DE202010017347U1

DE202010017347U1 - Filtervorrichtung für eine von einem gasstrom durchflossene anlage mit einer arbeitskammer zur temporären aufnahme von behandlungsgut

Info

Publication number: DE202010017347U1
Application number: DE202010017347U
Authority: DE
Original assignee: SKAN AG
Current assignee: SKAN AG
Priority date: 2009-02-05
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2020-02-03
Also published as: CH700390A1; WO2010088782A1

Abstract

Filtervorrichtung für eine von einem Gasstrom durchflossene Anlage (1, 2) mit einer Arbeitskammer (14, 24) zur temporären Aufnahme von Behandlungsgut, wobei die Filtervorrichtung eine auswechselbare Filtereinheit (3) hat, welche aufweist: a) einen an einem Eintritt (371) vorgesehenen Filteranschluss (37), der zum lösbaren Andocken an einem an der Arbeitskammer (14, 24) vorhandenen Kammeranschluss (17, 27) bestimmt ist, welcher sich an einer Austrittsöffnung (172) befindet; b) einen Filterdeckel (39) zum Verschliessen des Eintritts (371); c) einen Filtereinsatz (30) zum Reinigen des über die Austrittsöffnung (172) und den Eintritt (371) fliessenden Gasstroms; und d) einen Austritt (302) zum Abführen des den Filtereinsatz (30) durchströmten Gasstroms, dadurch gekennzeichnet, dass e) zur Bewegung des Filterdeckels (39) zwischen einer am Eintritt (371) geschlossenen und dessen offener Stellung ein Mechanismus (33) vorgesehen ist, der einen integralen Bestandteil der Filtereinheit (3) bildet; und f) der Mechanismus (33) ein ausserhalb des Filtereinsatzes...

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung für eine Anlage mit einer Arbeitskammer zur temporären Aufnahme von Behandlungsgut. Die Anlage hat die Gestalt eines Containments [z. B. Isolator, Schleuse, RABS (= Restricted Area Barrier System), chemischen-/pharmazeutischen oder biotechnischen Sicherheitswerkbank]. Solche Anlagen dienen der Behandlung von sterilen Gütern, bei der keine verunreinigenden Partikel von aussen an das Behandlungsgut gelangen dürfen, oder der Behandlung von toxischen Gütern, bei der davon keine Partikel in die äussere Umgebung dringen dürfen. Die Filtervorrichtung hat eine auswechselbare Filtereinheit. In der Arbeitskammer sind Transferöffnungen zum Einbringen und/oder Ausbringen des Behandlungsguts und/oder zum Zugriff in die Arbeitskammer vorhanden.
Stand der Technik
In der Firmenschrift der McLeod Russel Filter AG, CH-8610 Uster/Schweiz ”Luwa Kanalfiltergehäuse NSC, Montageanweisung – Anleitung für kontaminationsfreien Filterwechsel”, wird eine Filtervorrichtung und der Ablauf eines Filterwechsels an Filterbänken offenbart. Bei Inbetriebsetzung der Filterbank verlaufen die Erstbestückung und ein späterer Filterwechsel in folgenden Schritten

1. Eine unverbrauchte erste Filterzelle wird aus einem hinten zu öffnenden ersten Sack, der aus Kunststoff besteht, in das leere Filtergehäuse durch eine Einschuböffnung geschoben und darin fixiert.
2. Die Einschuböffnung besitzt einen Wechselkragen mit zwei umlaufenden Nuten, wobei in der vorderen Nut der Sack mit seinem hinteren, dem Filtergehäuse zugewandten, jetzt offenen Ende mittels eines ersten Dichtbandes gehalten wird.
3. Der Sack wird eingerollt, vor die Filterzelle platziert, mit Klebeband gesichert und der Wartungsdeckel aufgesetzt.
4. Nach Umschaltung der Filterbank in den Modus zum Filterwechsel wird zuerst der Wartungsdeckel entfernt, der Sack ausgerollt, die Fixierung der Filterzelle gelöst und schliesslich die verbrauchte erste Filterzelle aus dem Filtergehäuse durch die Einschuböffnung in den ersten Sack gezogen.
5. Eine breite oder doppelte Schweissnaht wird zwischen dem Wechselkragen und dem nach aussen verbrachten ersten Sack mit der darin befindlichen verbrauchten ersten Filterzelle gelegt, welche man anschliessend durchtrennt, so dass sich der erste Sack mit seinem eingeschweissten Inhalt entfernen lässt.
6. Vom an der Filterbank zurückgebliebenen Rest des ersten Sacks wird das offene Sackende um das in der vorderen Nut sitzende erste Dichtband gelegt.
7. Eine in einem zweiten Sack enthaltene neue, unverbrauchte zweite Filterzelle wird mit inzwischen geöffnetem hinteren Sackende an den Wechselkragen herangebracht und dieses offene Ende des zweiten Sacks in der hinteren Nut des Wechselkragens mit einem zweiten Dichtband fixiert. Somit ist der noch am Wechselkragen hängende Rest des ersten Sacks vom darüber gestülpten zweiten Sack umschlossen.
8. Durch den als Handschuh wirkenden zweiten Sack wird der Rest des ersten Sacks aus der vorderen Nut gelöst und entlang der zweiten Filterzelle innerhalb des zweiten Sacks bis an sein nach aussen weisendes freies Ende transportiert.
9. Die zweite Filterzelle wird aus dem zweiten Sack heraus durch die Einschuböffnung in das Filtergehäuse geschoben und wieder darin fixiert.
10. Hiernach wird gemäss Schritt 3, jedoch mit dem Rest des ersten Sacks im zweiten Sack fortgefahren. Beim erneuten Wechsel mit einer in einem dritten Sack steckenden dritten Filterzelle wird das den Rest des zweiten Sacks einspannende zweite Dichtband von der hinteren Nut des Wechselkragens in seine vordere Nut verschoben, um den Rest des zweiten Sacks jetzt hier zu klemmen, so dass die hintere Nut zum Einspannen des offenen Endes des dritten Sacks frei ist.

In der Firmenschrift der Unifil AG Filtertechnik, CH-5702 Niederlenz/Schweiz: ”Wartungsanleitung Sicherheitsgehäuse USH”, Ausgabe 1.1.92, ist eine Filtervorrichtung gleichen Typs enthalten, welche identische Schritte beim Filterwechsel erfordert. Die zuvor beschriebene Filtervorrichtung verursacht bei der Erstbestückung und beim Austausch erheblichen manuellen Aufwand mit entsprechendem Zeitbedarf, setzt eingeübte Fertigkeiten beim Handling voraus und zwingt zu hoher Sorgsamkeit.
In der DE 101 57 950 C2 und im Prospekt der Berner International GmbH, D-25337 Elmshorn/Deutschland: ”Zytostatika-Werkbank, Berner FlowSafe, C-[MaxPro]”, sind eine Filtervorrichtung für eine Sicherheitswerkbank und der Ablauf des Filterwechsels dargestellt. Vom unteren Teil des Werkbankgehäuses ist eine Arbeitskammer umgeben, die nach unten durch eine Basisfläche und nach vorn sowie seitlich durch Sichtscheiben begrenzt wird. Die vordere Sichtscheibe hat als Zugang in die Arbeitskammer zum Ein- und Ausbringen von Behandlungsgut sowie zum Eingriff der Bedienperson eine Öffnung. In der Basisfläche ist ein Durchlass zu einem darunter befindlichen Hauptfilterraum, von dem ein Rückluftkanal zur Einleitung von gefilterter Luft in die über der Arbeitskammer gelegene Umluftzone führt. Im Hauptfilterraum ist ein Magazin von Halterungen angeordnet, in die sich von der Arbeitskammer aus kartuschenförmige Filterkörper einsetzen lassen. Die aus der Arbeitskammer kommende belastete Luft strömt von oben zentrisch in die Filterkörper ein, tritt an der Mantelfläche gereinigt aus und gelangt in den Rückluftkanal. Der Filterwechsel geschieht durch Herausheben der verbrauchten Filterkörper aus dem Magazin in die Arbeitskammer hinein, wo man diese kontaminierten Filterkörper in Behältnisse, z. B. verschliessbare Säcke, steckt, um so der Sondermüll-Entsorgung zugeführt zu werden. Dieses System ist nur für weniger kritische Gefahrenklassen geeignet. Die Werkbank ist an sich offen, beim Filterwechsel wird mit den verbrauchten Filterkörpern in der Arbeitskammer manipuliert und man muss die belasteten Filterkörper für den Abtransport aus der Arbeitskammer zunächst in Behältnisse einbringen, so dass Verunreinigungen an die Oberfläche der Behältnisse gelangen, was je nach Gefährlichkeit der Substanzen eine zusätzliche Dekontamination erfordern kann. Überdies ist das Arbeiten mit den Entsorgungsbehältnissen zeitaufwendig und umständlich.
Das Produktdatenblatt der Firma La Calhène mit dem Titel DPTE^®-S*, Security of operation added to high containment efficiency, zeigt ein System mit einem Doppeldeckel. Dabei ist der über einen ersten Deckel verschlossene Transportbehälter an einen über einen zweiten Deckel verschlossenen Raum, z. B. einen Reinraum, andockbar. Im vollständig angedockten Zustand ist mittels einer Stiftverbindung einerseits der Transportbehälter gegen unbeabsichtigtes Lösen vom Reinraum gesichert, andererseits wird über eine Stiftverbindung das Lösen des zweiten Deckels ermöglicht. Beim und nach dem Lösevorgang des zweiten Deckels, welcher vonseiten des Reinraums her erfolgt, ist der erste Deckel mit dem zweiten Deckel verbunden.
Die Filtervorrichtung gemäss der WO 2007/131376 A1 basiert auf einer auswechselbaren Filtereinheit, welche einen Filtereinsatz und ein den Filtereinsatz umgebendes, im wesentlichen geschlossenes Behältnis umfasst. Das Behältnis hat einerseits des Filtereinsatzes eine Eintrittsöffnung und andererseits eine Austrittsöffnung. Zum lösbaren Andocken der Filtereinheit an den Reinraum sind daran zur Eintritts- und Austrittsöffnung komplementäre Anschlussöffnungen vorhanden. Die Eintrittsöffnung des Behältnisses ist bei an den Reinraum angedockter Filtereinheit mit einem über die Arbeitskammer einbringbaren ersten Deckel verschliessbar. Zwischen der Anschlussöffnung an der Arbeitskammer und der damit verbundenen Austrittsöffnung der Filtereinheit erstreckt sich der Rücklaufkanal des Reinraums.
Aufgabe der Erfindung
In Relation zu den vorbekannten Filtervorrichtungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung mit einer Filtereinheit für eine Anlage vorzuschlagen, welche den Wechsel der Filtereinheit wesentlich vereinfacht, dabei kontaminationsarm ist und sich zeitsparend ausführen lässt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, durch die Anordnung der Filtereinheit den kontaminierten Bereich während dem laufenden Betrieb auf ein Minimum zu beschränken. Eine nächste Aufgabe ist, den benötigten Volumenstrom über die Filtereinheit schnell und individuell einstellbar zu gestalten. Schliesslich ist eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung, die Arbeitskammer während des Filterwechsels geschlossen zu halten.
Übersicht über die Erfindung
Die Filtervorrichtung für eine von einem Gasstrom durchflossene Anlage mit einer Arbeitskammer zur temporären Aufnahme von Behandlungsgut hat eine auswechselbare Filtereinheit, welche aufweist:

a) einen an einem Eintritt vorgesehenen Filteranschluss, der zum lösbaren Andocken an einem an der Arbeitskammer vorhandenen Kammeranschluss bestimmt ist, welcher sich an einer Austrittsöffnung befindet;
b) einen Filterdeckel zum Verschliessen des Eintritts;
c) einen Filtereinsatz zum Reinigen des über die Austrittsöffnung und den Eintritt fliessenden Gasstroms; und
d) einen Austritt zum Abführen des den Filtereinsatz durchströmten Gasstroms.

Zur Bewegung des Filterdeckels zwischen einer am Eintritt geschlossenen und dessen offener Stellung ist ein Mechanismus vorgesehen, der einen integralen Bestandteil der Filtereinheit bildet. Der Mechanismus hat ein ausserhalb des Filtereinsatzes positioniertes Endstück, welches zum Generieren einer Schubbewegung des Mechanismus dient.
Nachfolgend werden spezielle Ausführungsformen der Erfindung definiert. Der Mechanismus erstreckt sich axial durch die Filtereinheit.
Der Mechanismus besteht aus einer mit einem Gewinde versehenen Spindel und einer die Spindel aufnehmenden Spindelhülse. Das Endstück ist zum Generieren der Schubbewegung in Form einer Drehbewegung ausgebildet. Die Spindel erstreckt sich zentrisch von einem am Filterdeckel vorhandenen Boden.
Der Filteranschluss ist dem Filterdeckel zugewandt angeordnet und hat die Gestalt eines Einlassflansches mit einem den Eintritt umrandenden Ringsegment, einem sich vom Ringsegment zum Filterdeckel hin erstreckenden zylindrischen Kragen und einem das Ringsegment umlaufenden am Filtereinsatz ansetzenden Fassungsrand. Der Filtereinsatz ist an dem dem Filteranschluss gegenüberliegenden Ende mit einem Aussendeckel versehen, der eine Zentrumsöffnung zum Durchtritt der Spindelhülse, einen zum Filtereinsatz erhabenen Boden, ein den Boden umlaufendes Ringsegment und einen das Ringsegment umlaufenden am Filtereinsatz ansetzenden Fassungsrand hat.
Der Filtereinsatz ist als Hohlzylinder mit einer Eintrittsöffnung und einer äusseren Mantelfläche beschaffen, welche den Austritt des Filtereinsatzes bildet. Der Eintritt geht am Filteranschluss in die Eintrittsöffnung am Filtereinsatz über. Die Stirnseiten des Filtereinsatzes sind einerseits zwischen dem Ringsegment mit dem benachbarten Fassungsrand des Filteranschlusses und andererseits dem Ringsegment mit dem benachbarten Fassungsrand des Aussendeckels angeordnet.
Am Filteranschluss sind erste Rastorgane vorgesehen. Der Kammeranschluss an der Anlage hat einen die Austrittsöffnung umrandenden Kragen, welcher von einem Anlagengehäuse in die Arbeitskammer ragt. Am Kragen des Kammeranschlusses sind zweite Rastorgane angeordnet, um mit den ersten Rastorganen eine lösbare Verbindung zu bilden.
Der Filteranschluss ist an den Kragen des Kammeranschlusses andockbar. Die ersten Rastorgane am Filteranschluss sind z. B. als Nocken oder Ausnehmungen und die zweiten Rastorgane am Kammeranschluss sind z. B. als komplementäre Nuten in der Art eines Bajonettverschlusses oder als Federstift ausgebildet, so dass sich die ersten Rastorgane mit den zweiten Rastorganen verriegeln lassen, nämlich z. B. mittels einer Drehbewegung oder einer Axialbewegung der Filtereinheit.
Zur Führung des mit der Spindel verbundenen, axial beweglichen Filterdeckels ist ein Stützmittel vorgesehen, welches z. B. als ein sternartiges Stützmittel ausgebildet ist, in dem die Spindel zentrisch gleitend geführt und das mit dem Filteranschluss fest verbunden ist. Zwischen dem Filteranschluss und dem Filterdeckel ist eine Filterdichtung eingesetzt, welche bei angedockter Filtereinheit mit geschlossenem Filterdeckel diesen gegen den Kammeranschluss abdichtet. Die Spindelhülse ist gegen die von dieser durchragten Zentrumsöffnung mittels einer Spindeldichtung abgedichtet.
Zur Führung des mit der Spindel verbundenen, axial beweglichen Filterdeckels ist ein Stützmittel vorgesehen, welches als erste Führungselemente am Filteranschluss ausgebildet ist, die mit am Filterdeckel vorhandenen zweiten Führungselementen zusammenwirken. Die Filterdichtung ist in eine Ringnut am Kragen des Filteranschlusses eingesetzt.
Die ersten Führungselemente am Filteranschluss sind als in den Eintritt ragende ösenförmige Fortsätze ausgebildet. Die zweiten Führungselemente am Filterdeckel sind als sich vom Boden senkrecht erstreckende Bolzen ausgebildet, welche die ersten Führungselemente durchragen. An den zweiten Führungselementen ist eine Stopperkontur vorhanden, welche bei auf dem Filteranschluss in geschlossener Stellung sitzendem Filterdeckel mit den ersten Führungselementen verrastet.
Die Austrittsöffnung des Kammeranschlusses bei einer Anlage in Gestalt eines Isolators mündet in einen Rücklaufkanal, welcher in eine Umluftzone des Isolators führt. Die Filtereinheit ist im wesentlichen im Rücklaufkanal angeordnet, so dass der Austritt aus dem Filtereinsatz in den Rücklaufkanal mündet.
Die Austrittsöffnung des Kammeranschlusses bei einer Anlage in Gestalt einer Schleuse mündet in einen Abluftkanal, welcher aus der Arbeitskammer der Schleuse führt.
Der Filterdeckel ist lösbar mit einem Kammerdeckel verbunden. Zur Bewegung des Kammerdeckels zwischen einer an der Austrittsöffnung des Kammeranschlusses geschlossenen und dessen offener Stellung dient der Mechanismus. Der Kammerdeckel ist aufseiten der Arbeitskammer angeordnet.
Der Filterdeckel ist mit dritten Rastorganen versehen. Am Kammerdeckel sind vierte Rastorgane angeordnet, um mit den dritten Rastorganen eine lösbare Verbindung zu bilden. Die dritten Rastorgane am Filterdeckel und die vierten Rastorgane am Kammerdeckel sind so angeordnet, dass Kongruenz bei verschiedenen Drehstellungen der Filtereinheit zur relativen Positionierung zwischen den ersten Rastorganen am Filteranschluss und den zweiten Rastorganen am Kammeranschluss entsteht. Beim Andocken des Filteranschlusses mit geschlossenem Filterdeckel an den Kammeranschluss kommen somit zugleich die dritten Rastorgane am Filterdeckel mit den vierten Rastorganen am geschlossenen Kammerdeckel in Eingriff. Beim Abdocken des Filteranschlusses mit geschlossenem Filterdeckel vom Kammeranschluss gelangen zugleich die dritten Rastorgane am Filterdeckel mit den vierten Rastorganen am geschlossenen Kammerdeckel ausser Eingriff.
Der Filterdeckel besitzt einen Kragen, der mit den dritten Rastorganen versehen ist, welche als Nocken ausgebildet sind. Der Kammerdeckel besteht im wesentlichen aus einem Boden. An den Boden setzt ein Kragen an, der mit den vierten Rastorganen versehen ist, welche als komplementäre Nuten in der Art eines Bajonettverschlusses ausgebildet sind. Die ersten Rastorgane und die dritten Rastorgane sowie die zweiten Rastorgane und die vierten Rastorgane sind jeweils miteinander in identischem Bogenmass systematisch verteilt.
Am Kammerdeckel sind dritte Führungselemente angeordnet, die mit am Kammeranschluss vorhandenen vierten Führungselementen zusammenwirken. In den Kammeranschluss ist eine Kammerdichtung eingesetzt, welche bei geschlossenem Kammerdeckel diesen gegen den Kammeranschluss abdichtet und bei angedockter Filtereinheit mit geschlossenem Filterdeckel diesen gegen den Kammeranschluss abdichtet.
Die dritten Führungselemente am Kammerdeckel sind als den Kragen radial überragende ösenförmige Fortsätze ausgebildet. Die vierten Führungselemente am Kammeranschluss sind als sich von dessen Kragen senkrecht erstreckende Bolzen ausgebildet, welche die dritten Führungselemente durchragen. Zur Arretierung des auf dem Kammeranschluss geschlossen sitzenden Kammerdeckels ist ein Mittel zur Hemmung gegen unbeabsichtigte Öffnung des Kammerdeckels vorgesehen.
Bei an den Kammeranschluss angedockter Filtereinheit ist die Stellung des Filterdeckels in Relation zum Kammeranschluss für die Steuerung des die Arbeitskammer durchfliessenden Gasstroms nutzbar.
Kurzbeschreibung der beigefügten Zeichnungen
Es zeigen:
1A – den prinzipiellen apparativen Aufbau einer Anlage in Gestalt eines Isolators mit erfindungsgemässen Filtervorrichtungen in einer ersten Anordnung;
1B – ein Strukturschema der Anlage aus 1A mit Kammeranschlüssen zum Anschluss von Filtereinheiten;
1C – den Aufbau gemäss 1B mit angeschlossenen Filtereinheiten;
2A – den Aufbau gemäss 1A in einer zweiten Anordnung;
2B – ein Strukturschema der Anlage aus 2A mit Kammeranschlüssen zum Anschluss von Filtereinheiten;
2C – den Aufbau gemäss 2B mit angeschlossenen Filtereinheiten;
3 – den Aufbau gemäss 1A zusammen mit einer Schleuse;
4A – den Aufbau gemäss 2A zusammen mit einer Schleuse;
4B – den Aufbau gemäss 4A, in Perspektivdarstellung;
5A – einen Kammeranschluss aus 1B mit Kammerdeckel und Kammerdichtung, in perspektivischer Explosivdarstellung;
5B – den Aufbau gemäss 5A, in gewechselter Perspektive;
6A – eine Filtereinheit aus 1A, in perspektivischer Explosivdarstellung;
6B – das vergrösserte Detail X1 aus 6A;
6C – das vergrösserte Detail X2 aus 6A;
7A – die Filtereinheit gemäss 6A, in gewechselter Perspektive;
7B – das vergrösserte Detail X3 aus 7A;
7C – das vergrösserte Detail X4 aus 7A;
8A – eine an einen Kammeranschluss angedockte und in den zugehörigen, momentan verschlossenen Rücklaufkanal ragende Filtereinheit aus 1A, mit geöffnetem Kammerdeckel und Filterdeckel, im Arbeitsbetrieb des Isolators, als Teilschnitt;
8B – das vergrösserte Detail X5 aus 8A;
9A bis 11C – den schrittweisen Vorgang des Wechsels einer Filtereinheit;
9A – 1. Wechselschritt: den Aufbau gemäss 8A, mit offenem Rücklaufkanal, in Perspektivdarstellung;
9B – den Aufbau gemäss 9A, im Teilschnitt;
10A – 2. Wechselschritt: den Aufbau gemäss 9A, mit geschlossenem Kammerdeckel und Filterdeckel, in Perspektivdarstellung;
10B – den Aufbau gemäss 10A, im Teilschnitt;
10C – das vergrösserte Detail X6 aus 10B;
11A – 3. Wechselschritt: den Aufbau gemäss 10A, mit vom Kammeranschluss gelöster Filtereinheit, in Perspektivdarstellung;
11B – den Aufbau gemäss 11A, im Teilschnitt; und
11C – das vergrösserte Detail X7 aus 10B.
Ausführungsbeispiele
Anhand der beiliegenden Zeichnungen erfolgt nachstehend die detaillierte Beschreibung der erfindungsgemässen Filtervorrichtung für eine Anlage in Gestalt eines Containments [z. B. Isolator, Schleuse, RABS (= Restricted Area Barrier System), chemischen-/pharmazeutischen oder biotechnischen Sicherheitswerkbank], die einzeln als Apparatur oder in Verkettung miteinander aufgestellt sind.
Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festlegung. Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugsziffern enthalten, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert, so wird auf deren Erwähnung in vorangehenden Figurenbeschreibungen Bezug genommen. Im Interesse der Übersichtlichkeit wird auf die wiederholte Bezeichnung von Bauteilen in nachfolgenden Figuren zumeist verzichtet, sofern zeichnerisch eindeutig erkennbar ist, dass es sich um ”wiederkehrende” Bauteile handelt.
Fig. 1A bis Fig. 1C
Diese Figurenfolge zeigt den prinzipiellen apparativen Aufbau einer Anlage in Gestalt eines Isolators 1 mit der mehrfach vorhandenen erfindungsgemässen Filtervorrichtung, deren wesentlicher Bestandteil jeweils eine auswechselbare Filtereinheit 3 ist. In einer ersten Anordnung sind die Filtereinheiten 3 seitlich der Arbeitskammer 14 angeordnet. Der Isolator 1 besteht aus einem auf einem Gestell 100 ruhenden Gehäuse 10, das sich in ein Gehäuseunterteil 101, welches unten mit einem Gehäuseboden 102 abschliesst, und ein Gehäuseoberteil 107 gliedert. Das Gehäuseunterteil 101 kann für spezielle Anwendungen an den sich gegenüberliegenden Aussenwänden mit einer ersten Transferöffnung 105 und eventuell noch einer zweiten Transferöffnung 106 ausgestattet sein, wobei die Transferöffnungen 105, 106 zum Ein- und Ausbringen von Behandlungsgut mittels eines Transfersystems in die bzw. aus der Arbeitskammer 14 nutzbar sind und den Anschluss eines weiteren Isolators 1 oder einer Schleuse 2 (s. 3) ermöglichen. An der Vorderseite der Arbeitskammer 14 befindet sich eine transparente Scheibe 103, in die Handeingriffe 104 eingesetzt sind, um auf Behandlungsgut, das sich innerhalb der Arbeitskammer 14 befindet, von aussen zuzugreifen. Die Scheibe 103 lässt sich zumeist öffnen, so dass durch diesen Zugang Behandlungsgut zwischen der Arbeitskammer 14 und dem äusseren Arbeitsraum bewegt werden kann.
Im Isolator 1 sind eine erste und eine zweite Trennwand 108, 109 angeordnet, die horizontal, parallel zueinander beabstandet verlaufen, wobei unterhalb der ersten Trennwand 108 die Arbeitskammer 14 abgeteilt wird, zwischen der ersten und der zweiten Trennwand 108, 109 eine Umluftzone 15 und darüber ein Dachraum 16 entsteht. Seitlich an der Arbeitskammer 14 befinden sich – benachbart zum Gehäuseboden 102 – Austrittsöffnungen 172, die jeweils von einem Auslassflansch 17 umfasst werden, wobei der einzelne Auslassflansch 17 dem Andocken einer Filtereinheit 3 dient, die innerhalb des Rücklaufkanals 9 platziert ist. Insbesondere abhängig von der Grösse des Isolators 1 und dessen konzipierter Leistung können mehrere Filtereinheiten 3 hintereinander angeordnet sein.
Die Filtereinheit 3 hat einen zur Arbeitskammer 14 weisenden Eintritt 371, der von einem hier nicht sichtbaren Einlassflansch 37 gebildet wird und mittels eines zur Filtereinheit 3 gehörenden Filterdeckels 39 verschliessbar ist. Der Filterdeckel 39 ist mit einem Kammerdeckel 19 gekoppelt, der zur Arbeitskammer 14 gehörend angesehen wird und zum Verschliessen des Kammeranschlusses 17 bestimmt ist. Auf den Kammerdeckel 19 kann man verzichten, wenn beim Wechsel der Filtereinheit 3 ein unverschlossener Kammeranschluss 17, d. h. eine nach aussen offene Arbeitskammer 14 mit der nachteiligen Folge eines notwendigen Dekontaminationszyklus bzw. einer einfachen Reinigung zugelassen wird. Die Filtereinheit 3 besteht aus einem Filtereinsatz 30 mit einer Eintrittsöffnung 301, die bei geöffneten Deckeln 19, 39 (s. 1C, rechte Filtereinheit 3) den Zustrom von der Arbeitskammer 14 durch die Filtereinheit 3 ermöglicht. Über den am Filtereinsatz 30 vorhandenen Austritt 302 gelangt der gefilterte Gasstrom in den Rücklaufkanal 9 und durch die Einlassöffnung 151 in die daran angrenzende Umluftzone 15. Während des Wechsels der Filtereinheit 3 sind die Deckel 19, 39 geschlossen (s. 1C, linke Filtereinheit 3).
Die Umlufteinheit 13 ist auf der ersten Trennwand 108 positioniert. Eine Zulufteinheit 11 sowie eine Ablufteinheit 12 sind im wesentlichen im Dachraum 16 untergebracht. Die Bestandteile und Funktionsweise der Zulufteinheit 11, der Ablufteinheit 12 sowie der Umlufteinheit 13 sind bekannt und werden daher nur kurz umrissen.
Die Zulufteinheit 11 besteht aus einem Zuluftvorfilter, der zur Vorreinigung von aus der Umgebung U angesaugter Frischluft sowie der Geräuschdämmung dient. Vom Zuluftvorfilter erstreckt sich eine Leitung zu einem Zuluftplenum mit anschliessendem Zuluftfilter. Innerhalb der Leitung – zwischen Zuluftvorfilter und Zuluftplenum – sind ein Zuluftstellorgan, das entweder offen oder geschlossen ist, und ein Zuluftventilator, um Frischluft aus der Umgebung U anzusaugen, eingebaut. Der Austritt aus dem Zuluftfilter mündet durch die zweite Trennwand 109 in die Umluftzone 15.
Die Ablufteinheit 12 ist zur Abführung von aus dem Isolator 1 partiell rest-belasteter Luft in einen Abluftkanal K vorgesehen und besteht zunächst aus dem in der Umluftzone 15 vorhandenen Abluftfilter, an den die zweite Trennwand 109 angrenzt, auf der sich andererseits das im Dachraum 16 liegende Abluftplenum befindet. Vom Abluftplenum erstreckt sich eine Leitung zum Abluftstellorgan, welches entweder offen oder geschlossen ist, oberhalb dessen die Einleitung für partiell rest-belastete Luft in den Abluftkanal K angeordnet ist. Innerhalb der Leitung – zwischen Abluftstellorgan und Abluftplenum – ist ein Abluftventilator eingebaut, der zur Druckregulierung innerhalb des Isolators 1 dient.
Die Umlufteinheit 13 hat einen Umluftventilator, eine davon abgehende Leitung, die in ein Umluftplenum führt, an das sich ein Umluftfilter anschliesst, dessen Austritt durch die erste Trennwand 108 in die Arbeitskammer 14 mündet. Bevor über die Zulufteinheit 11 eingebrachte Frischluft und über den Rücklaufkanal 9 aus der Arbeitskammer 14 durch die Filtereinheiten 3 gereinigte Luft aus der Umluftzone 15 wieder der Arbeitskammer 14 zugeführt wird, gelangt das Luftgemisch zuerst zum Umluftplenum und dann weiter zwecks nochmaliger Reinigung durch den Umluftfilter.
Fig. 2A bis Fig. 2C
Diese Figurenfolge illustriert erneut den prinzipiellen apparativen Aufbau einer Anlage in Gestalt eines Isolators 1 mit einer Vielzahl von Filtereinheiten 3 in einer zweiten Anordnung. Dadurch, dass die Filtereinheiten 3 nicht mehr seitlich an der Arbeitskammer 14, sondern unterhalb des Gehäusebodens 102 innerhalb des Rücklaufkanals 9 angeordnet sind, lassen sich grössere Transferöffnungen 105, 106 an der Arbeitskammer 14 realisieren.
Fig. 3
Zur Erhöhung der Durchlauffrequenz des Isolators 1, insbesondere bei der Bestückung mit verschiedenen Behandlungsgütern, ist eine Schleuse 2 vorgesetzt, um darin die zeitaufwendige Dekontaminationsphase durchführen zu können, auf die hier nicht näher eingegangen wird. Die Filtereinheiten 3 sind hier wiederum in der ersten Anordnung platziert, d. h. jeweils auf einer Seite der Arbeitskammer 14 des Isolators 1 bzw. auf einer Seite der Arbeitskammer 24 der Schleuse 2.
Die Schleuse 2 besteht aus einem auf einem Gestell 200 ruhenden Gehäuse 20, das sich in ein Gehäuseunterteil 201, welches unten mit einem Gehäuseboden 202 abschliesst, und ein Gehäuseoberteil 207 gliedert. Über eine erste Transferöffnung 205 ist die Arbeitskammer 24 nach aussen zugänglich, während eine zweite Transferöffnung 206 den Zugang zur Arbeitskammer 14 des unmittelbar benachbarten Isolators 1 erlaubt. Die Transferöffnungen 205, 206 ermöglichen das Einbringen von Behandlungsgut in die Arbeitskammer 24 der Schleuse 2 sowie den Transfer des Behandlungsguts weiter in die Arbeitskammer 14 des benachbarten Isolators 1, was z. B. mittels eines von aussen steuerbaren Transportbandes geschieht. Ferner können die Transferöffnungen 205, 206 zum Ausbringen von Behandlungsgut aus der Arbeitskammer 14 des Isolators 1 über die Schleuse 2 genutzt werden. In der Schleuse 2 sind eine erste und eine zweite Trennwand 208, 209 angeordnet, die horizontal, parallel zueinander beabstandet verlaufen, wobei unterhalb der ersten Trennwand 208 die Arbeitskammer 24 abgeteilt wird, zwischen der ersten und der zweiten Trennwand 208, 209 ein unterer Dachraum 25 und darüber ein oberer Dachraum 26 separiert werden.
An der Vorderseite der Schleuse 2, im Bereich der Arbeitskammer 24, befindet sich eine transparente Scheibe 203, welche in eine Tür eingesetzt, zumeist die Funktion der ersten Transferöffnung 205 erfüllt. Innerhalb des unteren Dachraums 25 ist eine Zulufteinheit 21 und benachbart zum Gehäuseboden 202, ausserhalb der Arbeitskammer 24, eine Ablufteinheit 22 positioniert. Die Anordnung und Funktionsweise der Zulufteinheit 21 und der Ablufteinheit 22 sind bekannt.
Die Bestandteile und Funktionsweise der Zulufteinheit 21 und der Ablufteinheit 22 sind bekannt und werden daher nur kurz umrissen. Mittels der Ablufteinheit 22 wird partiell belastete Luft aus der Arbeitskammer 24 in den Abluftkanal K geleitet. Die Ablufteinheit 22 besteht aus einem Abluftfilter, der mehrere Filtereinheiten 3 umfassen kann, welche auf einer Seite der Arbeitskammer 24, seitlich des Gehäusebodens 202 der Schleuse 2 angeordnet sind. Von den Filtereinheiten 3 erstreckt sich eine Leitung 229, in der ein Abluftstellorgan 221 sowie ein Abluftventilator 220 integriert sind.
Die Zulufteinheit 21 besteht zunächst aus einem Zuluftvorfilter, der die Luft aus der Umgebung U in einer ersten Stufe vorfiltert und eine Geräuschdämmung bewirkt. Vom Zuluftvorfilter erstreckt sich eine Leitung, innerhalb der zuerst ein Zuluftstellorgan und anschliessend ein Zuluftventilator angeordnet sind, wobei das Zuluftstellorgan der Öffnung oder Absperrung dient. Im Anschluss an den Zuluftventilator mündet die Leitung in ein Zuluftplenum, dem ein Zuluftfilter folgt, der an die erste Trennwand 208 angrenzt und Durchfluss zur Arbeitskammer 24 hat.
Fig. 4A und Fig. 4B
Bei diesem Figurenpaar sind an der komplexen Anlage aus Isolator 1 und Schleuse 2 die Filtereinheiten 3 in der zweiten Anordnung platziert. Die Filtereinheiten 3 an der Schleuse 2 sitzen unterhalb von deren Gehäuseboden 202 direkt im Abluftkanal K und werden mit der Leitung 229 verbunden, in welche ein Abluftstellorgan 221 sowie ein Abluftventilator 220 integriert sind. Diese zweite Anordnung der Filtereinheiten 3 an der Schleuse 2 erlaubt eine grössere Transferöffnung 205 an der Arbeitskammer 24. Die Filtereinheiten 3 am Isolator 1 sind unterhalb dessen Gehäusebodens 102, innerhalb des Rücklaufkanals 9 angeordnet.
Fig. 5A und Fig. 5B
Bei der ersten Anordnung der Filtereinheiten 3 am Isolator 1 gemäss den 1A–1C und 3 ist der jeweils zugehörige Kammeranschluss 17 abgedichtet am Gehäuse 10, benachbart zum Gehäuseboden 102, eingesetzt. Hingegen kommt bei der zweiten Anordnung der Filtereinheiten 3 am Isolator 1 gemäss den 2A–2C; 4A und 4B der jeweils zugehörige Kammeranschluss 17 im Gehäuseboden 102 zu liegen.
Bei der ersten Anordnung der Filtereinheiten 3 an der Schleuse 2 gemäss der 3 wird der jeweilige Auslassflansch abgedichtet am Gehäuse 20, benachbart zum Gehäuseboden 202, eingesetzt, während bei der zweiten Anordnung der Filtereinheiten 3 an der Schleuse 2 gemäss den 4A und 4B der jeweils zugehörige Auslassflansch im Gehäuseboden 202 vorgesehen ist.
Der ringförmige Auslassflansch 17 hat einen Kragen 175, der eine kreisrunde Austrittsöffnung 172 umrandet, in die Arbeitskammer 14 hineinragt und dort mit einer Frontfläche 177 abschliesst. An der äusseren Seite des Gehäuses 10 endet der Auslassflansch 17 bündig mit dem Boden 170. An der Innenwandung des Auslassflansches 17 sind für einen Bajonettverschluss konturierte Nuten als zweite Rastorgane 176 vorhanden, die axial am Boden 170 münden und sich radial an der Innenwandung des Kragens 175 mit schrägem Verlauf fortsetzen. Alternativ zur Nutengestalt der zweiten Rastorgane 176 können federnde Druckstifte mit jeweils einer darin sitzenden Rastkugel vorhanden sein, die der Austrittsöffnung 172 radial zugewandt ist.
Den zweiten Rastorganen 176 in Richtung der Frontfläche 177 vorgelagert befindet sich an der Innenwandung des Kragens 175 eine Ringschulter 179, die in eine sich zur Frontfläche 177 erstreckende Innenschulter 178 übergeht, welche zunächst einen Konusabschnitt hat, dem ein Zylinderabschnitt folgt. Drei, jeweils um 120° zueinander versetzte Führungsbolzen 174 erstrecken sich axial von der Frontfläche 177 in die Arbeitskammer 14, die an ihren freien Enden einen Anschlag besitzen. Die Führungsbolzen 174 sind verzichtbar, wenn man keinen Kammerdeckel 19 vorsieht.
Der Kammerdeckel 19 hat einen Boden 190 mit einer Aussenseite 191 und einen daran ansetzenden zylinderförmigen Kragen 195, der mit einer Basisfläche 197 endet. Gegenüber der Aussenseite 191 liegt die Innenseite 192. Am Aussenumfang des Kragens 195 gehen nasenförmige Fortsätze 194 ab, die komplementär zu den Führungsbolzen 174 am Auslassflansch 17 angeordnet sind und Durchgangslöcher zur Aufnahme der Führungsbolzen 174 besitzen. An der Innenwandung des Kragens 195 sind für einen Bajonettverschluss konturierte Nuten 196 vorhanden, die axial an der Basisfläche 197 münden und sich radial an der Innenwandung des Kragens 195 mit schrägem Verlauf fortsetzen. Der Kragen 195 hat am Übergang zur Deckfläche 197 eine Konusfläche 198, der eine Ringnut 199 zur Aufnahme der ersten Profildichtung 18 folgt.
Fig. 6A bis Fig. 7C
Die Filtereinheit 3 setzt sich im wesentlichen aus einem im Prinzip hohlzylindrischen Filtereinsatz 30, einem Aussendeckel 31, einem Filteranschluss 37, einer Spindeldichtung 32, einem Mechanismus 33, einem Filterdeckel 39 mit einer Spindel 338 sowie einer Filterdichtung 38 zusammen. Der zur Filtration dienende Filtereinsatz 30 hat eine axiale Eintrittsöffnung 301, wobei dessen äussere Mantelfläche den Austritt 302 bildet.
Der tellerförmige Aussendeckel 31 hat einen Boden 310, der von einem Ringsegment 314 umrandet wird, sowie eine Aussenseite 311 und eine dieser gegenüberliegende Innenseite 312. An der Aussenkante des Bodens 310 verläuft zur Innenseite 312 hin ein umgebogener Fassungsrand 313. An der Innenseite 312 – dem Filtereinsatz 30 zugewandt – ist der Boden 310 im Bereich der Eintrittsöffnung 301 des Filtereinsatzes 30 erhaben, wodurch der Aussendeckel 31 im später mit dem Filtereinsatz 30 verbundenen Zustand zusätzlich fixiert wird. Im Boden 310 ist eine Zentrumsöffnung 319 vorhanden, die der Aufnahme der ringförmigen Spindeldichtung 32 dient, welche vorzugsweise aus flexiblem Material besteht. Der Mechanismus 33 hat eine langgestreckte Spindelhülse 330 mit einem einerseits mündenden Innengewinde 339, das in einem Sackloch ausläuft. An dem der Mündung des Innengewindes 339 gegenüberliegenden Ende besitzt der Mechanismus 33 einen Bund 331, von dem sich ein Endstück 332 erstreckt.
Der kreisringförmige Einlassflansch 37 hat ein Ringsegment 370, das an der Aussenkante mit einem umgebogenen Fassungsrand 373 endet – wie der Fassungsrand 313 am Aussendeckel 31 –, wobei die zwei Fassungsränder 313, 373 aufeinander zugerichtet sind, um den Filtereinsatz 30 zu fassen. Vom Ringsegment 370 geht ein Kragen 375 ab, der den im Ringsegment 370 zentrisch vorhandenen Eintritt 371 umschliesst. Der Kragen 375 endet mit einer Ringnut 379, die zur Aufnahme der Filterdichtung 38 dient. Von der Wandung im Eintritt 371 des Kragens 375 gehen nasenförmige Fortsätze als erste Führungselemente 374 ab, die komplementär zu den Führungsbolzen als zweite Führungselemente 394 am Filterdeckel 39 angeordnet sind und Durchgangslöcher zur Aufnahme der zweiten Führungselemente 394 besitzen. An der Aussenwandung des Kragens 375 sind erste Rastorgane 376 angeordnet, die zum Eingriff in die Nuten als zweite Rastorgane 176 am Kammeranschluss 17 bestimmt sind und zusammen einen Bajonettverschluss bilden. Zwischen dem erhabenen Fassungsrand 373 und dem dazu konzentrisch liegenden vorstehenden Kragen 375 entsteht am Ringsegment 370 eine Vertiefung, wodurch der Filteranschluss 37 formschlüssig auf dem Filtereinsatz 30 zu liegen kommt. Hat man die zweiten Rastorgane 176 nicht als Nuten, sondern als federnde Druckstifte vorgesehen, so werden die ersten Rastorgane 376 als Ausnehmungen gestaltet.
Der Filterdeckel 39 hat einen Boden 390 mit einer Aussenseite 391 und einer dieser gegenüberliegenden Innenseite 392. Von der Aussenseite 391 erstreckt sich ein Kragen 395, der mit einer Frontfläche 397 endet. Am Aussenumfang des Kragens 395 sind dritte Rastorgane 396 vorhanden, die zum Eingriff in die als Nuten beschaffenen vierten Rastorgane 196 am Kammerdeckel 19 bestimmt sind und somit gemeinsam einen weiteren Bajonettverschluss bilden. Der Kragen 395 setzt am Boden 390 auf eine Dichtfläche 398 auf, welche sich über den Aussenrand des Bodens 390 fortsetzt. Von der Innenseite 392 des Bodens 390 geht zentrisch und senkrecht eine Spindel 338 ab, welche in das Innengewinde 339 an der Spindelhülse 330 des Mechanismus 33 eingreift. Benachbart zur Spindel 338 erstrecken sich von der gleichen Seite des Bodens 390 drei jeweils um 120° zueinander versetzte Führungsbolzen als zweite Führungselemente 394, welche komplementär zu den Fortsätzen als erste Führungselemente 374 am Filteranschluss 37 angeordnet sind.
Auf der Innen- und Aussenseite des Filtereinsatzes 30 ist ein nicht dargestelltes Schutzgitter angeordnet, um den Filtereinsatz 30 vor mechanischer Beschädigung zu schützen und zur Stabilisierung beim Übertragen der Drehmomentkräfte beim Ein- und Ausbau der Filtereinheit 3 an der Anlage 1, 2.
Fig. 8A und Fig. 8B
Dieses Figurenpaar illustriert die Funktionsweise der Filtervorrichtung im Arbeitsbetrieb des Isolators 1. Der Rücklaufkanal 9 und die darin sitzende Filtereinheit 3 sind hier gemäss erster Anordnung seitlich am Gehäuse 10 des Isolators 1 angebracht. In im Prinzip ähnlicher Weise kann die Filtereinheit 3 an einer Schleuse 2 angeordnet sein, wobei anstelle des Rücklaufkanals 9 die Filtereinheit 3 dann an eine zum Abluftkanal K führende Leitung 229 angeschlossen ist.
Innerhalb der zusammengebauten Filtereinheit 3 wird der Filtereinsatz 30 einerseits vom Aussendeckel 31 und dessen Fassungsrand 313 und andererseits vom Filteranschluss 37 und dessen Fassungsrand 373 partiell umschlossen. In der Zentrumsöffnung 319 im Aussendeckel 31 ist zur Abdichtung gegenüber der Umgebung U die Spindeldichtung 32 eingesetzt, welche von der Spindelhülse 330 des drehbaren Mechanismus 33 durchragt wird, wobei der Bund 331 an der Spindeldichtung 32 anliegt. Das Endstück 332 an dem Mechanismus 33 liegt ausserhalb des Aussendeckels 31, um das Ansetzen eines Werkzeugs zu ermöglichen. Das Innengewinde 339 der Spindelhülse 330 ist mit dem Aussengewinde an der Spindel 338, welche mit dem Filterdeckel 39 verbunden ist, in Eingriff. Bei der Anlieferung und beim Andocken der Filtereinheit 3 an den Isolator 1 ist die Filtereinheit 3 mit dem Filterdeckel 39 verschlossen. Als zusätzliche Sicherheit – z. B. bei Beschädigung des Filtereinsatzes 30 – kann ein hier nicht gezeigter Schutzfilter über den Filtereinsatz 30 gestülpt werden, wobei Aussendeckel 31 und Filteranschluss 37 entsprechend grösser zu dimensionieren sind, um auch den Schutzfilter zu ummanteln.
In die Ringnut 379 am Kragen 375 des Filteranschlusses 37 ist die Filterdichtung 38 eingesetzt. Die erhabenen ersten Rastorgane 376 am Kragen 375 des Filteranschlusses 37 sind als lösbarer Bajonettverschluss in den nutenförmigen zweiten Rastorganen 176 am Kragen 175 des Kammeranschlusses 17 verriegelt. Bei ordnungsgemässer Montage wird die Filterdichtung 38 gegen die Ringschulter 179 im Kammeranschluss 17 gepresst. Damit ist ein gegenüber der äusseren Umgebung U gasdichter Zusammenbau gewährleistet. Der Filterdeckel 39 ist in eine weite Offenstellung gefahren, so dass der Boden 390 von der Frontfläche 177 des Kammeranschlusses 17 weit entfernt liegt und der Strömungsdurchfluss von der Arbeitskammer 14 durch die Austrittsöffnung 172, den Eintritt 371, die Eintrittsöffnung 301, den Filtereinsatz 30, über den Austritt 302 in den Rücklaufkanal 9 gross ist. Die bolzenförmigen zweiten Führungselemente 394 sind weit aus den als Fortsätze gestalteten ersten Führungselementen 374 des Filteranschlusses 37 herausgefahren, hängen aber noch innerhalb der ersten Führungselemente 374, so dass der Filterdeckel 39 zusätzlich stabilisiert wird.
In die Ringnut 199 am Kragen 195 des Kammerdeckels 19 ist die Kammerdichtung 18 eingesetzt. Die erhabenen dritten Rastorgane 396 am Kragen 395 des Filterdeckels 39 sind als lösbarer Bajonettverschluss in den nutenförmigen vierten Rastorganen 196 am Kragen 195 des Kammerdeckels 19 verriegelt. In die Arbeitskammer 14 hineinragend hängen vom Kammerdeckel 19 die als Fortsätze gestalteten dritten Führungselemente 194 axial verschiebbar auf den als Bolzen beschaffenen vierten Führungselementen 174 des Kammeranschlusses 17, wobei der Hub einerseits von der Frontfläche 177 des Kammeranschlusses 17 und andererseits von den Anschlägen an den vierten Führungselementen 174 begrenzt wird. Im wesentlichen liegt die gesamte Filtereinheit 3 innerhalb des Rücklaufkanals 9, der zur äusseren Umgebung U hin mit der Abdeckung 91 verschlossen ist.
Fig. 9A bis Fig. 11C
Diese Figurenfolge illustriert den Wechsel einer Filtereinheit 3 am Beispiel der an einem Isolator 1 installierten Filtervorrichtung in den drei prinzipiellen Schritten. Hierbei wird davon ausgegangen, dass man zuerst den Arbeitsbetrieb am Isolator 1 abschaltet.
Fig. 9A und Fig. 9B: 1. Wechselschritt
Die Filtereinheit 3 ist weiterhin mit ihrem Filteranschluss 37 am Kammeranschluss 17 angedockt. Die Stellungen von Kammerdeckel 19 und Filterdeckel 39 sind gegenüber dem in den vorherigen 8A und 8B gezeigten Arbeitsbetrieb unverändert. Um den Zugriff auf die Filtereinheit 3 zu ermöglichen, ist die Abdeckung 91 vom Rücklaufkanal 9 entfernt. Die Arbeitskammer 14 und die Umgebung U bleiben gegeneinander isoliert, da der weiterhin wirksame Filtereinsatz 30 einen Partikelfluss verhindert, d. h. weder können gefährliche Substanzen aus der Arbeitskammer 14 in die Umgebung U gelangen, noch können Verunreinigungen aus der Umgebung U in die Arbeitskammer 14 vordringen.
Bei einer einfachen Konstruktion der Filtervorrichtung muss zum Verstellen des Mechanismus 33, um den Öffnungshub des – den Kammerdeckel 19 mitschleppenden – Filterdeckels 39 für eine Neujustierung des Strömungsdurchflusses zu verändern, die Abdeckung 91 ebenfalls vom Rücklaufkanal 9 entfernt werden. Bei einer weiter entwickelten Konstruktion könnte das Endstück 332 die Abdeckung 91 abgedichtet durchragen und somit von ganz aussen zugänglich sein, wodurch sich für das simple Verstellen des Mechanismus 33 das Entfernen der Abdeckung 91 erübrigt.
Fig. 10A bis Fig. 10C: 2. Wechselschritt
Vor dem Abdocken der Filtereinheit 3 vom Kammeranschluss 17 des Isolators 1 müssen aus der jeweiligen vorherigen Offenstellung der Filterdeckel 39 auf den Filteranschluss 37 der Filtereinheit 3 und der mitgeschleppte Kammerdeckel 19 auf den Kammeranschluss 17 des Isolators 1, in die jeweils geschlossene Stellung bewegt werden.
Dazu wird am Endstück 332 des Mechanismus 33 ein Werkzeug angesetzt oder das Endstück 332 von Hand betätigt, mittels dem die Spindelhülse 330 in Uhrzeigerrichtung gedreht wird, so dass die radial feststehende Spindel 338, die sich vom radial arretierten Filterdeckel 39 erstreckt, eine tiefer in die Spindelhülse 330 einfahrende Hubbewegung ausführt und dabei den Verbund aus Filterdeckel 39 und Kammerdeckel 19 in die geschlossene Stellung zieht.
Vom Filterdeckel 39 liegt ein Abschnitt der Dichtfläche 398 an der Filterdichtung 38, welche im Filteranschluss 37 sitzt. Zugleich liegt ein anderer Abschnitt der Dichtfläche 398 an der im Kammerdeckel 19 eingesetzten Kammerdichtung 18.
Vom Kammerdeckel 19 liegt die Konusfläche 198 an einem Abschnitt der Innenschulter 178 des Kammeranschlusses 17, während der Kragen 195 des Kammerdeckels 19 an einem anderen Abschnitt der Innenschulter 178 liegt. Unverändert sind die beiden Deckel 19, 39 durch den Bajonettverschluss 396, 196 miteinander verbunden und die Filterdichtung 38 wird gegen die Ringschulter 179 im Kammeranschluss 17 gepresst.
Die vom Filterdeckel 39 abgehenden zweiten Führungselemente 394 haben je eine V-förmig, umlaufend federnde Kontur, die beim Schliessen des Filterdeckels 39 über die Durchgangslöcher in den ersten Führungselementen 374 des Filteranschlusses 37 fahren um anschliessend – quasi hinter den ersten Führungselementen 374 – sich aufweiten und am Ringsegment 370 des Filteranschlusses 37 abstützen. Somit ist der Filterdeckel 39 auf dem Filteranschluss 37 der Filtereinheit 3 fixiert und die dabei ausgebildete Dichtung gesichert.
Der Kammerdeckel 19 ist mit seinen dritten Führungselementen 194 und darin vorhandenen Durchgangslöchern auf den vom Kammeranschluss 17 abgehenden vierten Führungselementen 174 derart gelagert, dass ein dazwischen ausreichend hohes Reibmoment gewährleistet wird, wodurch ein unbeabsichtigtes Öffnen des Kammerdeckels 19 vermieden wird, insbesondere beim nachfolgend beschriebenen 3. Wechselschritt.
Fig. 11A bis Fig. 11C: 3. Wechselschritt
Durch Lösen der beiden Bajonettverschlüsse, was durch Drehen des Verbundes aus Filtereinsatz 30, den Deckeln 31, 39, Mechanismus 33, Filteranschluss 37, Filterdichtung 38 und Spindeldichtung 32 erfolgt, lässt sich die Filtereinheit 3 vom Kammeranschluss 17 lösen, aus dem Rücklaufkanal 9 entnehmen und vom Isolator 1 entfernen. Die verbrauchte Filtereinheit 3 wird entsorgt. Unverändert sitzt der Filterdeckel 39 dicht auf dem Filteranschluss 37 der Filtereinheit 3. Ferner bleibt der Kammerdeckel 19 aufgrund des zuvor beschriebenen Reibmoments weiterhin dicht auf dem Kammeranschluss 17, so dass die Austrittsöffnung 172 sicher verschlossen ist.
Nach einem eventuellen Dekontaminationszyklus oder einfachen Reinigungszyklus der Arbeitskammer 14 lässt sich eine neue Filtereinheit 3 in den Rücklaufkanal 9 mit dem Filterdeckel 39 voran einführen und nach im Uhrzeigersinn drehender Einkupplung der Bajonettverbindung 376, 176; 396, 196 an den Kammeranschluss 17 und den darauf sitzenden Kammerdeckel 19 andocken. In reversiblem Verlauf des zweiten Wechselschrittes gemäss den 10A–10C erfolgt dann das Bewegen des Verbundes aus Filterdeckel 39 und Kammerdeckel 19 in die Offenstellung. Zuletzt wird der Rücklaufkanal 9 mittels der Abdeckung 91 verschlossen und der Isolator 1 kann den Arbeitsbetrieb wieder aufnehmen. Sofern der Kammerdeckel 19 nicht vorgesehen ist, muss der Isolator 1 bei einer neuen angedockten Filtereinheit 3 vor Zyklusbeginn zuerst dekontaminiert werden, aufgrund des zur Umgebung U hin offenen Systems.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10157950 C2 [0004]
WO 2007/131376 A1 [0006]

Claims

Filtervorrichtung für eine von einem Gasstrom durchflossene Anlage (1, 2) mit einer Arbeitskammer (14, 24) zur temporären Aufnahme von Behandlungsgut, wobei die Filtervorrichtung eine auswechselbare Filtereinheit (3) hat, welche aufweist: a) einen an einem Eintritt (371) vorgesehenen Filteranschluss (37), der zum lösbaren Andocken an einem an der Arbeitskammer (14, 24) vorhandenen Kammeranschluss (17, 27) bestimmt ist, welcher sich an einer Austrittsöffnung (172) befindet; b) einen Filterdeckel (39) zum Verschliessen des Eintritts (371); c) einen Filtereinsatz (30) zum Reinigen des über die Austrittsöffnung (172) und den Eintritt (371) fliessenden Gasstroms; und d) einen Austritt (302) zum Abführen des den Filtereinsatz (30) durchströmten Gasstroms, dadurch gekennzeichnet, dass e) zur Bewegung des Filterdeckels (39) zwischen einer am Eintritt (371) geschlossenen und dessen offener Stellung ein Mechanismus (33) vorgesehen ist, der einen integralen Bestandteil der Filtereinheit (3) bildet; und f) der Mechanismus (33) ein ausserhalb des Filtereinsatzes (30) positioniertes Endstück (332) hat, welches zum Generieren einer Schubbewegung des Mechanismus (33) dient.
Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Mechanismus (33) axial durch die Filtereinheit (3) erstreckt.
Filtervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Mechanismus (33) aus einer mit einem Gewinde versehenen Spindel (338) und einer die Spindel (338) aufnehmenden Spindelhülse (330) besteht; b) das Endstück (332) zum Generieren der Schubbewegung in Form einer Drehbewegung ausgebildet ist; und c) sich die Spindel (338) zentrisch von einem am Filterdeckel (39) vorhandenen Boden (390) erstreckt.
Filtervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Filteranschluss (37) dem Filterdeckel (39) zugewandt angeordnet ist und die Gestalt eines Einlassflansches mit einem den Eintritt (371) umrandenden Ringsegment (370), einem sich vom Ringsegment (370) zum Filterdeckel (39) hin erstreckenden zylindrischen Kragen (375) und einem das Ringsegment (370) umlaufenden am Filtereinsatz (30) ansetzenden Fassungsrand (373) hat; und b) der Filtereinsatz (30) an dem dem Filteranschluss (37) gegenüberliegenden Ende mit einem Aussendeckel (31) versehen ist, der eine Zentrumsöffnung (319) zum Durchtritt der Spindelhülse (330), einen zum Filtereinsatz (30) erhabenen Boden (310), ein den Boden (310) umlaufendes Ringsegment (314) und einen das Ringsegment (314) umlaufenden am Filtereinsatz (30) ansetzenden Fassungsrand (313) hat.
Filtervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Filtereinsatz (30) als Hohlzylinder mit einer Eintrittsöffnung (301) und einer äusseren Mantelfläche beschaffen ist, welche den Austritt (302) des Filtereinsatzes (30) bildet; b) der Eintritt (371) am Filteranschluss (37) in die Eintrittsöffnung (301) am Filtereinsatz (30) übergeht; und c) die Stirnseiten des Filtereinsatzes (30) einerseits zwischen dem Ringsegment (370) mit dem benachbarten Fassungsrand (373) des Filteranschlusses (37) und andererseits dem Ringsegment (314) mit dem benachbarten Fassungsrand (313) des Aussendeckels (31) angeordnet sind.
Filtervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass a) am Filteranschluss (37) erste Rastorgane (376) vorgesehen sind; b) der Kammeranschluss (17, 27) an der Anlage (1, 2) einen die Austrittsöffnung (172) umrandenden Kragen (175) hat, welcher von einem Anlagengehäuse (10) in die Arbeitskammer (14, 24) ragt; und c) am Kragen (175) des Kammeranschlusses (17, 27) zweite Rastorgane (176) angeordnet sind, um mit den ersten Rastorganen (376) eine lösbare Verbindung zu bilden.
Filtervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Filteranschluss (37) an den Kragen (175) des Kammeranschlusses (17, 27) andockbar ist; und b) die ersten Rastorgane (376) am Filteranschluss (37), z. B. als Nocken oder Ausnehmungen und die zweiten Rastorgane (176) am Kammeranschluss (17, 27) z. B. als komplementäre Nuten in der Art eines Bajonettverschlusses oder als Federstift ausgebildet sind, so dass sich die ersten Rastorgane (376) mit den zweiten Rastorganen (176) verriegeln lassen, nämlich z. B. mittels einer Drehbewegung oder einer Axialbewegung der Filtereinheit (3).
Filtervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass a) zur Führung des mit der Spindel (338) verbundenen, axial beweglichen Filterdeckels (39) ein Stützmittel (374, 394) vorgesehen ist, welches z. B. ausgebildet ist als ein sternartiges Stützmittel, in dem die Spindel (338) zentrisch gleitend geführt und das mit dem Filteranschluss (37) fest verbunden ist; b) zwischen dem Filteranschluss (37) und dem Filterdeckel (39) eine Filterdichtung (38) eingesetzt ist, welche bei angedockter Filtereinheit (3) mit geschlossenem Filterdeckel (39) diesen gegen den Kammeranschluss (17, 27) abdichtet; und c) die Spindelhülse (330) gegen die von dieser durchragten Zentrumsöffnung (319) mittels einer Spindeldichtung (32) abgedichtet ist.
Filtervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass a) zur Führung des mit der Spindel (338) verbundenen, axial beweglichen Filterdeckels (39) ein Stützmittel (374, 394) vorgesehen ist, welches ausgebildet ist als erste Führungselemente (374) am Filteranschluss (37), die mit am Filterdeckel (39) vorhandenen zweiten Führungselementen (394) zusammenwirken; und b) die Filterdichtung (38) in eine Ringnut (379) am Kragen (375) des Filteranschlusses (37) eingesetzt ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass a) die ersten Führungselemente (374) am Filteranschluss (37) als in den Eintritt (371) ragende ösenförmige Fortsätze ausgebildet sind; b) die zweiten Führungselemente (394) am Filterdeckel (39) als sich vom Boden (390) senkrecht erstreckende Bolzen ausgebildet sind, welche die ersten Führungselemente (374) durchragen; und c) an den zweiten Führungselementen (394) eine Stopperkontur (393) vorhanden ist, welche bei auf dem Filteranschluss (37) in geschlossener Stellung sitzendem Filterdeckel (39) mit den ersten Führungselementen (374) verrastet.
Filtervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Austrittsöffnung (172) des Kammeranschlusses (17) bei einer Anlage (1) in Gestalt eines Isolators (1) in einen Rücklaufkanal (9) mündet, welcher in eine Umluftzone (15) des Isolators (1) führt; und b) die Filtereinheit (3) im wesentlichen im Rücklaufkanal (9) angeordnet ist, so dass der Austritt (302) aus dem Filtereinsatz (30) in den Rücklaufkanal (9) mündet.
Filtervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (172) des Kammeranschlusses (17) bei einer Anlage (2) in Gestalt einer Schleuse (2) in einen Abluftkanal (K) mündet, welcher aus der Arbeitskammer (24) der Schleuse (2) führt.
Filtervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Filterdeckel (39) lösbar mit einem Kammerdeckel (19) verbunden ist; b) zur Bewegung des Kammerdeckels (19) zwischen einer an der Austrittsöffnung (172) des Kammeranschlusses (17, 27) geschlossenen und dessen offener Stellung der Mechanismus (33) dient; und c) der Kammerdeckel (19) aufseiten der Arbeitskammer (14, 24) angeordnet ist.
Filtervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Filterdeckel (39) mit dritten Rastorganen (396) versehen ist; b) am Kammerdeckel (19) vierte Rastorgane (196) angeordnet sind, um mit den dritten Rastorganen (396) eine lösbare Verbindung zu bilden; c) die dritten Rastorgane (396) am Filterdeckel (39) und die vierten Rastorgane (196) am Kammerdeckel (19) so angeordnet sind, dass Kongruenz bei verschiedenen Drehstellungen der Filtereinheit (3) zur relativen Positionierung zwischen den ersten Rastorganen (376) am Filteranschluss (37) und den zweiten Rastorganen (176) am Kammeranschluss (17, 27) entsteht; und d) somit beim Andocken des Filteranschlusses (37) mit geschlossenem Filterdeckel (39) an den Kammeranschluss (17, 27) zugleich die dritten Rastorgane (396) am Filterdeckel (39) mit den vierten Rastorganen (196) am geschlossenen Kammerdeckel (19) in Eingriff kommen sowie beim Abdocken des Filteranschlusses (37) mit geschlossenem Filterdeckel (39) vom Kammeranschluss (17, 27) zugleich die dritten Rastorgane (396) am Filterdeckel (39) mit den vierten Rastorganen (196) am geschlossenen Kammerdeckel (19) ausser Eingriff gelangen.
Filtervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Filterdeckel (39) einen Kragen (395) besitzt, der mit den dritten Rastorganen (396) versehen ist, welche als Nocken ausgebildet sind; b) der Kammerdeckel (19) im wesentlichen aus einem Boden (190) besteht; b) an den Boden (190) ein Kragen (195) ansetzt, der mit den vierten Rastorganen (196) versehen ist, welche als komplementäre Nuten in der Art eines Bajonettverschlusses ausgebildet sind; und c) die ersten Rastorgane (376) und die dritten Rastorgane (396) sowie die zweiten Rastorgane (176) und die vierten Rastorgane (196) jeweils miteinander in identischem Bogenmass systematisch verteilt sind.
Filtervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass a) am Kammerdeckel (19) dritte Führungselemente (194) angeordnet sind, die mit am Kammeranschluss (17, 27) vorhandenen vierten Führungselementen (174) zusammenwirken; und b) in den Kammeranschluss (17, 27) eine Kammerdichtung (18) eingesetzt ist, welche bei geschlossenem Kammerdeckel (19) diesen gegen den Kammeranschluss (17, 27) abdichtet und bei angedockter Filtereinheit (3) mit geschlossenem Filterdeckel (39) diesen gegen den Kammeranschluss (17, 27) abdichtet.
Filtervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass a) die dritten Führungselemente (194) am Kammerdeckel (19) als den Kragen (195) radial überragende ösenförmige Fortsätze ausgebildet sind; b) die vierten Führungselemente (174) am Kammeranschluss (17, 27) als sich von dessen Kragen (175) senkrecht erstreckende Bolzen ausgebildet sind, welche die dritten Führungselemente (194) durchragen; und c) zur Arretierung des auf dem Kammeranschluss (17, 27) geschlossen sitzenden Kammerdeckels (19) ein Mittel zur Hemmung gegen unbeabsichtigte Öffnung des Kammerdeckels (19) vorgesehen ist.
Filtervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei an den Kammeranschluss (17, 27) angedockter Filtereinheit (3) die Stellung des Filterdeckels (39) in Relation zum Kammeranschluss (17, 27) für die Steuerung des die Arbeitskammer (14, 24) durchfliessenden Gasstroms nutzbar ist.