CN108688126A - 滚筒式大面积无波动熔体过滤器 - Google Patents

Abstract

滚筒式大面积无波动熔体过滤器，包括支架，支架上设置有外筒体，外筒体内设置有内筒体，外筒体和内筒体之间形成的环形空腔内设置有中筒体，支架上设置有旋转驱动机构，旋转驱动机构通过缺口与中筒体的后端部传动连接；在熔体过滤作业时，熔体由进料口进入，经进口法兰盘内部的进料流道进入到两个导流块内部的导流流道，再经外筒体上开设有的导料孔，经滤网的过滤，熔体内的杂质在滤网的阻挡下被截留，过滤后的熔体由滤孔通过流道孔进入到内筒体内部向后经出料口排出。本发明既集成了现有先进过滤器可以不停机连续换网的优点，又克服了现有过滤器交换滤网压力波动大、温度不均、网板需清理、物料易氧化等缺点；还可以方便实现步进更新滤网。

Description

滚筒式大面积无波动熔体过滤器

技术领域

本发明属于塑料、化纤、橡胶、熔胶等高分子材料生产及制品成型加工技术领域，尤其涉及一种滚筒式大面积无波动熔体过滤器。

背景技术

在塑料、化纤、橡胶、熔胶等高分子材料生产及制品成型加工过程中，材料中的降解物和杂质会影响产品的质量或形成废品，为此通常会在生产线中设置塑化过滤装置。随着生产时间的延续，熔体中的杂质逐渐积累在过滤元件上，从而造成系统压力升高，流量下降，主机能耗增大。当超过一定的压力时，就会击破过滤元件而失效，甚至造成设备损坏，因此当系统压力达到一个合适的安全值就应该更换滤网。按照原有的旧装置操作就必须停机人工更换过滤元件，从拆模具、法兰、清理、更换新的过滤元件、重新装机升温、牵引胚料到正常生产，全程少则几十分钟，多则几个小时，造成原料的损耗、能源浪费、产量降低、工人操作繁忙劳累，即使采用某些不拆机的快速换网器装置也会造成产品中断，材料、能源浪费。针对此问题，国内外相关企业对过滤元件进行了大量的研究和改进。

德国Will-Man（威曼）聚合物过滤公司、Scheer（舒尔）公司和奥地利Erema（埃立玛）公司相续研制出单通道单柱塞快速换网过滤元件和双通道双柱塞不停机换网器过滤元件，可不停机换网、滤网更换料流料压波动大、结构复杂，前者最适合于热切造粒生产，后者适合于PE、PP等原料的基础加工。德国Genness（格诺依斯）设备技术公司开发的RSF型旋转圆盘式过滤元件，能自动换网、脉冲洗网、料流、料压稳定、波动小，不能对溶体进行混炼，结构复杂，工作时始终有一滤网在主体外，滤网长时间暴露在空气中会造成清洗不净的残余料发生碳化质变，输出后会影响后续产品品质。德国Barmag（巴马格）公司、奥地利Lenzing（兰精）公司开发的单通道网带是自动过滤元件，可实现自动换网，滤网特制，耐压低，换网周期长，不经济。

对于我国塑料制品挤出生产线配套的过滤器长期以来仅是加在挤出机法兰和机头法兰间的一块多孔板及几片滤网，更换滤网需要停机人工拆卸，费事费力，研究和改进过滤器一直没有得到足够的重视。近年来，过滤器技术发展较快，但过滤器的性能仍较差，自动化程度低、料压稳定性差等问题，达不到高质量产品的生产工艺要求。从国际过滤器技术上讲我国处于较落后的技术水平，中小型过滤器可以满足一般应用要求，但配套于大型挤出机的过滤器还远远不能满足要求。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种滚筒式大面积无波动熔体过滤器，改过滤器克服了国内外熔体过滤器装置在更换滤网过程中产生大的料压波动、温度不均、网板需清理、物料易氧化、外形体积大等缺点，可以方便实现自动控制、步进更新滤网、更新滤网简单、快捷方便、料流稳定、避免物料裸露在空气中发生碳化质变，在同等过滤面积的条件下体积更小。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：滚筒式大面积无波动熔体过滤器，包括支架，支架上设置有外筒体，外筒体的中心线沿前后方向水平设置，外筒体前端和后端分别设置有进口法兰盘和出口法兰盘，出口法兰盘的中心开设有安装孔，进口法兰盘的后侧面设置有与外筒体同一中心线的内筒体，内筒体的后侧外圆装配在安装孔内，外筒体和内筒体之间形成的环形空腔内设置有中筒体，中筒体转动套设在内筒体外部，外筒体的左上部和右下部分别开设有导料孔，外筒体的左上部和右下部分别设置有将导料孔封堵的导流块，两个导流块关于外筒体的中心线对称设置，导流块内部开设有与导料孔连通的导流流道，内筒体上开设有与导流流道沿径向方向对应的流道孔，中筒体外圆周表面沿圆周方向均匀开设有若干个安装过滤网槽，中筒体内在导流流道的底部均匀开设有若干个滤孔，安装过滤网槽内设置有可拆卸的滤网，进口法兰盘内部沿径向方向开设有进料流道，进料流道的两端分别与两个导流块内部的导流流道的后端连通，进口法兰盘的前端中心处开设有与进料流道连通的进料口，内筒体的后端部为出料口；外筒体底部后侧开设有缺口，支架上设置有旋转驱动机构，旋转驱动机构通过缺口与中筒体的后端部传动连接；

在熔体过滤作业时，熔体由进料口进入，经进口法兰盘内部的进料流道进入到两个导流块内部的导流流道，再经外筒体上开设有的导料孔，经滤网的过滤，熔体内的杂质在滤网的阻挡下被截留，过滤后的熔体由滤孔通过流道孔进入到内筒体内部向后经出料口排出。

支架包括安装板、立柱和支撑板，安装板水平设置，安装板底部设置有槽钢支腿，立柱垂直设置在安装板前侧，支撑板垂直设置在安装板后侧，外筒体的后侧底部支撑在支撑板的顶部，外筒体的底部前侧设置在立柱的上端。

旋转驱动机构包括第一支座、第二支座、液压缸、连板、棘轮和棘爪，第一支座固定设置在安装板的上表面右侧，第二支座固定设置在安装板的上表面中部并位于外筒体下方，液压缸的缸体右端铰接在第一支座上，连板的下端铰接在第二支座上，连板上部右侧与液压缸的活塞杆左端铰接，棘爪下端通过销轴转动连接在连板上端，棘轮同轴向安装在内筒体外部并与中筒体后端部固定连接，销轴上套设有扭簧，扭簧的两条簧腿分别与连板和棘爪顶压配合，在扭簧的作用下，棘爪上端顶压连接在棘轮外圆周上。

内筒体的中心孔内同轴向设置有扰流杆，扰流杆的前端部外径与内筒体的中心孔内径相等，扰流杆的中后部外径小于内筒体的中心孔内径。

进口法兰盘的左侧面通过第一连接螺栓与的内筒体的右端面连接，外筒体与导流块之间通过第二连接螺栓连接，出口法兰盘通过第三连接螺栓与外筒体的左端面连接。

棘轮与中筒体左端面通过第四连接螺栓连接；棘轮的左端面与出口法兰盘之间设置有左耐磨环，中筒体的右端面与进口法兰盘之间设置有右耐磨环。

导流块及外筒体外部设置有用于加热保温导流流道内流经的熔体的电加热板。

导流块内沿径向方向设置有温度传感器安装孔和压力传感器安装孔，压力传感器安装孔与导料流道连通。

进口法兰盘内部在进料流道的中部与进料口前后对应处设置有后粗前细的导流锥，导流锥的轴向截面的轮廓呈“人”字形结构对熔体料流上下对称分流。

外筒体的右上部开设有换网口，换网口的面积大于滤网的面积，换网口处设置有换网舱门；外筒体顶部设置有吊环。

采用上述技术方案，本发明在工作时，首先将进料口与挤出系统相连接，熔体的料流经进料口进入后沿进料流道上下对称分流，再经左上部导流块内部的导流流道和右下部导流块内部的导流流道后，料流分别进入中筒体上对称的两个滤网上，经滤网的过滤后，熔体料流通过滤孔进入到内筒体的中心孔内，在扰流杆的作用下，通过上部和下部进入到内筒体内部的熔体进一步混合，混合后的熔体经出料口向外排出。在熔体过滤作业过程中，电加热板对导流板内部经过的熔体进行加热并保温，并通过温度传感器实时监测熔体的温度，确保熔体处于良好的熔融状态。

在过滤过程中当滤网上杂质逐渐增多，滤网的通透性也会逐渐变差，网前的压力也会逐渐增大，当大到设定的压力安全值时，安装在导流块上的压力传感器给出信号，电控系统发出指令使液压缸启动，液压缸的活塞杆伸长，驱动连板以第二支座为支点向左转动，连板上端的棘爪向左顶压棘轮，驱动棘轮转动，棘轮转动带动中筒体转动，然后液压缸的活塞杆收缩，棘轮向右移动，在扭簧的作用下，再次向上顶压住棘轮的轮槽，液压缸的活塞杆再次伸长，继续向左驱动棘爪移动，棘爪驱动棘轮转动，棘轮转动带动中筒体转动，按照上述过程，使中筒体转到一定的角度，滤网更新下一块与导料孔对应连通后液压缸停止，料流畅通。这样连续循环达到生产线的长期稳定工作。当滤网全部脏到需要更换时，打开外筒体右上侧上设置的换网舱门，通过旋转驱动机构带动中筒体转动依次更换全部滤网，最后关闭换网舱门，在更换滤网时在线不停机不中断生产、料流稳定、产品质量均匀性高。

支架在安装板上一侧设置支撑板，一侧设置立柱，这样可使立柱不会阻挡安装和维护旋转驱动机构的棘轮棘爪部分。

在中筒体转动过程中，左耐磨环和右耐磨环起到良好的限位，并具有良好的耐磨性。

导流锥起到降低熔体由进料口进入到进料流道内对称分成相对方向时流动阻力的作用。

本发明中的通过进料口的熔体沿径向方向为双流道结构，两片滤网同时对称相向工作，这样可获得三大优点：(1)、过滤面积加倍，工作效能高，工作时间长；(2)、两对称相向工作滤网受到的物料压力的合力为零，内筒体中心孔内的扰流杆和内筒体外周不受偏载，在换网时转动摩擦阻力小、驱动力小，摩擦量小、寿命长；(3)、与转盘式过滤器只有一个滤网工作相比，同样转动一周，安装过滤网槽内熔体滞留时间少1倍，不易造成原料过滤老化。

中筒体外周上的滤网全部封闭于内筒体内部，具有三大优点：(1)、熔料不与空气接触，防止熔料碳化变质；(2)、保温效果好，节能、温度均匀；(3)、工作后的滤孔处的孔板不需煅烧清洗，省工、省料、节能。

综上所述，本发明采用圆筒形式的三层筒体结构和滤网载体，相比板式过滤器结构，有以下明显优点：(1)、力学结构好，在高料压力下变形小，不易漏料失效；板式过滤器结构很难达到这一点；(2)、规范圆形几何结构易于加工，易于保证精度，加工成本低；(3)、熔料不与空气接触，防止熔料碳化变质；(4)、保温效果好，节能、温度均匀；(5)、滤网均布于圆筒的外周表面上，与同等体积或重量的新型过滤器相比滤网总面积大3-8倍，过滤能力显著提高。

本发明可在线换网、料流稳定、过滤面积大体积小、产品性能稳定，增产、节能、降耗、省工，提高生产线的自动化程度，提高行业整体技术水平。

本发明在几十年的研发加工的基础上创造性地设计出了滚筒式整体结构。它既集成了现有先进过滤器可以不停机连续换网的优点，又克服了现有过滤器交换滤网压力波动大、温度不均、网板需清理、物料易氧化等缺点；还可以方便实现步进更新滤网。这一革命性的创新设计，将使我国新型自动过滤去跨越到世界的前列，到国际先进水平，极大的提高了我国高分子机械工业的技术等级，增强国际市场竞争力，其社会经济效益巨大而显著。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A-A的剖视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的滚筒式大面积无波动熔体过滤器，包括支架，支架上设置有外筒体1，外筒体1的中心线沿前后方向水平设置，外筒体1前端和后端分别设置有进口法兰盘2和出口法兰盘3，出口法兰盘3的中心开设有安装孔，进口法兰盘2的后侧面设置有与外筒体1同一中心线的内筒体4，内筒体4的后侧外圆装配在安装孔内，外筒体1和内筒体4之间形成的环形空腔内设置有中筒体5，中筒体5转动套设在内筒体4外部，外筒体1的左上部和右下部分别开设有导料孔6，外筒体1的左上部和右下部分别设置有将导料孔6封堵的导流块7，两个导流块7关于外筒体1的中心线对称设置，导流块7内部开设有与导料孔6连通的导流流道8，内筒体4上开设有与导流流道8沿径向方向对应的流道孔9，中筒体5外圆周表面沿圆周方向均匀开设有若干个安装过滤网槽，中筒体5内在导流流道8的底部均匀开设有若干个滤孔10，安装过滤网槽内设置有可拆卸的滤网11，进口法兰盘2内部沿径向方向开设有进料流道12，进料流道12的两端分别与两个导流块7内部的导流流道8的后端连通，进口法兰盘2的前端中心处开设有与进料流道12连通的进料口13，内筒体4的后端部为出料口14；外筒体1底部后侧开设有缺口，支架上设置有旋转驱动机构，旋转驱动机构通过缺口与中筒体5的后端部传动连接；

在熔体过滤作业时，熔体由进料口13进入，经进口法兰盘2内部的进料流道12进入到两个导流块7内部的导流流道8，再经外筒体1上开设有的导料孔6，经滤网11的过滤，熔体内的杂质在滤网11的阻挡下被截留，过滤后的熔体由滤孔10通过流道孔9进入到内筒体4内部向后经出料口14排出。

支架包括安装板15、立柱16和支撑板17，安装板15水平设置，安装板15底部设置有槽钢支腿18，立柱16垂直设置在安装板15前侧，支撑板17垂直设置在安装板15后侧，外筒体1的后侧底部支撑在支撑板17的顶部，外筒体1的底部前侧设置在立柱16的上端。

旋转驱动机构包括第一支座19、第二支座20、液压缸21、连板22、棘轮23和棘爪24，第一支座19固定设置在安装板15的上表面右侧，第二支座20固定设置在安装板15的上表面中部并位于外筒体1下方，液压缸21的缸体右端铰接在第一支座19上，连板22的下端铰接在第二支座20上，连板22上部右侧与液压缸21的活塞杆左端铰接，棘爪24下端通过销轴25转动连接在连板22上端，棘轮23同轴向安装在内筒体4外部并与中筒体5后端部固定连接，销轴25上套设有扭簧，扭簧的两条簧腿分别与连板22和棘爪24顶压配合，在扭簧的作用下，棘爪24上端顶压连接在棘轮23外圆周上。

内筒体4的中心孔内同轴向设置有扰流杆26，扰流杆26的前端部外径与内筒体4的中心孔内径相等，扰流杆26的中后部外径小于内筒体4的中心孔内径。

进口法兰盘2的左侧面通过第一连接螺栓27与的内筒体4的右端面连接，外筒体1与导流块7之间通过第二连接螺栓28连接，出口法兰盘3通过第三连接螺栓29与外筒体1的左端面连接。

棘轮23与中筒体5左端面通过第四连接螺栓30连接；棘轮23的左端面与出口法兰盘3之间设置有左耐磨环31，中筒体5的右端面与进口法兰盘2之间设置有右耐磨环32。

导流块7及外筒体1外部设置有用于加热保温导流流道8内流经的熔体的电加热板。

导流块7内沿径向方向设置有温度传感器安装孔37和压力传感器安装孔33，压力传感器安装孔33与导料流道8连通。

进口法兰盘2内部在进料流道12的中部与进料口13前后对应处设置有后粗前细的导流锥34。

外筒体1的右上部开设有换网口，换网口的面积大于滤网11的面积，换网口处设置有换网舱门35；外筒体1顶部设置有吊环36。

本发明在工作时，首先将进料口13与挤出系统相连接，熔体的料流经进料口13进入后沿进料流道12上下对称分流，再经左上部导流块7内部的导流流道8和右下部导流块7内部的导流流道8后，料流分别进入中筒体5上对称的两个滤网11上，经滤网11的过滤后，熔体料流通过滤孔10进入到内筒体4的中心孔内，在扰流杆26的作用下，通过上部和下部进入到内筒体4内部的熔体进一步混合，混合后的熔体经出料口14向外排出。在熔体过滤作业过程中，电加热板对导流板内部经过的熔体进行加热并保温，并通过温度传感器实时监测熔体的温度，确保熔体具有良好的流动性。

在过滤过程中当滤网11上杂质逐渐增多，滤网11的通透性也会逐渐变差，网前的压力也会逐渐增大，当大到设定的压力安全值时，安装在导流块7上的压力传感器给出信号，电控系统发出指令使液压缸21启动，液压缸21的活塞杆伸长，驱动连板22以第二支座20为支点向左转动，连板22上端的棘爪24向左顶压棘轮23，驱动棘轮23转动，棘轮23转动带动中筒体5转动，然后液压缸21的活塞杆收缩，棘轮23向右移动，在扭簧的作用下，再次向上顶压住棘轮23的轮槽，液压缸21的活塞杆再次伸长，继续向左驱动棘爪24移动，棘爪24驱动棘轮23转动，棘轮23转动带动中筒体5转动，按照上述过程，使中筒体5转到一定的角度，滤网11更新下一块与导料孔6对应连通后液压缸21停止，料流畅通。这样连续循环达到生产线的长期稳定工作。当滤网11全部脏到需要更换时，打开外筒体1右上侧上设置的换网舱门35，通过旋转驱动机构带动中筒体5转动依次更换全部滤网11，最后关闭换网舱门35，在更换滤网11时在线不停机不中断生产、料流稳定、产品质量均匀性高。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构、方向等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.滚筒式大面积无波动熔体过滤器，其特征在于：包括支架，支架上设置有外筒体，外筒体的中心线沿前后方向水平设置，外筒体前端和后端分别设置有进口法兰盘和出口法兰盘，出口法兰盘的中心开设有安装孔，进口法兰盘的后侧面设置有与外筒体同一中心线的内筒体，内筒体的后侧外圆装配在安装孔内，外筒体和内筒体之间形成的环形空腔内设置有中筒体，中筒体转动套设在内筒体外部，外筒体的左上部和右下部分别开设有导料孔，外筒体的左上部和右下部分别设置有将导料孔封堵的导流块，两个导流块关于外筒体的中心线对称设置，导流块内部开设有与导料孔连通的导流流道，内筒体上开设有与导流流道沿径向方向对应的流道孔，中筒体外圆周表面沿圆周方向均匀开设有若干个安装过滤网槽，中筒体内在导流流道的底部均匀开设有若干个滤孔，安装过滤网槽内设置有可拆卸的滤网，进口法兰盘内部沿径向方向开设有进料流道，进料流道的两端分别与两个导流块内部的导流流道的后端连通，进口法兰盘的前端中心处开设有与进料流道连通的进料口，内筒体的后端部为出料口；外筒体底部后侧开设有缺口，支架上设置有旋转驱动机构，旋转驱动机构通过缺口与中筒体的后端部传动连接；

在熔体过滤作业时，熔体由进料口进入，经进口法兰盘内部的进料流道进入到两个导流块内部的导流流道，再经外筒体上开设有的导料孔，经滤网的过滤，熔体内的杂质在滤网的阻挡下被截留，过滤后的熔体由滤孔通过流道孔进入到内筒体内部向后经出料口排出。

2.根据权利要求1所述的滚筒式大面积无波动熔体过滤器，其特征在于：支架包括安装板、立柱和支撑板，安装板水平设置，安装板底部设置有槽钢支腿，立柱垂直设置在安装板前侧，支撑板垂直设置在安装板后侧，外筒体的后侧底部支撑在支撑板的顶部，外筒体的底部前侧设置在立柱的上端。

3.根据权利要求2所述的滚筒式大面积无波动熔体过滤器，其特征在于：旋转驱动机构包括第一支座、第二支座、液压缸、连板、棘轮和棘爪，第一支座固定设置在安装板的上表面右侧，第二支座固定设置在安装板的上表面中部并位于外筒体下方，液压缸的缸体右端铰接在第一支座上，连板的下端铰接在第二支座上，连板上部右侧与液压缸的活塞杆左端铰接，棘爪下端通过销轴转动连接在连板上端，棘轮同轴向安装在内筒体外部并与中筒体后端部固定连接，销轴上套设有扭簧，扭簧的两条簧腿分别与连板和棘爪顶压配合，在扭簧的作用下，棘爪上端顶压连接在棘轮外圆周上。

4.根据权利要求1所述的滚筒式大面积无波动熔体过滤器，其特征在于：内筒体的中心孔内同轴向设置有扰流杆，扰流杆的前端部外径与内筒体的中心孔内径相等，扰流杆的中后部外径小于内筒体的中心孔内径。

5.根据权利要求1所述的滚筒式大面积无波动熔体过滤器，其特征在于：进口法兰盘的左侧面通过第一连接螺栓与的内筒体的右端面连接，外筒体与导流块之间通过第二连接螺栓连接，出口法兰盘通过第三连接螺栓与外筒体的左端面连接。

6.根据权利要求3所述的滚筒式大面积无波动熔体过滤器，其特征在于：棘轮与中筒体左端面通过第四连接螺栓连接；棘轮的左端面与出口法兰盘之间设置有左耐磨环，中筒体的右端面与进口法兰盘之间设置有右耐磨环。

7.根据权利要求1所述的滚筒式大面积无波动熔体过滤器，其特征在于：导流块及外筒体外部设置有用于加热保温导流流道内流经的熔体的电加热板。

8.根据权利要求1所述的滚筒式大面积无波动熔体过滤器，其特征在于：导流块内沿径向方向设置有温度传感器安装孔和压力传感器安装孔，压力传感器安装孔与导料流道连通。

9.根据权利要求1所述的滚筒式大面积无波动熔体过滤器，其特征在于：进口法兰盘内部在进料流道的中部与进料口前后对应处设置有后粗前细的导流锥，导流锥的轴向截面的轮廓呈“人”字形结构对熔体料流上下对称分流。

10.根据权利要求1所述的滚筒式大面积无波动熔体过滤器，其特征在于：外筒体的右上部开设有换网口，换网口的面积大于滤网的面积，换网口处设置有换网舱门；外筒体顶部设置有吊环。