CS273915B1 - Device for thermoplastics' melts' melts filtering - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro filtraci tavenin termoplastů, zejména při zpracování sekundárních surovin.

Výzkum a vývoj v oblasti filtračních zařízení pro termoplasty je zaměřen především na splnění požadavku kontinuálního provozu zařízení, tedy na možnost čištění a/nebo výměny použitých filtrů bez přerušení provozu. Příkladem je zařízení se sítem ve formě posunujícího se pásu, který prochází napříč tokového kanálu na podložené perforované desce a při posunu strhává s sebou část taveniny s velkým obsahem nečistot, hromadících se před sítem. Přitom pohyb pásu je vyvozen tím, že jej unáší sama tavenina, jejíž tok je odchýlen směrem k jedné straně kanálu a rychlost toku je regulována chlazením. Tento jednoduchý způsob řešení však při realizaci naráží na některé závažné problémy. Především je velmi citlivý na teplotu a tedy náročný na jakost chladicí vody. Rychlost pohybu síta lze jen obtížně udržovat v potřebných mezích, což vede k časté poruchovosti. Zanedbatelná není ani otázka spotřeby síta a jeho faktická i cenová dostupnost. Navíc tento způsob nenachází uplatnění v případech, kdy je filtrována silně znečištěná tavenina, například při zpracování odpadu, neboí část nečistot zůstává před filtrem. Rovněž při·vyšších tlacích je systém těsnění nedostatečný.

Další známá zařízení pracují na rozdíl od popsaného řešení s jednotlivými, kusovými filtry. Životnost filtrů lze několikanásobně zvýšit čištěním pomocí protiproudu taveniny, kdy tok materiálu je usměrňován jedním či více ventily, S ohledem na velmi komplikovaný průtok celým systémem přes ventily nelze však tato zařízení použít k filtraci tavenin termoplastů s nízkou odolností proti termické degradaci, jako je PVC či polyestery,

U těchto zařízení, stejně jako u dalších, pracujících s jednotlivými filtry, je třeba řešit problém výměny filtrů, a to pokud možno bez přerušení provozu,

K zajištění kontinuálního provozu se používá větvení toku do více cest, vlastní výměna filtru se provádí pomocí příčně vložené presuvné desky Si pístu. Přitom však nastává další problém - dostatečné utěsnění systému v místě pohyblivé části. Dosud známá zařízení jej řeší několika různými způsoby.

Systémy ssmotěsnicí s použitím teflonového distančního kroužku jsou méně výhodné především proto, že neumožňují kontinuální provoz. Navíc nejsou vhodné pro zpracování materiálů při vysokých teplotách.

Filtrační zařízení s mechanickým těsněním mohou již být řešena tak, aby byla použitelná v kontinuálním provozu. Vzhledem k tomu, že k výměně filtru je třeba systém připravit ručně - povolením těsnicí matice - neumožňuje řešení automatizaci výměny filtrů.

Řešení na bázi hydraulického těsnění, které lze rovněž použít kontinuálně, umožňuje dočasná snížení tlaku pro okamžik výměny filtrů způsobem nebránícím automatizaci výměny, což je výhodou oproti předchozímu způsobu. Komplikovanost řešení však způsobuje, Že ve světě ae od něho již vesměs ustupuje.

Jednodušší než předchozí způsob - při zachování jeho uváděných výhod - je systém těsnění pomocí předpjatých, regulovatelně vytápěných tyčí, které délkovou změnou způsobí pokles těsnicího tlaku pro usnadnění pohybu presuvné desky v okamžiku výměny filtrů. Avšak u tohoto řešení se objevuje jiná závažná nevýhoda - časová náročnost daná dobou nutnou k potřebnému ohřevu tyčí, tedy neschopnost rychlé reakce na přetlak, což může vést i k porušení celého systému.

K uvedeným nevýhodám jednotlivých řešení přistupuje společný problém všech systémů vyžadujících výměnu filtrů - odvzdušnění proudu taveniny po výměně filtračního pouzdra tak, aby se vzduch nedostal do výrobku. Poměrné dobře se s tímto problémem vypořádávají již zmíněné systémy s přepouštšcími ventily a čištěním pomocí

CS 273915 Bl protiproudu taveniny. Jak bylo již uvedeno, nelze je však použít pro polymery s nízkou tepelnou odolností.

Jsou známy i jiné způsoby odvzdušnění, například postup, kdy se čisté filtrační pouzdro zasune nejprve do mezipolohy, vytlačí ββ z něj tavenina obsahující vzduch a po prodlévá nutné pro operaci s® provede dokončení pohybu přesuvné desky. Tento poatup znamená určité ztráty zpracovávaného polymeru.

Uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých řešení do značné míry odstraňuje zařízení pro filtraci tavenin termoplastů, zejména-při zpracování sekundárních surovin podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že zařízení, složené ze dvou filtračních komor, z nichž každá je vymezena vstupním a výstupním pouzdrem a mezi nimi vloženou přesuvnou deskou, vybavenou nejméně dvěma otvory pro vložení filtru, přičemž oba soubory vymezující filtrační komory jsou uloženy ve vnějších tělesech, má vstupní a/nebo výstupní pouzdra zhotovena z materiálu s vyšším lineárním koeficientem teplotní roztažnosti ve srovnání s teplotní roztažnosti vnějších těles, přičemž celek je upevněn mezi vstupní a výstupní těleso spojovacími šrouby o poměru délky ku průměru 10 ; 1 až 50 : 1, Zařízení podle vynálezu je s výhodou opatřeno šoupátky - mezi vstupní těleso a vstupní pouzdra.jsou vložena vstupní šoupátka a mezi výstupní.pouzdra„a výstupní těleso jsou vložena^výstupní šoupátka.?

Příklad konkrétního provedení vynálezu*jě znázorněn ná výkreáuj kde je částečný podélný řez osou. Zařízení se skládá ze dvou filtračních komor 1, z nichž každá je vymezena vstupním pouzdrem 2, výstupním pouzdrem 2 ® mezi nimi vloženou přesuvnou deskou 4, vybavenou nejméně dvěma otvory pro vložení filtru 2· Ob® soubory vymezující filtrační komory 1 jsou uloženy v prvním vnějším tělese 6 a druhém vnějším tělese J a celek je upevněn mezi vstupní těleso 8 a výstupní těleso 9 spojovacími šrouby 10. Mezi vstupní těleso 8 a vstupní pouzdra 2 filtračních komor 1 jsou vložena vstupní šoupátka 11 a mezi výstupní pouzdra 2 ⁸ výstupní těleso 2 jsou vložena výstupní šoupátka 12.

Zařízení podle vynálezu pracuje následujícím způsobem:

Ve fázi, kdy jsou filtry dostatečně prostupné, proudí tavenina ve směru 13 přes vstupní těleso 8, kde se dělí na dva proudy, do filtračních komor 1 a přes děrované kotouče b filtry 2 dále do výstupního tělesa 2» ^v němž ee oba proudy opět spojují. Přitom těsnicí tlak je vytvořen větším přírůstkem délky u pouzder tvořících filtrační komory 1 po zahřátí na provozní teplotu ve srovnání s délkovým přírůstkem obou vnějších těles 6 a 7. Vzniklou sílu zachycují spojovací šrouby 10. dimenzované tak, že umožňují určitou pružnost těsnicího systému, která na jedné straně zaručuje dostatečný těsnicí tlak a na druhé straně dovoluje pohyb přesuvných desek 4 be2 nároků na snížení tlaku.

Vlastní výměnný cyklus je zahájen signálem při překročení nastaveného tlaku, případně přímým povelem obsluhy. Výměnu filtračních elementů je možno provádět pouze postupně, čimž se zajistí kontinualita procesu. Na výkresu j® zařízení znázorněno v situaci, kdy se provádí výměna filtru 2 v® větvi b. Nejdříve se uzavře vstupní šoupátko 11 b, následuje uzavření výstupního šoupátka 12 b a pohyb přesuvné desky 4 b do polohy, kdy se do filtrační komory 1 b dostane druhý z obou otvorů pro vložení filtru 2 ⁸ připraveným čistým filtrem. Otvor s použitým filtrem se přitom přesune mimo zařízení. Nyní se otevře vstupní šoupátko 11 b a filtrační komora 1 b je natlakována; tím je z čistého filtru 5 b vytlačován vzduch, který uniká mikronetěsnostmi v tšenicí ploše mezi přesuvnou deskou 4 b a výstupním pouzdrem 3 b. Po prodlevě nezbytné k odvzdušnění - několik sekund - se otevírá výstupní šoupátko 12 b a tím se obnoví tok přes spodní filtrační komoru 1 b. Použitý filtr je třeba vyjmout i b podložným perforovaným kotoučem, kotouč i úložný otvor vyčistit a vše sestavit s novým filtrem..

CS 273915 Bl

Výměna horního filtru 5 a se provádí bezprostředně potom stejným způsobem. Po otevření výstupního šoupátka 12 a je opět provoz zajištěn průtokem přes obě filtrační komory.

Filtrační zařízení podle vynálezu pracuje kontinuálně, pokles tlaku vzniklý uzavřením jedné z větví při výměně filtru se kompenzuje dočasným zvýšením vstupního tlaku. Regulaci tlaku v praxi zajišťuje například zubové čerpadlo.

Vlastní výměna filtru - zasunutí připraveného čistého filtru do pracovní polohy a současné vysunutí použitého filtru - je iniciována 1 prováděna automaticky. Činnost obsluhy, jejíž přítomnost je u vytlačovacího stroje nutná z dalších známých důvodů, se ohledně filtračního zařízení omezí pouze na přípravu čistého filtru v mimopracovní poloze.

Těsnicí tlak je u zařízení podle vynálezu vyvozen automaticky - samotným ohřevem na provozní teplotu, přičemž tohoto účinku se v požadované výši dosahuje opakovaně po každé demontáži nezávisle na kvalitě obsluhy.

Změny těsnicího tlaku pro jiné zpracovatelské podmínky se dosahuje pouhou výměnou spojovacích šroubů 10 za jiné, dimenzované podle nových požadavků.

Zařízení podle vynálezu lze použít pro zpracování širokého spektra polymernícb materiálů. Způsob těsnění dovoluje použití při vyšších zpracovatelských teplotách, jednoduchý průtok taveniny zařízením umožňuje zpracování materiálů s nízkou odolností proti tepelné degradaci. Zařízení je možno s výhodou použít pro filtraci silně znečištěné taveniny, například při zpracování odpadu.

Ve zpracovatelských procesech, kde jakost výrobku závisí na odvzdušnění taveniny po výměně filtračního elementu, je zařízení podle vynálezu opatřeno šoupátky 11, 12. která umožňují vytlačení vzduchu z čistého síta již popsaným způsobem, Odvzdušnšní je provedeno důkladně a beze ztrát polymeru na rozdíl od dosud používaných způsobů,

Tředností řešení podle vynálezu je vedle uvedených funkčních výhod také snadná a jednoduchá výroba navrhovaného zařízení.

Claims (2)

1. Zařízení pro filtraci tavenin termoplastů, zejména při zpracování sekundárních surovin, skládající se ze dvou filtračních komor, z nichž každá je vymezena vstupním a výstupním pouzdrem a mezi nimi vloženou přesuvnou deskou, vybavenou nejméně dvěma otvory pro vložení filtru, přičemž oba soubory vymezující filtrační komory jsou uloženy ve vnějších tělesech, vyznačené tím, že vstupní pouzdra (2) a/nebo výstupní pouzdra (3) jsou zhotovena z materiálu s vyšším lineárním koeficientem teplotní roztažnoati ve srovnání s teplotní roztažností obou vnějších těles (6 a 7), tento celek je upevněn mezi vstupní těleso (8) a výstupní těleso (9) spojovacími šrouby (10) , které mají poměr délky ku průměru 10 : 1 až 50 : 1.

2. Zařízení pro filtraci tavenin termoplastů podle bodu 1, vyznačené tím, že mezi vstupní těleso (8) a vstupní pouzdra (2)jsou vložena vstupní šoupátka (11) a mezi výstupní pouzdra (3) a výstupní tělesa (9) jeou vložena výstupní šoupátka (12).