DE102017204790A1 - Separation device for metallic particles containing raw gas - Google Patents

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Abstract

Separationsvorrichtung für metallische Partikel enthaltendes Rohgas, bei der das Rohgas einem Hohlraum zuführbar ist, wobei im Hohlraum eine für die im Rohgas enthaltenen metallischen Partikel inerte Flüssigkeit und/oder inerte Partikel, deren Partikelgröße größer als die Partikelgröße der im Rohgas enthaltenen metallischen Partikel ist, enthalten ist/sind. Es kann auch inerte Flüssigkeit und/oder inerte Partikel mit dem Rohgas dem Hohlraum zugeführt werden. Mit Rohgas, inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln im Hohlraum wird ein Wirbelbett ausgebildet. Ein Teil der metallischen Partikel strömen in Richtung mindestens eines Filterelements. Am Filterelement ist eine Einrichtung zur Abreinigung vorhanden. Ein Teil der metallischen Partikel werden mit inerter Flüssigkeit oder inerten Partikeln sich an einem Boden eines Sammelbehälters ablagert. Der Sammelbehälter ist unterhalb des Filterelements angeordnet. Rohgas wird über eine Zuleitung in den Hohlraum eingeführt und auf die Oberfläche eines mit inerter Flüssigkeit oder Suspension Bades oder mit inerten Partikeln gebildeten Bettes gerichtet.

Figure DE102017204790A1_0000
Separation device for metallic particles containing raw gas, wherein the raw gas is supplied to a cavity, wherein in the cavity an inert liquid for the metallic particles contained in the raw gas and / or inert particles whose particle size is greater than the particle size of the metallic particles contained in the raw gas containing is / are. It can also inert liquid and / or inert particles are supplied to the raw gas with the cavity. With raw gas, inert liquid and / or inert particles in the cavity, a fluidized bed is formed. A portion of the metallic particles flow towards at least one filter element. On the filter element, a device for cleaning is present. A portion of the metallic particles are deposited with inert liquid or inert particles at a bottom of a collection container. The collecting container is arranged below the filter element. Raw gas is introduced via a feed line into the cavity and directed to the surface of a bed formed with inert liquid or suspension bath or with inert particles.
Figure DE102017204790A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Separationsvorrichtung für metallische Partikel enthaltendes Rohgas.The invention relates to a separation device for raw material containing metallic particles.

Sie ist insbesondere geeignet, wenn chemisch reaktive Partikel im jeweiligen Rohgas enthalten sind. Dies ist der Fall, wenn eine Bearbeitung von Titan, Titanlegierungen oder auch anderen Metallen erfolgt. So sind bei der generativen Herstellung von Bauteilen, wie dies beispielsweise das selektive Schmelzen pulverförmiger Werkstoffe mit einem Energiestrahl, insbesondere Laserstrahl, sind, in den dabei freigesetzten Dämpfen sowohl feste Partikel oder aus den Dämpfen durch Phasenwechsel wieder gebildete Partikel enthalten. Da die jeweilige Partikelgröße sehr klein sein kann, wirkt sich deren chemische Reaktivität besonders nachteilig aus und es kann zur Verbrennung, zu Verpuffungen und ggf. sogar zu kleinen Explosionen kommen, die jedoch zu vermeiden sind. Insbesondere wenn bei der Bearbeitung chemisch reaktive Komponenten frei gesetzt werden, kann eigentlich nur in einer inerten Atmosphäre gearbeitet werden. Das eingesetzte Inertgas kann auch für die Separation durch die erfindungsgemäße Vorrichtung geführt werden. Es ist aber auch eine Separation unter normalen Atmosphärenbedingungen ohne Inertgas oder in einer Atmosphäre, die als Gemisch mit einem Inertgas und Luft oder Sauerstoff genutzt wird, möglich.It is particularly suitable if chemically reactive particles are contained in the respective raw gas. This is the case when processing titanium, titanium alloys or other metals. Thus, in the generative production of components, such as, for example, the selective melting of powdered materials with an energy beam, in particular a laser beam, both solid particles or particles formed from the vapors by phase changes are contained in the liberated vapors. Since the respective particle size can be very small, their chemical reactivity has a particularly disadvantageous effect and can lead to combustion, to deflagrations and possibly even to small explosions which, however, are to be avoided. In particular, when chemically reactive components are released during processing, it is actually only possible to work in an inert atmosphere. The inert gas used can also be passed through the device according to the invention for the separation. But it is also a separation under normal atmospheric conditions without inert gas or in an atmosphere that is used as a mixture with an inert gas and air or oxygen, possible.

Bei den generativen Herstellungsverfahren wird insbesondere bei der Verarbeitung chemisch reaktiver Werkstoffe in einer inerten Atmosphäre gearbeitet. Häufig ist dies Argon wegen der erhöhten Sicherheit und dem geringen Einfluss auf die zur Herstellung eingesetzten Werkstoffe. Wegen der hohen Kosten für das eingesetzte Argon ist eine Kreislaufführung sinnvoll.The generative manufacturing process is used in particular in the processing of chemically reactive materials in an inert atmosphere. Often, this is argon because of the increased safety and low impact on the materials used to make it. Because of the high cost of the argon used, recycling is useful.

Dabei gelingt es aber nicht vollständig sicher, die Argonatmosphäre zu jedem Zeitpunkt auch bei der Separation der im Rohgas enthaltenen Partikel einzuhalten, so dass kritische Situationen nicht immer vermieden werden können. Dies betrifft insbesondere Zeitpunkte bei denen Sammelbehälter für separierte Partikel aus einer Vorrichtung entfernt oder ausgetauscht werden sollen und dann keine inerten Verhältnisse eingehalten werden können, die eine Selbstendzündung oder anderweitige chemische Reaktion von Partikeln vermeiden.However, it is not completely safe to adhere to the argon atmosphere at any time during the separation of the particles contained in the raw gas, so that critical situations can not always be avoided. This concerns in particular times when collecting containers for separated particles are to be removed from a device or replaced and then no inert conditions can be met, which avoid self-ignition or other chemical reaction of particles.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Möglichkeiten für die Separation sehr kleiner metallischer Partikel aus dem aus einer Anlage für die generative Herstellung metallischer Bauteile abgeführten Rohgas anzugeben, mit denen die Sicherheit erhöht, die Separationswirkung verbessert und die Kosten in Grenzen gehalten werden.It is therefore an object of the invention to provide opportunities for the separation of very small metallic particles from the discharged from a plant for the generative production of metallic components raw gas, which increases safety, improves the separation efficiency and costs are kept within limits.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Separationsvorrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.According to the invention, this object is achieved with a separation device having the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention can be realized with features described in the subordinate claims.

Bei der erfindungsgemäßen Separationsvorrichtung für metallische Partikel enthaltendes Rohgas ist das Rohgas einem Hohlraum zuführbar. Im Hohlraum ist/sind eine für die im Rohgas enthaltenen metallischen Partikel inerte Flüssigkeit und/oder inerte Partikel, deren Partikelgröße größer als die Partikelgröße der im Rohgas enthaltenen metallischen Partikel ist, enthalten.In the inventive separation device for metallic particles containing raw gas, the raw gas is supplied to a cavity. In the cavity is / are for the metallic particles contained in the raw gas inert liquid and / or inert particles whose particle size is greater than the particle size of the metallic particles contained in the raw gas contained.

In einer zweiten Alternative, die allein oder zusätzlich angewendet wird, ist/sind eine inerte Flüssigkeit und/oder inerte Partikel mit dem Rohgas dem Hohlraum zuführbar.In a second alternative, which is used alone or in addition, an inert liquid and / or inert particles with the raw gas is / are supplied to the cavity.

Mit dem Rohgas in dem metallische Partikel enthalten sind, inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln wird im Hohlraum ein Wirbelbett ausgebildet. Ein Teil der im Rohgas enthaltenen metallischen Partikel mit dem Rohgas strömt in Richtung mindestens eines Filterelements mit dem eine Separation von metallischen Partikeln aus dem Rohgas, von inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln und eine Abführung von partikelfreiem Rohgas erreichbar ist.With the raw gas contained in the metallic particles, inert liquid and / or inert particles, a fluidized bed is formed in the cavity. A portion of the metallic particles contained in the raw gas with the raw gas flows in the direction of at least one filter element with which a separation of metallic particles from the raw gas, inert liquid and / or inert particles and a discharge of particle-free raw gas can be achieved.

Am mindestens einen Filterelement ist eine Einrichtung zur Abreinigung des Filterelements vorhanden.At least one filter element, a device for cleaning the filter element is present.

Ein Teil von im Rohgas enthaltenen metallischen Partikeln mit inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln lagert sich an einem Boden eines Sammelbehälters ab. Dazu ist der Sammelbehälter vertikal unterhalb des mindestens einen Filterelements angeordnet ist.A portion of metallic particles contained in the raw gas with inert liquid and / or inert particles deposits on a bottom of a collecting container. For this purpose, the collecting container is arranged vertically below the at least one filter element.

Das metallische Partikel enthaltende Rohgas ist über eine Zuleitung in den Hohlraum einführbar. Die Zuleitung richtet den Rohgasstrom auf die Oberfläche eines mit inerter Flüssigkeit ausgebildeten Bades, die Oberfläche eines mit inerten Partikeln gebildeten Bettes oder die Oberfläche einer mit Flüssigkeit und inerten Partikeln gebildeten Suspension. Dadurch erfolgt ein erster Kontakt zwischen Rohgas, inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln ausschließlich im ausgebildeten Wirbelbett, in dem dann auch die Adhäsion der metallischen Partikel am jeweiligen inerten Material erreicht wird. An Tropfen oder inerten Partikeln anhaftende metallische Partikel werden gemeinsam mit dem jeweiligen inerten Material zum mindestens einen Filterelement und dem Sammelbehälter transportiert. Da entsprechende Volumenverhältnisse eingehalten werden können, kann eine lokale Verteilung metallischer Partikel im Gemisch erreicht werden, die das eigentliche vorhandene Gefahrenpotential der metallischen Partikel soweit reduzieren, dass keine spontanen chemischen Reaktionen zu erwarten sind. Dies trifft auch dann zu, wenn das Gemisch in dem die metallischen Partikel enthalten sind, einer zumindest Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre ausgesetzt werden.The raw material containing metallic particles can be introduced into the cavity via a feed line. The feed line directs the raw gas stream onto the surface of a bath formed with inert liquid, the surface of a bed formed with inert particles or the surface of a suspension formed with liquid and inert particles. This results in a first contact between the raw gas, inert liquid and / or inert particles exclusively in the formed fluidized bed, in which then the adhesion of the metallic particles is achieved on the respective inert material. Metallic particles adhering to droplets or inert particles are transported together with the respective inert material to the at least one filter element and the collecting container. Since corresponding volume ratios can be maintained, a local distribution of metallic particles in the Mixture are achieved, which reduce the actual potential danger of metallic particles so far that no spontaneous chemical reactions are expected. This is true even if the mixture in which the metallic particles are contained is exposed to an atmosphere containing at least oxygen.

Der Hohlraum, in dem sich das Wirbelbett ausbildet, kann vertikal oberhalb des Sammelbehälters und unterhalb des mindestens einen Filterelements angeordnet sein. Bei einer solchen Ausführungsform kann der Hohlraum in einem Gehäuse aufgenommen oder darin angeordnet sein, in dem auch die anderen Komponenten, wie Sammelbehälter und Filterelement angeordnet sind.The cavity in which the fluidized bed is formed, may be arranged vertically above the collecting container and below the at least one filter element. In such an embodiment, the cavity may be housed or disposed in a housing in which the other components, such as sump and filter element are arranged.

Der Hohlraum kann aber auch neben einem Gehäuse in dem das mindestens eine Filterelement und der Sammelbehälter angeordnet sind, angeordnet und über eine Verbindungsleitung mit dem Gehäuse verbunden sein, wobei über die Verbindungsleitung metallische Partikel enthaltendes Rohgas mit inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln aus dem Wirbelbett zum mindestens einen Filterelement und dem Sammelbehälter aus dem im Hohlraum gebildeten Wirbelbett gelangen. Ein so angeordneter und verbundener Hohlraum kann quasi eine Vorkammer bilden, in der eine Adhäsion metallischer Partikel mit inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln an Oberflächen von Tropfen oder inerten Partikeln im Wirbelbett erreicht werden kann.However, the cavity can also be arranged next to a housing in which the at least one filter element and the collecting container, and be connected via a connecting line to the housing, wherein via the connecting line containing metallic particles raw gas with inert liquid and / or inert particles from the fluidized bed for at least one filter element and the collecting container from the fluidized bed formed in the cavity. A cavity arranged and connected in this way can virtually form an antechamber in which adhesion of metallic particles with inert liquid and / or inert particles to surfaces of droplets or inert particles in the fluidized bed can be achieved.

Die Strömungsverhältnisse zwischen dem Hohlraum dem mindestens einen Filterelement und dem Sammelbehälter können so gewählt werden, dass zumindest ein Teil des Gemisches, das mit metallischen Partikeln sowie inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikel gebildet ist, bis zum mindestens einen Filterelement gelangt und bei einer Abreinigung der damit gebildete Filterkuchen vom Filterelement in den Sammelbehälter herab fällt. Eine Abreinigung kann in vorgebbaren Zeitabständen oder in geregelter Form initiiert werden. Im letztgenannten Fall kann eine Abreinigung ausgelöst werden, wenn der Druckanstieg am Filterelement einen vorgebbaren Schwellwert überschritten hat.The flow conditions between the cavity of the at least one filter element and the collecting container can be selected so that at least a portion of the mixture, which is formed with metallic particles and inert liquid and / or inert particles, reaches the at least one filter element and at a cleaning of the so formed filter cake from the filter element falls into the sump. A cleaning can be initiated at predetermined intervals or in a controlled manner. In the latter case, a cleaning can be triggered when the pressure increase on the filter element has exceeded a predefinable threshold.

Vorteilhaft sollte eine Abreinigung mittels Druckstoß erfolgen, wie dies in der Filtertechnik an sich bekannt ist.Advantageously, a cleaning should be done by means of pressure surge, as is known per se in the filter technology.

Mehrere Filterelemente sollten zeitversetzt zueinander abgereinigt werden. Several filter elements should be cleaned with a time delay.

Dadurch kann ein kontinuierlicher Betrieb gesichert werden.This can ensure a continuous operation.

Das im Hohlraum ausgebildete Wirbelbett sollte mit mindestens 50 Vol.-% der vorhandenen inerten Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln gebildet sein.The fluidized bed formed in the cavity should be formed with at least 50% by volume of the inert liquid and / or inert particles present.

Dem Rohgas kann zumindest ein Teil der eingesetzten inerten Flüssigkeit und/oder inerten Partikel über mindestens einen Injektor zugeführt werden. Der Injektor kann in der Zuleitung für das Rohgas, das aus einer Herstellungsanlage abgeführt wird, zum Hohlraum angeordnet sein. Mit zugeführter inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln kann auch ein Verlust ausgeglichen werden, so dass das erforderliche Volumen für eine ausreichende Wirbelbettausbildung eingehalten werden kann. Dabei kann eine Regelung des Volumenstroms an flüssigem und/oder festem inerten Material, der dem Rohgas zugeführt wird, hilfreich sein.At least some of the inert liquid used and / or inert particles can be supplied to the raw gas via at least one injector. The injector can be arranged in the supply line for the raw gas, which is discharged from a manufacturing plant to the cavity. With supplied inert liquid and / or inert particles and a loss can be compensated so that the volume required for a sufficient fluidized bed training can be maintained. In this case, a regulation of the volume flow of liquid and / or solid inert material, which is supplied to the raw gas, be helpful.

Der Sammelbehälter kann austauschbar am Gehäuse befestigt sein, so dass bei Erreichen eins vorgebbaren maximalen Füllstand ein Wechsel gegen einen leeren Sammelbehälter möglich ist.The collecting container can be exchangeably attached to the housing, so that when reaching a predetermined maximum level, a change is possible against an empty collecting container.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass am Sammelbehälter eine Entnahmeeinrichtung für ein Gemisch bestehend aus aus dem Rohgas separierten metallischen Partikeln, inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln vorhanden ist. Die Entnahmeeinrichtung sollte bevorzugt für eine dosierte Entnahme ausgebildet sein. Dadurch können für eine nachfolgende Entsorgung oder eine Nachbehandlung geeignete Portionen zur Verfügung gestellt werden. An der Entnahmeeinrichtung kann eine Schleuse vorhanden sein, mit der ein unerwünschter Austritt von inertem Gas, das Bestandteil des abgesaugten Rohgases ist, vermieden werden kann.However, there is also the possibility that a sampling device for a mixture consisting of separated from the raw gas metallic particles, inert liquid and / or inert particles is present at the collecting container. The removal device should preferably be designed for a metered removal. As a result, suitable portions can be made available for subsequent disposal or after-treatment. At the removal device, a lock may be present, with the unwanted leakage of inert gas, which is part of the extracted raw gas, can be avoided.

Eine dosierte Entnahme eines mit aus dem Rohgas separierten metallischen Partikeln, inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln gebildeten Gemisches kann in vorgebbaren Zeitintervallen oder jeweils nach einer vorgebbaren Anzahl an Abreinigungen des/der Filterelemente(s) erfolgen.A metered removal of a separated from the raw gas metallic particles, inert liquid and / or inert particles formed mixture can be carried out at predetermined time intervals or in each case after a predetermined number of cleanings of the / the filter elements (s).

Für die Absaugung des Rohgases, die Ausbildung des Wirbelbettes und die Führung des Gasstromes durch das mindestens eine Filterelement ist ein Unterdruckerzeuger vorhanden, mit dem ein ausreichender Volumenstrom an Rohgas aus einer Anlage zur generativen Herstelllung von dreidimensionalen Bauteilen abgesaugt werden kann.For the suction of the raw gas, the formation of the fluidized bed and the leadership of the gas flow through the at least one filter element, a vacuum generator is provided, with which a sufficient volume flow of raw gas can be sucked from a plant for the generative production of three-dimensional components.

Es sollte ein Verhältnis von mindestens 50 Masse-% inerter Partikel in Bezug zu maximal 50 Masse-% an metallischen Partikeln, die im Rohgas enthalten sind, und/oder ein Verhältnis von mindestens 30 Vol.-% inerter Flüssigkeit in Bezug zu maximal 70 Vol.-% an metallischen Partikeln, die im Rohgas enthalten sind, eingehalten sein.It should have a ratio of at least 50% by mass of inert particles relative to a maximum of 50% by mass of metallic particles contained in the raw gas and / or a ratio of at least 30% by volume of inert liquid relative to a maximum of 70% by volume .-% of metallic particles contained in the raw gas must be complied with.

Dabei kann eine Nachführung von inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln erfolgen, wenn ein Austausch eines gefüllten Sammelbehälters oder eine dosierte Entnahme aus dem Sammelbehälter erfolgt ist. Wie bereits zum Ausdruck gebracht kann aber auch eine kontinuierliche Nachführung, insbesondere über einen Injektor erfolgen. In this case, a tracking of inert liquid and / or inert particles take place when an exchange of a filled collection container or a metered removal has taken place from the collection container. As already stated, however, it is also possible to carry out continuous tracking, in particular via an injector.

Als inerte Flüssigkeit kann man flüssige insbesondere langkettige Kohlenwasserstoffverbindungen (Flüssigkeit, z.B. Glycol) einsetzen und inerte Partikel können Gesteinsmehle, z.B. Gesteinsmehl von Perlit eingesetzt werden.As the inert liquid, one may employ liquid, especially long-chain, hydrocarbon compounds (liquid, e.g., glycol), and inert particles may be minerals, e.g. Rock flour can be used by perlite.

Eine Suspension mit der eine Separation der im Rohgas enthaltenen metallischen Partikel erfolgen kann, kann vorteilhaft mit einer inerten Flüssigkeit und inerten Partikeln zur Separation eingesetzt werden. Zusätzlich kann mindestens ein Tensid, mit dem die Oberflächenspannungsverhältnisse vorteilhaft beeinflusst werden können, in der Suspension enthalten sein.A suspension with which a separation of the metallic particles contained in the raw gas can take place can advantageously be used with an inert liquid and inert particles for separation. In addition, at least one surfactant with which the surface tension ratios can be favorably influenced may be contained in the suspension.

Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail by way of example in the following.

Dabei zeigt:

  • 1 in schematischer Form ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Separationsvorrichtung.
Showing:
  • 1 in schematic form an example of a separation device according to the invention.

Bei dem in 1 gezeigten Beispiel wird metallische Partikel enthaltendes Rohgas über eine Zuleitung 2 aus einer nicht gezeigten Anlage, die zur Herstellung dreidimensionaler Bauteile durch selektives Laserstrahlsintern oder - schmelzen ausgebildet ist, in einen Sammelbehälter 4 mit einem ausreichenden Druck und Volumenstrom einführbar ist, mit dem im Sammelbehälter 4 enthaltene inerte Partikel so verwirbelt werden können, dass sich oberhalb des mit den inerten Partikeln am Boden des Sammelbehälters gebildeten Bettes 1 in einem darüber angeordneten Hohlraum 7 ein Wirbelbett ausgebildet, in dem die im Rohgas enthaltenen metallischen mit den inerten Partikeln in Kontakt gebracht werden. An Oberflächen der inerten Partikel lagern sich metallische Partikel infolge Adsorption und/oder van der Waalsche Kräfte an.At the in 1 shown example, metallic particles containing raw gas via a supply line 2 from a plant, not shown, which is designed for the production of three-dimensional components by selective laser beam sintering or - melt, in a collecting container 4 with a sufficient pressure and volume flow is introduced, with the collection container 4 contained inert particles can be swirled so that above the bed formed with the inert particles at the bottom of the collecting container 1 in a cavity arranged above 7 a fluidized bed is formed in which the metal contained in the raw gas are brought into contact with the inert particles. On surfaces of the inert particles, metallic particles accumulate as a result of adsorption and / or van der Waals forces.

Zumindest ein Teil der gesamten Partikelmenge kann durch Unterdruckwirkung an die Oberfläche der bei diesem Beispiel zwei Filterelemente 5 gelangen. Dort erfolgt eine Separation der festen Partikel vom Rohgas, das abgezogen oder im Kreislauf durch die Anlage und die Separationsvorrichtung geführt werden kann.At least a part of the total amount of particles can by vacuum effect on the surface of the two filter elements in this example 5 reach. There, a separation of the solid particles from the raw gas, which can be withdrawn or circulated through the system and the separation device is performed.

Nach einer Abreinigung von zumindest eines der Filterelemente 5, die mittels Druckstoßwirkung erreicht werden kann, fallen Partikel des Partikelgemischs zurück in die Sammelkammer 4, die vertikal unterhalb der Filterelemente 5 angeordnet ist. Zumindest ein Teil der herabfallenden Partikel gelangt in das am Boden des Sammelbehälters 4 ausgebildeten Bettes 1.After a cleaning of at least one of the filter elements 5 , which can be achieved by means of pressure impact effect, particles of the particle mixture fall back into the collection chamber 4 vertically below the filter elements 5 is arranged. At least part of the falling particles gets into the bottom of the collecting container 4 trained bed 1 ,

Ein weiterer Teil kann durch die Wirkung der Rohgasströmung im Wirbelbett gehalten und erneut für ein Anhaften weiterer metallischer Partikel, die mit Rohgas über die Zuleitung 2 aus der Anlage in die Separationsvorrichtung eingeführt werden, werden.Another part can be held by the action of the raw gas flow in the fluidized bed and again for an adhesion of further metallic particles, which with raw gas over the supply line 2 are introduced from the plant in the separation device, are.

Anstelle inerter Partikel kann aber auch eine inerte Flüssigkeit oder Suspension im Sammelbehälter 4 für die Separation analog zu den inerten Partikeln genutzt werden. Die Flüssigkeit oder Suspension bildet am Boden des Sammelbehälters ein Bad. Das Wirbelbett wird mit Tropfen, die aus dem Bad durch den Rohgasstrom herausgeblasen werden, gebildet. An oder bei einer Suspension auch in den Tropfen können sich metallische Partikel, die im Rohgasstrom enthalten waren anlagern und aus dem Rohgasstrom separiert werden.Instead of inert particles but can also be an inert liquid or suspension in the reservoir 4 be used for the separation analogous to the inert particles. The liquid or suspension forms a bath at the bottom of the collection container. The fluidized bed is formed with drops that are blown out of the bath by the raw gas stream. At or in the case of a suspension also in the drops, metallic particles which were contained in the crude gas stream can accumulate and be separated from the crude gas stream.

Reine inerte Partikel, inerte Flüssigkeit oder inerte Suspension können als Vorlage in einem Sammelbehälter 4 in die Separationsvorrichtung eingesetzt werden. Dies kann in regelmäßigen Abständen oder auch nach einer vorgebbaren Anzahl von Abreinigungen an den Filterelementen 5 erreicht werden. Die Abreinigung der beiden Filterelemente 5 sollte sequentiell, also zeitversetzt zueinander durchgeführt werden.Pure inert particles, inert liquid or inert suspension can be used as a template in a collection container 4 be used in the separation device. This can be done at regular intervals or after a predefinable number of cleanings on the filter elements 5 be achieved. The cleaning of the two filter elements 5 should be carried out sequentially, ie with a time lag to each other.

Für Notfälle bzw. bei erreichen eines vorgebbaren Volumens an Partikeln, einem Flüssigkeits-Partikel-Gemisch oder einer mit metallischen Partikeln beladenen Suspension kann ein Abschalten der Separationsvorrichtung und/oder der Anlage zur generativen Herstellung von Bauteilen mittels selektivem Lasersintern oder -schmelzen eingeleitet und der Sammelbehälter gegen einen anderen Sammelbehälter, der mit einer Vorlage eines mit inerten Partikeln gebildeten Betts oder einem Bad einer inerten Flüssigkeit oder Suspension befüllt worden ist, ausgetauscht werden.For emergencies or when a predeterminable volume of particles, a liquid-particle mixture or a suspension laden with metallic particles is reached, deactivation of the separation device and / or the system for the generative production of components can be initiated by means of selective laser sintering or melting and the collecting container be replaced with another collecting container which has been filled with a template of a bed formed with inert particles or a bath of an inert liquid or suspension.

Bei der Separationsvorrichtung kann auch ein Verschlusselement 3 zwischen Sammelbehälter 4 und Filterelementen 5 angeordnet sein, mit dem ein Anströmen von Partikel und/oder Tropfen enthaltender Rohgasstrom an mindestens ein Filterelement 5 beeinflusst werden kann. Das Verschlusselement 3 kann den Rohgasstrom in Richtung des/der Filterelemente(s) (5) vollständig oder teilweise sperren. Ein Verschlusselement 3 kann aber auch wie eine Drosselklappe ausgebildet sein und dementsprechend wirken. Wird ein wie eine Drosselklappe ausgebildetes Verschlusselement 3 um eine Rotationsachse in bestimmte Winkelstellungen bewegt, kann die Strömungsgeschwindigkeit und dementsprechend auch das ausgebildete Wirbelbett beeinflusst werden.In the separation device can also be a closure element 3 between sump 4 and filter elements 5 be arranged, with the flow of particles and / or droplets containing raw gas stream to at least one filter element 5 can be influenced. The closure element 3 can the raw gas flow in the direction of the / the filter elements (s) ( 5 ) completely or partially lock. A closure element 3 but can also be designed as a throttle and act accordingly. Is a like a throttle valve formed closure element 3 Moves about a rotation axis in certain angular positions, the flow rate and, accordingly, the formed fluidized bed can be influenced.

Der Hohlraum 7 kann dabei zwischen Verschlusselement 3 und Sammelbehälter 4 oder innerhalb des Sammelbehälters 4 angeordnet sein.The cavity 7 can between closure element 3 and collecting container 4 or inside the collecting container 4 be arranged.

In nicht dargestellter Form können inerte Partikel, inerte Flüssigkeit und/oder eine inerte Suspension auch über einen an der Zuleitung 2 angebrachten Injektor mit dem metallische Partikel enthaltenden Rohgas in den Sammelbehälter 7 zur Ausbildung des Wirbelbetts zugeführt werden.In an unillustrated form, inert particles, inert liquid and / or an inert suspension may also be present on the supply line 2 mounted injector are supplied with the metallic particles containing raw gas in the collecting container 7 for forming the fluidized bed.

Claims (10)

Separationsvorrichtung für metallische Partikel enthaltendes Rohgas, bei der das Rohgas einem Hohlraum (7) zuführbar ist, wobei im Hohlraum (7) eine für die im Rohgas enthaltenen metallischen Partikel inerte Flüssigkeit und/oder inerte Partikel, deren Partikelgröße größer als die Partikelgröße der im Rohgas enthaltenen metallischen Partikel ist, enthalten ist/sind und/oder eine inerte Flüssigkeit und/oder inerte Partikel mit dem Rohgas dem Hohlraum (7) zuführbar ist/sind und mit Rohgas in dem metallische Partikel enthalten sind, inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln im Hohlraum (7) ein Wirbelbett ausgebildet wird und dabei ein Teil der im Rohgas enthaltenen metallischen Partikel mit Rohgas in Richtung mindestens eines Filterelements (5) strömt mit dem eine Separation von metallischen Partikeln aus dem Rohgas, von inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln und eine Abführung von partikelfreiem Rohgas erreichbar ist und das am mindestens einen Filterelement (5) eine Einrichtung zur Abreinigung des Filterelements (5) vorhanden ist und ein Teil von im Rohgas enthaltenen metallischen Partikeln mit inerter Flüssigkeit oder inerten Partikeln (1) sich an einem Boden eines Sammelbehälters (4) ablagert und der Sammelbehälter (4) vertikal unterhalb des mindestens einen Filterelements (5) angeordnet ist, wobei das metallische Partikel enthaltende Rohgas über eine Zuleitung (2) in den Hohlraum (7) einführbar ist, die den Rohgasstrom auf die Oberfläche eines mit inerter Flüssigkeit ausgebildeten Bades, die Oberfläche eines mit inerten Partikeln gebildeten Bettes (1) oder die Oberfläche einer mit Flüssigkeit und inerten Partikeln gebildeten Suspension gerichtet ist.Separation device for metallic particles containing raw gas, wherein the raw gas to a cavity (7) can be fed, wherein in the cavity (7) for the metallic particles contained in the raw gas inert liquid and / or inert particles whose particle size is greater than the particle size of the raw gas contained metallic particles, is / are and / or an inert liquid and / or inert particles with the raw gas to the cavity (7) can be supplied / are and with raw gas contained in the metallic particles, inert liquid and / or inert particles in the cavity (7), a fluidized bed is formed and while a portion of the metallic particles contained in the raw gas with raw gas in the direction of at least one filter element (5) flows with a separation of metallic particles from the raw gas, inert liquid and / or inert particles and a discharge of particle-free raw gas can be reached and that at least one filter element (5) is provided a device for cleaning the filter element (5) and a portion of metallic particles contained in the raw gas with inert liquid or inert particles (1) deposited on a bottom of a collecting container (4) and the collecting container (4) is arranged vertically below the at least one filter element (5), wherein the raw gas containing metallic particles can be introduced into the cavity (7) via a supply line (2), the raw gas flow onto the surface of a bath formed with inert liquid, the surface of a bed formed with inert particles (1) or the surface of liquid and inert particles formed suspension. Separationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (7), in dem sich das Wirbelbett ausbildet, vertikal oberhalb des Sammelbehälters (4) und unterhalb des mindestens einen Filterelements (5) angeordnet ist oder der Hohlraum (7) neben einem Gehäuse in dem das mindestens eine Filterelement (5) und der Sammelbehälter (4) angeordnet sind, angeordnet und über eine Verbindungsleitung mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei über die Verbindungsleitung metallische Partikel enthaltendes Rohgas mit inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln aus dem Wirbelbett zum mindestens einen Filterelement (5) und dem Sammelbehälter (4) aus dem im Hohlraum (7) gebildeten Wirbelbett gelangen.Separation device according to Claim 1 , characterized in that the cavity (7) in which the fluidized bed is formed, vertically above the collecting container (4) and below the at least one filter element (5) is arranged or the cavity (7) adjacent to a housing in which the at least one Filter element (5) and the collecting container (4) are arranged, arranged and connected via a connecting line to the housing, wherein over the connecting line containing metallic particles raw gas with inert liquid and / or inert particles from the fluidized bed to at least one filter element (5) and the collecting container (4) from the fluidized bed formed in the cavity (7). Separationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirbelbett mit mindestens 50 Vol.-% der vorhandenen inerten Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln gebildet ist.Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that the fluidized bed is formed with at least 50 vol .-% of the existing inert liquid and / or inert particles. Separationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Filterelemente (5) mittels einer Steuerung zeitversetzt zueinander, bevorzugt mittels Druckstoß abreinigbar sind.Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of filter elements (5) by means of a control with a time delay to each other, preferably by means of pressure surge are cleaned. Separationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rohgas zumindest ein Teil der eingesetzten inerten Flüssigkeit und/oder inerten Partikel über mindestens einen Injektor zuführbar ist/sind.Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that the crude gas at least a portion of the inert liquid used and / or inert particles can be supplied via at least one injector / are. Separationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (4) austauschbar am Gehäuse befestigt ist.Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that the collecting container (4) is mounted exchangeably on the housing. Separationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Sammelbehälter (4) eine Entnahmeeinrichtung für ein Gemisch bestehend aus aus dem Rohgas separierten metallischen Partikeln, inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln vorhanden ist, wobei die Entnahmeeinrichtung bevorzugt für eine dosierte Entnahme ausgebildet ist.Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that a sampling device for a mixture consisting of the raw gas separated metallic particles, inert liquid and / or inert particles is present at the collecting container (4), wherein the removal device is preferably designed for a metered removal , Separationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass inerte Flüssigkeit über Sprühdüsen in tropfenform dem Hohlraum (7) zuführbar ist.Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that inert liquid via spray nozzles in drop form the cavity (7) can be fed. Separationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis von mindestens 50 Masse-% inerter Partikel in Bezug zu maximal 50 Masse-% an metallischen Partikeln, die im Rohgas enthalten sind, und/oder ein Verhältnis von mindestens 30 Vol.-% inerter Flüssigkeit in Bezug zu maximal 70 Vol.-% an metallischen Partikeln, die im Rohgas enthalten sind, eingehalten ist.Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that a ratio of at least 50% by mass of inert particles in relation to a maximum of 50% by mass of metallic particles contained in the raw gas, and / or a ratio of at least 30 vol. % inert liquid in relation to a maximum of 70 vol .-% of metallic particles contained in the raw gas, is observed. Separationsvorrrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dosierte Entnahme eines mit aus dem Rohgas separierten metallischen Partikeln, inerter Flüssigkeit und/oder inerten Partikeln gebildeten Gemisches in vorgebbaren Zeitintervallen oder jeweils nach einer vorgebbaren Anzahl an Abreinigungen des/der Filterelemente(s) (5) erfolgt.Separation device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a metered removal of a separated from the raw gas metallic particles, inert liquid and / or inert particles formed mixture at predetermined time intervals or in each case after a predetermined number of cleanings of / the filter element (s) (5).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021151938A1 (en) * 2020-01-27 2021-08-05 Eos Gmbh Electro Optical Systems Passivation of filter residues

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