专利名称：用于过滤粘滞材料的设备及方法
技术领域：
本发明涉及一种用于过滤粘滞材料，特别是热塑性塑料的设备，其具有一个装置，特别是一个螺杆，该螺杆将待清洁材料从一个供料壳体的流入通道压向一个带状筛网，该筛网在流出侧通过一个孔板克服该流入的材料的压力而被支承，并可横交于该待清洁材料的流动方向运动以由一个新的带段来取代一个污染的带段，其中，为了便于该运动，设置了一个装置，该装置具有一个用于待清洁材料的连接流入通道的储料槽，在该储料槽中密封地导引有一个活塞，该活塞可通过一个驱动装置而往复运动，并且在其伸出位置处针对流入通道封闭住储料槽。另外本发明还涉及一种过滤粘性材料的方法。
在该类型的一种已知的设备(EP 221 355 B)中，为了方便上述带的运动，筛网前的空间短暂地改变体积，从而由待清洁材料施加在筛网上的压力可根据该体积变化而改变，筛网便可进一步输送。在此所必需的成本是可观的，并且该设备不易于操作，因为筛网前的空间的体积增大必须与待过滤材料的供给相协调。然而，该供给并不总是恒定的，例如在输送待过滤材料的螺杆不是均匀喂给时，就是不恒定的。
本发明的任务是改进文首所述类设备，从而避免上述缺点，并且该设备能以简单而可靠的方式以较小的结构成本操作。本发明借助于该特征来解决该任务，即用于方便筛网的运动的机构还包括设置在该筛网流入侧的关闭装置，该关闭装置可将待过滤材料至少最大部分地关闭在该流入通道中，而在待清理材料的流动方向上观察，该关闭装置设置在储料槽与筛网之间。因此，其结构成本简化为该关闭装置和其内部导引有一活塞的储料槽。这些元件制造容易，而这些常见的结构元件的使用是可行的。且该结构操作也是容易的。如果污染的筛网带段需要进行置换，关闭装置则只需立即进入其关闭状态，以使得该待过滤材料施加于该筛网的压力减弱到足以使该筛网可运动的程度。在处理中受关闭装置作用而滞留在该关闭装置流入侧的材料会借助于该活塞由其原始伸出状态缩回而被收集，从而该储料槽容积可自由容纳该待过滤材料，如果该储料槽具有足够大的容积，则在该筛网带的置换过程中，该待过滤材料的供给操作不需要被中断停止，本发明的设备也不会因为该待过滤材料的供给不均匀而受影响。一旦该污染的带段被置换成新的带段，该关闭装置会立即开启，使得该待过滤材料再次自由流向该筛网，同时该活塞也再次回复到其伸出位置，而使得处于该储料槽中的待过滤材料被挤压到该流入通道中。在此有利的是，这些从储料槽挤压出来的材料与该流入通道中后续供应到的待过滤材料进行混合，使得当材料流动至该过滤筛网时具有非常好的均匀性。因此，不会有未过滤干净的材料跑到该筛网的流出处。
当特别是过滤热塑性塑料时，该待过滤材料内可能会产生高达300bar，甚至更高的压力。这样的高压作用在该筛网上，并使得筛网贴附在孔板上。由此引起的摩擦力会阻碍该筛网在置换污染带段时的进一步运送。本发明最基本的优点在于，该设备可在非常高的压力状态下工作，不过，有利的是其也可在低压状态下工作，举例来说，当进行果汁或蔬菜汁的过滤等情况时，即是这种低压工作的状况。而在针对后者的应用状况时，该待过滤材料供给得均匀与否并不重要，所以可以采用如一个或多个滑动件或活塞元件等方式构成将该材料输送到流入通道中的材料运输装置，然而，当过滤塑料时，尤其是热塑性塑料材料时，由于该过滤的材料大部分通过一个挤出机供应到在筛网下游的一个造粒装置或至少一个模具中，因此必须使得该待过滤材料向筛网的供给均匀。因此，材料向筛网的不均匀的供给会导致该模具或造粒装置所生产出的材料或产品的品质也不均匀。因此，在过滤塑料材料的设备中通常是使用螺杆于流入通道中输送该待过滤材料。在本发明的优选实施例中，该活塞朝向该流入通道的前端面的形状配合于该螺杆壳体的内壁，使得该活塞处于伸出位置时不会转动，且使该螺杆转动时恰好拂略该前端面。这样产生的结果是，在每一次储料过程后，该储料槽内的所有物质都被供给到其过滤装置，使得没有任何塑料材料会残留在活塞前端面上。因此，至少很大程度地避免了待过滤材料中由热所造成的损害，且加速了该筛网污染带段的置换。另外，这需要当该筛网在置换时，作用在其上的摩擦力能尽可能地小。但相反地，这却造成带过滤器的带段在过滤工作中所需要的密封以得到流入通道的必要的密合性被破坏了。为了在本发明的范围内解决此问题，按本发明的另一个实施例，孔板或支撑该孔板的孔板载体通过一个可释放的夹紧装置压靠在供料壳体上，并将导引在孔板载体与供料壳体之间的筛网束缚在夹紧装置的夹持装置上。若夹紧装置的夹紧动作被释放，则筛网进行过滤的带段的夹紧也会被释放，且筛网带段即可没有任何问题地运动，又由于关闭装置此时会进入关闭位置，而使得在筛网流入侧的压力降低，且若可以做到完全地关闭，则筛网流入侧的压力可会降到零，所以筛网不会再被压靠在孔板上。若本发明，夹紧装置由数个液压缸构成，而关闭动作可在很短的时间内释放，且若关闭装置、活塞及筛网运动等的动作具有适当的协调性，则可使污染的筛网带段与新夹紧带段的置换动作与关闭装置及活塞的复位动作在很短的时间内完成。而这些操作的时间越短，则所处理的材料因热导致损害的危险也就越小。
通常，关闭装置可通过各种适当的阀而构成，然而，一个适当的实施例是由一个可横交于流入通道的轴线运动的滑块构成的。该滑块的运动方向可适当地选择为平行储料槽的活塞的运动方向，因为这样的实施例可使得滑块与储料槽的活塞简单地共同通过一个单一的驱动装置而动作。
业已证明，在孔板面向筛网的侧面提供一个平面状的凹部是有利的。筛网会因为材料所施加的压力而贴附在该平面状凹部处，且筛网也会因此在由金属网形成的筛网的变形范围内产生略微的伸展。这样，在筛网的流入侧构成了一个用于容纳杂质的空间。
本发明的用于在过滤粘滞材料、特别是可流动的塑料材料的设备中置换一个筛网带的方法，是从由一个供料装置、特别是螺杆在一个流入通道中一个在压力下将材料输送至带状过滤筛网的流入侧的步骤开始，筛网中的一个带段在过滤期间是被紧密夹持的，当在筛网需要置换时，夹紧的筛网则会被放松，且筛网带沿横交待过滤材料的流动方向运动直到污染的带段被一个新的带段所置换，接着，该新的带段便再次与外部密封，其中在筛网带运动期间，待过滤材料会流入连接流入通道的一个储料槽中。本发明方法的特征在于，当待过滤材料向筛网带的供给被高度节流，优选为完全阻断时，待过滤材料会几乎同时流入位于该节流或阻断位置流入侧的储料槽，且在待过滤材料向筛网带的供给被节流或阻断后，筛网带的密封会立即被释放且筛网被置换，接着在筛网再次被束紧后，所供给的待过滤材料会再次自由流向筛网，而进入储料槽中的材料也会随之被从中挤压出来并在位于该节流或阻断位置流入侧被再次导入流向筛网带的流动材料中。这样的方法可容易地实现和控制。对于待过滤材料中产生的高压，建议完全停止材料向筛网带的供应，以避免材料会在破坏了筛网带的密合性后外泄出去。
在附图中简要示出了按本发明的一个实施例。
图1是该设备的水平横截面图；图2是一个细部的水平截面图；图3是一个细部的垂直截面图；图4是在筛网运动方向上看去，通过筛网的密封位置的截面图；图5是垂直于筛网看去，用于筛网的密封的实施变体的截面图；和图6是垂直于筛网看去，用于筛网的密封的实施变体的截面图。
该设备具有一个只部分示出的支撑一个供料壳体2的机架1。壳体2中有一个流入通道3，待过滤材料通过该流入通道而被挤压向一个织制金属网所构成的带状筛网4，该筛网具有足够细的网格，从而使从待过滤材料中分离出来的杂质留滞在带状筛网4的流入侧上。当过滤热塑性塑料材料且特别是可回收的材料时，这些杂质大部分是粉末灰尘或小石子的形状，甚至也会有金属，例如曲别针、缝纫针、小螺丝钉、钉子及各种类型的固态颗粒。由于待过滤材料受或多或少的高压而穿过该流入通道3，筛网4在真正进行工作的部段57处由孔板支撑，孔57的大小要足够大，从而足以使得挤压穿过筛网4的滤出物可以无阻碍地穿过这些孔。这些滤出物会到达设置在孔板6后面的一个聚流部7，并从该处穿过一个通道8而到达具有数个分别导引到各个喷嘴10的分流道11的一个造粒模头9。各个喷嘴10可连接到一个造粒装置(图中未示出)中，该造粒装置会将各个喷嘴10所排出的材料带分成为颗粒状体，且待这些颗粒体冷却后将其运送离开。孔板6设置在一个孔板载体12中，该孔板载体12形成一个环绕孔板6的例如环形的凸部13，筛网4通过该凸部的前端面56引导而沿前端面56的凹部54中运动。一个例如环形的凸部14设置在供料壳体2面向筛网4的端面而相对于凸部13的位置处。凸部14邻接一漏斗状扩大部15，流入通道3汇入其中，该扩大部的最大尺寸与孔板6的尺寸相同。筛网4设置在凸部13和14之间。为了避免那些大部分处于或多或少的高压下而进行过滤的材料由凸部13和14之间泄漏出去，凸部13和14相互挤压，由此将设置在凸部13和14之间的筛网4密封夹紧于凹部54中。一个可拆式夹紧装置16(如图3所示)由内部引导一个液压活塞18的油压缸17构成，该活塞通过一个驱动装置51受液压管线52作用。活塞18连接一个杆19，杆19穿入一个孔板载体12的凸缘21中的内壁20而受其引导并锁入一供料壳体2的凸缘22中。当油压缸17中的液压活塞18向右运动时，凸缘21和22渐渐相互靠近，从而筛网4被紧密地夹紧在凸部13和14之间，因此避免了待过滤材料经扩大部15(如图1所示)泄漏流出去。为了使材料能在足够的压力下进行过滤，在所示实施例中，螺杆24通过支承在供料壳体2的内壁25中而构成一供料装置23，并沿箭头29所示方向输送待过滤材料。因此，热塑性合成塑料材料被增塑，且被转换成可过滤的状态。
用于筛网4的密封变体包括将孔板6的接缘55构成为密封面，并通过凸部13(但不一定需要)可增加密合性的作用。在上述实施例中，夹紧装置16与其液压缸17一起直接作用在孔板6上，使得当筛网带段4运动时，造粒模头9和孔板载体12不会改变位置。参考图5和6，所示为孔板6与带状筛网4密合方式的两个实施例。其中，由于孔板6的方形截面更好地利用了有效过滤面积，所以图6所示的实施例较图5所示实施例更佳。
流入的材料中被筛网4分离的杂质集中附着在筛网4的流入侧，以使该处不久便会发生阻塞现象，而使过滤效率降低。因此，必须随时将受污染的筛网带段置换成新的带段。为此，卷绕在一筛网辊27上的带状筛网4会受一拖曳装置26牵引而沿着箭头28的方向运动，直到上述污染的带段被置换为新的带段为止。然而，在上述置换动作完成之前，夹紧装置16要保持为释放状态，否则筛网4在凸部13和14之间的夹紧会阻碍筛网运动，或至少是严重妨碍筛网运动。因此筛网4可能会有被撕裂损坏的危险。夹紧装置26的释放是通过控制液压活塞18而使杆19向左运动(如图3所示)来实现的。
在夹紧于凸部13和14之间的筛网4的束缚被释放时，要设置一个关闭装置30，以避免那些在压力下进行过滤的材料经由扩大部15所构成的空间泄漏出去，关闭装置30设置在筛网4的流入侧，并由一个横交流入通道3的轴线运动的滑块31构成，滑块31具有一个通孔32，该通孔连接具有扩大部15的流入通道3中阻断装置30的开启位置。滑块31通过一活塞杆3 3连接一液压缸3 5的活塞34，液压缸35通过液压管线50而连接一驱动装置49。所以，滑块31可在双箭头51方向上运动而由如图1所示的开启位置到达大部分或完全关闭流入通道3的位置，当然还可以再回到该开启位置。该关闭的作用是，因为位于空间15和通道8中的材料量之间产生一较大或完全的压力补偿作用，所以使位于扩大部15中的材料在设备的工作位置中将筛网4压到邻接于其的孔板6上的压力降低或完全释放。当夹紧装置16在关闭装置30处于关闭位置而释放时，筛网4可通过拖曳装置26的牵引而无问题地进一步运动，直到其受污染的带段完全置换为新的带段为止。
当关闭装置30连到其关闭位置时，螺杆24所输送的材料无法再沿着箭头29的方向流动。为了避免所不希望的一定要停止螺杆24的动作，一个储料槽36连接流入通道3，并受限于内部密封导引有一活塞38的液压缸37，该活塞通过活塞杆39连接导引在液压缸41中的液压活塞40。活塞40通过一具有液压管线48的驱动装置47的驱动而在双箭头22所示方向上产生位移。
当滑块31运动至其关闭位置时，活塞38会同时缩回而使得螺杆24所输送的材料能够自由流入储料槽36中。储料槽36的容积要足够大，以使其可完全容纳螺杆24在滑块31处于关闭位置时所输送的材料。当滑块31一移回其开启位置时，活塞38便会立即再次伸出，并将处于储料槽36中的材料挤压出来。这些被挤压出来的材料便被导入螺杆24所输送的材料流中，并随即与之混合，因此使得抵达筛网4的待过滤的大部分材料总是能保持均匀。
如图1所示，在活塞38处于伸出位置状态时，前端面43与螺杆24壳体的由孔25构成的内壁形成一光滑连续的内表面。因此，可获得的好处是，当螺杆24转动其螺杆导程拂略过前端面43时可刮去前端面上所粘着的材料。从而避免残余材料在流入通道3中停留所不允许的长时间。前提只是，活塞38不能围绕储料槽36的纵向轴线旋转，然而，这样的目的可通过一适当的结构装置而容易地达到。
如图2所示，孔板6在其流入侧具有一个平面状凹部44，筛网4在受到材料挤压时贴附在该半面状凹部44上。因此筛网4会在金属网所允许的变形范围内产生略微的伸张效果。该凹下处构成一个空间，其可容纳由筛网4在流入侧所留下的杂质。
供料壳体2及孔板载体12沿流入通道3轴向的相对运动促进了上述筛网4按节拍地朝箭头28所示方向运动。夹紧装置16可利用设置在液压缸17中的液压活塞18受驱动而贴靠液压缸17的端壁45来实现该运动。既然杆19以螺旋方式固定到供料壳体2的凸缘22上，所以上述贴靠会导致凸缘21和由此是孔板载体12脱离供料壳体2。所以，凸部13和14之间产生一足够大的间隙，使得筛网4及其流入侧所粘着的杂质层一起可以被没有问题的拉出。位移宽度46形成的该间隙如图1简要所示。
如图1所示，螺杆24输送的材料在该设备的工作状态下进行过滤。当这些被污染的带段必须更换时，首先滑块31进入关闭状态，使得其中流入筛网4的材料被至少大部分地阻止。活塞38也几乎同时缩回，以使得储料槽36可自由容纳由螺杆24输送的材料。当滑块31一抵达其关闭位置时，夹紧装置16便会立即启动并使供料壳体2及孔板载体12相互分离释放。所以，筛网4分别会在凸部13和14或孔板6的接缘55处释放，且筛网4即可通过拖曳装置26牵引而沿着箭头28所示方向运动至适当的位置。同样，会从筛网辊27上拉出相应的带段。一旦新的带段按照设计抵达孔板6前方时，夹紧装置16便会立即启动而使供料壳体2及孔板载体12相互靠近夹紧。所以，筛网4会再次被密封地夹紧在凸部13和14之间或凸部14和孔板6中的接缘55之间。当此动作一完成时，滑块31会再次退回其开启位置，使得螺杆24可以继续向筛网4输送材料。同时，随着滑块31的运动，活塞38向螺杆24运动，将储料槽36中的材料挤压到流入通道3中。任何材料残渣都会被螺杆24的转动而从活塞38的前端面43上刮下，使得不会有发生碳化的危险。
滑块31、活塞38和夹紧装置16的动作在时间方面的协调性可简单地通过一适当的控制装置(例如以适当的电子方式)而达到。通过合适的阀，也可以确保上述动作由一单一的驱动装置驱动，并使得驱动装置47、49和51可因此而结合为该单一的驱动装置。若滑块31和活塞38的动作方向是相互平行的，则从结构上讲是方便的。
权利要求
1.一种用于过滤粘滞材料，特别是热塑性塑料的设备，其具有一个装置(23)，特别是一个螺杆(24)，该螺杆将待清洁材料从一个供料壳体(2)的流入通道(3)压向一个带状筛网(4)，该筛网在流出侧通过一个孔板(6)克服该流入的材料的压力而被支承，并可横交于该待清洁材料的流动方向运动以由一个新的带段来取代一个污染的带段，其中，为了便于该运动，设置了一个装置，该装置具有一个用于待清洁材料的连接流入通道(3)的储料槽(36)，在该储料槽(36)中密封地导引有一个活塞(38)，该活塞可通过一个驱动装置而往复运动，并且在其伸出位置处针对流入通道(3)封闭住储料槽(36)，其特征在于，该用于方便筛网(4)的运动的装置具有设置在筛网(4)的流入侧的关闭装置(30)，用于该待过滤材料的流入通道(3)通过该关闭装置被至少大部分地关闭，并且从该该待过滤材料的流动方向上看，关闭装置(30)设置在储料槽(36)和筛网(4)之间。
2.按权利要求1所述的设备，其特征在于，孔板(6)或一个支撑孔板(6)的孔板载体(12)通过一个夹紧装置(16)压靠在供料壳体(2)上，其中在孔板载体(12)和供料壳体(2)之间被导引的筛网(4)紧密地被夹持在夹紧装置(16)的夹紧位置上。
3.按权利要求2所述的设备，其特征在于，夹紧装置(16)由液压缸(17)构成。
4.按权利要求1-3中任一项所述的设备，其特征在于，非转动活塞(38)的朝向流入通道(3)的前端面(43)构成得与螺杆(24)的壳体的内壁(25)相匹配，从而在活塞(38)处于伸出位置时，其前端面(43)由螺杆(24)的螺纹刷过。
5.按权利要求1-4中任一项所述的设备，其特征在于，关闭装置(30)由一个横交于流入通道(3)的轴线运动的滑块(31)构成。
6.按权利要求5所述的设备，其特征在于，滑块(31)的运动方向平行于活塞(38)的运动方向。
7.按权利要求5或6所述的设备，其特征在于，滑块(31)和活塞(38)的运动，必要时也可以是夹紧装置(16)的运动，由同一个驱动装置驱动。
8.按权利要求1-7中任一项所述的设备，其特征在于，孔板(6)在其面对筛网(4)的侧面上具有一个平的凹部(44)。
9.按权利要求1-8中任一项所述的设备，其特征在于，供料壳体(2)和孔板载体(12)可在流入通道(3)的轴向上彼此相对运动。
10.按权利要求9所述的设备，其特征在于，夹紧装置(16)用于供料壳体(2)和孔板(6)或供料壳体(2)和孔板载体(12)。
11.一种用于在过滤粘性材料时，特别是在塑料材料的可流动状态中，更换筛网带的方法，该材料通过一个输送装置，特别是一个螺杆，在该带状过滤筛网的流入侧的压力下被引入一个流入通道中，在该过滤过程中，该筛网的一段被向外密封地保持住，因此在更换筛网带时，该筛网带被释放，然后该筛网横交于待过滤材料的流动方向运动，直到被污染的带段由一个新的带段代替，在那里该新的带段向外重新建立密封，其中在筛网带的运动中，该待过滤材料可以流入一个连接该流入通道的储料槽中，其特征在于，当该待过滤材料向筛网带的流动被高度节流，优选为完全阻断时，该待过滤材料会几乎同时流入位于该节流或阻断位置流入侧的一个储料槽中，并且在节流或阻断该待过滤材料向筛网带的流动后，该筛网带的密封会被立即释放且该筛网会被立即更换，接着在该筛网带被再次束紧后，所供应的待过滤材料再次流向筛网，而进入储料槽中的材料也会随之被从中挤压出来，并在位于该节流或阻断位置流入侧被再次导入流向筛网带的流动材料中。
全文摘要
一种用于过滤粘滞材料、特别是热塑性塑料的设备及方法，其具有一个螺杆(24)，该螺杆将待清洁材料从一个供料壳体(2)的流入通道(3)压向一个带状筛网(4)。筛网(4)在流出侧通过一个孔板(6)克服该流入的材料的压力而被支承。带状筛网(4)可运动以由一个新的带段来取代一个污染的带段。为了便于该运动，设置了一个装置，该装置具有设置在筛网(4)的流入侧的关闭装置(30)，用于该待过滤材料的流入通道(3)通过该关闭装置被至少大部分地关闭。在关闭装置(30)的流入侧，一个用于待过滤材料的储料槽(36)连接流入通道(3)。一个活塞(38)在储料槽(36)中以密封的方式运动，该活塞可通过一个驱动装置而往复运动，并且在其伸出位置处针对流入通道(3)封闭住储料槽(36)。
文档编号B29C47/68GK1466512SQ01816237
公开日2004年1月7日 申请日期2001年9月19日 优先权日2000年9月26日
发明者赫尔穆特·贝彻, 赫尔穆特 贝彻, 思 舒尔茨, 赫尔穆思·舒尔茨, 乔·温德林, 德林 申请人:赫尔穆特·贝彻, 赫尔穆特 贝彻, 赫尔穆思·舒尔茨, 乔·温德林