in F i g. 1 im Verhältnis zu den Querschnitten der Siebeinsätze und der nachfolgenden Kanalbreiche zu klein dargestellt worden sind.

Soll nun ein Siebeinsatz gewechselt werden, beispielsweise der in F i g. 1 links befindliche Siebeinsatz, so wird zunächst das Ventilglied 197 bis kurz vor seinen Ventilsitz 198 vorgeschoben (nicht dargestellt) und mit Hilfe des Ventilglieds 36 das auslaßseitige Hauptsperrventil (36, 38) bei ebenfalls geschlossenem Abfluß-Sperrventil (66, 68) vollständig geschlossen, so daß die Ventilglieder 36 und 66 ihre in den F i g. 1 und 3 b gezeigten Stellungen einnehmen, während sie im normalen Betriebszustand ihre in F i g. 3 a gezeigten Positionen einnehmen, in denen das Hauptsperrventil geöffnet und das Abflußsperrventil geschlossen ist. Dann wird der Siebeinsatz gewechselt, wodurch Luft und Schmutz in die Kammer des Kanals 28 gelangen können. Um nun die Kammer durch das nicht vollständig geschlossene einlaßseitige Hauptsperrventil (197, 198) hindurch mit frischem schmelzflüssigem Kunststoff durchzuspülen, wird das Abflußsperrventil (66,68) geöffnet und zu diesem Zweck bei vorgeschobenem Ventilglied 36 das Ventilglied 66 zurückgezogen, so daß die beiden Ventilglieder ihre in F i g. 3 c dargestellten Positionen einnehmen, in denen Kunststoff, Schmutz und Luft über den vorderen Teil der Längsbohrung 64 des Vcntilglieds 36, die schrägen Mündungen 72 im Ventilglied 66 und über dessen Längsbohrung 70 abfließen können und der Siebeinsatz langsam mit Kunststoff gefüllt wird. Tritt an einer nicht gezeigten Abflußöffnung nur noch reiner Kunststoff aus, wird entweder zunächst das Ventilglied 66 vorgeschoben, bis es auf dem Ventilsitz 68 dichtend aufsitzt, oder wird das Ventilglied 36 sofort soweit zurückgezogen, bis einerseits das auslaßseitige Hauptsperrventil geöffnet andererseits aber das Abfluß-Sperrventil geschlosser ist, d. h. das Ventilglied 66 auf dem Ventilsitz 68 aufliegt Dann wird das einlaßseitige Hauptsperrventil durch Zurückstellen des Ventilglieds 197 vollständig geöffnet.

In die Kanäle 22 und den Auslaßstutzen 14 kann also stets nur gefilterter Kunststoff gelangen, und während einer der Siebeinsätze gewechselt wird, fließt der schmelzflüssige Kunststoff kontinuierlich über den anderen Siebeinsatz zum Auslaßstutzen 14, da das Volumen des eingeschossenen Siebeinsatzes nichl plötzlich dem Produktstrom entzogen wird.

In der Praxis kann man so vorgehen, daß man der Druckabfall über jeden Siebeinsatz mißt und einen Siebeinsatz stets dann wechselt, wenn an ihm der Druckabfall einen vorgegebenen Wert übersteigt.

Durch die besondere Gestaltung der Kanäle mit der Biegung 32 und die relative Lage der Ventilglieder 36 hierzu ergibt sich eine besonders strömungsgünstige Gestaltung ohne tote Zonen im normalen Betriebszustand. Wesentlich ist hierbei, daß das Ventilglied "i ir Achsrichtung des Kanals bei der Biegung 32 an seinem einen Ende verschiebbar ist. Entsprechendes gilt für die einlaßseitigen Hauptsperrventile (19,197).

Als besonders zweckmäßig hat es sich auch erwiesen den Abfluß in das Ventilglied des auslaßseitiger Haupt-Sperrventils zu legen, da dann der bei einem Siebeinsatzwechsel gegebenenfalls verunreinigte Bereich vollständig mit schmelzflüssigem Kunststofl durchgespült werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Siebvorrichtung für die Reinigung schmelzflüssigen Kunststoffs, insbesondere an einen Extruder anbaubare Siebvorrichtung, bei der in einem "> Hauptgehäuse zwischen einem Einlaß und einem Auslaß für den Kunststoff mindestens zwei parallelgeschaltete Kanäle vorgesehen sind, deren jeder einen auswechselbaren Siebeinsatz, hinter diesem ein Auslaß-Hauptsperrventil sowie einen mit einem ι ο Abfluß-Sperrventil versehenen Abfluß und vor dem Siebeinsatz ein Einlaß-Hauptsperrventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hauptgehäuse (10) in an sich bekannter Weise für jeden Siebeinsatz (30) eine ungefähr quer zum π jeweiligen Kanal (26,28) verlaufende und sich durch das Hauptgehäuse hindurcherstreckende Führung vorgesehen ist daß jeder der Kanäle (26, 22) für jedes seiner Hauptsperrventile eine Biegung (192a, 32) aufweist in der er mit einem Ventilsitz (198,38) >o für ein in den Kanal hineinschiebbares und den letzteren gegebenenfalls abschließendes Ventilglied (197,36) des jeweiligen Hauptsperrventils versehen ist und daß das Ventilglied (36) der Auslaß-Hauptsperrventile eine Längsbohrung (64) mit einem Ventilsitz (68) für ein in ihr verschiebbares Ventilglied (66) des jeweiligen Abfluß-Sperrventils aufweist

2. Siebvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (66) des so Abfluß-Sperrventils ebenfalls eine Längsbohrung (70) mit mindestens einer Mündung (72) besitzt, welch letztere im Bereich des Ventilsitzes (68) für dieses Ventilglied (66) lieg; und b--', geschlossenem Abfluß-Sperrventil durch den Ventilsitz (68) ver- » schließbar ist

3. Siebvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Einlaß-Hauptsperrventile mit Ventilglied (197) und Ventilsitz (198) an der Abzweigung der beiden Kanäle (26) vom Einlaß (24) angeordnet sind.