DE69811528T2 - Siebwechselvorrichtung mit kontrolliertem spalt - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Filterwechsler für Fluide, welche Vorrichtungen zum Austauschen eines verschmutzten Filters gegen ein frisches Filter innerhalb eines Fluidströmungsdurchlasses umfassen. Im Besonderen betrifft die Erfindung Siebwechsler, welche in der Polymerindustrie Verwendung finden können zur Filtration des erwärmten, unter Druck stehenden Polymers in flüssiger Form, wie es von einem Extruder zu einer der verschiedenen Arten von Einrichtungen zur Formgebung von Polymeren fließt.
• Typisch sind für die Verwendung auf dem Gebiet der Polymeren zwei oder mehr Filter in einer Straße auf einer Trägeranordnung angeordnet, weiche die Filter nacheinander in eine Filteröffnung zu positionieren vermag, die eine Verbindung zwischen aufstromseitigen und abstromseitigen Polymerströmungsdurchlässen herstellt. Die Filterträgeranordnung gleitet in einem Filterkanal, der sich quer zu den Polymerdurchlässen durch die Filteröffnung zur Außenseite des Filterwechslers erstreckt, wodurch verschmutzte Filter zum Reinigen oder Ersetzen durch frische Filter zugänglich werden. In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Filter als "in Produktion" ("on line") bezeichnet, wenn es mit der Filteröffnung voll ausgerichtet oder in Deckung gebracht ist, und ein "Übergang" ("Transition") ist das Zeitintervall einer Verschiebung der Filterträgeranordnung, wobei ein Filter durch das nächste in der Produktionsstellung ersetzt wird.
• Eine Hauptaufgabe der Erfindung liegt in der Bereitstellung von verbesserten Mitteln zum Dichten gegen ein Entweichen von polymerem Material durch den Filterkanal, typisch unter von dem Extruder aufgebrachtem hohem Druck stehend, und zwar sowohl während der Zeiten, in denen die Filter in Produktion sind, wie auch während der Übergangsintervalle.
• Eine weitere Aufgabe liegt in der Bereitstellung verbesserter Mittel, welche - neben der Bereitstellung der vorstehenden Dichtfunktionen - zur Verwendung in Wechslern für kontinuierlichen Betrieb ausgebildet sind, die jedes Filter entlüften und mit Polymer vorfüllen, bevor es mit der Filteröffnung in Deckung gebracht wird.
• Typische Siebwechsler umfassen einen Körper, welcher aufstromseitige und abstromseitige Strömungsdurchlässe mit einer die Durchlässe verbindenden Filteröffnung bildet und ferner einen Filterkanal bildet, der quer zu den Durchlässen verläuft und sich durch die Filteröffnung zur Außenseite des Körpers erstreckt. Eine Filterträgeranordnung ist translatorisch oder rotatorisch gleitbeweglich in dem Filterkanal angeordnet.
• Einfache Gleitplatten-Siebwechsler sind in der US-PS Nr. 3 675 934 (Heston) und in der US-PS Nr. 5 439 589 (Whitman) aufgezeigt. Diese Patente offenbaren im Körper angeordnete und die Filteröffnung umgebende ringförmige Dichtungen, welche an der Filterträgeranordnung oder Platte anliegen. Der Polymerdruck und/oder mechanische Druck wirkt auf die aufstromseitig der Filteröffnung angeordnete Abdichtung, wodurch die Dichtung an der Filterträgeranordnung oder das dann in der Filteröffnung befindliche Filter anliegt und dadurch das Polymer zurückhält und verhindert, dass es in den Filterkanal fließt. Bei dieser Art von Wechsler ist die Dichtfläche im Allgemeinen klein bemessen und nahe der Filteröffnung angeordnet, aber hinreichend, um sich kleinen Unregelmäßigkeiten der Gegenflächen des Filterträgers, des Filterkanals und der Strömungsdurchlässe anzupassen und in dichtender Berührung mit diesen zu bleiben.
• Bei diesen einfachen Wechslern entspricht der Druck innerhalb des Filterkanals um die Dichtfläche herum während des Produktionszustandes im Wesentlichen dem Atmosphärendruck, weil große Abstände, typisch 1/2 bis 2 Inch, zwischen der Filterträgeranordnung und dem Filterkanal vorhanden sind. Deshalb wirkt eine große Druckdifferenz über der Dichtung und bewirkt, dass diese an dem Filter in Produktion anliegt. Während eines Übergangs aber kann Polymeres leicht in den Filterkanal entweichen, und zwar mit einer Rate, die oft hoch genug ist, um den Polymerdruck auf Atmosphärendruck abzuleiten und damit den Formgebungsprozess zu unterbrechen. Aus diesem Grunde muss der Übergang ein kurzes Intervall sein, um Polymerverluste und die resultierende Prozessunterbrechung zu reduzieren.
• Wenn der Filterwechsler so beabstandete Filter aufweist, dass ein in Deckung mit der Filteröffnung eintretendes Filter teilweise dem aufstromseitigen Durchlassdruck ausgesetzt wird, bevor die wirksame Fläche des aus der Deckung heraustretenden Filters aufhört, diesem Druck ausgesetzt zu sein, dann ist der Fluss des Fluids von dem aufstromseitigen Durchlass zu dem abstromseitigen Durchlass während des Übergangs kontinuierlich. Dies gibt Gelegenheit, das ankommende Filter zu entlüften und es mit Polymer vorzufüllen, bevor es in volle Deckung mit der Filteröffnung tritt. In US-Patent Nr. 4 025 434 (Mladota) ist ein Entlüftungskanal so angeordnet, dass er von den Strömungsdurchlässen getrennt ist, während ein Filter in Produktion ist, aber einen Weg bereitstellt für das Ableiten von Luft, aus einem ankommenden Filter während der Übergangsbewegung beim Eintreten in die Filteröffnung, wobei es mit Polymer vorgefüllt werden kann, Das US-Patent Nr. 4 588 502 (Zibell et al.) sieht alternative Mittel zum Evakuieren der Luft aus dem ankommenden Filter in Form einer Saugpumpe vor.
• Bei diesen Wechslern für kontinuierlichen Betrieb muss eine übermäßige Polymerleckage für die Dauer des gesamten Übergangs, während das ankommende Filter entlüftet und das austretende Filter dem aufstromseitigen Polymerdruck ausgesetzt ist, unterdrückt werden. Unter Berücksichtigung der Abmessungen der Filter, gemessen in Richtung der Übergangsbewegung, verlangt dies Abdichtungsmittel, welche auf einer Fläche wirksam sind, deren Ausmaße erheblich größer sind als die bei einfachen Gleitplattenwechslern verwendeten. Dieser breite Dichtungsbereich muss die Breite eines Filterelements vom Strömungsdurchlass weg ausdehnen. Die Erfahrung hat gezeigt, dass nachgiebige Berührungsdichtungen nur schwer mit Dichtungsbereichen, die groß genug sind, um das Polymer geeignet zurückzuhalten, herzustellen sind. Dementsprechend müssen die Bauteile von Siebwechslern dieser Art mit äußerster Präzision und sperrigen Maßen und mit erheblichem Kostenaufwand hergestellt werden. Die Betriebsbedingungen neigen ferner dazu, empfindlich gegenüber Veränderungen in Betriebsdruck und Betriebstemperatur zu sein und die Wartungskosten sind typisch beträchtlich. Bei vielen Ausführungen können oberflächliche Unregelmäßigkeiten der Gleitplatte und des Filterkanals nur durch die elastische Nachgiebigkeit der Strukturen aufgefangen werden.
• Eine Technik zur Bereitstellung eines breiten Dichtungsbereichs ohne Berührung zwischen einander gegenüberliegenden Oberflächen des Filterkanals und der Filterträgeranordnung nutzt das Abkühlen eines Polymerpfropfens. Ein Beispiel ist in dem US-Patent Nr. 3 471 017 (Kalman) offenbart. Die Verwendung einer Kühlvorrichtung führt zu Komplexität der Konstruktion und Unzuverlässigkeit im Falle von Druck- oder Temperaturauslenkungen der Polymerschmelze.
• Aus dem US-Patent Nr. 3 962 092 (Newman, Jr,) ist bekannt geworden, eine ringförmige Dichtung bereitzustellen, welche in Abhängigkeit vom aufstromseitigen Fluiddruck eine Dichtung zwischen dem aufstromseitigen Fluiddurchlass und der Oberfläche eines Filters in der Filteröffnung bildet. Dieses Dokument offenbart ferner, dass über die Dichtung austretendes Fluid in einer Ringnut in dem den abstromseitigen Durchlass bildenden Körperglied aufgefangen wird, wobei die Nut um die Filteröffnung herum angeordnet ist. Das aufgefangene Fluid in der Nut wird über einen Durchlass zur Außenseite des Körpers abgeführt.
• Ein Filterwechsler gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist in der US-Patentschrift Nr. 4 277 338 (Hoagland) offenbart. Aus dem US-Patent Nr. 4 277 338 ist bekannt geworden, eine Dichtung mit einer der Dichtung gemäß US-Patent Nr. 3 962 092 ähnlichen Funktion als Primärdichtung bereitzustellen, und Fluid, welches über die Primärdichtung austritt, in einer Expansionskammer aufzufangen, welche in einer an der Filterträgeranordnung angeordneten, umgreifenden Sekundärdichtung gebildet ist, wodurch die Sekundärdichtung gegen eine Gleitfläche des Filterkanals gepresst wird.
• Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung von Dichtungsmitteln, insbesondere für Filterwechsler für kontinuierlichen Betrieb, welche nicht des konstruktiv großen Volumens, der Fertigungspräzision und der Komplexität der früheren Arten von Wechslern bedürfen und nicht die gleiche Empfindlichkeit gegenüber Temperaturen, Viskositäten und Drücken mit den damit verbundenen Anforderungen bezüglich präziser Einstellung und Wartung im Gebrauch aufweisen.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
• Im Hinblick auf die vorstehende Problematik liegt ein Merkmal der vorliegenden Erfindung in der Kombination von zwei Dichtungsmitteln, nämlich einer ersten ringförmigen Dichtung, welche eine wirksame Abdichtung zwischen dem aufstromseitigen Polymerströmungsdurchlass und einem Filter in der Produktionsstellung bewirkt, und einer zweiten Dichtung mit einem kontrollierten Abstand zwischen den Gleitflächen des Filterkanals und der Filterträgeranordnung, welche die Polymerleckage für die Dauer jedes Übergangs auf ein bestimmtes, tolerierbares Niveau ausreichend begrenzt.
• Diese zweifachen Mittel zum Dichten erlauben eine erhebliche Senkung der Kosten für die Fertigung und Wartung, vereinfachen die Installation und Verringern die Empfindlichkeit des Wechslers gegenüber Betriebsbedingungen.
• Ein weiteres Merkmal liegt darin, dass das Entlüften des ankommenden Filters und das Vorfüllen mit Polymer in einem Wechsler für kontinuierlichen Betrieb durchgeführt werden kann.
• Bei der derzeit bevorzugten Ausführungsform wird der Polymerdruck an der Aufstromseite der Dichtung genutzt, um sie in Kontakt mit der Filterplatte zu zwingen. Diese Dichtung sorgt für vollständiges Zurückhalten des Polymers während der relativ langen Zeiträume, in denen ein Filter sich in Produktion befindet. Ein jeder solcher Zeitraum kann 30 Minuten oder bis zu 72 Stunden und mehr dauern.
• Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass der Abstand zwischen den Gleitflächen des Körpers und der Filterträgeranordnung so kontrolliert ist, dass er in einen Bereich fällt, der zwei Bedingungen gleichzeitig erfüllt. Die erste Bedingung ist, dass der Abstand ausreichend groß ist, um eine Übergangsverschiebung der Filterträgeranordnung zu erlauben. So kann der Abstand zum Beispiel bis zu 0,003 bis 0,005 Inch betragen, in manchen. Anwendungen sogar noch mehr. Die zweite Bedingung ist, dass der Abstand ausreichend klein sein muss, um das Volumen der Polymerleckage aus dem Filterkanal zur Außenseite des Körpers während des Intervalls eines Einzelübergangs zu begrenzen. Diese zweite Bedingung ist unabhängig von den Zeitdauern zwischen Übergängen, weil die ringförmige Dichtung für sich allein ausreichend ist, um vollständige Zurückhaltung des Polymers zu gewährleisten, während ein Filter in Produktion ist.
Beschreibung der Figuren
• Fig. 1 zeigt eine geschnittene Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der Erfindung, mit Schnitt in einer horizontalen Ebene, welche die Mittellinie der Polymerströmungsdurchlässe enthält;
• Fig. 2 ist eine im Schnitt ausgeführte Ansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;
• Fig. 3 ist eine Draufsicht ähnlich Fig. 1, welche die Filterträgeranordnung beim Durchlaufen einer Übergangsverschiebung zeigt;
• Fig. 4 ist eine abgebrochen dargestellte Vorderansicht der Ausführungsform von Fig. 1 mit sukzessiven Filterpositionen während einer Übergangsverschiebung;
• Fig. 5 ist eine geschnittene Draufsicht ähnlich Fig. 1, welche eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• Fig. 6 ist eine im Schnitt entlang Linie 6-6 von Fig. 5 ausgeführte Darstellung.
Detailbeschreibung
• Die Fig. 1 bis 4 zeigen die derzeit bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Der Siebwechsler, insgesamt mit "10" bezeichnet, weist einen Körper 12 mit Blöcken 14 und 16 auf. Die Blöcke haben planare, zueinander parallele Oberflächen 18 und 20, wobei die Oberflächen durch Scheiben 22 (Fig. 2) voneinander getrennt sind, um einen Abstandsspalt 24 zu bilden. Die Blöcke 14 und 16 sind mit den Scheiben 22 mit Hilfe geeigneter Bolzen (nicht gezeigt), welche Bohrungen 26, mit unterbrochenem Linienzug eingezeichnet, durchgreifen, fest verbunden. Der Block 14 hat eine zylinderförmige Bohrung, welche einen aufstromseitigen Polymerströmungsdurchlass 28 bildet, und der Block 16 hat eine zylindrische Bohrung, welche einen abstromseitigen Strömungsdurchlass 30 bildet, der koaxial mit dem Durchlass 28 ist. Es sind geeignete Mittel (nicht gezeigt) zum Verbinden des aufstromseitigen Durchlasses 28 mit einem Polymerextruder vorgesehen, und es sind geeignete Mittel (nicht gezeigt) zum Verbinden des abstromseitigen Durchlasses 30 mit Polymer-Formgebungseinrichtungen beliebiger Art vorgesehen.
• Ein Filterkanal 32 (Fig. 2) ist in dem Block 16 gebildet und erstreckt sich quer zu den Strömungskanälen 28 und 30 durch eine Filteröffnung 34, welche die Durchlässe miteinander verbindet. Der Filterkanal erstreckt sich zur Außenseite des Körpers 12. Ein Filterträger in Form einer Gleitplatte 36 ist in dem Filterkanal 24 gleitbeweglich aufgenommen. Der Träger weist mehrere voneinander beabstandete Durchgangslöcher auf, jeweils ausgebildet zum wieder herausnehmbaren Aufnehmen eines Filterelementes, wobei zwei einander benachbarte Filterelemente 38 und 40 zu Veranschaulichungszwecken dargestellt sind. Es wird erkennbar sein, dass ein oder mehr zusätzliche Filter (nicht gezeigt) auf der Gleitplatte 36 vorgesehen und alle Filter mit gleichem Abstand darauf angeordnet sind. Die Filter können in beliebiger Form ausgeführt sein; eine dargestellte typische Form weist einen stromaufwärts zum Durchlass 28 hin gewandten Hohlraum 42 und eine Mehrzahl von Siebelementen 44 zum Filtern von Verunreinigungen oder Koagulanzien aus dem fließende Polymer auf. In Fig. 1 ist das Filter 38 in der Produktionsstellung, in Deckung mit der Filteröffnung 34 gezeigt.
• Eine Senkbohrung in Block 14 bildet einen ringförmigen Rücksprung zur Aufnahme einer Polymerdichtung 46, welche dichtsitzend in der Senkbohrung aufgenommen ist und mit einer aufstromseitigen Oberfläche 48 ausgeführt ist, welche in kontinuierlicher Verbindung mit dem Polymerdruck in dem aufstromseitigen Durchlass 28 steht. Die Dichtung 46 liegt ringförmig an der Oberfläche der Gleitplatte 36 an und bildet eine Dichtung, die voll wirksam ist, um jedes Entweichen von polymerem Material in den Spalt 24 zu verhindern, während das Filter 38 in der Produktionsstellung bleibt.
• Im Betrieb kann das Filter 38, bezogen auf eine typische Anwendung, für einen Zeitraum von 30 Minuten bis 72 Stunden oder mehr in Produktion sein, je nach Menge der Verunreinigungen oder Koagulanzien in dem Prozesspolymer. Wenn das Filter 38 teilweise zugesetzt ist, wird es durch das benachbarte Filter 40 ersetzt, indem die Filterträgerplatte 36 während eines Übergangs verschoben wird; Fig. 3 zeigt die Gleitplatte in einer Zwischenstellung während dieses Intervalls. Das Übergangsintervall kann zum Beispiel eine Dauer von 3 bis 300 Sekunden haben. Aus Fig. 3 wird ersichtlich, dass der Abstand der Filter 38 und 40 auf der Gleitplatte so vorgesehen ist, dass der Hohlraum 50 des Filters 40 dem aufstromseitigen Durchlass 28 und dem abstromseitigen Durchlass 30 ausgesetzt wird, bevor der Hohlraum 42 des Filters 38 aufhört, dem aufstromseitigen und abstromseitigen Durchlass ausgesetzt zu sein. Deshalb ist der Polymerfluss von Durchlass 28 zu Durchlass 30 während des Übergangs kontinuierlich. Ferner wird durch das polymere Material, welches in den Hohlraum 50 eintritt und diesen schließlich füllt, die Luft aus diesem Hohlraum zwangsweise entfernt und über den Spalt 24 zur Außenseite des Körpers 12 ausgestoßen.
• Weiter zeigt Fig. 3, dass der aufstromseitige Polymerdruck über die Hohlraumbereiche der Filter dem Spalt 24 über einen Bereich mitgeteilt wird, der groß genug ist, um die Hohlräume 42 und 50 einzuschließen. Polymerleckage in den Spalt 24 kann dann auftreten, wird aber durch das Maß des Spaltes 24, wie durch die Dicke der Abstandsscheiben 22 bestimmt, beschränkt und kann nur während der Übergangsbewegung auftreten und endet, wenn die Dichtung 46 den Filterhohlraum 50 des ankommenden Filters 40 ringförmig umgibt.
• Das Maß des Spaltes 24 wird zwischen den von zwei einander widerstrebenden Bedingungen gesetzten Grenzen eingestellt. Einerseits muss der Spalt 24 ausreichend groß sein, um der Filterplatte 36 eine gleitende Bewegung innerhalb des Filterkanals zu erlauben, ohne dass es zu übermäßiger Bindung z. B. infolge von Oberflächenunregelmäßigkeiten oder Bewegungen infolge wechselnder Druck- und Temperaturbedingungen kommt. Auf der anderen Seite muss der Spalt ausreichend klein sein, um das Entweichen polymeren Materials zur Außenseite des Körpers während einer jeden Einzelübergangsverschiebung auf eine bestimmte Grenze zu beschränken.
• In einer praktischen Ausführungsform führt die Erfüllung der letztgenannten Bedingung bezüglich des Maßes des Spaltes 24 häufig zu einer wesentlichen Reduzierung der Druckdifferenz zwischen den aufstromseitigen und abstromseitigen wirksamen Flächen der Dichtung 46, wenn ein Filter in Produktion ist. Dies lässt sich am besten aus Fig. 1 erkennen. Dieser Zustand ergibt sich aufgrund des begrenzten Maßes des Spaltes 24 und des Eintritts von polymerem Material in diesen Spalt. Wenn diese wirksamen Flächen im Wesentlichen gleich sind, wirkt eine kleine Nettokraft auf die Dichtung und durch die Dichtung auf die Gleitplatte 36. Um diese Nettokraft zu erhöhen, wird die abstromseitige Fläche der Dichtung 46 bevorzugt mit ausgesparten Bereichen 52 gebildet, die sich entlang der Bereiche der Dichtung erstrecken, die während einer Übergangsbewegung nicht dem aufstromseitigen Durchlass ausgesetzt werden, wie am besten aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich. In Fig. 4 bedeuten die unterbrochen gezeichneten kreisförmigen Linien 54 die aufeinanderfolgenden Positionen eines Filterhohlraums, z. B. 50, bei seinem Eintritt und Austritt in die bzw. aus der Produktionsstellung, welche mit einer unterbrochenen Linie 56 durch die Mittelinie der Strömungsdurchlässe gekennzeichnet ist. Dies reduziert die abstromseitige wirksame Fläche der Dichtung 46, wobei die Nettodruckkraft auf die Dichtung in der geeigneten Richtung erhöht wird, um ein Kraft auf die Gleitplatte 36 aufrechtzuerhalten.
• Die Fig. 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung, wobei jedes Filter auf der Filterträgeranordnung eine separate Dichtung aufweist. Ein Siebwechsler für kontinuierlichen Betrieb, insgesamt mit "58" bezeichnet, weist einen Körper 60, gebildet von Blöcken 62 und 64 auf. Der Block 62 ist ähnlich dem Block 14 ausgeführt, ausgenommen, dass die Senkbohrung zur Aufnahme einer Dichtung weggelassen ist. Der Block 64 kann im Wesentlichen identisch mit Block 16 ausgeführt sein. Die Filterträgeranordnung umfasst eine Gleitplatte 66 mit einer Reihe von in ihr gebildeten voneinander beabstandeten Bohrungen zum herausnehmbaren Aufnehmen von Filtern 68 und 70 und anderen Filtern (nicht gezeigt), die so beabstandet sind, dass ein kontinuierlicher Polymerfluss während jedes Übergangs bereitgestellt ist. Jede Filteraufnahmebohrung in der Gleitplatte ist angesenkt zur Aufnahme einer Dichtung, wie 72 und 74, welche an der Gleitfläche des Blocks 62 innerhalb des Filterkanals zur Anlage gebracht werden kann. Ein oder mehrere seitliche Löcher 76 sind ausgebildet, um eine Verbindung zwischen jedem Filterhohlraum 78, 79 und der abstromseitigen Oberfläche der Dichtung 72, 74 herzustellen. Das Filter 68 in der Produktionsstellung sorgt dafür, dass der aufstromseitige Polymerdruck der Abstromfläche der Dichtung 72 vermittelt wird, wobei diese gegen den Block 62 gedrückt wird und das polymere Material gegenüber dem Eindringen in einen Spalt 80, der durch Scheiben 82 eingestellt ist, die in ihrer Funktion den Scheiben 22 von Fig. 2 ähneln, abgedichtet wird.
• Wie in Fig. 6 gezeigt, weist die aufstromseitige Dichtfläche jedes Filters zwei ausgesparte Bereiche 84 auf, die in ihrer Funktion den Bereichen 52 von Fig. 4 ähneln, und die die wirksame Dichtfläche der Dichtung gegenüber dem Filterkanal verringern. Dies führt zu einer Nettodruckkraft der Dichtung gegen den Filterkanal, welche zwischen Übergängen wirksam bleibt, wenn der Druck in dem Spalt 80 im Wesentlichen gleich dem aufstromseitigen Polymerdruck wird.
• Die zweifache Druckdichtungstechnik der vorliegenden Erfindung bietet bedeutende Vorteile gegenüber der Technik nach dem Stand der Technik ohne Einbuße von Funktionen, einschließlich der Entlüftung und des Vorfüllens der ankommenden Filter bei Wechslern für kontinuierlichen Betrieb. Praktisch gesehen führen diese Vorteile zu einer robusteren, dimensionsmäßig toleranten Maschine, die frei von komplexen Strukturen ist, welche in früheren Versuchen, das Polymer während Filterwechsel zurückzuhalten, notwendig waren.
• Konstruktiv gesehen ergeben sich diese Vorteile aus dimensionsmäßigen Gesichtspunkten, insbesondere der Größe der Spalte 24 und 80 zwischen den Gleitflächen der Filterträgeranordnung oder Gleitplatte und dem Filterkanal. Hierauf wird im Folgenden näher eingegangen. Ein allgemein akzeptiertes Maß für die Leckrate polymeren Materials durch einen Schlitz, in diesem Fall durch den Spalt 24 oder 80, in Abhängigkeit von der Schlitzdicke unter gewissen typischen Bedingungen ist die Schlitzdicke erhoben zu einem Exponenten zwischen 2,8 und 3,0. Wenn also ein Spalt von 0,0003 Inch eine Polymerleckage von 1 Unze unter gegebenen Betriebsbedingungen in einer gegebenen Zeit aufweist, dann ist von einem Spalt von 0,003 Inch eine Leckage von 50 Pfund im gleichen Zeitabschnitt zu erwarten. Die Größe der Steigerung der Leckage kann sogar noch höher sein, wenn ein Grenzwert der Zurückhaltung infolge Kapillarwirkung verletzt wird. Typische Filterwechsler für kontinuierlichen Betrieb nach dem Stand der Technik stützen sich darauf, dass die Spaltabmessungen klein genug sind für eine wirksame Abdichtung über die längeren Zeiträume hinweg, während derer die Filter in Produktion sind. Wegen der Beziehung von Spaltmaß zu Leckrate haben Wechsler nach dem Stand der Technik sehr enge Toleranzen und definieren Spalte typisch im Bereich von 0,0001 bis 0,001 Inch.
• Demgegenüber ist es erfindungsgemäß nicht notwendig, sich auf enge und präzise Spaltabmessungen zum Dichten während die Filter in Produktion sind zu stützen. Das Spaltmaß sorgt für das Dichten nur während des kurzen Intervalls eines Übergangs und kann viel größer sein. In derzeitigen Ausführungen kann es zum Beispiel im Bereich von 0,003 bis 0,005 Inch liegen, mit stark verringerter Empfindlichkeit gegenüber maßlichen Abweichungen im Vergleich zum Stand der Technik.
• Demnach wird die Empfindlichkeit von Polymerleckraten gegenüber Veränderungen in den Spaltabmessungen infolge Fertigungstoleranzen oder schwankenden Betriebsbedingungen vorteilhaft und wesentlich verringert. Dementsprechend können Filterwechsler für kontinuierlichen Betrieb kostengünstiger hergestellt werden und mit wesentlich vermindertem Kostenaufwand betrieben und unterhalten werden.
• Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen werden die Abmessungen der Spalte 24 und 80 günstig durch Wahl der Scheiben 22 bzw. 82 mit den geeigneten Dicken bestimmt. Falls gewünscht, können Unterlegscheiben, Abstandshalter oder andere Mittel zum Fixieren der Spalte verwendet werden, wie für den Fachmann ohne weiteres erkennbar sein wird. In der Praxis wird der optimale Spalt in der Regel empirisch als Funktion der verschiedenen Parameter bestimmt, welche die Leckageraten beeinflussen, einschließlich Formulierung, Temperatur und Druck des jeweils eingesetzten Prozesspolymers.

Claims (12)

1. Filterwechsler für ein Fluid, umfassend

ein Paar von Gliedern (14, 16; 62, 64), welche einander entgegengesetzte, im Wesentlichen übereinstimmende Oberflächen (18, 20) aufweisen und einen quer zu den Oberflächen (18, 20) verlaufenden aufstromseitigen bzw. abstromseitigen Durchlass (28, 30) und eine die Durchlässe verbindende Filteröffnung (34) bilden, wobei die Glieder jeweils voneinander beabstandete parallele Gleitflächen aufweisen, die einen Filterkanal (32) definieren, welcher sich quer zu den Durchlässen durch die Filteröffnung (34) zur Außenseite der Glieder erstreckt,

Mittel zum festen Verbinden der Glieder,

eine Filterträgeranordnung (36; 66) mit voneinander beabstandeten parallelen, zwischen den Gleitflächen gleitbeweglichen Oberflächen, mindestens zwei voneinander beabstandeten Filteröffnungen und Filtern (38, 40; 68, 70) in den Öffnungen, jeweils mit einer Fläche (42, 50; 78, 80), welche dem aufstromseitigen Durchlass (28) aussetzbar ist, wenn in Deckung mit der Öffnung (34),

Mittel zum Verschieben der Filterträgeranordnung (36; 66) durch intermittierende Übergangsverschiebungen, um die Filter aufeinanderfolgend mit der Filteröffnung in Deckung zu bringen, und

eine ringförmige Abdichtung (46; 72, 74) in der Filteröffnung (34) für eine dichte Verbindung zwischen der Fläche (42, 50; 78, 80) eines Filters (38, 40; 60, 70) in Deckung damit und dem aufstromseitigen Durchlass (28),

gekennzeichnet durch einen kontrollierten Abstand zwischen den Oberflächen der Filterträgeranordnung (36; 66) und den den Filterkanal (32) definierenden Gleitflächen, wobei die Mittel zum Verbinden der Glieder (14, 16; 62, 64) Mittel (22; 82) umfassen, welche einen Spalt (24; 80) zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen (18, 20) der Glieder bilden und dadurch die Größe des Abstandes kontrollieren.

2. Filterwechsler nach Anspruch 1, wobei die Filterträgeranordnung (36; 66) eine Platte umfasst, welche eine Mehrzahl von in ihr gebildeten Filteröffnungen aufweist.

3. Filterwechsler nach Anspruch 1, wobei die Abdichtung (46) in dem aufstromseitigen Durchlass angeordnet ist und gleitbeweglich und dichtend an der Trägeranordnung anliegt.

4. Filterwechsler nach Anspruch 3, wobei die Abdichtung (46) eine dem aufstromseitigen Durchlass ausgesetzte aufstromseitige wirksame Fläche aufweist.

5. Filterwechsler nach Anspruch 4, wobei die Abdichtung (46) eine abstromseitige wirksame Dichtfläche gegen die Filterträgeranordnung aufweist, die kleiner ist als die aufstromseitige wirksame Fläche.

6. Filterwechsler nach Anspruch 5, wobei die Abdichtung (46) eine von der Filterträgeranordnung beabstandete und von dem aufstromseitigen Durchlass getrennte abstromseitige Oberfläche aufweist, wenn ein Filter mit der Öffnung (34) in Deckung ist.

7. Filterwechsler nach Anspruch 1, wobei die Filterträgeranordnung (66) eine ringförmige Abdichtung (72, 74) aufweist, welche um die Fläche (78, 80) jedes Filters (68, 70) herum festgelegt ist und für eine dichte Verbindung zwischen der Fläche des Filters und des aufstromseitigen Durchlasses sorgt, wenn der Filter mit der Öffnung in Deckung ist.

8. Filterwechsler nach Anspruch 7, wobei jede Abdichtung (72, 74) eine dem aufstromseitigen Durchlass ausgesetzte abstromseitige wirksame Fläche aufweist, wenn mit der Öffnung in Deckung.

9. Filterwechsler nach Anspruch 8, wobei jede Abdichtung (72, 74) eine aufstromseitige wirksame Dichtfläche gegen die Gleitflächen des Kanals aufweist, die kleiner ist als die abstromseitige wirksame Fläche.

10. Filterwechsler nach Anspruch 9, wobei jede Abdichtung (72, 74) eine von den Gleitflächen des Kanals beabstandete und von dem aufstromseitigen Durchlass getrennte aufstromseitige Oberfläche aufweist, wenn mit der Öffnung in Deckung.

11. Filterwechsler nach Anspruch 1, wobei die Filteröffnungen so beabstandet sind, dass die in die Deckung eintretende Fläche eines Filters (38, 40; 68, 70) dem aufstromseitigen Durchlass ausgesetzt wird, bevor die aus der Deckung heraustretende Fläche des Filters (38, 40; 68, 70) aufhört, dem aufstromseitigen Durchlass ausgesetzt zu sein.

12. Filterwechsler nach Anspruch 1, wobei die Mittel zum Verbinden der Glieder (14, 16; 62, 64) austauschbare Scheiben (22, 82) von bestimmter Dicke aufweisen, welche die einander gegenüberliegenden Oberflächen (18, 20) der Glieder voneinander trennen.