用于过滤流体特别是具有杂质的塑料熔体的设备以及用于这种流体的阀装置的制作方法

用于过滤流体特别是具有杂质的塑料熔体的设备以及用于这种流体的阀装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2019年11月28日提交的欧洲专利申请no.ep19212184.6的权益，其公开内容在此通过引用以其整体并入。
技术领域
3.本发明涉及一种用于过滤流体的设备，该流体特别是具有杂质的塑料熔体，包括：外壳，外壳具有至少一个用于引入流体的进口和用于输送流体的出口以及空腔，空腔在外壳中由外壳的壁部形成以接收筛网支撑件；以及筛网支撑件，筛网支撑件被可移动地布置在外壳的空腔内，并且具有纵向轴线以接收用于过滤流体的至少一个过滤元件。


背景技术：

4.在现有技术中已知这种用于过滤流体的设备。所阐述的一般类型的过滤设备具有至少一个筛网支撑件，其中布置有一个或多个过滤元件。筛网支撑件被部分地容纳在外壳空腔中，并且被布置成可相对于外壳空腔移动。在这种情况下，筛网支撑件可以移动到过滤位置，在过滤位置中，通过外壳进口供应的流体在流体出口的方向上通过筛网支撑件的过滤器被引导和过滤，并且进入所谓的筛网更换位置，在筛网更换位置中，筛网支撑件移出外壳空腔，使得一个或多个过滤元件可触及并且可以替换或维护。在维护或替换过程之后，将筛网支撑件重新移入过滤位置，然后继续过滤操作。
5.在现有技术中先前已知的过滤设备中，筛网支撑件通常被几乎无游隙地布置在外壳的空腔中。筛网支撑件在外壳空腔中的无游隙布置相对于外壳密封筛网支撑件，由此即使在高操作压力下也防止熔体逸出。
6.然而，在加工一些熔体材料时，已经发现筛网支撑件与外壳空腔之间的高水平密封完整性带来了缺点。因而，在加工聚碳酸酯熔体时，可能观察到所谓的“开裂”。在这种情况下，在筛网支撑件与外壳空腔之间的接触区域中形成碳层，其结果是筛网支撑件在其安装件中被楔入并且只能通过很大的努力和用大的力才能移除。在加工基于纤维素的莱赛尔熔体时，还发现在筛网支撑件和外壳空腔之间的区域中与筛网支撑件或外壳材料(通常是钢)相结合的熔体停滞可能形成爆炸性混合物，并且这也是不期望的。
7.为了克服一些所述缺点，ep 0 915 729 b1提出了在筛网支撑件上布置塑料间隔件，由此在该布置的操作中以区域方式在筛网支撑件和周围外壳之间实现流体流动。然而，已发现所提出的结构具有以下缺点，即所讨论的间隔件在筛网支撑件的周边处不均匀且不对称地布置，由此在实现筛网支撑件相对于外壳空腔的精确引导，特别是居中方面遇到困难。
8.在一些使用领域也存在缺点，即筛网支撑件基本材料通常是钢，与所提出的塑料相比具有不同的热膨胀系数。另外，使用这种间隔件增加了这种筛网支撑件的制造复杂性，因为必须为筛网支撑件上的间隔件提供固定选项。取决于所使用的对应塑料，间隔件进一
步经历更大磨损量，因此必须定期更换。


技术实现要素：

9.考虑到背景技术，本发明的目标在于开发一种在本说明书的开头部分中阐述的类型的过滤设备，以便尽可能消除现有技术中遇到的缺点。特别地，本发明寻求提供一种过滤设备，其允许在筛网支撑件和外壳空腔之间交换流体，确保该筛网支撑件相对于该外壳空腔更精确地引导并且更耐磨。
10.根据本发明，在该过滤设备中实现了目标，因为该筛网支撑件外部具有多个一体形成的凸部和/或非旋转对称的横截面，和/或凸部和/或凹部形成在外壳的壁部，该外壳的壁部界定空腔，使得在该壁部和该筛网支撑件之间设置多个间隙/空腔，通过这些间隙/空腔，在操作中能够实现轻微的流体流动。
11.因此，本发明基于在筛网支撑件和/或外壳的空腔界定壁部上设置凸部和/或凹部的实现，其中，凸部和/或凹部与对应的主体(筛网支撑件和/或外壳)一体地形成，并且因而是一体的且由相同材料形成。该凸部和/或凹部的结果是，在该壁部和该筛网支撑件之间形成多个间隙/空腔，使得在操作中流体可以在那些间隙/空腔中流动，但是来自设备的流体问题可以说最小。由此可以防止在加工聚碳酸酯熔体时形成碳层或在加工莱赛尔熔体时产生爆炸性混合物。
12.在这方面，与包括多个部件和多种材料的结构相比，该凸部和/或凹部的一体构造需要降低制造复杂性。该筛网支撑件和该外壳都可以分别由单个工件制成，并且通过标准定形方法廉价地定形。另外，该凸部和/或凹部的一件式或一体式构造具有以下优点：该外壳和该筛网支撑件的所有部分都经历恒定的热膨胀，因此所涉及的间隙尺寸即使在设备的加热或冷却时也保持基本恒定。另外，与其包括塑料的结构相比，该凸部受到较小程度的磨损。在这方面，也避免了根据磨损而变化的间隙尺寸的出现。
13.在本发明的第二方面或在根据第一方面的本发明的有利发展中，根据本发明提出，该筛网支撑件在外部具有至少三个并且优选地四个凸部，和/或凸部和/或凹部被设置在外壳的壁部处该外壳的壁部处界定空腔，该凸部和/或凹部沿着该筛网支撑件的周边分布，使得该筛网支撑件在该外壳的空腔内基本居中地布置，使得在该壁部与该筛网支撑件之间设置多个间隙/空腔，通过这些间隙/空腔在操作中实现轻微的流体流动。
14.沿着该筛网支撑件周边布置至少三个凸部以确保筛网螺栓被以居中关系容纳在该外壳的空腔内，同时在该装置的操作中，可能在外壳和筛网支撑件之间有轻微的流体流动。
15.根据优选发展，该凸部基本在该筛网支撑件的纵向轴线的方向上并且直线地延伸，优选地基本在该筛网支撑件的整个长度上延伸。不仅可以通过标准生产方法精确地生产这些凸部几何形状，而且同时，这些凸部还允许对外壳空腔中的筛网支撑件进行安全、居中和无倾斜的引导。
16.进一步优选地，凸部在筛网支撑件的周边方向上均匀地间隔布置。凸部在筛网支撑件的周边方向上的均匀间隔提供了筛网支撑件在外壳空腔内的精确居中，其中同时筛网支撑件的大周边区域在操作中触及外壳和筛网支撑件之间的期望轻微流体流动。
17.根据优选发展，关于该筛网支撑件的其它直径，该凸部的高度在大约0.05至3mm的
范围内，优选地在大约0.1至0.2mm的范围内。已经证明，指定高度范围一方面特别适合在该外壳与该筛网支撑件之间实现充分的密封作用，另一方面也适合允许部件之间的期望轻微流体流动。
18.另外，根据优选实施例，该凸部由低磨损材料形成，特别是金属或塑料。使用金属的优点在于，该凸部相对于该外壳和筛网支撑件的热膨胀相同或基本相似，因此所涉及的间隙尺寸保持基本恒定。由于一些塑料的高水平耐化学性及其抗摩擦性能，塑料的使用也已经被证明对一些使用领域或熔体材料是优选的。
19.本发明的进一步发展规定，筛网支撑件在垂直于筛网支撑件纵向轴线和/或界定空腔的外壳的壁部的方向上具有等厚横截面，所述等厚横截面提供该筛网支撑件的凸部和/或壁部的凸部和/或凹部。
20.使用术语“等厚横截面”等来表示下列横截面，其中，接触该横截面的两条相互相对设置的平行支撑件切线相对于彼此始终为相同间距。该支撑件切线的选择应使它们分别至少有一个与横截面边界公共的点，但与横截面的内部没有公共点。在这方面，提供等厚横截面已经被证明是特别有利的，以便实现筛网螺栓相对于外壳空腔的精确居中，以及提供合适尺寸的间隙或空腔以允许壁部和筛网支撑件之间有轻微的流体流动。
21.优选地，该界定空腔的外壳的壁部是圆柱形的，该筛网支撑件在垂直于其纵向轴线的方向上具有等厚横截面。相应的筛网支撑件实现了上述优点并与现有外壳系统兼容。
22.根据可替选实施例，该筛网支撑件是圆柱形的，其中，界定空腔的外壳的壁部具有等厚横截面。
23.进一步优选地，该等厚横截面为三角形或四边形的等厚横截面的形式。取决于待加工的对应熔体材料以及壁部与筛网支撑件之间的期望流体流动程度，该等厚横截面可以被适当地选择为三角形或四边形横截面的形式。
24.本发明的一种发展规定，该等厚横截面为勒洛三角形的形式。这样的三角形基于等边三角形，具有圆的线段而不是三角形的边。那些线段的半径相应于底层等边三角形的边长。以勒洛三角形的形式制作等厚横截面一方面提供了易于制造的优点，另一方面允许该筛网支撑件相对于该外壳的壁部精确居中。与其它等厚结构相比，该横截面面积最小，这使得关于间隙或空腔的体积增大。
25.根据可替选实施例，该筛网支撑件在垂直于筛网支撑件纵向轴线和/或界定空腔的外壳的壁部的方向上为多边形横截面，该横截面特别具有三个、四个、五个或多个角，其中，这些角优选地被倒圆。根据可替选的优选实施例，该筛网支撑件在垂直于该筛网支撑件的纵向轴线和/或界定空腔的外壳的壁部的方向上为椭圆形横截面。
26.多边形或椭圆形的筛网支撑件横截面或壁部横截面的构造已经被证明是一种可替选的有利构造，以确保在该壁部和该筛网支撑件之间可以很好地影响足够的流体流动，以使该筛网支撑件和该外壳相对于彼此居中，并且另外实现廉价的可制造性。
27.本发明的进一步发展规定，该筛网支撑件被径向和/或轴向可移动地布置在空腔中。在这方面已经发现，除了该筛网支撑件的纯轴向移动性之外，其径向移动分量可以有助于借助于该筛网支撑件的径向或组合的径向-轴向移动，减少在加工聚碳酸酯熔体时形成碳层以及在使用莱赛尔熔体时形成爆炸性混合物。
28.已经在上文中参考过滤设备描述了本发明。在进一步方面，本发明涉及一种阀装
置，特别是用于具有杂质的塑料熔体的阀装置，包括：外壳，外壳具有用于引入流体的至少一个进口和用于输送流体的至少一个出口以及空腔，该空腔通过外壳的壁部形成在该外壳中以接收阀螺栓；和阀螺栓，该阀螺栓被可移动地布置在该外壳的空腔内，以选择性地允许、分配和/或阻止流体流过外壳。
29.先前从现有技术已知的阀装置还涉及关于过滤设备所述的缺点，特别是在加工聚碳酸酯熔体时涉及阀外壳与阀螺栓之间的碳层沉积，以及在加工莱赛尔熔体时形成爆炸性混合物的风险。
30.在这方面，本发明实现了与阀装置相关的上述目标，因为阀螺栓外部具有多个一体形成的凸部和/或非旋转对称的横截面，和/或凸部和/或凹部形成在外壳的界定空腔的壁部处，使得在壁部和阀螺栓之间设置有多个间隙/空腔，通过这些间隙/空腔，使得在操作中能够实现轻微的流体流动。
31.阀装置具有与根据本发明的过滤设备相同的优点。特别地，在使用聚碳酸酯熔体时，阀装置通过允许壁部与阀螺栓之间的轻微流体流动来防止或减轻阀螺栓与阀外壳之间的碳层沉积，由此避免了阀螺栓移动迟缓或阀螺栓的阻塞，而在莱赛尔应用的情况下，防止爆炸性混合物的形成。
32.凸部和/或凹部的一体构造进一步简化了制造，使得即使在发生热膨胀时也非常基本恒定的可预测的间隙尺寸，并且允许组件相对于彼此高程度地居中。
33.根据本发明的进一步方面或根据根据本发明的阀装置的有利发展，提出了该阀螺栓在外部具有至少三个并且优选地是四个凸部，和/或设置在外壳的壁部处，该外壳的壁部界定空腔，设置了凸部或凹部，这些凸部或凹部沿着阀螺栓的周边分布，使得该阀螺栓被基本居中地布置在外壳的空腔内，使得在该壁部与该阀螺栓之间形成有多个间隙/空腔，通过这些间隙/空腔可能在操作中实现轻微的流体流动。
34.本发明的发展提供，该凸部基本在阀螺栓的纵向轴线的方向上并且直线地延伸，优选地基本在阀螺栓的整个长度上延伸。根据优选实施例，该凸部在该阀螺栓的周边方向上均匀地间隔隔开。进一步优选地，关于阀螺栓的其它直径，该凸部的高度在大约0.05至3mm的范围内，优选在大约0.1至0.2mm的范围内。
35.在优选实施例中，该凸部由低磨损材料形成，特别是金属或塑料。本发明的发展提供，该阀螺栓在垂直于阀螺栓纵向轴线和/或界定空腔的外壳的壁部的方向上具有等厚横截面，所述横截面提供了阀螺栓的凸部/或壁部的凸部和/或凹部。优选地，该等厚横截面为三角形或四边形的相同厚度横截面的形式。
36.关于阀螺栓和/或界定空腔的外壳的壁部的这种构造的优点，参考前面关于过滤设备的描述，这里以类似方式应用。
37.在优选实施例中，该等厚横截面为勒洛三角形的形式。这样的横截面可以用低水平的努力和成本来制造，允许在操作时在壁部与阀螺栓之间的流体流动，并且同时提供阀螺栓相对于外壳的居中。
38.在可替选实施例中，阀螺栓在垂直于阀螺栓纵向轴线和/或外壳的空腔界定壁部的方向上为多边形横截面，特别是具有3、4、5或更多个角。优选地，这些角被倒圆。
39.在进一步的可替选实施例中，阀螺栓在垂直于阀螺栓纵向轴线和/或空腔界定壁部的方向上为椭圆形横截面。
40.关于刚刚阐述的实施例的优点，请注意前面关于过滤设备的描述。
41.本发明的发展规定，阀装置为下列形式之一：截止阀、分配阀。所述类型的阀经常用于加工塑料熔体的设备中。
附图说明
42.在下文中通过优选实施例并参考附图以示例的方式更详细地描述本发明，其中：
43.图1示出了根据本发明的过滤设备的第一实施例的透视图，
44.图2示出了如图1中所示的根据本发明的过滤设备的实施例的侧视图，
45.图3示出了如图1和图2中所示的根据本发明的过滤设备的实施例的截面图，
46.图4和图5示出了如图1至图3中所示的根据本发明的过滤设备的进一步视图，
47.图6和图7示出了根据本发明的筛网支撑件的透视图和侧视图，
48.图8a示出了根据本发明的筛网支撑件的横截面图，
49.图8b示出了根据本发明的筛网支撑件的可替选实施例的截面图，和
50.图9至图13示出了根据本发明的截止阀的实施例的各种视图和操作状态。
具体实施方式
51.图1示出了具有外壳4的过滤设备2，外壳4具有接收空腔8，筛网支撑件10被接收在接收空腔8中。筛网支撑件10关于空腔8在筛网支撑件纵向轴线12的方向上可移动地布置。外壳4以本身已知的方式具有用于引入待过滤的流体的进口和用于输送已过滤流体的出口(未示出)。
52.筛网支撑件10在其外侧具有多个一体的筛网支撑件凸部16。外壳4的接收空腔8是圆柱形的。其结果是间隙或空腔18在接收空腔8和筛网支撑件10之间在外壳壁部6的区域中形成，通过这些间隙或空腔，在操作中可能有轻微的流体流动。图2示出了过滤设备的侧视图。
53.图3在沿着图2中的平面a-a的截面中通过截面图示出了筛网支撑件10的结构构造。筛网支撑件10具有过滤元件14，通过过滤元件过滤流体。在当前情况下，筛网支撑件10具有围绕筛网支撑件10的周边均匀间隔布置的总共四个筛网支撑件凸部16。除了使筛网支撑件在接收空腔8中居中之外，筛网支撑件凸部16的布置还提供了在壁部与筛网支撑件10之间形成多个间隙或空腔18，其中，在操作时可能在那些间隙或空腔18内有流体流动。
54.图4示出了处于所谓的筛网更换位置的过滤设备2。筛网支撑件10被移出外壳4的程度使得过滤元件14之一可以从外壳4的外部触及，并且可以被替换或进行维护程序。在图5中，过滤设备2处于操作位置，在操作位置中，流体可以通过过滤元件14进行过滤。在过滤位置中，不能从过滤设备2的外部触及过滤元件14。
55.图6和图7示出了筛网支撑件10，过滤元件14没有装配在过滤元件安装件20中。在当前情况下，筛网支撑件凸部16围绕筛网支撑件10的周边均匀地间隔布置，并且在筛网支撑件10的纵向轴线12的方向上并且直线地延伸。
56.在图8a中示出了筛网支撑件10的横截面图。该图再次示出了筛网支撑件凸部16绕周边均匀地间隔的布置。在当前情况下，筛网支撑件10具有四个筛网支撑件凸部，然而本发明不限于该布置。相反，也可能在筛网支撑件10上布置三个筛网支撑件凸部16或者甚至更
多数量的凸部16。凸部16在筛网支撑件10的纵向轴线12的方向上，特别是直线地延伸。关于筛网支撑件10的其它直径，凸部16的高度h在大约0.05至3mm的范围内，优选地在大约0.1至0.2mm的范围内。在当前情况下，凸部16由金属形成，但也可以由另一种优选地低磨损材料形成，例如，特别是塑料。
57.图8b示出了筛网支撑件10’的可替选实施例。被布置在圆柱形接收空腔8中的筛网支撑件10’具有等厚横截面22。在当前情况下，等厚横截面22为三角形等厚横截面22的形式。与图8a中所示的筛网支撑件10的实施例相比，图8b中所示的筛网支撑件10’在外壳壁部6与筛网支撑件10’之间具有更大的间隙或空腔18。基本上因此，具有等厚横截面22的筛网支撑件10’的构造允许在接收空腔8与筛网支撑件10’之间更大的流体流动，同时筛网支撑件10’正好在空腔8中居中。
58.图9至图13示出了具有外壳104的截止阀102的实施例，外壳104具有壁部106并且形成接收空腔108。截止阀102基于与过滤设备2相同的发明思想。外壳104具有第一进口/出口120和第二进口/出口122。被布置在接收空腔108中的是阀螺栓110，阀螺栓110相对于外壳104沿着阀螺栓纵向轴线112可轴向移动地布置。
59.阀螺栓110具有优选地为圆柱形孔124形式的连续流动通道，当流动通道通过阀螺栓110相对于外壳104的适当定位而与第一进口/出口120和第二进口/出口122流体连通时，使得能够从第一进口/出口120流动到第二进口/出口122，并且在流动通道不与第一进口/出口120和第二进口/出口122流体连通时阻断从第一进口/出口120到第二进口/出口122的流体流动。
60.在图9至图11中所示的操作状态下，截止阀102因而处于使得流体能够从第一进口/出口120流动到第二进口/出口122的通道位置。当阀螺栓110移动到图12和图13中所示的位置时，阀螺栓110阻断从第一进口/出口120到第二进口/出口122的流体流动。截止阀102在图12和图13中所示的状态下处于阻断位置。
61.阀螺栓110在其外侧具有多个一体的阀螺栓凸部116。外壳104的接收空腔108或相应的外壳壁部106形成圆柱形空腔。也以关于过滤设备2类似的方式，其结果是在凸部116和壁部106之间的区域中形成间隙或空腔118，在操作时在那些间隙或空腔118中可能有轻微的流体流动。沿着阀螺栓110的周边布置阀螺栓凸部116还提供了阀螺栓110在外壳104的空腔108内基本居中。
62.根据本发明，在这种情况下，阀螺栓110可以可替选地具有旋转对称构造，并且外壳壁部106可以具有凸部和/或凹部。另外，根据本发明，阀螺栓110可以具有一体的凸部116和/或可以具有非旋转对称的横截面，并且壳体壁部106又可以具有凸部和/或凹部。类似于图8a中的视图，阀螺栓110可以具有多个凸部116，这些凸部围绕阀螺栓的周边均匀地间隔开，或者然而如图8b中所示，该阀螺栓可以具有等厚横截面或多边形或椭圆形横截面。
63.所使用的附图标记列表
64.2 过滤设备
65.4 外壳
66.6 外壳壁部
67.8 接收空腔
68.10、10
’ꢀ
筛网支撑件
69.12筛网支撑件纵向轴线
70.14过滤元件
71.16筛网支撑件凸部
72.18间隙/空腔
73.20过滤元件安装件
74.22等厚横截面(三角形)
75.h凸部的高度
76.102截止阀
77.104外壳
78.106外壳壁部
79.108接收空腔
80.110阀螺栓
81.112阀螺栓纵向轴线
82.116阀螺栓凸部
83.118间隙/空腔
84.120第一进口/出口
85.122第二进口/出口
86.124流动通道
87.202分配阀
88.204外壳
89.206外壳壁部
90.208接收空腔
91.210阀螺栓
92.212阀螺栓纵向轴线
93.216阀螺栓凸部
94.218间隙/空腔
95.220第一进口/出口
96.222第二进口/出口
97.224第三进口/出口
98.226第四进口/出口
99.228上进口/出口。