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Patent Searching and Data


Title:
LIQUID RING VACUUM PUMP FOR DEGASSING PLASTIC MELTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/097233
Kind Code:
A2
Abstract:
A liquid ring vacuum pump (1) for degassing plastic melts, having a pump inlet (2) where gases are taken in, and a pump outlet (3) via which gases are blown out, and having a cycle (4) for the compression liquid, wherein a replaceable filter insert is provided for filtering coarse contaminants out of the compression liquid, and wherein a precondensation system is optionally provided upstream of the pump inlet for filtering fine contaminants out of the compression liquid, is to be further developed such that the pump is able to proceed continuous operation even during a filter change and that the compression liquid cycle does not have to be interrupted, wherein permanent stable process conditions are to be established, and wherein the management of the filter system is to be designed in a simple and energy-efficient and environmentally sound manner. The invention thus proposes for the compression liquid cycle (4) to be constantly closed and to have only one continuously operating fine and/or micro filter (5), replacing both the replaceable filter insert and the precondensation system.

Inventors:
GNEUSS DETLEF (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/001205
Publication Date:
September 02, 2010
Filing Date:
February 26, 2010
Export Citation:
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Assignee:
GNEUSS KUNSTSTOFFTECHNIK GMBH (DE)
GNEUSS DETLEF (DE)
International Classes:
F04C19/00
Domestic Patent References:
WO2002018032A22002-03-07
Foreign References:
DE29615006U11996-10-17
US20060110261A12006-05-25
DE4118787A11992-12-24
DE1908692A11969-11-20
Attorney, Agent or Firm:
GROSSE, WOLF-DIETRICH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe (1) zum Entgasen von Kunststoffschmelzen, mit einem Pumpeneinlass (2), an dem Gase angesaugt werden und einem Pumpenauslass (3), über den Gase ausgeblasen werden, sowie mit einem Kreislauf (4) für die Kompressionsflüssigkeit, in welchem ein auswechselbarer Filtereinsatz zum Filtern grober Verunreinigungen aus der Kompressionsflüssigkeit vorgesehen ist, und ggf. mit einer Vorkondensationsanlage vor dem Pumpeneinlass (2) zum Filtern feiner Verunreinigungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressionsflüssigkeitskreislauf (4) lediglich einen kontinuierlich arbeitenden Fein- und / oder Feinstfilter (5) aufweist, und dass der Kompressi- onsflüssigkeitskreislauf (4) auch während des Austauschs des Fein- und / oder Feinstfilter (5) geschlossen ist.

2. Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem kontinuierlich arbeitenden Filter (5) um ein mit einem endlosem Fliesfiltertuch arbeitenden Muldenbettfilter handelt.

3. Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem kontinuierlich arbeitenden Filter (5) um einen rückspülba- ren Drehfilter oder Schiebefilter handelt.

4. Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinstfilter (5) Filterfeinheiten < 5μ aufweisen.

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5. Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass den kontinuierlich arbeitenden Filtern (5) eine Regelvorrichtung (8) zugeordnet ist, welche in Abhängigkeit des Verschmutzungsgrades und / oder der Filterzeit und / oder der Druckverhältnisse am Filter und / oder der Strömungsgeschwindigkeitsverhältnisse am Filter den Wechsel des Filterelements bewirkt.

6. Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschluss des Kreislaufs (4) vom Pumpenauslass (3) gebildet ist, und dass dem Pumpenauslass (3) ein Flüssigkeitsabscheider (9) nachgeschaltet ist, über den die Abluft von der Kompressionsflüssigkeit getrennt wird und ausgeblasen werden kann, während die Kompressionsflüssigkeit dem Kreislauf (4) zugeführt wird.

7. Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreislauf (4) eine Kühlvorrichtung (10) aufweist.

8. Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Kompressionsflüssigkeit Wasser Anwendung findet.

9. Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Kunststoffschmelzen um Polyesterschmelzen handelt.

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Description:
Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe zum Entgasen von Kunststoffschmelzen

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe zum Entgasen von Kunststoffschmelzen, mit einem Pumpeneinlass, an dem Gase angesaugt werden und einem Pumpenauslass, über den Gase ausgeblasen werden, sowie mit einem Kreislauf für die Kompressionsflüssigkeit, in welchem ein auswechselbarer Filtereinsatz zum Filtern grober Verunreinigungen aus der Kompressionsflüssigkeit vorgesehen ist, und ggf. mit einer Vorkondensationsanlage vor dem Pumpeneinlass zum Filtern feiner Verunreinigungen.

Derartige Flüssigkeits- Vakuumpumpen werden z.B. zur Extruderentgasung eingesetzt. Beim Ansaugen der ggf. toxischen Gase können auch Verunreinigungen, wie z.B. Schmelzepartikel usw. mit angesaugt werden. Sowohl die toxischen Inhaltsstoffe der Gase, als auch die Verunreinigungen werden größtenteils von der Kompressionsflüssigkeit aufgenommen. Damit diese aufgenommenen, eventuell gröberen Schmutzpartikel in der Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe keine Schäden verursachen, ist es bekannt, die Kompressionsflüssigkeit in einem Kreislauf, der einen auswechselbaren Filtereinsatz, z. B. einen Kerzenfilter aufweist, zu reinigen. Nachteilig ist dabei, dass, wenn der Kerzenfilter nach mehr oder wenig langer Standzeit verstopft ist, der Kreislauf unterbrochen werden muss, damit der Kerzenfilter gewechselt werden kann.

Grundsätzlich ist es auch bekannt, feinere Verunreinigungen wie z.B. die toxischen Inhaltsstoffe vor dem Pumpeneinlass mittels einer Vorkondensationsanlagen herauszufiltern. Die Verunreinigungen sollen hier auskondensieren. Sie lagern sich in der Vorkondensationsanlage ab und müssen auch hier von Zeit zu Zeit

BSB [ & entsorgt werden. Wegen der hohen Temperaturen der Kunststoff seh melze-Gase kondensieren die Verunreinigungen jedoch nur mit einem erheblichen Aufwand, insbesondere an Kühlleistungen, so dass die bekannten Vorkondensationsanlagen nur unzufrieden und unzureichend arbeiten.

Sollen sowohl Grob- als auch Feinpartikel ausgeschieden werden, sind damit zwei Filtereinheiten notwendig. Zum Reinigen bzw. Wechseln der Filtereinsätze muss zumindest der Kompressionsflüssigkeitskreislauf unterbrochen und ggf. die ganze Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe angehalten werden. Zum Reinigen der Vorkondensationsanlage werden in der Regel zwei der kostenintensiven Kondensatoren vorgesehen; wobei der eine Kondensator im Betrieb sein kann, während der zweite Kondensator aufwändig z.B. mit Lösungsmitteln gereinigt werden muss und dessen Abfall dem Sondermüll zugeführt wird.

Die DE 296 15 006 U1 offenbart bereits eine Kreislaufeinrichtung für Wasserringpumpen, bei der grobe Verunreinigungen auf einer schiefen Ebene von der Kompressionsflüssigkeit getrennt werden, feiner Verunreinigungen werden über einen zylinder-, kugel- oder kegelförmigen Filter gefiltert. Haben sich jedoch die schiefe Ebene und / oder der Filter zugesetzt, muss zum Zwecke der Reinigung der geschlossene Kreislauf geöffnet und die Verunreinigungen entnommen werden. Ein kontinuierlicher Betrieb ist damit ebenso wenig möglich wie die Filterung von Feinstverunreinigungen.

Die DE 41 18 787 A1 offenbart ein prozessintegriertes Betriebsflüssigkeits- Reinigungssystem für Verdichter, bei dem mittels eines Pervaporationsmembran- moduls die Betriebsflüssigkeit des Verdichters gereinigt wird. Dabei wird eine Membran verwandt, durch die die verunreinigte Betriebsflüssigkeit hindurch dringen kann. Nach dem Durchdringen der Membran verdampfen die Verunreinigungen auf der Rückseite der Membran. Damit können hier lediglich verdampfende Verunreinigungen aus der Kompressionsflüssigkeit entzogen werden. Sobald

Seite 2 Feststoffe in der Kompressionsflüssigkeit enthalten sind, würde die Membran verstopfen. Sie müsste ausgetauscht werden. Dafür müsste die Flüssigkeitsring - Vakuumpumpe ebenfalls angehalten und der ansonsten geschlossene Kreislauf für die Kompressionsflüssigkeit geöffnet werden.

Sollen Polyesterschmelzen entgast werden, sowerden neben den Verunreinigungen, auch toxischen Verunreinigungen, größere Mengen Wassers von der Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe angesaugt. Diese Wassermengen gehen ebenfalls in die Kompressionsflüssigkeit über. Dieses Wasser muss aus dem Kreislauf der Kompressionsflüssigkeit ausgeschleust werden. Damit dieses Wasser nicht ebenfalls als Sondermüll entsorgt werden muss, ist für eine besonders gründliche Reinigung der Kompressionsflüssigkeit Sorge zu tragen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsring- Vakuumpumpe so zu gestalten, dass diese auch bei einem Filterwechsel ununterbrochen weiterarbeiten kann und der Kompressionsflüssigkeitskreislauf nicht unterbrochen werden muss. Weiterhin ist angestrebt, dass dauerhafte stabile Prozessbedingungen entstehen, die Handhabung des Filtersystems einfach und kostengünstig ist sowie energieschonend und umweltverträglich gestaltet werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, dass der Kompressionsflüssigkeits- kreislauf stets geschlossen ist und lediglich einen kontinuierlich arbeitenden Filter aufweist, wobei der Filter je nach Bedarf als Feinfilter oder Feinstfilter ausgebildet sein kann. Auch der Feinstfilter kann selbstverständlich die Feinfilterung mit bewirken. Hinzu kommt, dass der Feinstfilter so ausgelegt ist, dass er sogar die toxischen Inhaltsstoffe der Kompressionsflüssigkeit aufnimmt, so dass die teuren, und aufwändig zu betreibenden Vorkondensationsanlagen entfallen können.

Seite 3 Der auch während eines Filterwechsels geschlossene Kompressionsflüssigkeits- kreislauf gewährleistet, dass keine Unterbrechungen des Kreislaufes und kein Anhalten der Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe für einen Filterwechsel notwendig werden. Der kontinuierlich arbeitende Filter garantiert dabei, dass, wenn die in Gebrauch befindliche Filterfläche zu verstopfen droht, durch eine neue bzw. gereinigte Filterfläche ersetzt wird.

Als Filter kann es sich um einen mit Endlosfliesfiltertuch arbeitenden Muldenbettfil- ter oder aber einen rückspülbaren Dreh- oder Schiebefilter handeln. Dabei kann das Filtertuch, welches nach erfolgter Filterleistung aus dem Filter austritt, gereinigt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Filtertuch als Sondermüll zu entsorgen und stets für einen genügenden Vorrat an neuem Filtertuch zu sorgen.

Es hat sich bewährt, dass die Feinstfilter Filterfeinheiten < 5 μ aufweisen. Werden Filter mit Filterfeinheiten > 5 μ verwendet, so hat sich ergeben, dass die groben Verunreinigungen und auch feinere Schwebstoffe aus der Kompressionsflüssigkeit getrennt werden. Bei Filtergrößen < 5 μ wird erreicht, dass selbst in der Kompressionsflüssigkeit gelöste Schadstoffe aus der Kompressionsflüssigkeit gefiltert werden. Damit lässt sich auch aus Umweltschutzgesichtspunkten eine optimale Reinigung der Kompressionsflüssigkeit erreichen.

Von Vorteil ist, dass dem kontinuierlich arbeitenden Filter eine Regelvorrichtung zugeordnet ist, welche in Abhängigkeit des Verschmutzungsgrades und / oder der Filterzeit und / oder der Druckverhältnisse am Filter und / oder der Strömungsgeschwindigkeitsverhältnisse am Filter ein Wechseln des Filterelements bewirkt. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, dass ein Operateur den Verschmutzungsgrad des Filters überwacht und manuell eine Weiterschaltung der Filterelemente bewirkt.

Seite 4 Wenn einer der beiden Anschlüsse des Kreislaufes vom Pumpenauslass gebildet ist, lässt sich ein Anschluss an der Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe einsparen, wodurch die Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe kleiner gebaut werden kann. Um die Abluft von der Kompressionsflüssigkeit zu trennen, wird ein Flüssigkeitsabscheider vorgesehen, der außerhalb der Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe angeordnet sein kann.

Es hat sich bewährt, dass im geschlossenen Kreislauf eine Kühlvorrichtung vorgesehen ist. Diese bewirkt, dass die bei der Kompression des Gases in der Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe auftretende Wärme problemlos abgeführt werden kann.

Vorteilhaft ist, wenn als Kompressionsflüssigkeit Wasser verwendet wird. Dadurch ist ein besonders günstiger Betrieb der Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe möglich.

Die Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe eignet sich insbesondere auch dazu, Polyesterschmelzen zu entgasen, bei denen die angesaugten Gase verhältnismäßig große Wassermengen aufweisen.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die Figur eine Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe 1 mit einem Pumpeneinlass 2 sowie einem Pumpenauslass 3. Die Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe 1 ist in einen Kreislauf 4 eingebunden, in welchem die Kompressionsflüssigkeit aufgearbeitet wird. Der Kreislauf 4 weist einen kontinuierlich arbeitenden Filter 5 auf, dessen Motor 6 das Filterelement 7 über eine angedeutete Regelvorrichtung 8 in Abhängigkeit der Verschmutzung des Filterelements austauscht.

Der Pumpenanschluss 3 ist auch gleichzeitig als Anschluss des Kreislaufs 4 ausgebildet. In einem Flüssigkeitsabscheider 9 wird die Abluft von der Kompressionsflüssigkeit getrennt, welche vom Flüssigkeitsabscheider 9 zum kontinuierlich arbei-

Seite 5 tenden Filter 5 gelangt. Weiterhin ist eine Kühlvorrichtung 10 vorgesehen, über welche die Kompressionsflüssigkeit auf ein gewünschtes Niveau gebracht wird.

Seite 6 Bezugszeichenübersicht

1 Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe

2 Pumpeneinlass

3 Pumpenauslass

4 Kreislauf

5 Kontinuierlich arbeitender Filter

6 Motor

7 Filterelement

8 Regelelement

9 Flüssigkeitsabscheider

10 Kühlvorrichtung

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