DE102018219346B4 - Extraction and filter system - Google Patents

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Abstract

Absaug- und Filtersystem, bei dem eine Prozesskammer (5) vorhanden ist, die an eine Filterkammer (3) angeschlossen ist, wobei durch die Prozesskammer (5) und die Filterkammer (3) ein Gasstrom mittels eines ersten Verdichters (6) zirkulierend geführt ist; undin der Filterkammer (3) mindestens ein erstes Filterelement (4) angeordnet ist, gegen das ein Schadstoffe enthaltender Rohgasstrom aus der Prozesskammer (5) strömt, und der von Schadstoffen separierte Gasstrom aus dem ersten Filterelement (4) austritt und in die Prozesskammer (5) rückgeführt ist, wobeiin der Filterkammer (3) eine Einrichtung (10) angeordnet ist, die so ausgebildet ist, dass ein Teilvolumenstrom, der dem aus der Prozesskammer (3) angesaugten Gasstrom nach dem Filterelement (4) entnommen ist, auf Oberflächenbereiche des Filterelements (4) so gerichtet ist, dass an der gegenüberliegend angeordneten Oberfläche des Filterelements (4) angesammelte Schadstoffe abgelöst werden und in einen Sammelbehälter (8) gelangendadurch gekennzeichnet, dassdas Ablösen der aus dem Gasstrom separierten Schadstoffe vom ersten Filterelement (4) mittels steuerbarer, pneumatischer Durchströmungen des Filterelementes (4) mit dem Teilvolumenstrom als Spülgas durch eine translatorische Bewegung oder Drehung eines Gasbalkens (11), durch den der Teilvolumenstrom geführt ist und der Bestandteil der Einrichtung (10) ist, erfolgt.Extraction and filter system in which a process chamber (5) is present, which is connected to a filter chamber (3), a gas flow circulating through the process chamber (5) and the filter chamber (3) by means of a first compressor (6) ; andin the filter chamber (3) at least one first filter element (4) is arranged, against which a raw gas stream containing pollutants flows from the process chamber (5), and the gas flow separated from pollutants exits from the first filter element (4) and into the process chamber (5) ) is returned, wherein a device (10) is arranged in the filter chamber (3) which is designed so that a partial volume flow, which is taken from the gas flow sucked in from the process chamber (3) after the filter element (4), onto surface areas of the filter element (4) is directed in such a way that pollutants collected on the opposite surface of the filter element (4) are released and reach a collecting container (8), characterized in that the pollutants separated from the gas flow are released from the first filter element (4) by means of controllable, pneumatic Flows through the filter element (4) with the partial volume flow as flushing gas through a translational movement or rotation of a gas bar (11) through which the partial volume flow is guided and which is part of the device (10) takes place.

Description

Die Erfindung betrifft ein Absaug- und Filtersystem, das für das Separieren von Schadstoffen aus einem Rohgas in einem kontinuierlichen und konstanten, geschlossenen Kreislauf einsetzbar ist. Sie kann bevorzugt bei der additiven Fertigung, wie beispielsweise dem selektiven Lasersintern oder -schweißen, eingesetzt werden. Besonders geeignet ist ein Einsatz bei der Verarbeitung von metallischen Werkstoffen, aus denen Bauteile gebildet oder damit beschichtet werden können, insbesondere wenn diese im Rohgas als feinverteilte partikuläre Phase vorliegen.The invention relates to a suction and filter system which can be used for the separation of pollutants from a raw gas in a continuous and constant, closed circuit. It can preferably be used in additive manufacturing, such as selective laser sintering or welding. Use in the processing of metallic materials from which components can be formed or coated with them is particularly suitable, in particular if these are present in the raw gas as a finely divided particulate phase.

Üblicherweise wird im Fertigungsprozess verwendetes Rohgas aus der Prozesskammer abgesaugt und durch mindestens einen Filter geführt, sodass eine Filtration des Rohgases erfolgt. Das Rohgas wird dabei vorzugsweise so aufgereinigt, dass es nach der Filtration wieder dem Prozess in der Prozesskammer zugeführt werden kann.Usually, raw gas used in the manufacturing process is sucked out of the process chamber and passed through at least one filter so that the raw gas is filtered. The raw gas is preferably purified in such a way that it can be fed back into the process in the process chamber after filtration.

Im Filter ist mindestens ein Filtermedium enthalten, das Feststoffe, insbesondere feinverteilte Partikel, und zum Teil auch flüssige Komponenten, wie z. B. Öle oder Kondensate, aus dem Rohgasstrom zurückhält. Das Filtermedium wird dabei mit den zu separierenden Bestandteilen beladen oder die zu separierenden Bestandteile setzen sich an der Oberfläche des Filters bzw. Filtermediums ab. Nach einer bestimmten Betriebszeit sind die Oberflächen des Filters bzw. des Filtermediums so beladen, dass der weitere Durchfluss durch das Filtermedium reduziert ist, und somit keine weitere Separation mehr möglich ist, da sich der Staudruck vor dem Filter zu stark erhöht hat.The filter contains at least one filter medium that contains solids, in particular finely divided particles, and in some cases also liquid components, such as. B. oils or condensates, retains from the raw gas stream. The filter medium is loaded with the components to be separated or the components to be separated are deposited on the surface of the filter or filter medium. After a certain operating time, the surfaces of the filter or the filter medium are so loaded that the further flow through the filter medium is reduced, and thus no further separation is possible because the back pressure in front of the filter has increased too much.

Aus diesem Grund werden die so beladenen Oberflächen in mehr oder weniger großen Zeitabständen von Anhaftungen befreit. Hierfür hat sich eine pneumatische Abreinigung bewährt. Das Filtermedium wird mit einem extern zugeführten Spülgas durchströmt und dabei so mit Druck beaufschlagt, dass die Anhaftungen durch den vom Spülgas übertragenen Impuls vom bzw. aus dem Filtermedium gelöst werden. Die aus dem Filtermedium abgereinigten Bestandteile werden üblicherweise in einem Austragsbehälter in der Filterkammer aufgefangen, der in regelmäßigen Abständen aus dem Absaug- unter Filtersystem entfernt und ausgetauscht werden kann.For this reason, the surfaces loaded in this way are freed of adhesions at more or less long time intervals. Pneumatic cleaning has proven itself for this. An externally supplied flushing gas flows through the filter medium and is pressurized in such a way that the buildup is released from the filter medium by the impulse transmitted by the flushing gas. The constituents removed from the filter medium are usually collected in a discharge container in the filter chamber, which can be removed and exchanged from the suction and filter system at regular intervals.

Diese Abreinigung ist zwar effektiv, die Zuführung des Spülgases führt jedoch zu einer zeitweisen Erhöhung des Rohgasvolumenstroms. Da das gereinigte Rohgas in den Prozess zurückgeführt wird, erhöht sich auch der Prozessgasvolumenstrom nachteilig. Die Bilanzierung sowie der Ausgleich der Volumenströme sind aufwendig, insbesondere wenn noch bestimmte thermische Anforderungen erfüllt werden müssen oder das Prozessgas ein Schutzgas darstellt. Daher erfolgt stattdessen üblicherweise ein Fertigungsstopp für die Abreinigung der Filter bzw. der Filtermedien, bei dem der Rohgasstrom zeitweise von der Prozesskammer abgekoppelt wird. Dies führt jedoch zu einem Fertigungsausfall und ist auch hinsichtlich der Prozesssicherheit kritisch, da sich das Risiko von Kontaminationen und bei reaktiven Bestandteilen auch das Risiko von Explosionen erhöht, wenn kein Rohgas in die Prozesskammer rückgeführt wird, um diese zu durchströmen.Although this cleaning is effective, the supply of the flushing gas leads to a temporary increase in the volume flow of the raw gas. Since the cleaned raw gas is fed back into the process, the process gas volume flow also increases disadvantageously. The balancing and equalization of the volume flows are complex, especially if certain thermal requirements still have to be met or the process gas is a protective gas. Therefore, instead, there is usually a production stop for cleaning the filters or the filter media, during which the raw gas flow is temporarily decoupled from the process chamber. However, this leads to a production failure and is also critical with regard to process reliability, since the risk of contamination and, in the case of reactive components, also the risk of explosions increases if no raw gas is fed back into the process chamber in order to flow through it.

So ist aus DE 10 2014 207 160 A1 eine Umluftfiltereinrichtung für eine Vorrichtung zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Bauteils bekannt. So it's over DE 10 2014 207 160 A1 a circulating air filter device for a device for the layer-by-layer production of a three-dimensional component is known.

CN 109 248 508 A betrifft ebenfalls eine Filtereinrichtung, die für diese Zwecke eingesetzt werden kann. CN 109 248 508 A also relates to a filter device which can be used for these purposes.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Möglichkeiten für eine möglichst vollständige und gefahrlose Separation von Schadstoffen aus einem Gasstrom mit einem möglichst reduzierten Einfluss auf den Prozessgasstrom und den laufenden Fertigungsbetrieb anzugeben.It is therefore the object of the invention to provide possibilities for the most complete and safe separation of pollutants from a gas flow with the least possible influence on the process gas flow and the ongoing production operation.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Absaug- und Filtersystem, das 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 suction and filter system which has the features of claim 1. Advantageous refinements and developments of the invention can be implemented with features identified in the subordinate claims.

Das erfindungsgemäße Absaug- und Filtersystem weist eine Filterkammer auf, durch die zirkulierend mittels eines ersten Verdichters ein Schadstoffe enthaltender Rohgasstrom aus einer Prozesskammer geführt wird. In der Filterkammer ist mindestens ein erstes Filterelement angeordnet, gegen das der Schadstoffe enthaltende Rohgasstrom aus der Prozesskammer strömt. Der von Schadstoffen gereinigte Rohgasstrom tritt aus dem ersten Filterelement aus und wird in die Prozesskammer rückgeführt.The suction and filter system according to the invention has a filter chamber through which a raw gas stream containing pollutants is circulated from a process chamber by means of a first compressor. At least one first filter element is arranged in the filter chamber, against which the raw gas stream containing pollutants flows out of the process chamber. The raw gas stream, which has been cleaned of pollutants, emerges from the first filter element and is returned to the process chamber.

Für die Abreinigung des ersten Filterelements wird dem von Schadstoffen gereinigten Gasstrom ein Teilvolumenstrom nach dem ersten Filterelement entnommen. Der Volumenstrom des Teilvolumenstromes zur Abreinigung des ersten Filterelements sollte geringer sein als der des gesamten zirkulierenden Gasstromes. Vorzugsweise beträgt er zwischen 10% bis 50% des gesamten zirkulierenden Gasstromes.To clean the first filter element, a partial volume flow after the first filter element is withdrawn from the gas flow which has been cleaned of pollutants. The volume flow of the partial volume flow for cleaning the first filter element should be less than that of the entire circulating gas flow. It is preferably between 10% to 50% of the total circulating gas flow.

Für die Entnahme des Teilvolumenstroms kann in Strömungsrichtung des Gasstromes nach dem Filterelement ein Ansaugrohr angeordnet sein, das mit der Saugseite eines zweiten Verdichters verbunden ist. An der Druckseite des zweiten Verdichters ist eine Leitung angeschlossen, die zu einer Einrichtung geführt ist, mit der der Teilvolumenstrom auf Oberflächenbereiche des Filterelements so gerichtet ist, dass an der gegenüberliegend angeordneten Oberfläche des Filterelements angesammelte Schadstoffe abgelöst werden und in einen Sammelbehälter gelangen. Alternativ dazu kann der Teilvolumenstrom dem von Schadstoffen gereinigten Gasstrom mittels eines Regelventils auf der Druckseite des ersten Verdichters entnommen und zur Einrichtung für die Abreinigung des ersten Filterelements geführt werden.To remove the partial volume flow, a suction pipe can be arranged downstream of the filter element in the flow direction of the gas flow, which is connected to the suction side of a second compressor connected is. A line is connected to the pressure side of the second compressor, which leads to a device with which the partial volume flow is directed to surface areas of the filter element in such a way that pollutants accumulated on the opposite surface of the filter element are released and reach a collecting container. Alternatively, the partial volume flow can be taken from the gas flow cleaned of pollutants by means of a control valve on the pressure side of the first compressor and fed to the device for cleaning the first filter element.

Durch die Abreinigung des ersten Filterelements mit einem Teilvolumenstrom des von Schadstoffen separierten Gasstroms und die Rückführung dieses Teilvolumenstroms in den zirkulierenden Gasstrom, bleibt das Gasvolumen und somit das zirkulierende Gasvolumen konstant und der Betrieb in der Prozesskammer kann kontinuierlich, ohne eine Unterbrechung bei einer Reinigung des Filterelements, erfolgen. Zudem bestehen weniger Möglichkeiten für Leckagen oder Fehler bei der Massenbilanzierung, sodass eine kontrollierte Prozessführung möglich ist. Insbesondere kann die Gasmenge für die Abreinigung des Filterelements an den Verschmutzungsgrad des Filterelements angepasst werden, ohne dabei den Gasstrom in der Prozesskammer zu beeinflussen. Da das Gas für die Abreinigung des Filterelements dem gereinigten Gasstrom entnommen wird, muss kein externes Gas zugeführt werden. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn kostspielige Inertgase oder umweltschädliche Gase als Prozessgas und als Spülgas zum Abreinigen des Filterelements eingesetzt werden müssen.By cleaning the first filter element with a partial volume flow of the gas flow separated from pollutants and the return of this partial volume flow into the circulating gas flow, the gas volume and thus the circulating gas volume remains constant and operation in the process chamber can be carried out continuously without any interruption when cleaning the filter element , take place. In addition, there are fewer opportunities for leaks or errors in mass balancing, so that controlled process management is possible. In particular, the amount of gas for cleaning the filter element can be adapted to the degree of contamination of the filter element without influencing the gas flow in the process chamber. Since the gas for cleaning the filter element is taken from the cleaned gas flow, no external gas has to be added. This is particularly advantageous when expensive inert gases or environmentally harmful gases have to be used as process gas and as flushing gas for cleaning the filter element.

Das erste Filterelement ist in der Filterkammer so angeordnet, dass die separierten Bestandteile bei der Abreinigung in einen Sammelbehälter gelangen. Vorzugsweise ist das Filterelement so angeordnet, dass der Austrag der separierten Bestandteile in Richtung des Sammelbehälters mittels Schwerkraftwirkung erfolgt.The first filter element is arranged in the filter chamber in such a way that the separated components get into a collecting container during cleaning. The filter element is preferably arranged in such a way that the separated components are discharged in the direction of the collecting container by means of the action of gravity.

Das Ablösen der separierten Bestandteile von dem ersten Filterelement kann durch eine konstante oder zeitlich variable Anströmung bzw. Durchströmung des Filterelements erreicht werden. Das Filterelement kann dabei vollständig oder teilweise an- bzw. durchströmt werden. Dabei kann mit dem Teilvolumenstrom als Spülluft oder Spülgas eine Strömungsumkehr im Filterelement erreicht werden.The detachment of the separated components from the first filter element can be achieved by a constant or time-variable inflow or flow through the filter element. The filter element can be flowed through completely or partially. A flow reversal in the filter element can be achieved with the partial volume flow as scavenging air or scavenging gas.

Bevorzugt wird die Abreinigung des Filterelements mittels eines konstanten Gasstromes erreicht.The filter element is preferably cleaned by means of a constant gas flow.

Erfindungsgemäß erfolgt eine translatorische Bewegung und/oder Drehung eines Gasbalkens, der Bestandteil der Einrichtung zum Abreinigen des Filterelements ist. Durch die Bewegung und/oder Drehung des Gasbalkens kann der Teilvolumenstrom für die Abreinigung des Filterelements auf verschiedene Oberflächenbereiche des Filterelements gerichtet werden. Alternativ zur Drehung des gesamten Gasbalkens kann auch ein Gasbalken mit beweglichen Düsen verwendet werden. Somit können auch Filterelemente mit unterschiedlich geneigten Oberflächenbereichen ohne Verschattungen abgereinigt werden.According to the invention there is a translational movement and / or rotation of a gas bar which is part of the device for cleaning the filter element. By moving and / or rotating the gas bar, the partial volume flow for cleaning the filter element can be directed to different surface areas of the filter element. As an alternative to rotating the entire gas bar, a gas bar with movable nozzles can also be used. This means that filter elements with differently inclined surface areas can also be cleaned without shading.

Indem einzelne Bereiche des Filterelements gezielt lokal abgereinigt werden können, kann eine sanfte Filterabreinigung erreicht werden, bei der das Filterelement lediglich durch wenige kontrollierte Durchströmungen belastet wird. Durch diese sanfte Abreinigung kann die Lebensdauer des Filterelements erhöht werden. Zudem müssen dem zirkulierenden Gasstrom auf Grund der lokalen Reinigung nur geringe Mengen an Gas für die Abreinigung des Filterelements entnommen werden.Since individual areas of the filter element can be cleaned locally in a targeted manner, gentle filter cleaning can be achieved in which the filter element is only stressed by a few controlled flows. This gentle cleaning can increase the service life of the filter element. In addition, due to the local cleaning, only small amounts of gas have to be removed from the circulating gas flow for cleaning the filter element.

Ein weiterer Vorteil der partiellen, lokalen Abreinigung besteht darin, dass die restliche Filterfläche, die nicht abgereinigt wird, weiterhin für die Abtrennung der zu separierenden Bestandteile aus dem aus der Prozesskammer zum Filterelement strömenden Gasstrom zur Verfügung steht, sodass der Reinheitsgrad des zurückgeführten Gases keinen oder nur geringen zeitlichen Schwankungen unterworfen ist. Darüberhinaus können Bereiche des Filterelements, an denen sich beispielsweise auf Grund einer ungleichmäßigen Durchströmung des Filterelements oder auf Grund von thermophoretischen Vorgängen verstärkt Bestandteile aus dem aus der Prozesskammer kommenden Gasstroms anlagern, kontrolliert abgereinigt werden. Somit kann eine gleichmäßige, hohe Filterleistung gewährleistet und die Lebensdauer des Filterelements verlängert werden. In Absaug- und Filtersystemen, in denen gesundheitsschädliche oder explosive Schadstoffe aus dem Gasstrom gefiltert werden, stellt der Wechsel des Filterelements ein hohes Gesundheits- und Sicherheitsrisiko dar. Durch eine längere Lebensdauer der Filterelemente kann ein häufiger Wechsel vermieden werden und dadurch das Gesundheits- und Sicherheitsrisiko gesenkt werden.Another advantage of the partial, local cleaning is that the remaining filter surface, which is not cleaned, is still available for the separation of the components to be separated from the gas flow flowing from the process chamber to the filter element, so that the degree of purity of the returned gas is no or is subject to only minor fluctuations over time. In addition, areas of the filter element on which, for example, due to an uneven flow through the filter element or due to thermophoretic processes, more constituents from the gas flow coming from the process chamber are deposited, can be cleaned off in a controlled manner. This ensures a uniform, high filter performance and extends the service life of the filter element. In suction and filter systems in which harmful or explosive pollutants are filtered out of the gas flow, changing the filter element represents a high health and safety risk. A longer service life of the filter elements can avoid frequent changes and thus the health and safety risk be lowered.

Vorzugsweise ist das Filterelement des erfindungsgemäßen Absaug- und Filtersystems als mindestens ein abreinigbarer Faltenpanelfilter ausgestaltet. Faltenpanelfilter können auf Grund der Faltung eine bis zu zehnfach größere Filterfläche im Vergleich zu Flachfiltern aufweisen. Dadurch können am bzw. im Filterelement mehr Schadstoffe aus dem aus der Prozesskammer kommenden Gasstrom angelagert werden, bevor dieses abgereinigt werden muss. Die Filterelemente können somit seltener gereinigt werden und die Entnahme der abgereinigten Bestandteile aus dem Sammelbehälter kann ebenfalls in größeren Zeitabständen erfolgen. Da die Entnahme insbesondere bei gesundheitsschädlichen oder hoch reaktiven Schadstoffen eine Gefahr darstellt, kann durch die Vermeidung häufiger Entnahmen das Gesundheits- und Sicherheitsrisiko gesenkt werden.The filter element of the suction and filter system according to the invention is preferably designed as at least one cleanable pleated panel filter. Pleated panel filters can have a filter surface up to ten times larger than flat filters due to their pleating. As a result, more pollutants from the gas flow coming from the process chamber can be deposited on or in the filter element before it has to be cleaned off. The filter elements can thus be cleaned less frequently and the removed components can also be removed from the collecting container at longer time intervals. Since the removal poses a danger in particular in the case of harmful or highly reactive pollutants, the health and safety risk can be reduced by avoiding frequent withdrawals.

Für die Entnahme der abgereinigten Schadstoffe kann ein Sammelbehälter unterhalb des Filterelements oder in Richtung des Teilvolumenstromes für die Abreinigung des Filterelements angebracht sein, in dem die abgereinigten Bestandteile aus dem Filterelement eingefangen werden können. Besonders bevorzugt ist der Sammelbehälter lösbar an der Filterkammer angebracht, wobei die Filterkammer und der Sammelbehälter vor dem Lösen des Behälters gasdicht gegen die Umgebung verschlossen werden können, sodass der Sammelbehälter während des Betriebs entfernt und ausgetauscht werden kann. Durch das Verschließen kann einerseits ein unkontrolliertes Austreten von Stoffen aus der Filterkammer oder dem Sammelbehälter vermieden werden. Somit können potentielle Gesundheitsschäden durch den Kontakt mit diesen Stoffen verhindert werden. Andererseits kann vermieden werden, dass Umgebungsluft in die Filterkammer oder den Sammelbehälter eindringt. Dadurch kann insbesondere bei hoch reaktiven Stoffen, beispielsweise bei feinverteilten Partikeln aus Metallen wie Titan, Magnesium und deren Legierungen, eine Brand- oder Explosionsgefahr vermieden werden.For the removal of the cleaned pollutants, a collecting container can be attached below the filter element or in the direction of the partial volume flow for cleaning the filter element, in which the cleaned components can be captured from the filter element. The collecting container is particularly preferably detachably attached to the filter chamber, the filter chamber and the collecting container being able to be closed gas-tight from the environment before the container is released, so that the collecting container can be removed and exchanged during operation. By closing, on the one hand, uncontrolled leakage of substances from the filter chamber or the collecting container can be avoided. In this way, potential damage to health through contact with these substances can be prevented. On the other hand, it can be avoided that ambient air penetrates into the filter chamber or the collecting container. In this way, particularly with highly reactive substances, for example with finely divided particles made of metals such as titanium, magnesium and their alloys, the risk of fire or explosion can be avoided.

Das gasdichte Verschließen der Filterkammer und des Sammelbehälters kann zum Beispiel über einen manuell bedienbaren Absperrschieber erfolgen. Für das gasdichte Verschließen des Sammelbehälters kann aber auch vorgesehen sein, diesen vor der Entnahme aus dem Absaug- und Filtersystem mit einem nichtoxidierbaren Stoff, insbesondere nicht oxidierbaren Partikeln wie Quarz oder Sand, zu befüllen, sodass die Schadstoffe im Behälter gasdicht mit dem nichtoxidierbaren Stoff überdeckt sind.The gas-tight sealing of the filter chamber and the collecting container can be done, for example, using a manually operated gate valve. For the gas-tight closure of the collecting container, however, it can also be provided that it is filled with a non-oxidizable substance, in particular non-oxidizable particles such as quartz or sand, before it is removed from the suction and filter system, so that the pollutants in the container are covered in a gas-tight manner with the non-oxidizable substance are.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Filterkammer in Richtung des Sammelbehälters so ausgeformt ist, dass der Austrag der aus dem Filterelement abgereinigten und aus dem Gasstrom separierten Bestandteile in den Sammelbehälter erleichtert wird. Die Filterkammer kann beispielsweise in Richtung des Sammelbehälters trichterförmig geformt sein, sodass eine Schacht- oder eine Brückenbildung der abgereinigten Bestandteile verhindert werden kann. Zudem können pneumatische, mechanische oder schwingende Austragshilfen vorsehen sein, sodass der Austrag der von dem Filterelement abgereinigten und aus dem Gasstrom separierten Bestandteile des zirkulierenden Gasstroms in den Sammelbehälter erleichtert wird.It can furthermore be provided that the filter chamber is shaped in the direction of the collecting container in such a way that the discharge of the constituents cleaned from the filter element and separated from the gas flow into the collecting container is facilitated. The filter chamber can, for example, be shaped like a funnel in the direction of the collecting container, so that the formation of a shaft or a bridge of the cleaned-off components can be prevented. In addition, pneumatic, mechanical or oscillating discharge aids can be provided so that the discharge of the constituents of the circulating gas flow that has been cleaned off from the filter element and separated from the gas flow into the collecting container is facilitated.

Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Absaug- und Filtersystem mindestens ein weiteres Filterelement aufweist, das in Strömungsrichtung des Gasstroms nach dem ersten Filterelement angeordnet ist. Dieses weitere Filterelement ist vorzugsweise als Schwebstoffpanelfilter ausgestaltet. Dadurch können weitere Restschadstoffe aus dem Gasstrom gefiltert werden, bevor es in den Prozess zurückgeführt wird. Eine erhöhte Schadstofffilterung ist insbesondere bei einem häufigen Wechsel der Fertigungsstoffe vorteilhaft, da damit Kreuzkontaminationen in der Prozesskammer vermieden werden können.Furthermore, it can be provided that the suction and filter system according to the invention has at least one further filter element which is arranged after the first filter element in the flow direction of the gas flow. This further filter element is preferably designed as a particulate panel filter. This allows further residual pollutants to be filtered out of the gas flow before it is fed back into the process. Increased pollutant filtering is particularly advantageous when the manufacturing materials are changed frequently, since cross-contamination in the process chamber can be avoided.

Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail below by way of example.

Dabei zeigen:

  • 1 in schematischer Darstellung ein Beispiel eines Absaug- und Filtersystems, das bei der Erfindung einsetzbar ist und
  • 2 in schematischer Darstellung ein Beispiel einer Einrichtung zum Abreinigen des Filterelements eines erfindungsgemäßen Absaug- und Filtersystems.
Show:
  • 1 in a schematic representation an example of a suction and filter system that can be used with the invention and
  • 2 a schematic representation of an example of a device for cleaning the filter element of a suction and filter system according to the invention.

Das in 1 schematisch dargestellte Beispiel eines Absaug- und Filtersystems weist ein geschlossenes Gehäuse 1, einen Rohgasraum 2, eine Filterkammer 3, ein Filterelement 4 zur Abtrennung von feinverteilten Feststoffen und Kondensaten aus einem zirkulierenden Gasstrom R, einen ersten Verdichter 6 für das Ansaugen des Gases R aus der Prozesskammer 5, einen zweiten Verdichter 7 für das Ansaugen eines Teilvolumenstroms, einen Sammelbehälter 8 für aus dem zirkulierenden Gasstrom R separierte Bestandteile F, ein weiteres optionales Filterelement 9 sowie eine Einrichtung 10, mit der der Teilvolumenstrom für die Abreinigung des Filterelementes 4 auf Oberflächenbereiche des Filterelementes 4 gerichtet ist, auf.This in 1 schematically shown example of a suction and filter system has a closed housing 1 , a raw gas room 2 , a filter chamber 3 , a filter element 4th for the separation of finely divided solids and condensates from a circulating gas stream R. , a first compressor 6th for sucking in the gas R. from the process chamber 5 , a second compressor 7th for sucking in a partial volume flow, a collecting container 8th for from the circulating gas stream R. separated components F, another optional filter element 9 as well as a facility 10 with which the partial volume flow for cleaning the filter element 4th on surface areas of the filter element 4th is directed to.

Wie mit den Pfeilen verdeutlicht wird, wird der Gasstrom R aus der Prozesskammer 5 in den Rohgasraum 2 des Absaug- und Filtersystems angesaugt. Beim Einleiten in den Rohgasraum 2 verringert sich die Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes R, sodass grobe Verunreinigungen nicht mehr mit dem Gasstrom R mitgerissen werden, sondern mittels der Schwerkraftwirkung in den Sammelbehälter 8 abgeschieden werden können. Der Gasstrom R wird mit dem ersten Verdichter 6 vom Rohgasraum 2 durch das Filterelement 4 in die Filterkammer 3 gesaugt. Dabei lagern sich feinverteilte Feststoffe und Kondensate aus dem Gasstrom R am Filterelement 4 an.As indicated by the arrows, the gas flow is R. from the process chamber 5 in the raw gas space 2 suction and filter system. When introducing into the raw gas space 2 the flow velocity of the gas flow decreases R. so that coarse impurities no longer enter the gas flow R. are entrained, but by means of gravity in the collecting container 8th can be deposited. The gas flow R. will be with the first compressor 6th from the raw gas space 2 through the filter element 4th into the filter chamber 3 sucked. Finely divided solids and condensates from the gas flow are deposited in the process R. on the filter element 4th at.

Das gereinigte Gas R kann als Reingas über ein zweites optionales Filterelement 9, das den Gasstrom R nachreinigt, aus dem Absaug- und Filtersystems ausgeleitet und in die Prozesskammer 5 zurückgeführt werden. Die Abreinigung des Filterelements 4 erfolgt pneumatisch im Gegenstromprinzip mit einem Teilvolumenstrom des aus der Prozesskammer 5 zugeführten Gasstroms R. Das Gas wird während des Betriebes durch einen zweiten Verdichter 7, wie mit den Pfeilen verdeutlicht, saugseitig angesaugt und druckseitig entgegen der Strömung des aus der Prozesskammer 5 angesaugten Gasstromes R durch das Filterelement 4 geleitet. Durch den Teilvolumenstrom werden Anhaftungen vom Filterelement 4 gelöst und im Sammelbehälter 8 aufgefangen. Die Reinigung des Filterelements 4 kann somit in einem kontinuierlichen und konstanten, geschlossenen Gaskreislauf erfolgen.The purified gas R. can be used as pure gas via a second optional filter element 9 that is the gas flow R. cleaned, discharged from the suction and filter system and into the process chamber 5 to be led back. The cleaning of the filter element 4th takes place pneumatically in the counterflow principle with a partial volume flow from the process chamber 5 supplied gas flow R. . The gas is fed through a second compressor during operation 7th , as indicated by the arrows, sucked in on the suction side and against the flow of the from the process chamber on the pressure side 5 sucked gas stream R. through the filter element 4th directed. The partial volume flow removes buildup from the filter element 4th released and in the collecting container 8th caught. The cleaning of the filter element 4th can thus take place in a continuous and constant, closed gas cycle.

In 2 ist schematisch ein Beispiel einer Einrichtung 10 zum Abreinigen eines Filterelements 4 eines erfindungsgemäßen Absaug- und Filtersystems dargestellt. Die Einrichtung weist einen Gasbalken 11 mit einer Schlitzdüse, die parallel zur Längsachse des Gasbalkens 11 verläuft, auf. Alternativ zu einer Schlitzdüse kann auch eine Reihe von mehreren Einzeldüsen am Gasbalken 11 vorgesehen sein.In 2 is schematically an example of a device 10 for cleaning a filter element 4th a suction and filter system according to the invention shown. The device has a gas bar 11 with a slot nozzle that is parallel to the longitudinal axis of the gas bar 11 runs on. As an alternative to a slot nozzle, a number of several individual nozzles can be installed on the gas bar 11 be provided.

Der Gasbalken 11 kann translatorisch entlang der Oberfläche des Filterelements 4 bewegt werden, sodass der Düsenspalt der Schlitzdüse des Gasbalkens 11 parallel und in einem Abstand zur Oberfläche des Filterelements 4 bewegt wird. Dadurch können bei Faltenpanelfiltern einzelne Falten des Filterelements 4 gezielt aus dem Filtrationsbetrieb genommen werden und mit einem bei einer Abreinigung konstanten, aus dem Düsenspalt kommenden Volumenstrom abgereinigt werden. Der Gasbalken 11 kann hierfür gegebenenfalls zwischen die Falten abgesenkt werden.The gas bar 11 can translationally along the surface of the filter element 4th be moved so that the nozzle gap of the slot nozzle of the gas bar 11 parallel and at a distance from the surface of the filter element 4th is moved. As a result, individual folds of the filter element can occur in the case of pleated panel filters 4th can be specifically removed from the filtration operation and cleaned with a constant volume flow coming from the nozzle gap during cleaning. The gas bar 11 can be lowered between the folds for this purpose.

Durch Drehung des Gasbalkens 11 um eine Achse, insbesondere seine Längsachse, kann der Teilvolumenstromaus der Düse gezielt unter ausgewählten Winkeln auf die Oberfläche des Filterelements 4 gerichtet werden. Somit kann der Gasstrom an Filterelemente mit verschiedenen Oberflächenneigungen angepasst werden. Alternativ zur Drehung des Gasbalkens 11 können auch eine oder mehrere Düsen schwenkbar oder drehbar am Gasbalken 11 angeordnet sein. Dadurch kann der Anströmwinkel im Bezug zur Oberfläche des abzureinigenden Filterelements 4 verändert werden.By turning the gas bar 11 About an axis, in particular its longitudinal axis, the partial volume flow from the nozzle can be directed at selected angles onto the surface of the filter element 4th be judged. In this way, the gas flow can be adapted to filter elements with different surface inclinations. As an alternative to rotating the gas bar 11 One or more nozzles can also be pivoted or rotated on the gas bar 11 be arranged. This allows the angle of attack in relation to the surface of the filter element to be cleaned 4th to be changed.

Claims (10)

Absaug- und Filtersystem, bei dem eine Prozesskammer (5) vorhanden ist, die an eine Filterkammer (3) angeschlossen ist, wobei durch die Prozesskammer (5) und die Filterkammer (3) ein Gasstrom mittels eines ersten Verdichters (6) zirkulierend geführt ist; und in der Filterkammer (3) mindestens ein erstes Filterelement (4) angeordnet ist, gegen das ein Schadstoffe enthaltender Rohgasstrom aus der Prozesskammer (5) strömt, und der von Schadstoffen separierte Gasstrom aus dem ersten Filterelement (4) austritt und in die Prozesskammer (5) rückgeführt ist, wobei in der Filterkammer (3) eine Einrichtung (10) angeordnet ist, die so ausgebildet ist, dass ein Teilvolumenstrom, der dem aus der Prozesskammer (3) angesaugten Gasstrom nach dem Filterelement (4) entnommen ist, auf Oberflächenbereiche des Filterelements (4) so gerichtet ist, dass an der gegenüberliegend angeordneten Oberfläche des Filterelements (4) angesammelte Schadstoffe abgelöst werden und in einen Sammelbehälter (8) gelangen dadurch gekennzeichnet, dass das Ablösen der aus dem Gasstrom separierten Schadstoffe vom ersten Filterelement (4) mittels steuerbarer, pneumatischer Durchströmungen des Filterelementes (4) mit dem Teilvolumenstrom als Spülgas durch eine translatorische Bewegung oder Drehung eines Gasbalkens (11), durch den der Teilvolumenstrom geführt ist und der Bestandteil der Einrichtung (10) ist, erfolgt.Extraction and filter system in which a process chamber (5) is present, which is connected to a filter chamber (3), a gas flow circulating through the process chamber (5) and the filter chamber (3) by means of a first compressor (6) ; and at least one first filter element (4) is arranged in the filter chamber (3), against which a raw gas stream containing pollutants flows from the process chamber (5), and the gas stream separated from pollutants exits the first filter element (4) and into the process chamber ( 5) is returned, with a device (10) being arranged in the filter chamber (3) which is designed so that a partial volume flow, which is taken from the gas flow sucked in from the process chamber (3) after the filter element (4), is transferred to surface areas of the filter element (4) is directed in such a way that pollutants collected on the oppositely arranged surface of the filter element (4) are detached and get into a collecting container (8), characterized in that the detachment of the pollutants separated from the gas flow from the first filter element (4) by means of controllable, pneumatic flow through the filter element (4) with the partial volume flow as flushing gas through a translational movement movement or rotation of a gas bar (11) through which the partial volume flow is guided and which is part of the device (10) takes place. Absaug- und Filtersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Entnahme des Teilvolumenstromes nach dem Filterelement (4) ein Ansaugrohr angeordnet ist, das mit der Saugseite eines zweiten Verdichters (7) verbunden ist, und an der Druckseite des zweiten Verdichters (7) eine Leitung angeschlossen ist, die zur Einrichtung (10) geführt ist oder nach dem Filterelement (4) eine Leitung angeordnet ist, die mit einem Regelventil auf der Druckseite des ersten Verdichters (6) verbunden ist und zur Einrichtung (10) geführt ist.Suction and filter system according to Claim 1 , characterized in that a suction pipe is arranged for the extraction of the partial volume flow after the filter element (4), which is connected to the suction side of a second compressor (7), and a line is connected to the pressure side of the second compressor (7) which to the device (10) or after the filter element (4) a line is arranged which is connected to a control valve on the pressure side of the first compressor (6) and is led to the device (10). Absaug- und Filtersystem einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasbalken (11) horizontal und/oder vertikal verfahr- und/oder drehbar ist und am Gasbalken (11) mindestens eine Düse, aus der Gas auf Oberflächenbereiche des ersten Filterelements (4) gerichtet ist, vorhanden ist.Suction and filter system according to one of the preceding claims, characterized in that the gas bar (11) can be moved and / or rotated horizontally and / or vertically, and at least one nozzle on the gas bar (11) from which gas flows onto surface areas of the first filter element (4 ) is directed is present. Absaug- und Filtersystem einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Düse des Gasbalkens (11) schwenkbar und/oder drehbar am Gasbalken (11) ausgebildet ist.Suction and filter system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one nozzle of the gas bar (11) is designed to be pivotable and / or rotatable on the gas bar (11). Absaug- und Filtersystem einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Gasbalken (11) mehrere Düsen vorhanden sind, die bevorzugt äquidistant angeordnet und jeweils gleich ausgebildet sind.Suction and filter system according to one of the preceding claims, characterized in that there are several nozzles on the gas bar (11), which are preferably arranged equidistantly and are each designed in the same way. Absaug- und Filtersystem einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablösen der aus dem Gasstrom separierten Schadstoffe vom ersten Filterelement (4) durch einen Teilvolumenstrom erfolgt, der durch Bewegen des Gasbalkens (11) oder Schwenken der mindestens einen Düse am Gasbalken (11) unter variablen Winkeln auf Oberflächenbereiche des ersten Filterelements (4) gerichtet ist.Suction and filter system according to one of the preceding claims, characterized in that the detachment of the pollutants separated from the gas flow from the first filter element (4) takes place by a partial volume flow which is caused by movement of the gas bar (11) or pivoting of the at least one nozzle on the gas bar (11) is directed at variable angles onto surface areas of the first filter element (4). Absaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Filterelement (4) als abreinigbarer Faltenpanelfilter ausgestaltet ist.Suction and filter system according to one of the preceding claims, characterized in that the first filter element (4) is designed as a cleanable pleated panel filter. Absaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Filterkammer (3) in Strömungsrichtung nach dem ersten Filterelement (4) mindestens ein weiteres Filterelement (9) angeordnet und vom mit dem ersten Filterelement (4) gereinigten Gasstrom durchströmt ist.Suction and filter system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one further filter element (9) is arranged in the filter chamber (3) in the direction of flow after the first filter element (4) and the gas stream cleaned with the first filter element (4) flows through it . Absaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine weitere Filterelement (9) als Schwebstoffpanelfilter ausgestaltet ist.Suction and filter system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one further filter element (9) is designed as a suspended matter panel filter. Absaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zirkulierende Gasstrom mit einem Inertgas, insbesondere Argon und/oder Stickstoff gebildet ist.Suction and filter system according to one of the preceding claims, characterized in that the circulating gas flow is formed with an inert gas, in particular argon and / or nitrogen.
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