ФИЛЬТРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
FILTER DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к фильтрующему устройству в соответствии с признаками п. 1 формулы изобретения.
Уровень техники
Расплавы пластмассы, которые происходят из вторичных материалов, содержат повышенную долю посторонних составляющих (бумага, алюминий, инородные пластмассы, резина, эластомеры и т.д.). Для достижения соответствующего качества вторичного гранулята необходимо в максимальной мере произвести удаление этих посторонних компонентов из расплава. Для этого используют различные методы или фильтры, как, например, цилиндрические фильтры, дисковые фильтры или фильтры непрерывного действия. Среди прочих используют фильтрующие системы, при которых осуществляют движение элементов скребка по металлической фильтровой сетке, которая обычно имеет гладкую поверхность и содержит отверстия сетки, имеющие диаметр, который лежит в диапазоне от нескольких микрометров для нескольких миллиметров. Задача элементов скребка заключается в подъеме удержанных загрязнений и их подводе к удаляющему устройству. Наряду с этой базовой функцией особое промышленное значение имеют длительность использования фильтровых сеток и возможность повторного использования фильтровых сеток. Такие фильтрующие системы могут находиться в эксплуатации в течение нескольких дней, недель и, при возможности, месяцев, причем должна быть достигнута пропускная способность от 100 т. до тысяч тонн. При этом такие фильтрующие системы должны удалять загрязнения из расплава в процентном диапазоне.
Для этого имеет значение износ таких партнеров скольжения, как фильтровая сетка и элемент скребка. При этом важно, чтобы элемент скребка поднимал загрязнение и не транспортировал его по фильтровой сетке перед собой или даже закупоривал ими отверстия сетки. Для этого значение имеет особое исполнение элементов скребка.
Далее, необходимо учитывать также толщину элемента скребка, его угол установки, его угол при вершине, радиус на кромке скребка и плоскость прилегания элемента скребка к фильтровой сетке. Эти параметры взаимодействуют и имеют значение для длительной эксплуатации фильтрующего устройства.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание фильтрующего устройства, которое имеет длительный срок службы и простую конструкцию и, в частности, эффективно удаляет загрязнения с поверхности фильтровой сетки и отводит их.
Этой цели достигают в случае фильтрующего устройства названного выше типа с признаками, описанными в отличительной части п. 1. В соответствии с изобретением предусмотрено, таким образом, что кромка скребка, по меньшей мере, в своей опережающей в направлении движения концевой области содержит закругление, радиус которого меньше 90%, предпочтительно меньше 50%, в частности, меньше 20% величины максимального диаметра или максимального диаметра отверстий сетки.
Было установлено, что специальное исполнение закругления скребка существенно способствует увеличению срока службы и эффективному удалению загрязнений. В соответствии с изобретением было установлено, что элемент скребка эффективно поднимает с отверстий сетки загрязнения, частицы которых могут иметь диаметр, например, от 100 до 200 мкм, так как радиус кромки скребка меньше, чем размер отверстий сетки. Если этот радиус слишком велик, то элемент скребка толкает загрязнения и забивает ими отверстия сетки и происходит забивание отверстий сетки, что может привести к отказу фильтрующего устройства или к продавливанию загрязнений, в результате чего возникает повышенная степень загрязнения вторичного гранулята, что ведет к снижению качества конечного продукта.
Этот радиус или концевая область участка элемента скребка, который обладает такого рода закруглением, должен сохраняться в течение длительной эксплуатации. Это понимают с предпосылкой, что наряду с таким партнерами по трению, как сетка фильтра и элемент скребка в качестве партнеров по трению присутствуют также абразивные материалы, такие как металлы, бумага, заполнители и т.д., которые оказывают влияние на удаление загрязнений или износ элемента скребка. Если радиус кромки скребка слишком велик, происходит толкание загрязнений кромкой скребка. Это критично, в частности, в том случае, если размеры частиц загрязнений совпадают с размерами отверстия сетки. В этом случае происходит многократное вдавливание каждой частицы загрязнения в отверстия сетки и их повторное вытягивание наружу, что в последующем ведет к повышенному износу отверстий сетки и элементов скребка и сокращению их срока службы. Если скребок является слишком толстым, не имеет соответствующего угла при вершине или к тому же расположен под слишком большим углом к фильтровой сетке, то быстро может произойти нежелательное закругление кромки скребка и при отсутствии дополнительной заточки происходит отказ фильтрующего устройства.
Предпочтителен случай, когда на расположенной вблизи сетки поверхности концевой области элемента скребка к закруглению примыкает поверхность прилегания, протяженность которой перпендикулярно продольному прохождению кромки скребка соответствует 5-100-кратной, предпочтительно 1-50-кратной величине максимального диаметра или максимального диаметра отверстий сетки. Протяженность поверхности прилегания или ее размерность параллельно направлению движения элемента скребка не должно быть ни слишком длинным, ни слишком коротким, так что закругление кромки скребка вследствие съема материала полимерными расплавами и их загрязнениями сохраняют во время эксплуатации посредством переточки.
Кроме того, предпочтительно, если элемент скребка выполнен в качестве пластины, в частности, с параллельными, предпочтительно параллельными большими поверхностями, то есть с задней поверхностью и передней поверхностью, и расположен относительно поверхности фильтровой сетки наклонно под углом наклона от 5 до 60°, предпочтительно от 10 до 45°, в частности, от 20 до 35°. Если элемент скребка установлен со слишком большой крутизной относительно поверхности фильтровой сетки, то происходит увеличение радиуса закругления вследствие съема материала или уменьшение поверхности прилегания и элемент скребка может цепляться за поверхность фильтрующей сетки, что может привести к разрушению фильтра.
Тем самым, длина и размеры поверхности прилегания в направлении движения и/или угол установки имеют значение для оптимальной минимизации прохождения загрязнений через фильтровую сетку. Если оба этих параметра не настроены необходимым образом, на отверстия сетки оказывается нежелательное давление и загрязнения закупоривают отверстия сетки.
Значение имеет также угол при вершине на ближнем с сетке конце элемента скребка. В соответствии с изобретением предусмотрено, что элемент скребка содержит в своей ближней к сетке концевой области заканчивающийся в кромке скребка, сужающийся и несущий закругление участок, причем угол при вершине между ограничивающей этот участок, расположенных близко к сетке, и удаленной от сетки передней поверхностью составляет от 1 до 30°, в частности, от 10 до 25°.
Настройка такого рода параметров имеет также значение для предотвращения всплывания или подъема элемента скребка при определенных видах загрязнений, например, алюминиевой пленке. Состоящие из песка загрязнения также ведут к всплыванию и элемент скребка в этом случае не может более выполнять свою задачу.
Для эффективного отвода поднятых или снятых с поверхности фильтра загрязнений предпочтительно, чтобы удаленная от сетки передняя поверхность элемента скребка, исходя из кромки скребка, проходила без изломов к удаленному от сетки концу элемента скребка. Свободный от изломов переход сужающегося участка в отдельную от сетки поверхности стенки скребка имеет то преимущество, что поднятые загрязнения не должны переходить через кромку, которая может оказаться мешающим фактором при отводе и удалении загрязнений, в частности, вследствие завихрений.
Простой в конструктивном отношении конструкцией элемента скребка предусмотрено, что толщина имеющего форму пластины элемента скребка составляет от 0,5 до 30 мм, предпочтительно от 1 до 15 мм, в частности, от 2 до 8 мм, и/или что длина элемента скребка составляет 5-50-кратную, предпочтительно 8-30-кратную величину толщины элемента скребка. Элемент скребка выполнен предпочтительным образом в форме пластины с вытянутым в длину, предпочтительно прямоугольным поперечным сечением, на короткой стороне которого выполнен или примыкает к ней сужающийся участок, который в конечном итоге образует угол при вершине, который переходит в кромку скребка с его закруглением.
С помощью соответствующего изобретению фильтрующего устройства предотвращают направление загрязнений снова и снова вдоль поверхности фильтровой сетки и происходит растирание загрязнений до тех пор, пока они не станут достаточно малыми для прохождения через отверстия сетки. Вследствие предусмотренного закругления на кромке скребка загрязнения эффективно перемещают вверх с помощью элемента скребка и отводят в предусмотренной позиции.
Предусмотренный угол при вершине обеспечивает, что при износе кромки скребка абразивными материала толщина концевой области суженного участка возрастает лишь медленно с увеличением расстояния от поверхности фильтровой сетки и вопреки механическому износу, вызванному абразивными веществами, радиус закругления остается в основном неизменным и происходит лишь медленное уменьшение проходящего в направлении движения протяженности и длины дуги окружности закругления. По этой причине предпочтительно также, если толщину имеющего форму пластины элемента скребка поддерживают на малой величине и определяют ее исключительно на основании необходимой механической прочности, так как в этом случае облегчается исполнение суженного участка.
Толщина элемента скребка имеет также значение для согласования элемента скребка с поверхностью фильтровой сетки. Имеющие большую толщину элементы скребка трудно согласовать с волнистыми фильтровыми сетками; удерживаемые относительно тонкими элементы скребка могут также следовать по волнистым сеткам. Далее, тонкие элементы скребка могут быть также обвиты в направлении их поперечной оси и вокруг кромки скребка.
На практике без труда можно обеспечить ширину поверхность прилегания от 1 до 5 мм, как правило, от 2 до 3 мм. Существенным является, однако, исполнение закругления на кромке скребка и поверхность прилегания может быть выполнена либо уже при изготовлении элемента скребка с определенным размером, либо может быть настроена также во время эксплуатации посредством соответствующей обработки.
В последующем изобретение поясняется более подробно на основании чертежей.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 схематически показывает сечение соответствующего изобретению фильтрующего устройства. Фиг. 2 и 3 показывают виды фрагментов расположенных вблизи фильтровой сетки концов элемента скребка. Фиг. 4 показывает перспективный вид элемента скребка. Фиг. 5 показывает смонтированные на опоре элементы скребка в виде, соответствующем их использованию в устройстве для вторичной переработки полимеров.
Осуществление изобретения
Фиг. 1 показывает в схематическом сечении простую форму исполнения соответствующего изобретению фильтрующего устройства. Элемент 2 скребка прилегает с помощью кромки 3 скребка к поверхности 4 фильтровой сетки 1, скользит в процессе эксплуатации в направлении стрелки 16 вдоль этой поверхности 4 и при этом поднимает лежащие на поверхности 4 или закупоривающие отверстия 5 фильтровой сетки 1 загрязнения 6 с помощью кромки 3 скребка. При этом происходит перемещение этих загрязнений вдоль стрелки 17 и их подвод к не изображенному направлению удаления.
Фильтровая сетка 1 выполнена большей частью из металла. Элемент 2 скребка удерживают в позиции с помощью не изображенной опоры.
Элемент 2 скребка выполнен в форме пластины, в частности, в форме пластины с прямоугольным поперечным сечением, и содержит расположенную вблизи сетки заднюю поверхность 8 и удаленную от сетки переднюю поверхность 9. Обе этих поверхности образуют расположенный в близкой к сетке концевой области элемента 2 скребка участок 14, который сужается в направлении к фильтровой сетке 1 и образует угол S при вершине. В своей краевой области, расположенной вблизи сетки, суженный участок 14 имеет переходящий в кромку 3 скребка угол S при вершине от 1 до 60°, предпочтительно от 5 до 30°, в частности, от 10 до 25°. На расположенной вблизи сетки концевой области выполнено закругление 7.
Возможно, что задняя поверхность 8, как видно в случае изображенного справа на фиг 1 элемента 2 скребка, проходит без изломов. Для отвода загрязнений 6 необходимо, однако, предусмотреть, чтобы удаленная от сетки передняя поверхность 9 элемента 2 скребка, исходя из искривления 7, проходила без изломов к удаленному от сетки концу элемента 2 скребка.
На фиг. 2 показан детальный вид кромки 3 скребка. Кромка 3 скребка содержит в своей опережающей в направлении 16 движения области закругление 7, радиус которого меньше 90%, предпочтительно меньше 50%, предпочтительно меньше 20% величины максимального диаметра или максимального диаметра отверстий 5 сетки. Закругление 7 может простираться на протяжении всего острия, то есть от передней поверхность 9 до задней поверхности 8 и обеспечивает эффективный подъем загрязнений 6 с поверхности 4 фильтровой сетки 1 и даже извлечение загрязнений из отверстий 5 сетки.
Возможно также - как показано на фиг. 3 - такое исполнение расположенного вблизи сетки конца участка 14, что на расположенной вблизи сетки поверхности 8 концевой области участка 14 к закруглению 7 примыкает поверхность 10 прилегания, протяженность которой перпендикулярно продольному прохождению L кромки 3 скребка соответствует 3-100-кратной, предпочтительно 10-50-кратной величине максимального диаметра или максимального диаметра отверстий 5 сетки. Эта поверхность 10 прилегания, которая прилегает к закруглению 7, проходит параллельно поверхности 4 фильтровой сетки 1 и улучшает подъем загрязнений 6 или препятствует посредством своих поверхностей слишком большому изменению угла S при вершине или съему материала закругления 7 в процессе эксплуатации, а результате чего увеличивают срок службы элемента 2 скребка. Эта поверхность 10 прилегания может быть выполнена в процессе эксплуатации или уже перед вводом элемента 2 скребка в эксплуатацию.
Как видно из фиг. 1, элемент 2 скребка расположен наклонно под углом A установки к поверхности 4 фильтровой сетки 1. Элемент 2 скребка выполнен с прямоугольной формой, в частности, параллельными, предпочтительно плоскопараллельными большими поверхностями, то есть задней поверхностью 8 и передней поверхностью 9, и расположен наклонно под углом A установки от 5 до 60°, предпочтительно от 10 до 45°, в частности, от 20 до 35° к поверхности 4 фильтровой сетки 1. В качестве угла A установки рассматривают угол между проходящей без изломов большой поверхностью элемента 2 скребка и поверхностью 4 фильтровой сетки 1. Если участок 14 элемента 2 скребка выполнен таким образом, что обе большие поверхности 8, 9 переходят с одним изломом в участок 14, то производят измерение угла A установки между передней поверхностью 9 элемента 2 скребка и поверхностью 4 фильтровой сетки 1.
Фиг. 4 показывает перспективный вид соответствующего элемента 2 скребка. Видна передняя ось 9, которая переходит в участок 14 и закругление 7 кромки 3 скребка. Примыкая к закруглению 7, расположена поверхность 10 прилегания, которая переходит в заднюю поверхность 8.
Толщина D имеющего форму пластины элемента 2 скребка составляет от 0,5 до 30 мм, предпочтительно от 1 до 15 мм, в частности, от 2 до 8 мм. Длина элемента 2 скребка составляет 5-50-кратную, предпочтительно 9-30-кратную величину толщины D элемента 2 скребка. При такого рода элементе 2 скребка в практических условиях возможно несложное исполнение соответствующего сужения или участка 14, который имеет соответствующий угол S при вершине и достаточную механическую прочность.
Фиг. 5 показывает пример исполнения соответствующего изобретению фильтрующего устройства, причем положение фильтровой сетки 1 лишь обозначено. В этом случае фильтровая сетка 1 была бы неподвижной, а элементы 2 скребка с их кромками 3 скребка могли бы вращаться на опоре 15 относительно неподвижного фильтра 7, опора 15 которого укреплена на способном вращаться валу 18. В процессе эксплуатации полимерный расплав направляют через выполненные в опоре 15 каналы к расположенной на стороне набегания потока поверхности 4 фильтровой сетки 1 и продавливают через нее и отводят, причем за счет движения вращения элементов 2 скребка производят подъем загрязнений 6 с фильтровой сетки 1 и отдельным образом отводят их. Как уже упоминалось во взаимосвязи с фиг. 1, эти загрязнения 6 отводят вдоль передней поверхности 9 элемента 2 скребка и направляют в направлении выполненных в валу 18 пазов 16 и через эти пазы 16 загрязнения 6 удаляют вместе с известной долей полимерного расплава.
Соответствующее изобретению фильтрующее устройство присутствует в двух функциональных формах исполнения. Перед вводом в эксплуатацию несущий закругление 7 участок 14 может быть выполнен с поверхностью 10 прилегания или без нее. Если участок 14 выполнен без поверхности 10 прилегания, то эта поверхность прилегания может быть образована посредством ввода в эксплуатацию. Как при таком процессе запуска, так и при увеличении поверхности прилегания в ходе продолжающейся эксплуатации происходит эффективная поддержка вывода загрязнений.
Предпочтительной является форма исполнения, при которой предусмотрено, что закругление 7 простирается от удаленной от сетки передней поверхности 9 до, по меньшей мере, самой ближней к фильтровой сетке точки участка 14, к которому при необходимости примыкает поверхность 10 прилегания, или что закругление 7 проходит от передней поверхности 9 к задней поверхности 8 вокруг точки прилегания элемента 2 скребка к поверхности 4 или вокруг точки, расположенной наиболее далеко спереди, в направлении 16 движения элемента 3 скребка. Это показанное на фиг.2 закругление 7, простирающееся вокруг области вершины элемента 3 скребка, улучшает подъем загрязнений или увеличивает срок службы. При отработке к обращенного к верхней поверхности 10 закругления 7 - как показано на фиг. 3 - поверхность 10 прилегания может быть выполнена в любом положении.