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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Absaugen von Stäuben von Arbeitstischen für Zahntechniker, Goldschmiede oder dergleichen, wobei der anfallende Staub vom Luftstrom eines Absaugaggregates durch ein Vorfilter hindurch angesaugt und anschließend durch ein Nachfilter hindurchgedrückt wird, sowie eine Absaugvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Bei einem bekannten Verfahren dieser Art sind das Vorfilter und das Nachfilter im vom Absaugaggregat erzeugten Luftstrom hintereinander im Gehäuse der Vorrichtung im Ansaugteil des Absaugaggregates angeordnet. Das Vorfilter ist als Grobfilter, das Nachfilter als Feinfilter ausgebildet.
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Das grobe Vorfilter vermeidet zwar ein frühzeitiges Dichtsetzen des Filters z. B. durch gipsartige Materialien, wie sie bei zahntechnischen Arbeiten häufig vorkommen, jedoch ermöglicht diese Anordnung nur einen verhältnismäßig geringen Füllungsgrad des Vorfilters, der durch das Absinken des Volumenstromes auf 80% des Nennwertes durch die bei dieser Anordnung schnellere Auffüllung des feinporigen Nachfilters bestimmt wird. Bei Erreichen dieses Wertes muß gemäß den Vorschriften der Berufsgenossenschaft (ZH 1/487, Ausg. 6 1973) das Filter ausgewechselt werden. Dies gilt insbesondere für das Abscheiden gesundheitsgefährdender Stäube in zahntechnischen Laboratorien.
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Entsprechend diesen Vorschriften soll bei Stäuben mit MAK-Werten < 0,1 mg/m³ der Durchlaßgrad des Filtermaterials ≤ 0,5% sein. Die spezifische Flächenbelastung darf dabei maximal @O:120¤m&peseta;:m¥/h&udf54; betragen.
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Um die Forderung von maximal 0,5% Durchlaßgrad für Feinstaub zu erfüllen, müssen dichte Filtermaterialien verwendet werden. Dies bedingt eine hohe Ausströmgeschwindigkeit, um eine ausreichende Absaugwirkung zu erreichen. Die feinen Poren eines dichten Filtermaterials werden jedoch sehr schnell durch Grobstäube verstopft, wie sie bei der Bearbeitung von Gips oder gipsähnlichen Materialien anfallen. Die Absaugwirkung sinkt schnell ab und der Abschaltpunkt (0,8 VN) wird schnell erreicht, so daß sich untragbar kurze Standzeiten für das Feinfilter ergeben.
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Die Forderung nach maximal 0,5% Durchlaßgrad für Feinstaub (also Korngröße der Staubteilchen ≤5 µ ∅) verlangt dichtes Filtermaterial, weshalb aus Gründen der Absaugwirkung hohe Ausströmgeschwindigkeiten notwendig werden, was jedoch wiederum durch die Forderung nach einer begrenzten spezifischen Flächenbelastung begrenzt wird. Ein dichtes Filter bringt insbesondere beim Einsatz an zahntechnischen Arbeitsplätzen folgende Nachteile:
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Da sehr häufig Gips oder gipsähnliche Materialien bearbeitet werden, verstopfen die dabei entstehenden Grobstäube die extrem dichte Filteroberfläche sofort. Die Absaugwirkung nimmt daher rasch ungenügende Werte an. Da dabei der Durchlaßvolumenstrom sehr schnell auf den Grenzwert z. B. 0,8 VN, absinkt, ergeben sich untragbar kurze Standzeiten für das Feinfilter.
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Infolgedessen ist die Staubmenge, die bis zum Erreichen des Abschaltpunktes im feinen Filter aufgenommen wird, ebenfalls sehr klein. Diese Anordnung ist daher sehr unwirtschaftlich.
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Bei einer anderen bekannten Absaugvorrichtung (DE-OS 29 13 871) ist ein Technik-Arbeitstisch für zahntechnische Laboratorien vorgesehen, der beiderseits einer halbhohen Rückwand je drei Arbeitsplätze besitzt. An jedem der Arbeitsplätze befindet sich unterhalb einer Arbeitsplatte ein Unterschrank und ein Filterkasten, über dem an der Arbeitsplatte ein Feilholz angebracht ist. In jedem Filterkasten ist ein als Grobfilter wirkender Staubfilterbeutel einführbar, wobei alle Filterbeutel in einem oberen, sich über die gesamte Länge des Arbeitstisches erstreckenden Verbindungskanalteil gehalten sind. Unterhalb des oberen Verbindungskanalteils ist ein unterer Verbindungskanalteil angeordnet, die beide über zwei Gebläse in dem oberen Verbindungskanalteil miteinander verbunden sind. Die Staubfilterbeutel (Grobfilter) decken dabei das offene hintere Ende des Filterkastens ab, wobei der obere Verbindungskanalteil in seiner ganzen Breite über diesem offenen Ende angeordnet ist. Die Abluft der Gebläse wird zu den beiden Stirnseiten des Arbeitstisches geführt, wo sich zwei Auslaßöffnungen befinden, die ihrerseits mit einer als Feinstfilter wirkenden Staubfilterschicht abgedeckt sind. Dadurch, daß die Gebläse zwischen den als Grobfilter wirkenden Staubfilterbeuteln und der als Feinstfilter wirkenden Staubfilterschicht der Auslaßöffnungsabdeckungen liegen, wird der staubhaltige Luftstrom zuerst durch die Vorfilter bzw. Grobfilter gesaugt und anschließend durch die Nachfilter bzw. Feinstfilter hindurchgedrückt. Wenn diese Vorrichtung den Anforderungen der Berufsgenossenschaft genügen soll, ist auch hier mit einer schnellen Verstopfung und der Notwendigkeit des baldigen Auswechselns der Filter zu rechnen.
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Es ist auch eine gattungsfremde Vorrichtung (DE-OS 31 17 507) bekannt, die durch einen im Haushaltsbereich gebräuchlichen ortsveränderbaren Staubsauger gebildet ist, in dessen Gehäuse eine Staubbeuteleinrichtung, ein von einem Elektromotor angetriebenes, einen Unterdruck erzeugendes Gebläse und eine elektrische oder elektronische Drehzahlsteuereinrichtung für den genannten Elektromotor angeordnet ist. Diese Drehzahlsteuereinrichtung besteht dabei aus mindestens einem pneumatischen membranbetätigten Unterdruckschalter, der im Unterdruckbereich des Staubsaugers angeordnet ist und mindestens zwei verschiedene, unterschiedlichen Unterdrücken entsprechende Schaltstellungen sowie einen von einer Membran abgedeckten Hohlraum aufweist. Mit dieser Drehzahlsteuereinrichtung ist es möglich, bei steigendem Unterdruck im Ansaugbereich, beispielsweise gemessen hinter dem Staubsaugerbeutel, die Drehzahl des Gebläsemotors und damit die Saugleistung des Gebläses anzuheben.
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Dieser bekannte Haushalt-Staubsauger enthält jedoch nur ein einziges Filter in Form eines Staubbeutels, auf dessen Bodenteil ein Gebläse saugend einwirkt und die Abluft ohne weitere Reinigung in die Umgebungsluft ausstößt.
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Es ist noch eine einstellbare Steuervorrichtung für einen ebenfalls gattungsfremden automatischen, auf Schlittenkufen ortsveränderbaren Haushalt-Staubsauger bekannt (DE-OS 14 28 391), die auf den Druckabfall im Staubabscheider mit Hilfe einer Differentialdruckmembran anspricht und den Gebläsemotor durch ein von außen betätigbares Einstellglied stillsetzt, das mit einem Ventil verbunden ist, bei dessen Betätigung der sich an der Membran ausbildende Druckunterschied ändert, so daß der auf die Membran wirkende Gebläsesog mit der Atmosphäre verbunden wird.
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Auch hier ist nur ein einziges in Form eines Staubbeutels ausgebildetes Filter vorgesehen.
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Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen 1 und 2 gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei dem bzw. bei der trotz verhältnismäßig kleiner Filterflächen bzw. trotz der durch die vorhandenen Sicherheitsvorschriften bedingten Einschränkungen eine gute Absaugwirkung und eine lange Filterstandzeit insbesondere für in der Zahntechnik verwendete Materialien ermöglicht ist.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß nach dem Absinken des Nennvolumenstromes auf einen beliebig einstellbaren Wert oberhalb z. B. 80% des Nennwertes das Absaugaggregat nicht abgeschaltet wird, sondern seine Leistung erhöht wird, um den Volumenstrom wieder auf den Nennwert anzuheben. Dabei erfolgt eine sichere Absaugung ohne Verursachung nennenswerter Zugluft. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis eine vorgegebene Grenzleistung des Aggregates oder eine weitgehende Füllung des Filters erreicht ist. Dann sinkt der Volumenstrom auf z. B. 0,8 V N ab, und das Aggregat wird automatisch abgeschaltet und das oder die Filter werden ausgewechselt. Die Erfindung erbringt durch dieses Verfahren und die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung eine ganze wesentliche Verlängerung der Filterstandzeit.
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Vorteilhafte weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen nachstehend erläutert.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt:
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Fig. 1 einen kompletten Laborarbeitstisch mit Absaugvorrichtung in schaubildlicher Darstellung,
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Fig. 2 die Absaugvorrichtung mit den Filtern im Schnitt,
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Fig. 3 die Druck- und Filterfüllungsverhältnisse aufgetragen über dem Volumenstrom V N und
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Fig. 4 ein Blockschaltbild der Anlage.
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Vom Arbeitstisch 1 ragt ein Feilkolben 2 mit einem Absaugmaul 3 vor. Auf der Tischplatte 4 ist ein elektrischer Motor 5 für den Antrieb eines Bearbeitungsgerätes 6 angeordnet. Das Absaugmaul 3 ist durch einen, einen Ansaugstutzen darstellenden, lösbar am Tisch 1 befestigten Kanal 7 (Fig. 2) an das Gehäuse 8 einer unter der Tischplatte 4 angeordneten Absaugvorrichtung angeschlossen. Im dichten Gehäuse 8 sind in Strömungsrichtung hintereinander eine Unterdruckstufe mit Vorfilter 10, ein Absaugaggregat 9 und eine Überdruckstufe mit Nachfilter 12 angeordnet, so daß das Aggregat 9 sich zwischen den beiden Filtern 10 und 12 befindet. Das Absaugaggregat 9 wird elektronisch oder elektrisch gesteuert bzw. geregelt. Die gefilterte, staubfreie Luft verläßt die Absaugvorrichtung durch den Auslaßstutzen 13.
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Im Betrieb saugt das Absaugaggregat 9 die Luft aus dem Ansaugmaul 3 über das Vorfilter 10 an und drückt sie durch das Nachfilter 12 zurück in den Laborraum. Dabei wird der beim Bearbeiten von Werkstücken anfallende Staub, z. B. Schleifstaub, abgesaugt und vornehmlich im Vorfilter aufgefangen. Die beiden Filter 10 und 12 sind vorzugsweise als Feinfilter ausgebildet. Es ist jedoch auch eine Anordnung möglich, bei der das Vorfilter 10 als Grobfilter ausgebildet ist. Dann wird vornehmlich das Nachfilter mit Staub, insbesondere Feinstaub belastet. Es sind Arbeitsumstände denkbar, bei denen eine solche Filteranordnung vorteilhaft ist, bei der beide Filter etwa gleichzeitig gefüllt werden.
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Insbesondere zur Erfüllung der strengen und engen Anforderungen der Berufsgenossenschaft ist eine Anordnung mit zwei Feinfiltern vorzuziehen, da dann insbesondere gefährliche Feinstäube mit Sicherheit aufgefangen werden.
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Hinter dem Vorfilter 10 entsteht ein sich mit dem Füllungsgrad des Vorfilters steigernder Unterdruck. Trotzdem sinkt wegen des sich steigernden Strömungswiderstandes im Vorfilter 10 der Luftdurchsatz bis der Abschaltwert erreicht ist. Dieser liegt nach den Vorschriften der Berufsgenossenschaft bei 0,8 V N . Zur Überwachung dieser Betriebsverhältnisse ist zwischen Vorfilter 10 und dem Absaugaggregat 9 eine Druckmeßstelle 11 vorgesehen, die den Volumenstrom anzeigt. Nach den genannten behördlichen Auflagen muß das Aggregat bei Erreichen des Abschaltwertes abgeschaltet und das Filter ausgewechselt werden. Eine solche Betriebsweise ergibt unwirtschaftlich kurze Standzeiten der Filter, insbesondere des feinen Vorfilters 10, bzw. wenn das Vorfilter als Grobfilter ausgebildet ist, des feinen Nachfilters 12.
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Dieser Mangel wird durch das gekennzeichnete Verfahren und die zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Anordnung behoben. Wenn der Volumenstrom auf einen beliebig einstellbaren Wert oberhalb eines vorgeschriebenen Grenzwertes, z. B. 0,8 V N , abgesunken ist, wird die Leistung des Absaugaggregates 9 so weit erhöht, daß der Volumenstrom in etwa seinen Nennwert wieder erreicht. Die Vorrichtung kann so ohne Filterwechsel in mehreren stufenweisen Steigerungen der Aggregatleistung weiter betrieben werden, bis eine weitere Steigerung keine Erhöhung des Volumenstromes mehr erbringt, da das Filter weitgehend gefüllt ist.
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Dann sinkt der Volumenstrom auf den Abschaltwert 0,8 V N und das Aggregat 9 wird automatisch abgeschaltet sowie das bzw. die Filter ausgewechselt.
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Die Kurven in Fig. 3 zeigen die Druckveränderungen im Unterdruckraum über der Volumenströmung V N . Daraus ist die wiederholte Anhebung der Leistung des Aggregates ersichtlich, die zu einer erheblichen Steigerung des Filterfüllungsgrades führt.
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Die Kapazität jedes einzelnen Filters wird wesentlich erhöht, insbesondere wird die Standzeit des Nachfilters 12 wesentlich verlängert, wenn als Vorfilter ebenfalls ein Feinfilter verwendet wird. Außerdem wird dadurch der gesundheitliche Schutz bedeutend verbessert.
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Mit zunehmender Verschmutzung bzw. Verstopfung des Nachfilters 12 wird das mögliche Füllvolumen des Vorfilters geringer. Dieser Nachteil wird durch Anheben der Absaugleistung bei Erreichen des eingestellten Wertes oberhalb des Abschaltwertes 0,8 V N ausgeglichen.
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Beide Maßnahmen zusammen ergeben eine Absaugung, bei der trotz geringem Absaugvolumenstrom und eng begrenzter Filterkapazität sowohl eine praktisch vollständige Filterfüllung als auch die technisch einwandfreie Einhaltung des Abschaltpunktes von 0,8 V N erreicht wird. Durch Auswahl entsprechender Filterdichten kann die Anlage für die verschiedensten Stäube optimiert werden.
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Das Abschaltsignal kann auch im Überdruckbereich entnommen werden. Die Anzahl der Saugleistungsanhebungen ist beliebig und wird praktisch nur durch die Filter (Kapazität, Dichte, zulässiger Unterdruck usw.) bestimmt.
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Zur Vermeidung von Drucksprüngen infolge unterschiedlicher Filterdichten oder Füllgrade muß die Druckerzeugung durch das Aggregat zwischen den beiden Filtern 10 und 12 erfolgen, damit sich die Druckbereiche Pu und Pü auf einen resultierenden Wert einstellen und nicht unterschiedlich entwickeln.