DE102010014949A1

DE102010014949A1 - Filterpatrone, insbesondere zum Reinigen von dentalen Abwässern

Info

Publication number: DE102010014949A1
Application number: DE102010014949A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Duerr Dental SE
Current assignee: Duerr Dental SE
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2011-10-20
Also published as: US8349181B2; KR101762991B1; WO2011128032A1; KR20130103319A; CA2796232A1; US20110253615A1; EP2558181A1

Abstract

Eine Filterpatrone (10), die insbesondere zur Reinigung dentaler Abwässer geeignet ist, hat ein Gehäuse (32) mit drei verschiedenen Raumbereichen, die drei verschiedene Filtermaterialien (52; 44; 80) aufnehmen, welche unterschiedliche Filtereigenschaften haben. Dem ersten Filtermaterial (52) ist ein Sedimentationsraum (48, 50) vorgeschaltet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filterpatrone, insbesondere zum Reinigen von dentalen Abwässern, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Gesetze unterschiedlicher Staaten regeln die Anforderungen, die an die Reinheit von in dentalen Praxen in das öffentliche Abwassernetz eingespeisten Abwässern zu stellen sind, in unterschiedlicher Weise. In Staaten mit anspruchsvoller Gesetzgebung kann die geforderte Reinheit des Abwassers nur mit Hilfe von Abscheidezentrifugen erfüllt werden. In anderen Staaten kann die geforderte Reinheit auch durch Sedimentationsabscheider erfüllt werden.
Es wäre wünschenswert, einen Abscheider zur Verfügung zu haben, der kostenmäßig deutlich unter den Kosten von Abscheidezentrifugen liegt, dabei aber ein deutlich besseres Abscheideverhalten hat wie ein reiner Sedimentationsabscheider.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine Filterpatrone geschaffen, mit der sich ein guter Abscheidegrad bei geringen Kosten realisieren lässt.
Es wurde erkannt, dass man eine recht ordentliche Abscheidung der in dentalen Abwässern befindlichen Verunreinigungen, insbesondere kleinen Amalgampartikeln, dadurch erreichen kann, dass man mindestens zwei unterschiedliche Filtermaterialen in Reihe schaltet. Man erhält so immer noch einen ordentlichen Durchsatz des Filters, wobei Betriebsdauern zwischen Filterwechseln im Bereich von 6 Monaten und mehr liegen, da die Porengröße der Filtermaterialien unterschiedlich ist und durch die unterschiedliche Porengröße gewährleistet ist, dass beide Filtermaterialien in etwa gleich schnell zusetzen.
Da die Strömungsgeschwindigkeit in den Filtermateralien bzw. deren Poren klein ist, werden auch kleine Partikel ausreichend gut zurückgehalten.
Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Das im Anspruch 2 angegebene Filtermaterial zeichnet sich durch ein geringes Gewicht und gute Einstellbarkeit der Poren aus. Gerade zum Zurückhalten größerer Verunreinigungen ist ein derartiges Material gut geeignet.
Ein Filtermaterial gemäß Anspruch 3 hat ein hohes Gewicht, eine dichte Packung der einzelnen Partikel und ein gutes Rückhaltevermögen für Verunreinigungen. Im Einzelnen kann es sich um eine Sandschüttung handeln, ähnlich zu Sandschüttungen, die zur Aufbereitung von Trinkwasser verwendet werden.
Das im Anspruch 4 angegebene Filtermaterial ist zum Zurückhalten sehr feiner Rest-Verunreinigungen gut geeignet.
Anspruch 5 gibt eine bevorzugte Hintereinanderschaltung unterschiedlicher Filtermaterialien an.
Bei einer Filterpatrone gemäß Anspruch 6 werden sehr grobe Verunreinigungen schon abgeschieden, bevor sie das erste Filtermaterial erreichen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist im Hinblick auf das Vermeiden von Drall und eine Beruhigung des in das zweite Filtermaterial strömenden Wassers von Vorteil. Dabei ist zugleich gewährleistet, dass die unterschiedlichen radialen Bereiche des zweiten Filtermateriales gleichermaßen angeströmt werden.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist im Hinblick auf mechanisch besonders einfachen Aufbau der Filterpatrone von Vorteil.
Eine Filterpatrone mit dem im Anspruch 9 angegebenen Aufbau baut radial besonders kompakt.
Den gleichen Vorteil erhält man auch bei einer Filterpatrone gemäß Anspruch 10 für die axiale Abmessung.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 ist im Hinblick auf ein einfaches Ansetzen und Abmontieren der Filterpatrone von Vorteil.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 einen axialen Schnitt durch eine Filterpatrone und des Verbindungsbereiches eines Gerätes, an welches die Filterpatrone angeschlossen ist;
2 einen transversalen Schnitt durch die Filterpatrone längs der Linie S2-S2 von 1;
3 einen transversalen Schnitt durch die Filterpatrone längs der Schnittlinie S3-S3 von Figur;
4 einen transversalen Schnitt durch die Filterpatrone nach 1 längs der dortigen Schnittlinie S4-S4; und
5 einen transversalen Schnitt durch die Filterpatrone nach 1 längs der dortigen Schnittlinie S5-S5.
In 1 ist mit 10 insgesamt eine Filterpatrone bezeichnet, die an das kegelstumpfförmige untere Ende eines Zyklones 12 angeschlossen ist, der nur schematisch wiedergegeben ist. In den Zyklon 12 wird in bekannter Weise über einen tangentialen Anschlussstutzen 14 ein zu zerlegendes Gemisch aus Luft, Flüssigkeit und Feststoffpartikeln eingespeist, welches an einem dentalen Arbeitsplatz anfällt, z. B. über eine Saugkanüle aus dem Mund eines Patienten abgesaugt wird oder von einem Speibecken abgegeben wird.
Der Anschlussstutzen 14 mündet tangential in die Umfangswand des Zyklons, und durch Zentrifugalwirkung werden flüssige und feste Bestandteile von der Luft getrennt. Die Luft wird über einen Auslassstutzen 16 abgegeben, die flüssigen und festen Bestandteile des Gemisches sinken in einen unteren Sumpfabschnitt 18 des Zyklons 12 ab.
An den Sumpfabschnitt 18 ist über eine O-Ring Dichtung 20 ein Einlasrohr 22 der Filterpatrone 10 angeschlossen. Dieses wird durch radiale Stege 24 von einem Deckelteil 26 getragen, welches zusammen mit einem Boden teil 28 und einer Umfangswand 30 ein insgesamt mit 32 bezeichnetes Gehäuse der Filterpatrone 10 darstellt.
Das Deckelteil 26 ist auf seiner Unterseite mit einer außenliegenden Nut 34 versehen, welche einen oberen Filtertopf 36 trägt. Der Filtertopf 36 besteht seinerseits aus einem Schlitz-gelochten Deckel 38, einer Umfangswand 40 und einem Schlitz-gelochten Boden 42. Zusammen mit einer inneren Umfangswand 44 begrenzen die Topfkomponenten 38, 40, 42 einen ringförmigen Filterraum, in welchem sich eine schematisch angedeutete Sandschüttung 46 befindet.
In einem unteren Bereich des Gehäuses 32 sind in Umfangsrichtung gesehen dreieckige äquidistante Beruhigungsflügel 48 vorgesehen, die an das Bodenteil 28 angeformt sind. Die Beruhigungsflügel 48 haben achsparallele äußere Kanten und schräg nach innen abfallende innere Kanten.
Im Inneren des durch die Beruhigungsflügel 48 gebildeten Kranzes sitzen hier weiter in Umfangsrichtung gesehen dreieckige Beruhigungsflügel 50, deren radial innere Kanten miteinander verbunden sind, während ihre radial außenliegenden Kanten schräg nach außen abfallen.
Die achsparallelen äußeren Kanten der Beruhigungsflügel 48 stützen die Innenseite eines Filterschaumstreifens 52 ab, der sich, wie aus 5 ersichtlich über etwa 270° kreisförmig erstreckt. Über den Rest des Umfanges verläuft der Filterschaumstreifen 52 dann spiralähnlich, so dass ein äußerer Endabschnitt den innenliegenden Beginn des Filterschaumstreifens 52 überdeckt.
Radial außerhalb des Filterschraumstreifens 52 ist eine Zwischenwand 54 an das Bodenteil 28 angeformt, welche über etwa 300° konzentrisch zur Patronenachse verläuft. Ein Anfangsbabschnitt 56 ist ebenso wie ein etwa über 30° verlaufender benachbarter zylindrischer Abschnitt der Zwischenwand 54 in den Filterschaumstreifen 52 eingebettet, das Ganze derart, dass sich die Enden der Zwischenwand 54 geringfügig in Umfangsrichtung überlappen, jedoch radial beabstandet sind, wie aus 5 ersichtlich.
Die oberen Enden der Beruhigungsflügel 48 tragen angeformt ein schalenförmiges Schikaneteil 58. Dieses hat einen Randbereich 60, der die Oberseite des Filterschaumstreifens 52 überdeckt, einen horizontalen Schalenboden 62 und einen mittleren nach oben vorspringenden Bodenabschnitt 64, der ein unten zylindrisches, oben kegelstumpfförmiges Kupplungsteil 66 trägt. Das Kupplungsteil 66 hat an seinem oberen Ende eine Einlassöffnung, die unter geringem Spiel die Außenfläche des Einlassrohres 22 übergreift.
Auf der Oberseite des Schalenbodens 62 ist einespiralförmige Beruhigungswand 68 vorgesehen, deren Geometrie aus 4 gut ersichtlich ist. Radial innerhalb der Beruhigungswand 68 ist noch eine zylindrische Wand 70 vorgesehe, die unter axialem Abstand unter dem Bodenteil 28 endet, während die oberen Kanten der Beruhigungwand 68 bis zur Unterseite des Bodenteils 28 hochgezogen sind.
Das Kupplungsteil 66 sitzt in einem komplementär kegelförmigen Kupplungsteil 72, welches an eine Bodenwand 74 eines innenliegenden Filtergehäuses 76 angeformt ist.
Das Filtergehäuse 76 hat einen äußeren Rohrabschnitt 78, in dessen Innenraum ein gefaltetes Papierfilter 80 eingesetzt ist. Dieses hat aus 2 und 3 gut ersichtliche Falten 82, und an das obere Ende der gefalteten Filterpapierbahn sind Halteringe 84 bzw. 86 angeformt.
Das Papierfilter 80 ist radial innerhalb eines Sternes von Stützarmen 88 vorgesehen, zwischen denen Flüssigkeit zur Außenseite des gefalteten Papierfilters 80 gelangen kann.
Das Filtergehäuse 76 kann über Rastfinger 90 mit der inneren Umfangswand 44 des Filtertopfes 36 verbunden sein, wie aus der Zeichnung ersichtlich.
Die Zentrierung des Filtergehäuses 76 auf die Patronenachse erfolgt am oberen Ende durch einen Armkranz 92, der mit dem oberen Ende der inneren Umfangswand 44 des Filtertopfes 36 verbunden ist, wie aus 1 ersichtlich.
Die oben beschriebene Filterpatrone 10 arbeitet wie folgt:
Im Sumpfabschnitt 18 ankommendes Schmutzwasser, welches noch feste Partikel umfasst, sinkt unter Schwerkraft durch das Einlassrohr 22 auf die Beruhigungsflügel 50. In den radial innerhalb des Filterschaumstreifens 52 liegenden Beruhigungsraum setzen sich grobe Verunreinigungen im zugeführten Abwasser ab, und das durch Sedimentation vorgeklärte Wasser strömt dann zwischen den Beruhigungsflügeln 48 hindurch und gegen die Innenseite des Filterschaumstreifens 52. Es verlässt den Filterschaumstreifen 52 dann über dessen Außenfläche und steigt zu dem Schikaneteil 58 auf. Dort fließt es dann in radialer Einwärtsrichtung auf einem sprialförmigen Weg zwischen den einzelnen Windungen der Beruhigungswand 68.
Das Wasser tritt dann durch das gelochte Bodenteil 68 in die Sandschüttung 46 ein, steigt in dieser hoch und verlässt die Sandschüttung 46 dann über das gelochte Deckelteil 26.
Von der Oberseite des Deckelteiles 26 strömt das Wasser dann durch radiale Schlitze 94 in den Einlassraum des Filtergehäuses 76, welcher durch den Rohrabschnitt 78 begrenzt ist. Es strömt dann zwischen den Stützarmen 88 hindurch zur Außenfläche des Papierfilters 80 und strömt dann in dessen Innerem axial nach oben, wo es über die Stege 24 zu einem Auslasskanal 96 strömt, der in einem Ansatz des unteren Abschnittes des Zyklongehäuses vorgesehen ist.
Das Abziehen des in den Auslasskanal 96 gelangten gereinigten Abwassers erfolgt dann durch eine getrennte Pumpe. Als Pumpe kann auch ein Injektor 98 verwendet werden, der durch die von einer Saugmaschine 100 aus dem Zyklon 10 angesaugte Luft betrieben wird.
Vor dem Einlass der Saugmaschine 100 ist ein Flüssigkeitsabscheider 102 vorgesehen, der die mitgeschleppte Flüssigabtrennt, die dann über eine Leitung 104 an einen Abwasserkanal abgegeben wird.
Für die verschiedenen in der Filterpatrone 10 verwendeten Filtermaterialien sind folgende Materialien und Porengrößen typisch:
Der Filmschaumstreifen 52 ist ein offenporiges Material, wie es unter der Bezeichnung ”Strukturschaum” bekannt ist, bevorzugt aus Polyester oder Polyuretanester. Seine Porengröße beträgt typischerweise 0,5 bis 0,8 mm.
Die Sandschüttung 46 besteht aus Quarzsand mit einer typischen Partikelgröße von 1 bis 2 mm.
Das Papierfilter 80 ist ein kunststoffverstärktes Filterpapier mit einer typischen Porengröße von 5 μm.
Die verschiedenen Teile des Gehäuses und der Einbauten der Filterpatrone 10 sind Kunststoff-Spritzteile.
Die Filterpartrone 10 wird zusammen mit einem Deckel geliefert, der den Schmutzwasserzulauf und den Reinwasserablauf der Filterpatrone gleichzeitig dicht verschließen kann und grob gesprochen dieselbe Geometrie hat, wie der Anschlussabschnitt des Zyklons 12, mit dem Unteschied, dass der Schmutzwasserzulauf aus dem Zyklon verschlossen ist, genauso wie der Reinwasserauslasskanal 96.

Claims

Filterpatrone, insbesondere zum Reinigen dentaler Abwässer, mit einem Gehäuse (32), welches einen Schmutzwasserzulauf (22) und einen Reinwasserablauf (24) umfasst, und in dessen Innenraum mindestens ein Filtermaterial (44; 52; 80) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (32) mindestens zwei Teilbereiche umfasst, in welchen zwei Filtermaterialien (44; 52; 80) mit unterschiedlichen Filtereigenschaften angeordnet sind, wobei die Teilbereiche strömungsmäßig in Reihe geschaltet sind.
Filterpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Filtermaterialien (44; 52; 80) ein offenporiges Schaumstoffmaterial (52) ist.
Filterpatrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Filtermaterialien (44; 52; 80) eine Partikelschüttung ist, insbesondere eine Sandschüttung.
Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Filtermaterialien (44; 52; 80) ein Filterpapiermaterial (80) ist.
Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zuerst durchströmte Filtermaterial ein offenporiges Schaumstoffmaterial (52) ist, ein als zweites durchströmtes Filtermaterial eine Partikelschüttung (44), insbesondere eine Sandschüttung, ist und ein als drittes durchströmtes Filtermaterial ein Papierfiltermaterial (80) ist.
Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem als erstes durchströmtes Filtermaterial (52) ein Sedimentationsbereich vorgeschaltet ist, der vorzugsweise mit in radialen Ebenen liegenden Beruhigungsflügeln (48) versehen ist.
Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem als erstes durchströmten Filtermaterial (52) und einem als zweites durchströmten Filtermaterial (44) ein Schikaneteil (58) angeordnet ist, welches radial verschachtelte, in Umfangsrichtung aber kommunizierende Rinnen (Zwischenräume der Spiralwand 68) umfasst, die vorzugsweise die Form einer Spirale haben.
Filterpatrone nach Anspruch 7 in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schikanenteil (58) von oberen Endabschnitten zumindest eines Teiles der Beruhigungsflügel (48) getragen ist.
Filterpatrone nach Anspruch 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterabschnitt des Gehäuses (32) das ringförmig gestaltete erste Filtermaterial (52) aufweist und der Sedimentierbereich im Lumen des ersten Filtermateriales (52) angeordnet ist, dass das zweite Filtermatial (44) einen ringförmigen Raum ausfüllt und in einem oberen Abschnitt des Gehäuses (32) angeordnet ist und dass das dritte Filtermaterial (80) im Lumen des zweiten Filtermateriales (44) angeordnet ist.
Filterpatrone nach Anspruch 9 in Verbindung mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schikanenteil (58) in einem mittleren Bereich des Gehäuses (32) angeordnet ist.
Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmutzwasserzulauf (22) und der Reinwasserablauf (24) konzentrisch auf einer gemeinsamen Seite des Gehäuses (32) angeordnet sind.