DE3326288C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filterkerze für Filtervorrichtungen zur Filtration von Kunststoffschmel­ zen oder entsprechenden zähflüssigen Medien mit einem Bodenteil, das mit einem Anschlußstutzen und einem diesen durchsetzenden Filtratauslaß versehen ist, mit einem zwi­ schen dem Bodenteil und einem Kopfteil angeordneten Stütz­ rohr, auf dessen Außenseite ein Filterschlauch abgestützt ist und mit einem innerhalb des Stützrohres angeordneten Verdrängerkörper.

Derartige Filterkerzen sind aus der Praxis bekannt und arbeiten unter einem Druck von über 75 bar. Je nach der Konsistenz der zu filternden Kunststoffschmelzen und in Abhängigkeit vom Zustand des Filtermittels kann der Druck bis 300 bar steigen.

Zur Verkürzung der Verweilzeit des zu filternden Me­ diums in der Filterkerze ist im oberen Bereich der Filter­ kerze ein mit dem Kopfteil verbundener Verdrängerkörper eingesetzt. Derartige Filterkerzen sind meist zu mehreren auf eine Kerzenplatte montiert. Das Filtrat wird aus dem Inneren der Filterkerze durch die in den Anschlußstutzen befindlichen Filtratauslässe abgeführt.

Bei den bekannten Filterkerzen für derartige Filtervor­ richtungen besteht das Stützrohr meist aus einem gelochten Rohr, über welches ein relativ grobes, sogenanntes Ab­ strömgewebe geschoben ist. Über dieses Abströmgewebe ist ein Filtergewebe gewickelt oder aber auch ein Filter­ schlauch darübergezogen. Das Filtergewebe wird stirnseitig mit einer Drahtwicklung gegen das Stützrohr, das auch als Spaltrohr ausgebildet sein kann, abgedichtet. Das Stütz­ rohr muß bei diesen bekannten Filterkerzen sowohl die ra­ dialen Kräfte als auch die axialen Kräfte aufnehmen. Die Aufnahme der radialen Kräfte bereitet keine Schwierigkeit, jedoch muß zur Aufnahme der axialen Kräfte das Stützrohr sehr steif ausgeführt werden, um ein Ausknicken unter der axialen Last zu vermeiden. Da bei den bekannten Filtervor­ richtungen dieser Art das Stützrohr - bei einer Länge von etwa 500 mm - einseitig eingespannt und relativ schlank ausgebildet ist und zudem dieses Stützrohr sowohl über seinen Umfang als auch über seine Länge ungleichmäßig be­ lastet wird, muß das Stützrohr extrem steif ausgebildet werden, um nicht unter Last auszuknicken.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Filterkerzen be­ steht darin, daß das relativ grobe Abströmgewebe nur sehr schwer zu verarbeiten ist und nur relativ unpräzise auf das Stützrohr aufgebracht werden kann. Wegen der nicht zu vermeidenden Durchmessertoleranzen wird das Abströmge­ webe unter dem zwangsläufig auftretenden hohen Überdruck stark deformiert, was zu großen Falten führt. Ein über die­ ses Abströmgewebe geschobener Filterschlauch, der eben­ falls eine relativ große Toleranz aufweisen muß, damit er über die Falten des Abströmgewebes geschoben werden kann, faltete sich insbesondere im Bereich der Falten des Ab­ strömgewebes in mehrere kleine und relativ scharfe Falten, die bei hohen Drücken und bei einigen Filtermitteln dazu führten, daß der Filterschlauch an diesen sehr scharfen Falten bricht.

Aus der DE-OS 29 47 685 ist eine Filtervorrichtung für Kunststoffschmelzen bekannt, die einen zentralen Auslaß und einen Verdrängerkörper aufweisen, jedoch ist der Auslaß im Kopfteil angeordnet, das nicht mit dem Verdrängerkörper verbunden ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Filterkerze für die Filtration von Kunst­ stoffschmelzen derart zu verbessern, daß die Gefahr des Ausknickens des Stützrohres beseitigt ist und das Zusam­ mensetzen und Montieren der Filterkerze erleichtert und die filtertechnischen Bedingungen erheblich verbessert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich der Verdrängerkörper vom Bodenteil bis zum Kopfteil erstreckt und mit diesen Teilen starr verbunden ist.

Das Stützrohr ist nun von axialen Kräften entlastet zwischen dem Bodenteil und dem Kopfteil angeordnet. Die axialen Kräfte werden also nicht mehr vom Stützrohr auf das Bo­ denteil übertragen, sondern vom Verdrängerkörper. Dieser Verdrängerkörper ist so gestaltet, daß in allen Quer­ schnitten der Filterkerze ein gleicher Strömungswider­ stand besteht und daß die Verweilzeit der erhitzten Kunst­ stoffschmelze in der Filterkerze in allen Bereichen gleich und relativ kurz ist. Das Stützrohr ist sozusagen schwim­ mend zwischen einem Ringbund am Boden des Verdrängerkör­ pers und einer am Kopfteil angeordneten Ringscheibe ge­ halten. Über dieses, von axialer Belastung befreite Stützrohr ist ein Filterschlauch geschoben, der auch den Ringbund sowie die Ringscheibe außen umfaßt. Mit Hilfe von Dichtungen, welche durch Konusringe zusammengequetscht werden, wird eine zuverlässige Abdichtung des Filter­ schlauches am Bodenteil und am Kopfteil der Filterkerze erzielt. Das Stützrohr kann nun präzise bearbeitet wer­ den, so daß der Filterschlauch ohne Störungen über das Stützrohr gezogen werden kann. Die axial verlaufenden Stege des Stützrohres können nun so schmal ausgeführt werden und in solchen Abständen angeordnet werden, daß ein zusätzliches grobes Abströmgewebe zur Erzielung ei­ ner Querströmung unter dem Filtergewebe entfallen kann.

Die erfindungsgemäße Filterkerze hat den Vorteil, daß sie leicht demontierbar ist und nicht nur der Filter­ schlauch, sondern auch der Stützkörper leicht auswechsel­ bar sind. Der Verdrängerkörper ist an seinem oberen Ende mit einem Sechskant versehen, mit welchem die Filterkerze ohne Schwierigkeiten aus der Kerzenplatte geschraubt wer­ den kann, beispielsweise auch dann, wenn die Kunststoff­ schmelze in der Filterkerze erstarrt ist. Sowohl beim Einschrauben als auch beim Ausschrauben der Filterkerze auf die Kerzenplatte als auch beim Zuschrauben der Filter­ kerze wird der Stützkörper nicht mit Torsionskräften be­ lastet.

Der Verdrängerkörper ist so gestaltet, daß eine gleich­ mäßige Strömung an allen Orten innerhalb der Filterkerze herrscht. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Ver­ drängerkörpers wird zusätzlich ein erwünschter Mischeffekt für das Filtrat erzielt.

In der folgenden Beschreibung wird ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 zur Hälfte eine Seitenansicht und zur Hälfte einen Längsschnitt der Filterkerze nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht nach der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt eines Verbindungskanals.

Die Filterkerzen nach den Fig. 1 und 2 setzen sich im wesentlichen zusammen aus einem Stützrohr 2, das von ei­ nem Filterschlauch 3 umgeben ist, einem Bodenteil 4, das mit einem Filtratauslaß 21 und einem Anschlußstutzen 25 zur Befestigung an einer Kerzenplatte versehen ist, ei­ nem Kopfteil 5 mit einer Ringmutter 14, welche den Zu­ sammenhalt der Filterkerze sichert, und einem Verdränger­ körper 6, der auf einen inneren Anschlußstutzen 26 des Bodenteils 4 aufgeschraubt ist und der sich durch das Stützrohr 2 hindurch erstreckt und einen Gewindeansatz 27 aufweist, auf welchen die Ringmutter 14 aufschraubbar ist. Am oberen Ende des Verdrängerkörpers 6 befindet sich ein Sechskantkopf 17, mit welchem der Verdrängerkörper 6 auf den inneren Anschlußstutzen 26 des Bodenteils 4 auf­ schraubbar ist.

Am bodenseitigen Ende des Verdrängerkörpers 6 ist eine zentrale Kaverne 23 angeordnet, die stufenlos in den Filtratauslaß 21 übergeht und von welcher sternförmig meh­ rere, im Querschnitt relativ große Verbindungskanäle 22 abführen zu einem Ringraum 20, der sich zwischen der Außenwand 18 des Verdrängerkörpers 6 und dem Filter­ schlauch 3 befindet. Zwischen den Verbindungskanälen 22 befinden sich starke, zum Zentrum hin leicht geneigte Stützen 28.

Wie Fig. 3 zeigt, haben die Verbindungskanäle 22 einen im wesentlichen ovalen Querschnitt mit parallelen Sei­ tenwänden und gewölbten Boden- und Dachflächen. Die Achsen der Verbindungskanäle 22 sind in einem Winkel von ca. 20 bis 30° zur Horizontalen geneigt. Die gewölbten Dachflächen der sternförmig angeordneten Verbindungskanä­ le 22 treffen sich im Zentrum der Kaverne. Durch die An­ ordnung und Ausbildung der Verbindungskanäle 22 und der Kaverne 23 wird erreicht, daß abströmseitig kein Totwas­ ser verbleibt. Alle Ströme aus den sechs Verbindungska­ nälen 22 vereinigen sich hier an spitz auslaufenden Me­ tallteilen. Das Dach der Kaverne 23 wird im wesentlichen von den einander schneidenden und von außen zum Zentrum hin geneigten, sternförmig angeordneten Verbindungskanä­ len 22 gebildet. Mit Hilfe von Fingerfräsern läßt sich dieses totwasserfreie Einmünden der Verbindungskanäle 22 in die Kaverne 23 herstellen. Lediglich im unteren Be­ reich können die Kanten der in die Kaverne 23 einmünden­ den Verbindungskanäle 22 gerundet oder abgephast sein.

Der Verdrängerkörper 6 ist im wesentlichen konisch aus­ gebildet und nimmt im Umfang vom Bodenteil 4 zum Kopf­ teil 5 hin zu. Durch diese Ausbildung wird der Quer­ schnitt des Ringraumes 20 um den Verdrängerkörper 6 von oben nach unten zu den Verbindungskanälen 22 hin größer. Im Bereich der Verbindungskanäle 22 ist der Verdränger­ körper 6 kegelstumpfförmig ausgebildet und weist im Be­ reich des Bodenteils 4 einen Ringbund 9 auf, auf den sich ein Ende des Stützrohres 2 abstützt. Am kopfseitigen Ende ist am Verdrängerkörper 6 ein Ringbund 19 angeformt, dessen Abstand vom Ringbund 9 der Länge des Stützrohres 2 entspricht. Auf dem Gewindeansatz 27 ist eine Ringschei­ be 10 aufgeschraubt, so daß sie mit ihrer planen Fläche am Ringbund 19 anliegt. Auf diese Weise ist das Stütz­ rohr 2 ohne axiale Belastung am Verdrängerkörper 6 ge­ halten. Der Filterschlauch 3 ist länger als das Stütz­ rohr 2 und erstreckt sich über den Ringbund 9 und der Ringscheibe 10 hinaus, so daß er zwischen Konusringen 12, 13 und Dichtringen 15 dichtend eingeklemmt wird. Dabei stützen sich die Dichtringe 15 auf dem Ringbund 9 und auf der Ringscheibe 10 ab.

• Bezugszeichenliste  2Stützkörper 3Filterschlauch 4Bodenteil 5Kopfteil 6Verdrängerkörper 7Innengewinde 8Außengewinde 9Ringbund10Ring11Außengewinde12Konusring13Konusring14Mutter15Dichtring16Sechskant17Sechskantkopf18Außenwand19Ringbund20Ringraum21Filtratauslaß22Verbindungskanäle23Kaverne24Flansch25Anschlußstutzen, außen20Anschlußstutzen, innen27Gewindeansatz28Stützen

Claims (10)

1. Filterkerze für Filtervorrichtungen zur Filtration von Kunststoffschmelzen oder entsprechenden zähflüssigen Me­ dien mit einem Bodenteil (4), das mit einem zentralen An­ schlußstutzen (25) und einem diesen durchsetzenden Fil­ tratauslaß (21) versehen ist, mit einem zwischen dem Bo­ denteil (4) und einem Kopfteil (5) angeordneten Stützrohr (2), auf dessen Außenseite ein Filterschlauch (3) abge­ stützt ist und mit einem innerhalb des Stützrohres (2) angeordneten Verdrängerkörper (6), dadurch gekennzeichnet, daß sich der Verdrängerkörper (6) vom Bodenteil (4) bis zum Kopfteil (5) erstreckt und mit diesen Teilen (4 und 5) starr verbunden ist.

2. Filterkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenteil (4) an seiner Innenseite koaxial zum Anschlußstutzen (25) einen weiteren Anschlußstutzen (26) aufweist, auf dem der Verdrängerkörper (6) befestigt ist.

3. Filterkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verdrängerkörper (6) im Bereich des Boden­ teils (4) einen Ringbund (9) und im Bereich des Kopfteils (5) einen im Durchmesser kleineren Ringbund (19) aufweist und diese Ringbunde (9 und 19) einen Abstand voneinander haben, welcher der Länge des Stützrohres (2) entspricht und das Stützrohr (2) zwischen dem Ringbund (9) und einer am Ringbund (19) anliegenden Ringscheibe (10) gehalten ist.

4. Filterkerze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (10) ein Innengewinde aufweist, das auf einen Gewindeansatz (27) des Verdrängerkörpers (6) aufgeschraubt ist.

5. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (6) im wesentli­ chen konisch ausgebildet ist und vom Bodenteil (4) zum Kopfteil (5) hin im Umfang zunimmt.

6. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (6) an seinem dem Bodenteil (4) zugewandten Ende eine mit dem Filtrataus­ laß (21) verbundene Kaverne (23) aufweist, die über stern­ förmig angeordnete Verbindungskanäle (22) mit dem den Ver­ drängerkörper (6) umgebenden Ringraum (20) verbunden ist.

7. Filterkerze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (6) im Bereich der Kaverne (23) und der Verbindungskanäle (22) zum Bodenteil (4) hin im Umfang zunimmt und die Verbindungskanäle (22), die Kaverne (23) sowie der Filtratauslaß (21) derart ausgebildet sind, daß das Filtrat ohne größere örtliche Beschleunigungen abfließt.

8. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterschlauch (3) mit einem Ende den Ringbund (9) und mit seinem anderen Ende die Ring­ scheibe (10) umfaßt und diese Enden von Konusringen (12, 13) gegen Dichtringe (15) gepreßt sind, die gegen den Ring­ bund (9) und die Ringscheibe (10) abgestützt sind.

9. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle (22) im Winkel von 20 bis 30° von oben außen nach unten zum Zentrum der Kaverne (23) geneigt sind.

10. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke der Kaverne (23) im wesent­ lichen von den gewölbten Deckenflächen der sternförmig an­ geordneten Verbindungskanäle (22) gebildet ist.