DE102020123043B4

DE102020123043B4 - Filter device and method for cleaning a process gas

Info

Publication number: DE102020123043B4
Application number: DE102020123043.5A
Authority: DE
Inventors: Björn Ullmann
Original assignee: One Click Metal GmbH
Current assignee: One Click Metal GmbH
Priority date: 2020-09-03
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2023-08-17
Anticipated expiration: 2040-09-04
Also published as: DE102020123043A1; WO2022048878A1

Abstract

Filtereinrichtung zum Reinigen eines Prozessgases, insbesondere für eine Lasersinter- oder Laserschmelzanlage,- mit einem Filterkopf (12), an welchem ein Filter (14) anschließbar ist, wobei der Filterkopf (12) ein Gehäuse (17) umfasst, welches einen Rohgasanschluss (16) zum Zuführen eines verunreinigten Prozessgases und einen Reingasanschluss (18) zum Abführen eines gereinigten Prozessgases aufweist, und mit einer an dem Gehäuse (17) vorgesehenen Anschlussschnittstelle (21) für den Filter (14), die zwischen dem Rohgasanschluss (16) und dem Reingasanschluss (18) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,- dass zwischen dem Rohgasanschluss (16) und der Anschlussschnittstelle (21) ein Anschluss (23) für die Zuführung eines Benetzungsmediums vorhanden ist, und dass zwischen dem Rohgasanschluss (16) und der Anschlussschnittstelle (21) ein Zuführkanal (25) ausgebildet ist, der vor der Anschlussschnittstelle (21) eine Querschnittsverjüngung (27) aufweist.Filter device for cleaning a process gas, in particular for a laser sintering or laser melting system, with a filter head (12) to which a filter (14) can be connected, the filter head (12) comprising a housing (17) which has a raw gas connection (16 ) for supplying a contaminated process gas and a clean gas connection (18) for discharging a cleaned process gas, and with a connection interface (21) provided on the housing (17) for the filter (14) between the raw gas connection (16) and the clean gas connection (18) is provided, characterized in that between the raw gas connection (16) and the connection interface (21) there is a connection (23) for the supply of a wetting medium, and in that between the raw gas connection (16) and the connection interface (21) a feed channel (25) is formed, which has a cross-sectional narrowing (27) in front of the connection interface (21).

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung sowie ein Verfahren zum Reinigen eines Prozessgases für eine Lasersinter- oder Laserschmelzanlage. The invention relates to a filter device and a method for cleaning a process gas for a laser sintering or laser melting system.

Aus der EP 2 307 118 B1 ist eine Filteranordnung zum Filtern eines flüssigen oder gasförmigen Mediums bekannt. Diese Filteranordnung umfasst ein Filtergehäuse, auf welchem ein Gehäusekopf mittels einer Schraubverbindung lösbar befestigt ist. In dem Gehäusekopf ist ein erstes Anschlusselement zur Zuleitung des zu filternden Mediums sowie ein zweites Anschlusselement zur Ableitung des gefilterten Mediums vorgesehen. An dem Filterkopf sind mehrere Verriegelungselemente vorgesehen, durch welche ein versehentlicher Betrieb des Filterkopfes bei fehlendem Filtergehäuse verhindert werden kann.From the EP 2 307 118 B1 a filter arrangement for filtering a liquid or gaseous medium is known. This filter arrangement includes a filter housing, on which a housing head is detachably fastened by means of a screw connection. A first connection element for supplying the medium to be filtered and a second connection element for discharging the filtered medium are provided in the housing head. A number of locking elements are provided on the filter head, which can be used to prevent accidental operation of the filter head when the filter housing is missing.

Aus der DE 10 2012 004 587 B4 ist eine Filtereinrichtung zum Anschluss an eine Lasersinter- oder Laserschmelzanlage bekannt. Bei dieser Filteranlage ist vorgesehen, dass ein Filtermodul in einem Gehäuse vorgesehen ist, wobei das Filtermodul in einem unterteilten Gehäuse positioniert ist, welches mit einem Oberteil verschließbar ist. Das Filtermodul weist einen Zulauf und einen Ablauf für ein Flutungsmedium auf, um den mit Pulver beladenen Filter vor dem Öffnen des Filtermoduls zu fluten.From the DE 10 2012 004 587 B4 a filter device for connection to a laser sintering or laser melting system is known. In this filter system it is provided that a filter module is provided in a housing, the filter module being positioned in a divided housing which can be closed with an upper part. The filter module has an inlet and an outlet for a flooding medium in order to flood the filter loaded with powder before the filter module is opened.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtereinrichtung sowie ein Verfahren zum Reinigen eines Prozessgases für eine Lasersinter- oder Laserschmelzanlage vorzuschlagen, wodurch ein vereinfachter Wechsel eines mit Partikeln beladenen Filters ermöglicht ist, wobei eine Gefahr einer Explosion oder Verpuffung vermieden wird.The invention is based on the object of proposing a filter device and a method for cleaning a process gas for a laser sintering or laser melting system, whereby a simplified replacement of a filter laden with particles is made possible, with the risk of explosion or deflagration being avoided.

Diese Aufgabe wird durch eine Filtereinrichtung zum Reinigen eines Prozessgases für eine Lasersinter- oder Laserschmelzanlage gelöst, welche einen Filterkopf mit einem Gehäuse umfasst, das einen Rohgasanschluss zum Zuführen eines belasteten oder verunreinigten Prozessgases bzw. rohgases und einen Reingasanschluss zum Abführen eines gereinigten Prozessgases bzw. Reingases aufweist, sowie eine Anschlussschnittstelle für einen Filter umfasst, die zwischen dem Rohgasanschluss und dem Reingasanschluss vorgesehen ist und einen Anschluss für die Zuführung eines Benetzungsmediums umfasst, welcher zwischen dem Rohgasanschluss und der Anschlussschnittstelle zur Aufnahme des Filters vorgesehen ist. Dieser Anschluss für die Zuführung des Benetzungsmediums ist stromab des Rohgasanschlusses in einem Zuführkanal zur Anschlussschnittstelle angeordnet. Dies weist den Vorteil auf, dass noch während des Reinigungsprozesses für das belastete Prozessgas über den Anschluss am Filterkopf ein Benetzungsmedium zugeführt und in den Filter eingetragen wird. Dadurch kann bei einem Wechsel des Filters durch ein Lösen des Filters von dem Filterkopf die Gefahr einer Explosion oder einer Verpuffung in dem Filter vermieden werden.This object is achieved by a filter device for cleaning a process gas for a laser sintering or laser melting system, which includes a filter head with a housing that has a raw gas connection for supplying a contaminated or contaminated process gas or raw gas and a clean gas connection for discharging a cleaned process gas or clean gas has, as well as a connection interface for a filter, which is provided between the raw gas connection and the clean gas connection and comprises a connection for the supply of a wetting medium, which is provided between the raw gas connection and the connection interface for receiving the filter. This connection for supplying the wetting medium is arranged downstream of the raw gas connection in a supply channel to the connection interface. This has the advantage that a wetting medium is supplied via the connection on the filter head and introduced into the filter during the cleaning process for the contaminated process gas. As a result, when changing the filter by detaching the filter from the filter head, the risk of an explosion or a deflagration in the filter can be avoided.

Zwischen dem Rohgasanschluss und der Anschlussschnittstelle ist ein Zuführkanal ausgebildet, der vor der Anschlussschnittstelle für den Filter eine Querschnittsverjüngung aufweist. Diese Querschnittsverjüngung ermöglicht eine Beschleunigung des Volumenstromes des Prozessgases in dem Zuführkanal. Dadurch kann eine erleichterte Zuführung des Benetzungsmediums über den Anschluss erfolgen, der dem Zuführkanal zugeordnet ist.A supply channel is formed between the raw gas connection and the connection interface, which has a cross-sectional reduction in front of the connection interface for the filter. This narrowing of the cross section enables the volume flow of the process gas in the feed channel to be accelerated. As a result, the wetting medium can be supplied more easily via the connection which is assigned to the supply channel.

Bevorzugt ist zwischen der Querschnittsverjüngung und der Anschlussschnittstelle der in den Zuführkanal mündende Anschluss für die Zuführung des Benetzungsmittels positioniert. Dies ermöglicht, dass durch die Querschnittsverjüngung ein Venturi-Effekt erzielt wird, durch welchen aufgrund der Strömungsgeschwindigkeit des belasteten Prozessgases eine Mitnahme oder ein Herausführen des Benetzungsmediums durch den Anschluss für die Zuführung des Benetzungsmediums ermöglicht ist. The connection for supplying the wetting agent, which opens into the supply channel, is preferably positioned between the narrowing of the cross section and the connection interface. This enables a Venturi effect to be achieved through the narrowing of the cross section, which, due to the flow rate of the loaded process gas, enables the wetting medium to be carried along or guided out through the connection for supplying the wetting medium.

Dadurch kann eine einfache Befüllung des Filters mit dem Benetzungsmedium ermöglicht sein.This allows easy filling of the filter with the wetting medium.

Bevorzugt ist die Querschnittsverjüngung als eine Venturi-Düse in Verbindung mit dem Anschluss für das Benetzungsmedium ausgebildet.The narrowing of the cross section is preferably designed as a Venturi nozzle in connection with the connection for the wetting medium.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Filterkopfes sieht vor, dass die Anschlussschnittstelle am Filterkopf für den Filter an einer Gehäuseunterseite vorgesehen ist und der Anschluss für das Benetzungsmedium an einer Gehäuseseitenfläche oder einer Gehäuseoberseite vorgesehen ist. Dies ermöglicht, dass eine drucklose Bevorratung des Benetzungsmediums in einem Behälter möglich ist, der an den Anschluss für die Zuführung des Benetzungsmediums anschließbar ist.An advantageous embodiment of the filter head provides that the connection interface on the filter head for the filter is provided on a housing underside and the connection for the wetting medium is provided on a housing side face or a housing top. This allows the wetting medium to be stored without pressure in a container that can be connected to the connection for supplying the wetting medium.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Rohgasanschluss und/oder der Reingasanschluss an der Unterseite oder an einer Gehäuseseitenfläche angeordnet ist. In beiden Fällen kann eine einfache Zuführung des partikelbelasteten Prozessgases bzw. Rohgas in den Zuführkanal sowie eine Abführung des gereinigten Prozessgases bzw. Reingas ermöglicht sein.Furthermore, it is preferably provided that the raw gas connection and/or the clean gas connection is arranged on the underside or on a side surface of the housing. In both cases, a simple supply of the particle-loaded process gas or raw gas into the supply channel and removal of the cleaned process gas or clean gas can be made possible.

Vorteilhafterweise ist der an dem Gehäuse des Filterkopfes vorgesehene Anschluss für das Benetzungsmedium als ein Befüllstutzen mit einer Dichtung zum lösbaren Anschluss eines Behälters oder eines Zuführschlauches zum Zuführen des Benetzungsmediums ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Bestückung des Filterkopfes zum bedarfsmäßigen Zuführen des Benetzungsmediums.The connection provided on the housing of the filter head for the wetting medium is advantageously designed as a filling connection with a seal for the detachable connection of a container or a feed hose for feeding in the wetting medium. this makes possible a simple and quick equipping of the filter head for supplying the wetting medium as required.

Bevorzugt ist der Anschluss am Gehäuse des Filterkopfes für das Benetzungsmedium mit einem lösbaren Deckel verschlossen. Dies ermöglicht eine einfache Handhabung.The connection on the housing of the filter head for the wetting medium is preferably closed with a detachable cover. This enables easy handling.

Die im Gehäuse des Filterkopfes vorgesehene Anschlussstelle zur Aufnahme des Filters, insbesondere einer Filterkartusche, umfasst einen halbkreisförmigen Zuführkanal, der sich an die Querschnittsverjüngung des Zuführkanales anschließt und umfasst des Weiteren einen Anschlussstutzen, der mit einem zum Reingasanschluss führenden Abführkanal verbunden ist. An dieser Anschlussstelle kann vorzugsweise ein Filter, insbesondere eine Filterkartusche, angeschlossen werden, welche am Außenumfang einen ringförmigen Eingang für das Rohgas aufweist und zentral einen Ausgang umfasst, über welchen das Reingas abgeführt werden kann. Vorteilhafterweise ist der Rohgaseingang einer solchen Filterkartusche mit mehreren Öffnungen versehen, welche integrierte Rückschlagventile aufweisen, so dass eine Zuführung des Rohgases in den Filter ermöglicht, jedoch ein selbständiges Austreten verhindert wird.The connection point provided in the housing of the filter head for accommodating the filter, in particular a filter cartridge, comprises a semi-circular feed channel, which adjoins the narrowing of the cross section of the feed channel and also comprises a connecting piece, which is connected to a discharge channel leading to the clean gas connection. A filter, in particular a filter cartridge, can preferably be connected to this connection point, which has a ring-shaped inlet for the raw gas on the outer circumference and has a central outlet through which the clean gas can be discharged. Advantageously, the raw gas inlet of such a filter cartridge is provided with several openings, which have integrated non-return valves, so that the raw gas can be fed into the filter, but independent escape is prevented.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Filtereinrichtung sieht vor, dass zwischen dem Abführkanal und dem Reingasanschluss ein Rückschlagventil vorgesehen ist. Dadurch kann ein schnelles Eindringen von Sauerstoff in die Filtereinrichtung verhindert werden, sobald ein geschlossener Kreislauf für das Prozessgas unterbrochen oder geöffnet wird, beispielsweise indem eine Tür einer Prozesskammer geöffnet wird.A further advantageous embodiment of the filter device provides that a non-return valve is provided between the discharge channel and the clean gas connection. As a result, rapid penetration of oxygen into the filter device can be prevented as soon as a closed circuit for the process gas is interrupted or opened, for example by opening a door of a process chamber.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren zur Reinigung eines Prozessgases gelöst, bei dem eine Filtereinrichtung nach einem der vorstehenden Ausführungsformen in einem geschlossenen Kreislauf für das Prozessgas einer Lasersinter- oder Laserschmelzanlage positioniert ist, bei dem zum Filtern des Prozessgases an den Filterkopf ein Filter angeschlossen wird, bei dem vor dem Wechsel des zumindest teilweise gefüllten Filters über einen Anschluss zum Zuführen eines Benetzungsmediums am Filterkopf das Benetzungsmedium zugeführt wird, bei dem nach dem Zuführen eines einstellbaren Volumens des Benetzungsmediums der Kreislauf des Prozessgases gestoppt und der gefüllte Filter entnommen und ein frischer Filter an den Filterkopf angeschlossen wird. Dadurch ist ein schneller Filterwechsel ermöglicht. Gleichzeitig kann sichergestellt sein, dass durch die Zuführung des Benetzungsmediums die Gefahr einer Explosion oder einer Verpuffung innerhalb des Filter verhindert wird. Darüber hinaus weist dieses Verfahren den Vorteil auf, dass ein schneller und sauberer Wechsel durch den einfachen Austausch des Filters, insbesondere einer Filterkartusche, ermöglicht ist.The object on which the invention is based is also achieved by a method for cleaning a process gas, in which a filter device according to one of the above embodiments is positioned in a closed circuit for the process gas of a laser sintering or laser melting system, in which the filter head is used to filter the process gas a filter is connected, in which, before changing the at least partially filled filter, the wetting medium is supplied via a connection for supplying a wetting medium on the filter head, in which, after the supply of an adjustable volume of the wetting medium, the cycle of the process gas is stopped and the filled filter is removed and a fresh filter is connected to the filter head. This enables a quick filter change. At the same time, it can be ensured that the risk of an explosion or a deflagration within the filter is prevented by supplying the wetting medium. In addition, this method has the advantage that a quick and clean change is made possible by simply replacing the filter, in particular a filter cartridge.

Bevorzugt wird vor dem Betrieb des geschlossenen Kreislaufes der Anschluss für die Zuführung des Benetzungsmediums am Filterkopf geschlossen.The connection for supplying the wetting medium on the filter head is preferably closed before the operation of the closed circuit.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Füllstand des Filters für den bevorstehenden Wechsel und die Zuführmenge des Benetzungsmediums erfasst wird. Dadurch kann in Abhängigkeit des mit Partikeln belasteten Prozessgases der Zeitpunkt für den bevorstehenden Wechsel des Filters erfasst und die Zuführung des Benetzungsmediums angesteuert werden, bevor der Filter gewechselt wird und/oder vollständig beladen ist.Furthermore, it is preferably provided that the filling level of the filter for the forthcoming change and the supply quantity of the wetting medium are recorded. As a result, depending on the process gas loaded with particles, the point in time for the forthcoming change of the filter can be detected and the supply of the wetting medium can be controlled before the filter is changed and/or is fully loaded.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass nach einer vorbestimmten Betriebsdauer der Filtereinrichtung das Benetzungsmedium dem Filter zugegeben wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass nach Erreichen eines vorbestimmten Differenzdruckes zwischen dem Rohgasanschluss und dem Reingasanschluss das Benetzungsmittel dazugegeben wird. Mit zunehmendem Füllstand erhöht sich die Druckdifferenz zwischen der Rohgasseite und der Reingasseite. Dadurch kann eine differenzdruckabhängige Ansteuerung für die Zugabe des Benetzungsmediums ermöglicht sein. Des Weiteren kann alternativ vorgesehen sein, dass bei Erfassung eines vorbestimmten Sollwertes für eine Förderleistung einer Pumpe in dem geschlossenen Kreislauf für das Prozessgas das Benetzungsmittel zugegeben wird. Für einen Sinter- oder Schmelzprozess in einer Prozesskammer wird bevorzugt ein konstanter Volumenstrom des Prozessgases angesteuert. Bei einem zunehmenden Füllstand des Filters wird es erforderlich, dass die Förderleistung der Pumpe sich erhöht, um den Volumenstrom des Prozessgases konstant zu halten. Eine solche Änderung in der Förderleistung der Pumpe kann wiederum den Zeitpunkt zur Zugabe des Benetzungsmittels bestimmen. According to a preferred embodiment of the method, it is provided that the wetting medium is added to the filter after a predetermined period of operation of the filter device. Alternatively, provision can be made for the wetting agent to be added after a predetermined differential pressure has been reached between the raw gas connection and the clean gas connection. As the filling level increases, the pressure difference between the raw gas side and the clean gas side increases. As a result, a differential pressure-dependent control for the addition of the wetting medium can be made possible. Furthermore, it can alternatively be provided that the wetting agent is added when a predetermined desired value for a delivery rate of a pump in the closed circuit for the process gas is detected. A constant volume flow of the process gas is preferably controlled for a sintering or melting process in a process chamber. With an increasing fill level of the filter, it is necessary for the pump capacity to increase in order to keep the volume flow of the process gas constant. Such a change in the flow rate of the pump can in turn determine the point in time at which the wetting agent is added.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Füllstand eines Behälters mit Benetzungsmitteln mit einem Sensor oder durch eine Füllstandsanzeige erfasst wird. Dadurch kann eine vollständige Entleerung des Benetzungsmittels überwacht und verhindert sein, um sicherzustellen, dass ein hinreichendes Volumen am Benetzungsmedium vor dem Wechsel des Filters in den Filter eingetragen wird.Furthermore, it is preferably provided that a fill level of a container with wetting agents is detected by a sensor or by a fill level indicator. As a result, complete emptying of the wetting agent can be monitored and prevented in order to ensure that a sufficient volume of wetting medium is introduced into the filter before the filter is changed.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Wechsel des Filters durch ein RFID-Tag oder einen Transponder überwacht wird. Dadurch kann sichergestellt sein, dass nur vollständig entleerte Filter für den Betrieb an einer Filtereinrichtung angeschlossen werden und dass bei einem Wechsel des pulverförmigen Aufbaumaterials zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes in der Prozesskammer auch ein Filterwechsel erfolgt, so dass in einem Filter nicht zwei verschiedene Partikelmaterialien aus dem Prozessgas herausgefiltert werden. Dies stellt eine Sicherheitsfunktion dar.Furthermore, it is preferably provided that the change of the filter is monitored by an RFID tag or a transponder. Through this it can be ensured that only completely emptied filters are connected to a filter device for operation and that when the powdered construction material is changed to produce a three-dimensional object in the process chamber, the filter is also changed so that there are not two different particle materials from the process gas in one filter be filtered out. This is a safety feature.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Filtereinrichtung zur Reinigung eines Prozessgases für eine Lasersinter- oder Laserschmelzanlage,
2 eine perspektivische Draufsicht auf die Filtereinrichtung gemäß 1 mit einem abgenommenen Deckel,
3 eine perspektivische Ansicht von unten auf die Filtereinrichtung gemäß 1, und
4 eine schematische Schnittansicht der Filtereinrichtung gemäß 1.

The invention and other advantageous embodiments and developments thereof are described and explained in more detail below with reference to the examples shown in the drawings. The features to be found in the description and the drawings can be used according to the invention individually or collectively in any combination. Show it:

1 a perspective view of a filter device for cleaning a process gas for a laser sintering or laser melting system,
2 a perspective top view of the filter device according to FIG 1 with a removed lid,
3 a perspective view from below of the filter device according to FIG 1 , and
4 a schematic sectional view of the filter device according to FIG 1 .

In 1 ist perspektivisch eine Filtereinrichtung 11 dargestellt. Diese Filtereinrichtung 11 umfasst einen Filterkopf 12, an welchen ein auswechselbarer Filter 14, insbesondere eine Filterkartusche, anschließbar ist. Diese Filtereinrichtung 11 dient zum Anschluss in einen geschlossenen Prozessgaskreislauf einer nicht näher dargestellten Lasersinter- oder Laserschmelzanlage. Von einer Prozesskammer der Lasersinter- oder Laserschmelzanlage wird mit Partikeln belastetes oder verunreinigtes Prozessgas bzw. Rohgas einem Rohgasanschluss 16 in einem Gehäuse 17 des Filterkopfes 12 zugeführt. Das Rohgas wird durch den Filter 14 gereinigt. Das gereinigte Prozessgas bzw. Reingas wird zu einem Reingasanschluss 18 am Gehäuse 17 des Filterkopfes 12 geführt. Von dort aus wird das Reingas über eine Pumpe der Prozesskammer wieder zugeführt. Durch diese im geschlossenen Kreislauf angeschlossene Pumpe wird das Rohgas aus der Prozesskammer der Lasersinter- oder Laserschmelzanlage abgezogen und dem Filterkopf 12 zugeführt.In 1 a filter device 11 is shown in perspective. This filter device 11 comprises a filter head 12 to which a replaceable filter 14, in particular a filter cartridge, can be connected. This filter device 11 is used for connection to a closed process gas circuit of a laser sintering or laser melting system, not shown in detail. Process gas or raw gas loaded with particles or contaminated with particles is fed from a process chamber of the laser sintering or laser melting plant to a raw gas connection 16 in a housing 17 of the filter head 12 . The raw gas is cleaned by the filter 14. The cleaned process gas or clean gas is fed to a clean gas connection 18 on the housing 17 of the filter head 12 . From there, the clean gas is returned to the process chamber via a pump. The raw gas is drawn off from the process chamber of the laser sintering or laser melting system by this pump, which is connected in a closed circuit, and fed to the filter head 12 .

Der Rohgasanschluss 16 und Reingasanschluss 18 sind bevorzugt benachbart zueinander und insbesondere an einer Gehäuseunterseite an einem Gehäuse 17 des Filterkopfes 12 angeordnet. Alternativ können der Rohgasanschluss 16 und der Reingasanschluss 18 auch einander gegenüberliegend an dem Gehäuse 17 angeordnet sein. Des Weiteren ist bevorzugt an einer Gehäuseunterseite des Filterkopfes 12 eine Anschlussschnittstelle 21 zur lösbaren Anbringung des Filters 14 vorgesehen. An einer Gehäuseoberseite des Filterkopfes 12 ist bevorzugt ein Anschluss 23 für die Zuführung eines Benetzungsmediums in den Filterkopf 12 vorgesehen.The raw gas connection 16 and clean gas connection 18 are preferably arranged adjacent to one another and in particular on a housing underside on a housing 17 of the filter head 12 . Alternatively, the raw gas connection 16 and the clean gas connection 18 can also be arranged opposite one another on the housing 17 . Furthermore, a connection interface 21 for the detachable attachment of the filter 14 is preferably provided on a housing underside of the filter head 12 . A connection 23 for feeding a wetting medium into the filter head 12 is preferably provided on a housing top side of the filter head 12 .

In 2 ist eine perspektivische Ansicht auf den Filterkopf 12 dargestellt, bei der die geschlossene Gehäuseoberseite nicht dargestellt ist. Der Rohgasanschluss 16 mündet in einen Zuführkanal 25, der in einen halbkreisförmigen Kanalabschnitt 26 übergeht. Dieser halbkreisförmige Kanalabschnitt 26 ist Teil der Anschlussschnittstelle 21 für den Filter 14. In 2 a perspective view of the filter head 12 is shown, in which the closed housing top is not shown. The raw gas connection 16 opens into a feed channel 25 which merges into a semi-circular channel section 26 . This semicircular channel section 26 is part of the connection interface 21 for the filter 14.

Zwischen dem Rohgasanschluss 16 und dem halbkreisförmigen Kanalabschnitt 26 umfasst der Zuführkanal 25 eine Querschnittsverjüngung 27. Bei dieser Querschnittsverjüngung 27 kann der Querschnitt des Zuführkanals 25 um mehr als 20 % verringert sein. Zwischen der Querschnittsverjüngung 27 und dem halbkreisförmigen Kanalabschnitt 26 der Anschlussstelle 21 ist der Anschluss 23 zum Zuführen des Benetzungsmediums in dem Zuführkanals 25 vorgesehen.Between the crude gas connection 16 and the semicircular channel section 26, the feed channel 25 comprises a cross-sectional reduction 27. With this cross-sectional reduction 27, the cross section of the feed channel 25 can be reduced by more than 20%. The connection 23 for supplying the wetting medium in the supply channel 25 is provided between the narrowing of the cross section 27 and the semicircular channel section 26 of the connection point 21 .

Innerhalb des halbkreisförmigen Kanalabschnitts 26 ist ein Anschlussstutzen 29 vorgesehen, der einen zweiten Teil der Anschlussschnittstelle 21 bildet. Von dem Anschlussstutzen 29 aus erstreckt sich ein Abführkanal 31 zum Reingasanschluss 18. Zwischen dem Abführkanal 31 und dem Reingasanschluss 18 ist ein Rückschlagventil 32 vorgesehen.A connecting piece 29 is provided within the semi-circular channel section 26 and forms a second part of the connection interface 21 . A discharge channel 31 extends from the connecting piece 29 to the clean gas connection 18 . A check valve 32 is provided between the discharge channel 31 and the clean gas connection 18 .

In 3 ist eine perspektivische Ansicht von unten auf den Filterkopf 12 der Filtereinrichtung 11 dargestellt. Daraus geht die Anordnung und Positionierung des Rein- und Rohgasanschlusses 16, 18 sowie die Anschlussschnittstelle 21 mit dem Anschlussstutzen 29 und dem halbkreisförmigen Kanalabschnitt 26 hervor.In 3 a perspective view from below of the filter head 12 of the filter device 11 is shown. This shows the arrangement and positioning of the clean and raw gas connections 16, 18 and the connection interface 21 with the connecting piece 29 and the semicircular channel section 26.

Die Anschlussschnittstelle 21 mit dem halbkreisförmigen Kanalabschnitt 26 und dem Anschlussstutzen 29 ist zum Anschluss für einen Filter 14, insbesondere eine Filterkartusche 14, ausgebildet, welche bevorzugt als eine sogenannte Spin-On-Kartusche ausgebildet ist. Diese Filterkartusche 14 kann lösbar über eine Schraubverbindung an dem Anschlussstutzen 29 befestigt sein. Die Filterkartusche 14, welche in 4 beispielhaft dargestellt ist, umfasst einen ringförmigen Aufnahmebereich, der in der Geometrie dem halbkreisförmigen Kanalabschnitt 26 entspricht. In diesem Aufnahmebereich sind mehrere integrierte Rückschlagventile 37 vorgesehen, so dass ein Austreten des eingeströmten Rohgases aus der Filterkartusche 14 verhindert ist. In der Filterkartusche 14 ist zentral eine Bohrung vorgesehen, über welche das gefilterte Prozessgas als Reingas aus der Filterkartusche 14 herausgeführt und über den Anschlussstutzen 29 in den Abführkanal 31 übergeführt wird. The connection interface 21 with the semicircular channel section 26 and the connection piece 29 is designed for connection to a filter 14, in particular a filter cartridge 14, which is preferably designed as a so-called spin-on cartridge. This filter cartridge 14 can be detachably fastened to the connecting piece 29 via a screw connection. The filter cartridge 14, which 4 shown by way of example, comprises an annular receiving area which corresponds in geometry to the semi-circular channel section 26 . A plurality of integrated non-return valves 37 are provided in this receiving area, so that the untreated gas that has flowed in is prevented from escaping from the filter cartridge 14 . A hole is provided centrally in the filter cartridge 14 , via which the filtered process gas is conducted out of the filter cartridge 14 as clean gas and is transferred via the connecting piece 29 into the discharge channel 31 .

Die 4 zeigt eine schematische Schnittansicht der Filtereinrichtung 11. An dem Filterkopf 12 der Filtereinrichtung 11 ist an der Anschlussstelle 21 der Filter 14 befestigt. Des Weiteren ist an dem Anschluss 23 zum Zuführen des Benetzungsmediums ein Behälter befestigt, in dem das Benetzungsmedium bevorratet ist. Dieser Anschluss 23 ist bei Nichtgebrauch mittels eines lösbaren Deckels verschlossen. Nach dem Abnehmen des Deckels kann der Behälter 34 vorzugsweise über eine Schraubverbindung an dem Anschluss 23 befestigbar sein. Insbesondere ist eine Dichtung 35 zur mediumdichten Anordnung des Behälters 34 an den Anschluss 23 vorgesehen.The 4 shows a schematic sectional view of the filter device 11. The filter 14 is attached to the filter head 12 of the filter device 11 at the connection point 21. FIG. Furthermore, a container in which the wetting medium is stored is fastened to the connection 23 for supplying the wetting medium. When not in use, this connection 23 is closed by means of a detachable cover. After the lid has been removed, the container 34 can preferably be fastened to the connection 23 by means of a screw connection. In particular, a seal 35 is provided for the medium-tight arrangement of the container 34 on the connection 23 .

Bei Betrieb der Lasersinter- oder Laserschmelzanlage wird das Prozessgas über den Rohgasanschluss 16 zugeführt. Durch die Querschnittsverjüngung 27 wird die Strömungsgeschwindigkeit des Rohgases in dem Zuführkanal 25 zur Anschlussschnittstelle 21 erhöht. Diese Querschnittsverjüngung 27 bildet eine Venturi-Düse. Aufgrund der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit in dem verjüngten Kanalquerschnitt wird an dem Anschluss 23 ein Unterdruck erzeugt, wodurch das Benetzungsmedium aus dem Behälter 34 herausgeführt und gemeinsam mit dem Rohgas in den Filter 14 eingetragen wird. Bevorzugt ist das Benetzungsmedium als ein Löschmittel ausgebildet. Dadurch kann ein Entzünden der in dem Filter 14 gesammelten Partikel verhindert oder ein möglicher Brandherd verhindert werden, oder im Brandfall das Feuer im Filter 14 gelöscht werden.When the laser sintering or laser melting system is in operation, the process gas is supplied via the raw gas connection 16 . The flow rate of the raw gas in the feed channel 25 to the connection interface 21 is increased by the cross-sectional reduction 27 . This cross-sectional reduction 27 forms a Venturi nozzle. Due to the increased flow speed in the tapered channel cross section, a negative pressure is generated at the connection 23, as a result of which the wetting medium is led out of the container 34 and is introduced into the filter 14 together with the raw gas. The wetting medium is preferably designed as an extinguishing agent. In this way, the particles collected in the filter 14 can be prevented from igniting, or a possible source of fire can be prevented, or the fire in the filter 14 can be extinguished in the event of a fire.

Durch die Reinigung des verunreinigten Prozessgases oder mit Partikeln belasteten Prozessgases setzt sich der Filter 14 zunehmend zu. Vor einem Wechsel des Filters 14 wird der Behälter 34 mit dem Benetzungsmedium an dem Anschluss 23 fixiert. Der geschlossene Kreislauf für das Prozessgas wird betätigt. Dadurch wird das Benetzungsmedium aufgrund des Venturi-Effektes im Filterkopf 12 zunehmend in den Filter 14 eingetragen. Nachdem ein vorbestimmtes Volumen des Benetzungsmediums in den Filter 14 eingetragen wird oder der Behälter 34 mit dem Benetzungsmedium entleert ist, wird der Volumenstrom des Prozessgases im geschlossenen Kreislauf gestoppt. Vorzugsweise wird die Pumpe im geschlossenen Kreislauf stillgesetzt. Danach kann der Behälter 34 abgenommen und der Anschluss 23 mit dem lösbaren Deckel verschlossen werden. Auch kann der Filter 14 ausgetauscht werden. Darauffolgend wird die Pumpe im geschlossenen Kreislauf wieder für weitere Prozessschritte der Lasersinter- oder Laserschmelzanlage gestartet.The filter 14 becomes increasingly clogged as a result of the cleaning of the contaminated process gas or process gas loaded with particles. Before the filter 14 is changed, the container 34 with the wetting medium is fixed to the connection 23 . The closed circuit for the process gas is activated. As a result, the wetting medium is increasingly introduced into the filter 14 due to the Venturi effect in the filter head 12 . After a predetermined volume of the wetting medium has been introduced into the filter 14 or the container 34 with the wetting medium has been emptied, the volume flow of the process gas in the closed circuit is stopped. The pump is preferably shut down in the closed circuit. Thereafter, the container 34 can be removed and the connection 23 can be closed with the detachable cover. The filter 14 can also be exchanged. The pump is then started again in the closed circuit for further process steps in the laser sintering or laser melting system.

Der Filter bzw. die Filterkartusche 14 ist in 1 und 4 schematisch dargestellt. Am Boden dieser Filterkartusche 14 kann ein RFID-Tag oder ein Transponder angebracht sein. Dadurch kann sichergestellt sein, dass die Filterkartusche 14 nur für ein einziges pulverförmiges Aufbaumaterial und nur einmal benutzt wird. Dies dient als Schutz vor exothermen Reaktionen im Filter 14. Des Weiteren kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Boden des Filters 14 als Aufstandsfläche ausgebildet ist und eine oder mehrere Griffmulden für dessen einfache Handhabung umfasst, insbesondere zum Anschrauben des Filters 14 an den Anschlussstutzen 29, zu ermöglichen. Dieser Filter 14 weist zur Anschlussschnittstelle 21 weisend eine außenliegende Dichtung und eine innenliegende Dichtung auf, um eine Medientrennung zwischen dem halbkreisförmigen Kanalabschnitt 21 und dem Anschlussstutzen 29 zu ermöglichen.The filter or the filter cartridge 14 is in 1 and 4 shown schematically. An RFID tag or a transponder can be attached to the bottom of this filter cartridge 14 . This can ensure that the filter cartridge 14 is only used for a single powdered construction material and only once. This serves to protect against exothermic reactions in the filter 14. Furthermore, it can advantageously be provided that the bottom of the filter 14 is designed as a contact surface and includes one or more recessed grips for easy handling, in particular for screwing the filter 14 to the connection piece 29, to allow. This filter 14 has an external seal facing the connection interface 21 and an internal seal in order to enable media separation between the semicircular channel section 21 and the connecting piece 29 .

Claims

Filter device for cleaning a process gas, in particular for a laser sintering or laser melting system, - with a filter head (12) to which a filter (14) can be connected, the filter head (12) comprising a housing (17) which has a raw gas connection (16 ) for supplying a contaminated process gas and a clean gas connection (18) for discharging a cleaned process gas, and with a connection interface (21) provided on the housing (17) for the filter (14) between the raw gas connection (16) and the clean gas connection (18) is provided, characterized in that - that between the raw gas connection (16) and the connection interface (21) there is a connection (23) for the supply of a wetting medium, and that between the raw gas connection (16) and the connection interface (21) a feed channel (25) is formed, which has a cross-sectional narrowing (27) in front of the connection interface (21).

filter device claim 1 , characterized in that in the feed channel (25) between the cross-sectional reduction (27) and the connection interface (21) in the feed channel (25) opening connection (23) for the supply of wetting medium is positioned.

filter device claim 1 or 2 , characterized in that the cross-sectional reduction (27) leading to the connection (23) is designed as a Venturi nozzle.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the connection interface (21) is present on an underside of the housing (17) and the connection (23) for supplying the wetting medium is present on a side surface or on an upper side of the housing (17).

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the raw gas connection (16) and/or clean gas connection (18) is arranged on the underside of the housing (17) or on a side surface of the housing (17).

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the connection (23) is designed as a filling connection with a seal (35) for the detachable connection of a container (34) or a supply hose for supplying the wetting medium and preferably the connection (23) with a detachable lid is closed.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that there is a discharge channel (31) between the connection interface (21) and the clean gas connection (18).

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the connection interface (21) has a semicircular channel section (26) for supplying the contaminated process gas and a connecting piece (29) for discharging the cleaned process gas to the clean gas connection (18).

filter device claim 7 , characterized in that between the discharge channel (31) and the clean gas connection (18) there is a check valve (32).

A method for cleaning a process gas, in particular a laser melting or laser sintering system, - in which, in a closed circuit for the process gas, a filter device (11) according to one of Claims 1 until 9 is positioned, - in which a filter (14) is connected to a filter head (12) of the filter device (11) for filtering the process gas, - in which, before changing the at least partially filled filter (14), through a connection (23) to the supplying a wetting medium to the filter head (12), the wetting medium is supplied, - in which, after the supply of an adjustable volume of wetting medium, the circulation of the process gas is stopped and the at least partially filled filter (14) is removed and a fresh filter (14) is attached to the filter head ( 12) is connected and the circuit for the process gas is then restarted.

procedure after claim 10 , characterized in that the connection (23) for the supply of the wetting medium is closed before the start of the cycle of the process gas.

procedure after claim 10 or 11 , characterized in that the filling level of the filter (14) for the forthcoming change and/or a supply quantity of the wetting medium is detected, and preferably - the wetting agent is added after a predetermined operating time of the filter device (11), or - after a predetermined differential pressure has been reached the wetting agent is added between the raw gas connection (16) and the clean gas connection (18) of the filter device (11), or - the wetting medium is added when a predetermined desired value is detected in a delivery line of a pump in the closed circuit for the process gas.

Procedure according to one of Claims 10 until 12 , characterized in that the filling level of a container (34) with the wetting medium, which is connected to the connection (23) of the filter head (12) for supplying the wetting medium, is detected by a sensor or is output by a level indicator.

Procedure according to one of Claims 10 until 13 , characterized in that the change of the filter (14) is detected and/or monitored by an RFID tag attached to the filter (14) or a transponder.