DE2554610A1

DE2554610A1 - Steuereinrichtung fuer die luftstroemung eines raumes, insbesondere eines sauberraumes

Info

Publication number: DE2554610A1
Application number: DE19752554610
Authority: DE
Inventors: David Eaton Wilcox
Original assignee: Flanders Filters Inc
Current assignee: Flanders Filters Inc
Priority date: 1974-12-05
Filing date: 1975-12-04
Publication date: 1976-06-10
Also published as: DE7538723U; JPS5183277A; US3986850A; NL7514079A; AU8716975A; FR2293233A1; GB1477570A; CA1044614A

Description

DE. EBICH TiEUGBBAUER β München

PATPTfTANWALT TEBEFOK (081J) 224337 C. 29ES61

PATBNXAAVVAl^X TKLEGRAMMADBESSE:

WÜNCHEX 26 - POSTFACH Sl BAVABIAPATEKT Mt'SCHKS

ZWEIBKÜCKENSTKASSE io TELEX 5-24J77

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4. Dezember 197 5 1A-3578 2554610

Beschreibung

zu der Patentanmeldung

FLANDERS FILTERS, INC., Washington, N.C, U.S.A.

betreffend

Steuereinrichtung für die Luftströmung eines Raumes, insbesondere eines Sauberraumes

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für die Luftströmung eines Raumes, insbesondere eines Sauberraumes, bei dem Luft vorzugsweise über Filter zu- und/oder abgeführt wird, sowie die Verwendung dieser Steuereinrichtung bei Luftfiltern und Räumen, insbesondere Sauberräumen.

In verschiedenen Industriezweigen, bei denen Fertigungs- und Montagearbeiten unter Einhaltung einer besonders hohen Genauigkeit durchgeführt werden müssen, hat es sich als erforderlich erwiesen, Arbeitsräume mit einer geregelten, von Verunreinigungen freien Atmosphäre bereitzustellen; zu diesem Zweck sind bereits verschiedene Konstruktionen für sogenannte Sauberräume geschaffen worden. Bei einer bekannten Konstruktion weist ein solcher Sauberraum eine raumähnliche Umschliessung auf, die mit einer Filterbatterie versehen ist, welche an der Decke des Raums aufgehängt ist und sich über die ge-

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samte Decke erstreckt. Zu dieser Filterbatterie gehören mehrere einzelne Filter von hohem Wirkungsgrad, die von einem rechteckigen Gitterwerk getragen v/erden, und es ist ein Gebläse vorhanden, das dazu dient, Luft unter Druck in eine offene Verteiler kammer zwischen der Decke und der Filterbatterie zu fördern. Die zugeführte Luft strömt dann von oben nach unten durch die verschiedenen Filter und in senkrechter Richtung durch den Raum. Im Boden oder nahe dem Boden des Raums sind entsprechende Durchlässe vorhanden, über welche die Luft wieder zu dem Gebläse zurückgeleitet wird, um erneut umgewälzt zu werden.

Bei einer bereits vorgeschlagenen Konstruktion eines Sauberraums ist die Filterbatterie parallel zu einer der Seitenwände der Umschließung und in einem Abstand von ihr angeordnet, so daß die zugeführte Luft den Raum in waagerechter Richtung durchströmt. Bei jeder dieser bekannten Anordnungen hat es sich jedoch als schwierig erwiesen, dafür zu sorgen, daß alle Teile der Filterbatterie und damit auch alle Teile des Raums von der Luft laminar und gleichmäßig durchströmt werden. Diese Schwierigkeiten sind auf mehrere Faktoren zurückzuführen, zu denen die Tatsache gehört, daß in dem offenen Verteilerraum auf der Rückseite der Filterbatterie normalerweise unterschiedliche Drücke herrschen, was sich jeweils nach der Lage der an das Gebläse angeschlossenen Speiseleitung richtet. Genauer gesagt sind die der Speiseleitung am nächsten benachbarten Filter einem höheren Druck-unterschied ausgesetzt, während an den von

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der. Speiseleitung weiter entfernten Filtern ein etwas geringerer Druckunterschied herrscht.

Ein weiterer ,Faktor, der zu einer ungleichmäßigen Durchströmung der verschiedenen Filter führt, besteht darin, daß die die Filterbatterie bildenden Filter der hindurchströmenden Luft einen unterschiedlichen Widerstand entgegensetzen können, was z.B. darauf zurückzuführen ist, daß bei den verschiedenen Filtern Filtermedien verwendet werden, die sich bezüglich ihrer Luftdurchlässigkeit geringfügig unterscheiden. Ferner hat es sich gezeigt, daß die einzelnen Filter bestimmte Abschnitte aufweisen können, die sich bezüglich ihres Strömungswiderstandes gegenüber der Luft von anderen Abschnitten ein und desselben Filters unterscheiden.

Diese Unterschiede bezüglich des Luftwiderstandes wirken sich in Unterschieden der Strömungsgeschwindigkeit und des Luftdurchsatzes bei den verschiedenen Filtern der Batterie sowie in entsprechenden Unterschieden bei verschiedenen Abschnitten der einzelnen Filter aus. Durch diese Ungleichmäßigkeit des Luftdurchsatzes wird der gewünschte laminare Strömungsverlauf innerhalb des Sauberraums gestört, d.h. es tritt eine unerwünschte Turbulenz auf.

Bei einer weiteren vorgeschlagenen Konstruktion eines Sauberraums ist jedes Filter der Filterbatterie mit einer Haube oder einem Gehäuse versehen, das mit der dem Luftstrom zugewandten Seite

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des Filters verbunden und nach außen abgedichtet ist. Zu jeder Haube gehört ein Kamin, der an eine über der Filterbatterie angeordnete Luftzuführungsleitung angeschlossen ist, so daß die Luft nicht einem großen offenen Verteilerraum, sondern jedem Filter unmittelbar zugeführt wird. Außerdem gehören zu den Hauben gemeinsam verstellbare, in den Kaminen angeordnete Durchsatzregelorgane zum Regeln des Volumens der den Hauben über die Leitung zuzuführenden Luft. Zwar ermöglichen es diese Regelorgane, die Durchsatzmengen der verschiedenen Filter gegeneinander abzugleichen, doch besteht nicht die Möglichkeit, die Durchsatzunterschiede zu vermeiden, die auf Unterschiede bezüglich des Luftwiderstandes der verschiedenen Abschnitte ein und desselben Filters zurückzuführen sind.

Um eine gleichmäßigere Durchströmung eines Sauberraums zu erreichen, wurde ferner bereits vorgeschlagen, eine Filteranordnung vorzusehen, bei der mehrere Filtereinheiten in eine große Verteilerkammer eingebaut sind, und bei der zu jeder Filtereiriheit zwei gegeneinander verschiebbare, mit Öffnungen versehene Platten gehören, die auf der der Strömung zugewandten Seite der Filtereinheit angeordnet sind und ein Ventil zum Regeln des dem betreffenden Filter zuzuführenden Luftstroms bilden. Jedoch ist es mit Hilfe einer solchen Anordnung nicht möglich, die sich aus einem ungleichmäßigen Strömungsverlauf ergebenden Schwierigkeiten zu vermeiden, denn es läßt sich keine vollständige Flächenberührung zwischen den mit Öffnungen versehenen verschiebbaren Platten des Ventils aufrechter-

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halten, da Oberflächeniinregelmäßigkeiten vorhanden sind, und da die Platten häufig leicht gekrümmt oder auf andere Weise verzogen sind. Daher weisen diese Ventile gewöhnlich Abschnitte auf, innerhalb welcher die Platten etwas voneinander getrennt sind, so daß die zugeführte Luft während des Betriebs in seitlicher Richtung zwischen den Platten durchströmen und an nicht genau vorauszusagenden Stellen entweichen kann. Durch dieses seitliche Strömen von Luft wird die gewünschte Luftverteilung gestört, und außerdem ist es in manchen Fällen sogar unmöglich, das Ventil vollständig zu schließen.

Das vorstehend beschriebene Ventil mit gegeneinander verschiebbaren Platten erweist sich außerdem insofern als unbefriedigend, als es bei ihm nicht möglich ist, ein ungleichmäßiges Durchströmen verschiedener Abschnitte ein und desselben Filters zu verhindern. Ferner kann die den Filtern zugeführte Luft in manchen Fällen korrodierend wirken, da sie Säureteilchen o.dgl. enthält, und die Tatsache, daß das Ventil bei der vorstehend beschriebenen Anordnung dem Filter vorgeschaltet ist, führt dazu, daß das Ventil der korrodierend wirkenden Luft unmittelbar ausgesetzt ist, was zu einer Beschädigung des Ventils führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strömungsregelvorrichtung für eine Luftfilterbatterie zu schaffen, die zu einem Sauberraum o.dgl. gehört, bei welcher es möglich ist, den Luftdurchsatz der Filterbatterie nach Bedarf genau zu

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regeln, damit alle Teile des Sauberraums im wesentlichen gleichmäßig und laminar durchströmt werden. Ferner soll eine Strömungsregelvorrichtung für ein einzelnes Luftfilter geschaffen werden, bei welcher der Luftdurchsatz so geregelt werden kann, daß eine gleichmäßige Durchströmung aller Teile des Filters gewährleistet ist. Es soll ein Luftdurchsatzregelventil geschaffen werden, das zwei relativ zueinander verschiebbare, mit Öffnungen versehene Platten aufweist und bei dem dafür gesorgt ist, daß ein seitliches Strömen von Luft zwischen den Platten während des Betriebs unmöglich ist. Die Platten sollen im wesentlichen aneinander haften, um ein unerwünschtes Verschieben der Platten gegeneinander zu verhindern. Ferner soll ein Luftdurchsatzregelventil geschaffen werden, das es ermöglicht, unmittelbar jenseits des Filtermediums einen freien Raum unter Druck zu setzen, um eine "gleichmäßige Verteilung der aus der gesamten Fläche des Filters austretenden Luft zu erreichen. Außerdem soll ein Durchsatzregelventil für eine Luftfilterbatterie geschaffen werden, das von der Austrittsseite der Filter aus leicht zugänglich ist. Schließlich soll ein Durchsatzregelventil für ein Luftfilter geschaffen werden, das sich auf der Austrittsseite eines Filters anordnen läßt, um hierdurch eine Verunreinigung des Filters durch korrodierend wirkende Teilchen zu vermeiden, die durch das Filter aus der zugeführten Luft abgeschieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist durch die Erfindung ein Luftfilter geschaffen worden, zu dem ein Ventil gehört, das die

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LuftaustrittsÖffnung des Filters überdeckt und eine erste und eine zweite im wesentlichen ebene Platte aufweist, von denen 3ede mit zahlreichen in gleichmäßigen Abständen verteilten Öffnungen versehen ist, und bei dem eine Einrichtung vorhanden ist, die es ermöglicht, eine der Platten gegenüber der anderen Platte nach Bedarf zu verlagern, so daß man die Öffnungen der beiden Platten in Fluchtung miteinander bringen kann, um das Ventil zu öffnen, und daß sich die Öffnungen außer Deckung miteinander bringen lassen, wenn das Ventil geschlossen werden soll. Zwischen den einander zugewandten Flachseiten der beiden Platten befindet sich ein nicht verdampfendes Flud von hoher Viskosität, das ein seitliches Strömen von Luft zwischen den Platten hindurch verhindert und hierdurch gewährleistet, daß sich der Luftdurchsatz durch relatives Verstellen der Öffnungen der Platten genau regeln läßt. Außerdem sind die beiden Platten .des Ventils vorzugsweise auf der Austrittsseite des Filters so angeordnet, daß sie zwischen der Austrittsseite des Filters und dem Ventil eine Verteilerkammer abgrenzen. Somit tritt die von dem Filtermedium durchgelassene Luft zunächst in den Verteile rraum ein, in dem dahe,r ein Überdruck aufgebaut wird, und der dazu dient, die Geschwindigkeit und das Volumen der Luft auszugleichen, die von dem Filter aus durch die verschiedenen Teile des Ventils nach außen strömt.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfin-■ dung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

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Fig, 1 eine perspektivische Darstellung eines Teils eines Sauberraums mit einer Luftdurchsatz- bzw. Strömungsrege !vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte auseinandergezogene perspektivische Teildarstellung der Filterbatterie des Sauberraums nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Filterbatterie nach Fig. 1, in dem die Einrichtung zum Abdichten der Filter gegenüber der sie tragenden Gitterkonstruktion dargestellt ist;

Fig. 4 eine Fig. 1 ähnelnde Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Sauberraums mit einer Luftdurchsatzrege!vorrichtung;

Fig. 5 eine vergrößerte auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer bei der Filterbatterie nach Fig. 4 verwendeten Regelventil- und Filteranordnung;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer der Ventil- und Filteranordnungen der Filterbatterie nach Fig. 4;

Fig. 7 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6, in dem auch ein Teil der die Filterbatterie tragenden Gitterkonstruktion dargestellt ist;

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Fig. 8 einen verkürzten vergrößerten Teilschnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 6 durch eine Ausführungsform eines Durchsatzregelventils;

Fig. 9 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Nockensteuereinrichtung für das Ventil nach Fig. 8;

Fig. 10 einen Teil einer Unteransicht mit der Nockensteuereinrichtung nach Fig. 9, wobei sich das Ventil in seiner Schließstellung befindet;

Fig, 11 eine Fig. 10 ähnelnde Unteransicht, in der das Ventil seine Öffnungsstellung einnimmt;

Fig, 12 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Nockensteuereinrichtung;

Fig, 13 einen verkürzten Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Durchsatzregelventil mit der Nockensteuereinrichtung nach Fig. 12;

Fig. 14 einen Fig. 13 ähnelnden verkürzten Teilschnitt, der jedoch längs der Linie 14-14 in Fig. 13 verläuft;

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- ίο -

Fig. 15 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Nockensteuereinrichtung für ein Durchsatzregelventil;

Fig. 16 in einer Teil- bzw. Seitenansicht die Nockensteuereinrichtung nach Fig. 15 in ihrer Gebrauchslage j und

Fig. 17 in einer Fig. 15 ähnelnden Darstellung eine weitere Ausführungsform einer Nockensteuereinrichtung zum Herbeiführen einer ausschließlich geradlinigen Bewegung zwischen den beiden Platten eines Durchsatzregelventils.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Sauberraum 20 mit einer Umschließung dargestellt, zu der eine obere Wand oder Decke 21, eine untere Wand bzw. ein Boden 22 und Seitenwände 23, 24 und 25 gehören; die vierte Seitenwand der Umschließung ist nicht dargestellt. In der Umschließung ist eine Filterbatterie 26 in waagerechter Lage parallel zu der Decke 21 und in einem Abstand von ihr so angeordnet, daß zwischen der Filterbatterie und der Decke ein offener Luftverteilungsraum 28 vorhanden ist. Über dem Boden 22 ist auf Stützen 31 ein erhöhter Zwischenboden 30 angeordnet, um einen Luftsammei- und Rückleitungsraum 32 abzugrenzen; der Zwischenboden 30 weist mehrere mit Öffnungen versehene Flächen 33 auf, die von oben nach unten von Luft durchströmt werden können. Die Luftrück-Ieitungskammer 32 steht in Verbindung mit einem senkrechten

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Kanal 34, der mehrere Vorfilter 35 enthält und zu einer Luftfördereinrichtung 36 führt, in welcher die zugeführte Luft erneut umgewälzt und zu der Luftverteilungskammer 28 gefördert wird. Bei einer typischen Konstruktion gehören zu der Luftförde r einrichtung 36 ein Gebläse und eine Heiz- oder Klimatisierungseinrichtung. Während des Betriebs strömt somit die der Luftverteilungskammer 28 durch die Fördereinrichtung 36 zugeführte Luft von oben nach unten durch die Filterbatterie 26, so daß aus der Luft im wesentlichen sämtliche Verunreinigungen entfernt werden, bevor die Luft in den eigentlichen Sauberraum eintritt. Danach strömt die Luft senkrecht nach unten durch den Raum und den Zwischenboden 30 zu der Rückleitungskammer 32. Die zurückkehrende Luft durchströmt die Vorfilter 35» die alle relativ großen Teilchen aus dem Luftstrom abscheiden, und danach wird die Luft durch das Gebläse erneut der Verteilerkammer 28 zugeführt.

Die Filterbatterie 26 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Unterseite der Decke 21 und weist eine waagerecht angeordnete tragende Gitterkonstruktion auf, die sich aus mehreren miteinander verbundenen U-Profilen 41 zusammensetzt, deren offene Seiten nach oben gerichtet sind. Die Gitterkonstruktion 40 grenzt mehrere rechteckige Öffnungen 42 ab und ist an der Decke 21 mit Hilfe mehrerer Zugglieder 43 aufgehängt. Die sich längs des Umfangs der Filterbatterie 26 er- · streckenden U-Profile sind gegenüber den ihnen benachbarten Seitenwänden des Raums mit Hilfe eines nicht dargestellten

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Mastixdichtungsmittels ο.dgl. abgedichtet, um das Entweichen von Luft dazwischen zu verhindern, und gemäß Fig. 3 befindet sich in den offenen Kanälen 41 der U-Profile ein Flud 44, das einem noch zu erläuternden Zweck dient.

Auf der Gitterkonstruktion 40 sind mehrere Luftfilter 46 so angeordnet, daß jedes Filter jeweils eine der Öffnungen 42 abschließt. Zu jedem Filter 46 gehört ein rechteckiger Rahmen 4? aus Holz, Preßspan o.dgl., der eine Luftdurchtrittsöffnung 48 abgrenzt. In der Öffnung 48 ist ein Filterelement 49 angeordnet, das gegenüber dem Rahmen 47 abgedichtet ist, und zu dem bei einer typischen Anordnung ein blattförmiges Filtermedium gehört, das zickzackförmig gefaltet ist, und dessen Falten sich im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung der Luft erstrecken. Dieses blattförmige Filtermedium kann auf bekannte Weise aus Glas, keramischem Material oder einem Zellulose-Asbest-Material hergestellt werden und dazu dienen, Teilchen von Submikrongröße mit einem sehr hohen Wirkungsgrad aus einem Luftstrom abzuscheiden. Filter dieser Art sind in der Industrie unter der Bezeichnung "Absolutfilter" oder "HEPA-E'ilter" bekannt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 weist jedes Filter außerdem einen nach unten ragenden Mantel 52 aus Metall auf, der den unteren Rand des Rahmens 47 umschließt, sich an der Innenseite der offenen U-Profile 41 abstützen kann und sich ihnen gegenüber mit Hilfe des Fludes 44 abdichten läßt. Ferner

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können zwischen bestimmten Filtern mehrere Beleuchtungskörper 53 angeordnet sein, die gegenüber der Gitterkonstruktion 40 mit Hilfe von nach unten ragenden Rändern abgedichtet sind, welche in den offenen U-Profilen 41 angeordnet und daran befestigt sind. Weitere Einzelheiten der vorstehend beschriebenen Filterbatterie und der Anordnung zum Abdichten der Filterbatterie mit Hilfe eines Fludes sind der US-PS 3 486 311 zu entnehmen.

Gemäß der Erfindung erstreckt sich ein unabhängig betätigbares Luftdurchsatzregelventil 56 der in Fig. 3 dargestellten Art über die ganze Austrittsseite jedes der Luftfilter 46 und ist so ausgebildet, daß sich das Volumen der hindurchströmenden Luft nach Bedarf genau regeln läßt. Gemäß Fig. 8 bis 11 weist das Ventil 56 eine erste untere, im wesentlichen ebene Platte 57 auf, die mit zahlreichen kleinen, in regelmäßigen Abständen verteilten Öffnungen 58 versehen ist, welche über die gesamte Fläche dieser Platte verteilt sind. Diese erste Platte ist von einer zweiten oder oberen, im wesentlichen ebenen Platte 60 von gleichem Flächeninhalt überdeckt, die ebenfalls zahlreiche Öffnungen 61 auf v/eist, welche bezüglich ihrer Größe und ihrer Abstände der Größe und den Abständen der Öffnungen 58 der ersten Platte entsprechen. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Öffnungen 58 und 61 kreisrund, sie haben bei einer typischen Anordnung einen Durchmesser von etwa 3»2 mm, und sie sind in Mittenabständen von etwa 5» 6 mm angeordnet. Diese Öffnungen sollen vorzugsweise mindestens etwa 30% bis

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- 14 35% des gesamten Flächeninhalts der Platten 57 und 60 einnehmen»

Die Platten 57 und 60 können aus einem beliebigen Material, z.B. Metall oder Kunststoff, hergestellt sein und eine rechteckige Form haben, so daß sie jeweils einen rechteckigen Randoder Umfangsabschnitt besitzen. Die beiden Platten werden in Flächenberührung miteinander durch ein einem Bilderrahmen ähnelndes Profil 62 mit U-förmigem Querschnitt festgehalten, das in der aus Fig. 8 ersichtlichen Weise die Randabschnitte der Platten 57 und 60 aufnimmt.

Das Profil 62 besteht vorzugsweise aus einem relativ weichen und schmiegsamen Material, z.B. Butakautschuk oder Bunakautschuk,deich könnte man auch einen starren Werkstoff, z.B. Metall oder Kunststoff, verwenden. Der durch das U-Profil 62 abgegrenzte Kanal ist so bemessen, daß sich die beiden Platten zu einem noch zu erläuternden Zweck in einem gewissen Ausmaß gegeneinander verschieben lassen. Das Profil 62 und damit die gesamte Ventilkonstruktion kann mit der Austrittsseite des Filters 46 in der in Fig. 8 bei 63 angedeuteten Weise verklebt sein, doch ist es gegebenenfalls möglich, das Profil 62 mit dem Ventil 56 so auszubilden, daß es sich von dem Filter 46 trennen und auswechseln läßt, wie es im folgenden z.B. anhand von Fig. 7 beschrieben ist«.

Das erfindungsgemäße Luftdurchsatzregelventil 56 weist ferner eine von dem Sauberraum aus zugängliche Einrichtung auf, die es ermöglicht, die Platten 57 und 60 seitlich gegeneinander

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zu verschieben, um den Luftdurchsatz nach Bedarf genau zu regeln. Gemäß Fig. 8 bis 11 gehört zu dieser Verstelleinrichtung eine erste Scheibe 66, die mit dem mittleren Teil der Unterseite der ersten Platte 57 z.B. durch Verschweißen oder Verkleben verbunden ist und eine erste relativ große Öffnung 67 besitzt, der eine sich damit deckende Öffnung der Platte 57 entspricht. An der Oberseite der oberen Platte 60 ist allgemein oberhalb der ersten Scheibe 66 eine zweite Scheibe 68 mit einer relativ kleinen Öffnung 69 befestigt. Durch die Öffnungen 67 und 69 ragt eine Nockenbetätigungseinrichtung, die durch die beiden Platten unterstützt wird, und zu der ein einer Mutter ähnelnder unterer Abschnitt 71 und ein von der ersten Öffnung 67 mit enger Passung aufgenommener zylindrischer Abschnitt 72 gehören. In den Mutterabschnitt 71 ist eine Kopfschraube 73 eingeschraubt, die einen nach oben ragenden Endabschnitt der Betätigungseinrichtung 70 bildet, welcher mit enger Passung von der Öffnung 69 der Scheibe 68 aufgenommen ist. Die Kopfschraube 73 ist gegenüber der Achse des zylindrischen Abschnitts 72 nach außen versetzt, so daß jede Drehung der Betätigungseinrichtung 70 die Kopfschraube 73 veranlaßt, mit der zweiten Öffnung 69 zusammenzuarbeiten, so daß die Platten 57 und 60 seitlich gegeneinander verschoben werden. Somit ist es möglich, die Öffnungen 58 und 61 der Platten nach Bedarf in Deckung miteinander zu bringen, um das Ventil 56 in der aus Fig„ 11 ersichtlichen Weise zu öffnen; · alternativ kann man die Öffnungen außer Deckung miteinander bringen, um das Ventil zu schließen, wie es in Fig. 10 ge-

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zeigt ist. Ferner ist es möglich, die Öffnungen in eine nicht gezeigte Zwischenstellung zu bringen, bei der das Ventil 56 von einer geringeren Luftmenge durchströmt werden kann. Zum Drehen der Betätigungseinrichtung 70 kann man zweckmäßig gemäß Fig. 4 ein Werkzeug 75 benutzen, das sich auf das einer Mutter ähnelnde untere Ende 71 der Betätigungseinrichtung aufsetzen läßt.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung befindet sich zwischen den Berührungsflächen der Platten 57 und 60 eine nicht verdampfende Flüssigkeit 78 in Form eines dünnen Films, der alle freien Räume zwischen den Platten ausfüllt, deren Vorhandensein auf Oberflächenunregelmäßigkeiten oder eine Verformung der Platten zurückzuführen ist. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß das Vorhandensein der Flüssigkeit 78 die Luft daran hindert, in seitlicher Richtung zwischen den Platten hindurchzuströmen und daß daher Gewähr dafür besteht, daß die durch eine Öffnung 61 der oberen Platte 60 strömende Luft durch die zugehörige, unmittelbar darunter liegende Öffnung 58 der Platte strömt, statt zunächst in seitlicher Richtung zu strömen, um dann auf eine nicht vorauszusagende Weise über irgendeine andere untere Öffnung 58 zu entweichen. Somit läßt sich der Luftdurchsatz aller Teile der beiden aufeinander angeordneten Platten dadurch genau regeln, daß man die Öffnungen 58 und in die gewünschte Lage zueinander bringt.

Es hat sich gezeigt, daß es sehr zweckmäßig ist, gemäß der Er-

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findung als das Flud 78 verschiedene Flude von hoher Viskosität zu verwenden, deren Strömungsverhalten sich nicht nach den Newtonschen Gesetzen richtet, z.B. Vaseline, wie sie im Haushalt verwendet wird, oder ein Siliconfett mit einer Konsistenz, die im wesentlichen derjenigen von Vaseline entspricht. Diese Flude können ferner dadurch gekennzeichnet sein, daß sie nicht korrodierend wirken, daß sie bei Raumtemperatur halbfest sind, und daß sie sich bei Raumtemperatur leicht verformen lassen. Das verwendete Flud hat vorzugsweise eine Viskosität von mindestens etwa 70 000 bis 150 000 Centipoise, wenn man sie bei Raumtemperatur mit einem Brookfield-Viskometer mit einer Spindel Nr. 2 mißt, und solche Flude von hoher Viskosität neigen von Natur aus dazu, an den Platten zu haften und daher die Platten zusammenzuhalten, so daß eine unerwünschte relative Verschiebung verhindert wird, die anderenfalls z.B. durch die Schwingungen hervorgerufen werden könnte, welche durch das Gebläse der Luftfördereinrichtung 36 erzeugt v/erden.

Um ein geeignetes Flud 78 zu erhalten, kann man z.B. ein Siliconfett, das unter der Produktbezeichnung Nr. 111 von der Dow Chemical Corporation auf den Markt gebracht wird, mit einer kleinen Menge des Siliconklebstoffs mischt, der von der gleichen Firma unter der Produktnummer 732 auf den Markt gebracht wird. Dieser Siliconklebstoff enthält ein durch Feuchtigkeit aktivierbares Härtungsmittel bekannter Art, durch das die Steifigkeit des Gemisches etwas gesteigert wird, nachdem es während einer bestimmten Zeit der Einwirkung der Atmosphäre

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ausgesetzt war. Die resultierende Viskosität.des Gemisches nach einer solchen Erhöhung seiner Steifigkeit "beträgt bei Raumtemperatur etwa 150 000 Centipoise.

Wie erwähnt, ist das Luftdurchsatzregelventil 56 nach der Erfindung vorzugsweise auf der Austrittsseite des zugehörigen Filters 46 angeordnet, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, so daß zwischen der Unterseite des Filterelements 49 und dem Ventil 56 eine Verteilungskammer 79 vorhanden ist. Während des Betriebs führt der natürliche Luftwiderstand des Ventils 56 dazu, daß sich in der Ve rteilungs kammer 79 ein Überdruck aufbaut, und es hat sich gezeigt, daß diese unter einem Überdruck stehende Ve rteilungs kammer jede Ungleichmäßigkeit des Luftdurchsatzes des Filterelements ausgleicht, so daß die Luft in Form eines gleichmäßigen Stroms an der Unterseite des Ventils innerhalb der gesamten Abgabefläche des Filters abgegeben wird.

Fig. 4 bis 7 veranschaulichen die Anwendung der Erfindung bei einem Sauberraum 80, der etwas anders ausgebildet ist als der in Fig. 1 dargestellte. Zu dem Sauber raum 80 nach Fig. 4 gehört eine Filterbatterie 82, die sich aus mehreren Einzelfiltern 83 zusammensetzt, welche von einer Gitterkonstruktion 84 getragen werden; jedes Filter weist einen rechteckigen Rahmen 86 auf, in dessen Luftdurchtritts öffnung ein gegenüber dem Rahmen abgedichtetes Filterelement 87 angeordnet ist. Der dem Luftstrom zugewandte Rand des Rahmens 86 ist mit einem endlosen, mit einem Flud gefüllten Kanal 88 versehen. Die dem Luftstrom zuge-

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wandte Seite des Filters 83 ist mit einer allgemein kastenähnliehen Haube 91 abgedeckt, deren unterer Rand so beinessen ist, daß er sich in den Kanal 88 einführen läßt, um nach außen abgedichtet zu werden, wie es in der US-RE-PS 27 701 beschrieben ist. Die Haube 91 ist mit dem Filter 83 durch Halterungen 92 verbunden, und jede Haube besitzt einen Kamin 94, der an eine über der Filterbatterie angeordnete Luftzuführungsleitung 95 angeschlossen ist„ Die Leitung 95 steht ihrerseits in Verbindung mit einem Gebläse 96.

Zu jedem Filter 83 der Batterie 82 gehört ferner ein unabhängig betätigbares Luftdurchsatzregelventil 56 der vorstehend beschriebenen Art, das sich gemäß Fig. 7 zwischen der Gitterkonstruktion 84 und der Austrittsseite des Rahmens 86 so abstützt, daß zwischen der Austrittsseite des Filterele-

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ments/und dem Ventil eine Verteilungskammer 98 vorhanden ist.

Bei dieser Ausführungsform ist das Ventil weder mit der Gitterkonstruktion noch dem zugehörigen Filter fest verbunden, um den Ausbau und die Erneuerung des Filters zu erleichtern.

Gemäß Fig. 10 und 11 spielt sich die durch Drehen der Betätigungseinrichtung 70 hervorgerufene Relativbewegung der Platten 57 und 60 sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung ab. In manchen Fällen kann es schwierig sein, eine gleichmäßige Relativbewegung innerhalb aller Teile des Ventils aufrechtzuerhalten, und in einem solchen Fall kann man das Regelventil 56 mit einer Einrichtung versehen,· die gewährleistet,

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daß eine Relativbewegung zwischen den Platten nur längs einer einzigen geraden Bahn herbeigeführt wird. Beispielsweise zeigen Fig. 12 bis 14 eine Anordnung, bei der das Profil 62 zum Aufnehmen der Platten 58 und 60 so bemessen ist, daß eine seitliche Relativbewegung längs einer Linie möglich ist, die sich zwischen den in Fig. 14 sichtbaren Rändern erstreckt, während eine seitliche Bewegung längs einer Linie verhindert wird, die zwischen den in Figo 13 sichtbaren Rändern verläuft. Außerdem ist die Öffnung der oberen Platte 60 in Form eines Schlitzes 100 ausgebildet, um eine solche geradlinige Bewegung zu ermöglichen,

Fig., 15 und 16 zeigen eine vereinfachte Einrichtung zum Herbeiführen einer Relativbewegung zwischen den Platten 57 und 60. Hierzu gehört eine Scheibe 101 zum Abgrenzen einer relativ großen Öffnung 102 der ersten Platte 57» und durch diese Scheibe ragt ein gesondertes, mit der Hand zu erfassendes Betätigungsteil 103, das einen zylindrischen Endabschnitt 104 trägt, welcher mit enger Passung von der Öffnung 102 aufnehmbar ist, wobei am unteren Ende des Betätigungsteils ein Griff 105 angebracht ist. In die obere Stirnfläche des zylindrischen Abschnitts 104 ist ein nach oben ragender Zapfen 106 eingebaut, der gegen die Achse des zylindrischen Abschnitts nach außen versetzt ist und sich in Eingriff mit einer der Öffnungen 61 der oberen Platte 60 bringen läßt. Somit kann man das Betätigungsteil 103 gemäß Fig. 16 in seine Gebrauchsstellung bringen und es dann drehen, um die beiden Platten seitlich gegeneinander zu verschieben.

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Fig. 17 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Betätigungseinrichtung, bei der die obere Platte 60 einen Schlitz 107 aufweist, wie es erforderlich ist, wenn die Platten geradlinig geführt sind.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung bildet das erfindungsgemäße Luftdurchsatzregelventil eine zweckmäßige und leicht zugängliche Vorrichtung zum genauen Regeln des Luftdurchsatzes bei jedem Filter einer Filterbatterie, und diese Vorrichtung gewährleistet, daß der betreffende Raum von der zugeführten Luft gleichmäßig und laminar durchströmt wird. Da das Luftdurchsatzregelventil auf der Luftabgabeseite des betreffenden Filterelements und in einem Abstand davon angeordnet ist, baut sich in dem Verteilerraum zwischen dem Filterelement und dem Ventil ein Überdruck auf, durch den das Luftvolumen ausgeglichen wird, das von dem Filter innerhalb sämtlicher Abschnitte des Filters abgegeben wird. Dieser bemerkenswerte Vorteil läßt sich bei den eingangs beschriebenen bekannten Ventilen, die auf der Eintrittsseite der Filter angeordnet sind, nicht erzielen.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

Ansprüche; 609824/0786

Claims

255A61Q
β MÜNCHEN
TElCEFOX (Ο8Ι1) 224337 r. 29 2561 TELEGBA5I1LADKE3SE: BAVAHUPATEST JIÜXCHFN TELEX 6-2447Ϊ
4. Dezember 197 5 1A-3578

ANSPRÜCHE (Deutsche Form)

f 1.J Steuereinrichtung für einem Raum, vorzugsweise einem Sauberraum,zu- und/oder abzuführende, insbesondere über Filter geleitete Luft, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Strömungsweg der Luft mindestens zwei mit parallelen Berührungsflächen liegende und mit zur Deckung bringbaren öffnungen (58, 61) versehene, parallel zu ihren Berührungsflächen relativ gegeneinander verschieb- und/oder verdrehbare schalen- oder plattenförmige Bauteile (57, 60) angeordnet sind, zwischen denen ein im wesentlichen nicht verdampfendes Flud (78) von hoher Viskosität eingebracht ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flud (78) etwa die gleiche Konsistenz hat wie Vaseline.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Flächen der Öffnungen (58, 61) in jedem Bauteil (57, 60) insgesamt mindestens etwa 30 % der gesamten Fläche des Bauteils entsprechen.

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4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Platten (57, 60) bei ihrer Relativbewegung auf einer geraden Bahn geführt sind.
5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in Verbindung mit einem Luftfilter, dadurch gekenn zeichnet , daß die Bauteile (57, 60) in einem Abstand von der Austrittsseite des Filters (46) angebracht sind und zusammen mit dem Filter eine Verteilungskammer (79, 98) für die Luft abgrenzen.

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