DE60117260T2 - Filtrationssysteme - Google Patents
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Description
- Technischer Bereich
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filtration, die für eine breite Vielfalt von Anwendungen zur Verwendung kommen kann, z.B. die Filtration einer Fotoresist-Flüssigkeit.
- Hintergrund der Erfindung
- Viele Fluide, z.B. Fotoresist-Flüssigkeiten, die in der Mikroelektronikindustrie verwendet werden, sind außerordentlich teuer. Diese Flüssigkeiten müssen unmittelbar vor Gebrauch filtriert werden, oder Verunreinigungen in den Fotoresist-Flüssigkeiten können die hergestellten mikroelektronischen Komponenten schädigen.
- Konventionelle Filtrationssysteme sind mit zahlreichen Problemen verbunden. Beispielsweise kann das Filtrationssystem eine Vorrichtung umfassen, die mit einer Pumpe verbunden ist, welche die Fotoresist-Flüssigkeit durch das System pumpt. Ein Filter, das einen oder mehrere Anschlüsse aufweist, kann an entsprechenden Anschlüssen der Vorrichtung befestigt sein. Jedoch sind konventionelle Einrichtungen, die zur Befestigung des Filters an der Vorrichtung verwendet werden, oft relativ groß und nehmen mehr Raum ein als praktisch verfügbar. Ferner kann die konventionelle Befestigungseinrichtung eine unangemessene Beanspruchung der Anschlüsse verursachen und die Anschlüsse potenziell schädigen, weil sie darin versagt, die Anschlüsse korrekt auszurichten zu fluchten, wenn das Filter an der Vorrichtung befestigt wird. Ferner ist die konventionelle Befestigungseinrichtung häufig schwer zugänglich und zu warten, wobei oft eine Demontage der Vorrichtung notwendig wird.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung überwindet zahlreiche Probleme, die mit konventionellen Filtrationssystemen verbunden sind, einschließlich eines oder mehrerer der zuvor beschriebenen Probleme.
- Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst das Filtrationssystem ein Filtrationssystem umfassend eine Vorrichtung, die einen Einlassanschluss, einen Auslassanschluss und einen Lüftungsanschluss aufweist, wobei jeder Anschluss der Vorrichtung eine Achse aufweist, ein Filter, welches einen Einlassanschluss, einen Auslassanschluss und einen Lüftungsanschluss aufweist, wobei jeder Filteranschluss eine Achse aufweist, und einen Träger, der das Filter trägt, gekennzeichnet durch einen Befestigungsmechanismus, der eine Schwenkhebelanordnung umfasst, welche einen mit der Anschlussvorrichtung und dem Träger wirksam verbundenen Hebel aufweist, wobei der Hebel um einen Lagerzapfen schwenkbar gelagert ist und den Träger von einer Ausrückposition, in der das Filter auf dem Träger aufliegt und von der Anschlussvorrichtung beabstandet ist, in eine Einrückposition hebt, in der die Anschlüsse des Filters mit den Anschlüssen der Vorrichtung dichtend in Eingriff stehen, wobei der Träger das Filter in einer zu den Achsen der Anschlüsse parallelen Richtung entlang der Distanz, die sich das Filter auf dem Träger bewegt, mit der Anschlussvorrichtung in Eingriff bringt.
- Beschreibung der Figuren
-
1 ist eine Vorderansicht eines Filtrationssystems, wobei eine Vorrichtung und ein Kapselfilter außer Eingriff sind. -
2 ist eine Seitenansicht des Filtrationssystems von1 . -
3 ist eine Draufsicht auf das Filtrationssystem von1 . -
4 ist eine Vorderansicht des Filtrationssystems von1 , wobei die Vorrichtung und das Kapselfilter in Eingriff sind. -
5 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine alternative Basisanordnung des Filtrationssystems von1 . -
6 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Basisanordnung von5 mit einem auf der Basisanordnung befestigten Kapselfilter. -
7 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine alternative Basisanordnung des Filtrationssystems von1 . -
8 ist eine Seitenansicht eines alternativen Filtrationssystems. -
9 ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht des Filtrationssystems von8 . -
10 ist eine Draufsicht auf das Filtrationssystem von8 . -
11 ist eine Rückansicht eines oberen Bereichs des Filtrationssystems von8 . -
12 ist eine Rückansicht eines oberen Bereichs des Filtrationssystems von8 , teilweise aufgeschnitten gezeichnet. -
13 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung des Filtrationssystems von8 . -
14 ist eine Seitenansicht eines Zentriermechanismus, teilweise aufgeschnitten gezeichnet. -
15 ist eine im Schnitt ausgeführte Seitenansicht eines alternativen Zentriermechanismus. -
16 ist eine Draufsicht auf einen Bereich des Zentriermechanismus von15 , teilweise aufgeschnitten gezeichnet. -
17 ist eine Vorderansicht eines Filtrationssystems mit einem alternativen Ausrückmechanismus, wobei eine Vorrichtung und ein Kapselfilter außer Eingriff sind. -
18 ist eine Vorderansicht des Filtrationssystems von17 , wobei die Vorrichtung und das Kapselfilter in Eingriff sind. -
19 ist eine Seitenansicht des Kapselfilters. -
20 ist eine Rückansicht des Kapselfilters von19 . -
21 ist eine Draufsicht auf das Kapselfilter von19 . -
22 ist eine im Schnitt ausgeführte Seitenansicht des Kapselfilters von19 . -
23 ist eine Seitenansicht eines Filtereinsatzes des Kapselfilters von22 . - Beschreibung von Ausführungsformen
- Ein Beispiel für ein Filtrationssystem
10 ist in den1 bis4 gezeigt. Das Filtrationssystem10 umfasst im Wesentlichen eine Lade-/Entladeeinrichtung, z.B. einen Träger11 , und umfasst ferner eine Vorrichtung12 und ein Filter, z.B. ein Kapselfilter13 . Das Kapselfilter umfasst ein Filtermedium, und die Vorrichtung12 und das Kapselfilter13 können zusammenpassende Anschlüsse14 ,15 , z.B. Einlassanschlüsse14a ,15a , Auslassanschlüsse14b ,15b und Lüftungsanschlüsse14c ,15c , umfassen. Der Träger11 trägt das Kapselfilter13 und ist mit der Vorrichtung12 zusammenwirkend angeordnet, um das Kapselfilter13 an der Vorrichtung12 zu befestigen und um die Anschlüsse15 des Kapselfilters13 mit den entsprechenden Anschlüssen14 der Vorrichtung12 in Eingriff zu bringen. Beispielsweise kann ein Befestigungsmechanismus16 zwischen dem Träger11 und der Vorrichtung12 angeordnet sein, um das Kapselfilter13 , z.B. longitudinal, zwischen einer Ausrückposition, wie in den1 und2 gezeigt, und einer Einrückposition, wie in4 gezeigt, zu bewegen. In der Ausrückposition kann das Kapselfilter13 in dem Träger11 aufliegen und kann von der Vorrichtung12 beabstandet sein. In der Einrückposition ist das Kapselfilter13 mit der Vorrichtung12 in Eingriff und die Anschlüsse14 ,15 der Vorrichtung12 und des Kapselfilters13 sind zueinander gedichtet. - Mit den Anschlüssen
14 ,15 im Eingriff pumpt eine Pumpe17 , die an die Vorrichtung12 fluidisch gekoppelt und sogar direkt mit derselben verbunden sein kann, ein Fluid, z.B. eine Flüssigkeit wie ein flüssiges Fotoresist, in eine Einlassleitung der Vorrichtung12 , durch die Einlassanschlüsse14a ,15a und in das Kapselfilter13 hinein. In dem Kapselfilter13 enthaltene Gase, z.B. Luft, oder in der Flüssigkeit mitgetragene Gasblasen können aus dem Kapselfilter13 über die Lüftungsanschlüsse14c ,15c und eine Lüftungsleitung20 der Vorrichtung12 abgelassen werden. Gefilterte Flüssigkeit wird durch die Pumpe durch das Filtermedium des Kapselfilters13 hindurch und über die Auslassanschlüsse14b ,15b und eine Auslassleitung21 der Vorrichtung12 aus dem Kapselfilter13 heraus gedrückt. - Ist das Filtermedium des Kapselfilters
13 genügend verschmutzt, kann die Pumpe17 deaktiviert und der Träger11 durch den Befestigungsmechanismus16 in die Ausrückposition bewegt, z.B. gesenkt, werden. Ein Ausrückmechanismus22 kann zwischen Kapselfilter13 und Träger11 und/oder Vorrichtung12 gekoppelt sein, um die Anschlüsse15 der Filterkapsel13 und die Anschlüsse14 der Vorrichtung12 außer Eingriff zu bringen, wenn der Träger11 gesenkt wird. Alternativ können das Kapselfilter13 und die Vorrichtung12 manuell außer Eingriff gebracht werden. Das alte Kapselfilter13 kann dann durch ein neues Kapselfilter13 ersetzt werden; der Träger11 kann durch den Befestigungsmechanismus16 in die Einrückposition bewegt, z.B. gehoben, werden, wobei die neue Kapsel13 mit der Vorrichtung12 in Eingriff gebracht wird; und sodann kann die Pumpe17 erneut aktiviert werden. - Der Träger
11 kann in vielfältigster Weise ausgebildet sein. Bei vielen bevorzugten Ausführungsformen kann der Träger11 so angeordnet sein, dass sowohl zum In-Eingriff-Bringen als auch zum Außer-Eingriff-Bringen von Kapselfilter13 und Vorrichtung12 das Kapselfilter13 in einer zu den Achsen der in Eingriff stehenden Anschlüsse14 ,15 parallelen Richtung bewegt wird. Mehr bevorzugt bewegt der Träger11 das Kapselfilter13 in einer zu den Achsen der in Eingriff stehenden Anschlüsse14 ,15 parallelen Richtung entlang dem größten Teil der Distanz, noch mehr bevorzugt entlang im Wesentlichen der ganzen Distanz, die sich das Kapselfilter13 auf dem Träger11 bewegt. - Gemäß einem Beispiel, welches in den
1 und2 gezeigt ist, kann der Träger11 eine Basisanordnung23 , eine obere Anordnung24 und eine erste und eine zweite seitliche Anordnung25 , die bevorzugt identisch sind und die sich zwischen der oberen Anordnung24 und der Basisanordnung23 erstrecken, umfassen. Die Basisanordnung, die obere Anordnung und die seitlichen Anordnungen können jeweils eine beliebige aus einer breiten Vielfalt von geeigneten Strukturen umfassen, einschließlich mehrteiliger Strukturen. Bei vielen bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Basisanordnung23 jedoch eine Basis2b , z.B. eine Basisplatte, die das Kapselfilter13 trägt und auf der das Kapselfilter13 aufliegt. Ferner umfassen die seitlichen Anordnungen25 jeweils Seitenplatten30 , die mit der Basis26 verbunden sind. Die Seitenplatten30 erstrecken sich bevorzugt parallel zueinander eng entlang dem Äußeren der Seiten der Vorrichtung12 zu der oberen Anordnung24 . Die Vorrichtung12 kann Führungskanäle29 umfassen, in denen die Seitenplatten30 gleiten, z.B. aufwärts und abwärts, wenn sich der Träger11 zwischen der Ausrückposition und der Einrückposition bewegt. Alternativ kann die Vorrichtung Stifte oder Rollen umfassen, welche mit Nuten oder Schienen an den Seitenplatten in Eingriff treten. Ferner kann die obere Anordnung24 eine Oberplatte31 umfassen, welche mit den Seitenplatten30 verbunden ist und sich entlang dem oberen Teil der Vorrichtung12 erstreckt. Der Träger11 umgibt also das Äußere der Vorrichtung12 und ist bevorzugt zu Wartungszwecken zugänglich, ohne die Vorrichtung12 stören zu müssen, z.B. ohne die Vorrichtung12 von der Pumpe17 abbauen zu müssen. - Als weiteres Beispiel kann der Träger eine Basisanordnung und einander gegenüberliegende seitliche Anordnungen ohne eine obere Anordnung umfassen. Der Träger kann dann mit der Vorrichtung in beliebiger geeigneter Weise in Wirkverbindung stehen, z.B. durch Verbinden der seitlichen Anordnungen des Trägers mit den Seiten oder dem unteren Teil der Vorrichtung über einen Befestigungsmechanismus. Als ein weiteres Beispiel kann der Träger mit einer Struktur in Wirkverbindung stehen, die von der Vorrichtung verschieden ist. Wenn z.B. die Vorrichtung mit einer Pumpe verbunden ist, kann der Träger ebenfalls an die Pumpe – anstatt an die Vorrichtung – gekoppelt und so ange ordnet sein, dass das Kapselfilter zwischen den Positionen, in denen es mit der Vorrichtung in Eingriff und außer Eingriff steht, bewegt wird.
- Bei vielen bevorzugten Ausführungsformen umfassen die Basisplatte und die Seitenplatten eine im Wesentlichen U-förmige Anordnung, die dazu ausgebildet ist, das Kapselfilter zu tragen, und der Träger umfasst somit eine kompakte, sehr raumsparende Struktur zum Tragen des Kapselfilters. Beispielsweise können der Träger und das Kapselfilter in einem Raum installiert sein, der eine relativ kleine Breite aufweist, z.B. eine Breite von ca. 60 mm oder weniger, verglichen mit einer Breite von ca. 140 mm oder mehr, die für viele konventionelle Filterbefestigungsmechanismen erforderlich ist. Das Kapselfilter
13 kann somit innerhalb eines 60 mm breiten vorderen Bereichs montiert und demontiert werden. Speziell bei Kombination mit einer 60 mm breiten Pumpe stellt ein Filtrationssystem gemäß vorliegender Erfindung ein Abgabesystem bereit, welches eine hohe Raumausnutzungseffienz aufweist, aber dennoch leicht zugänglich und daher benutzer- und wartungsfreundlich ist. - In der Ausrückposition trägt der Träger die Filterkapsel vorzugsweise auf der Basisanordnung. Das Filtrationssystem kann ferner einen Positionierungsmechanismus umfassen, der es erlaubt, das Kapselfilter auf der Basisanordnung zu positionieren und zu orientieren, so dass die Anschlüsse des Kapselfilters mindestens in etwa mit den Anschlüssen der Vorrichtung fluchten. Der Positionierungsmechanismus kann mit dem Träger und/oder dem Kapselfilter in Wirkverbindung stehen und kann vielfältige Formen annehmen. In der Ausführungsform gemäß den
1 bis4 ist der Positionierungsmechanismus32 mit der Basis26 zusammenwirkend angeordnet und kann eine Rückwand33 umfassen, die die Rückwärtsbewegung des Kapselfilters13 begrenzt. Die Rückwand kann sich von der Basisanordnung oder von einer oder beiden seitlichen Anordnungen erstrecken. Ferner kann der Positionierungsmechanismus32 eine Öffnung, z.B. eine längliche Nut34 , der sich innerhalb der Basis26 von der Vorderkante erstreckt, und eine entsprechende längliche Nase oder Vorsprung35 , der sich von dem unteren Teil des Kapselfilters13 erstreckt, umfassen. Die Nut34 und der Vorsprung35 können so bemessen sein, dass sie die Rückwärtsbewegung des Kapselfilters13 auf der Basis26 begrenzen und/oder das Kapselfilter13 auf der Basis26 winkelorientieren, so dass die Anschlüsse15 ,14 mindestens in etwa miteinander fluchten. Bei auf der Basis26 positioniertem Kapselfilter13 kann das Kapselfilter13 rückwärts entlang der Basis26 gleiten, wobei der Vorsprung35 innerhalb der Nut34 gleitet. Die enge Nachbarschaft zwischen den Seiten der Nut34 und den Seiten des Vorsprungs35 hält das Kapselfilter13 in einer gewünschten Winkelorientierung bezüglich der Vorrichtung12 . Kommt die Rückseite des Kapselfilters13 mit der Rückwand33 und/oder die Rückseite des Vorsprungs35 mit der Rückseite der Nut34 in Kontakt, sind die Achsen der Anschlüsse14 ,15 mindestens in etwa axial fluchtend. Das Kapselfilter13 kann dann an der Vorrichtung12 befestigt werden, ohne die Anschlüsse14 ,15 infolge Fehlfluchtung zu beschädigen. - Der Positionierungsmechanismus ist nicht auf die in den
1 bis4 gezeigte Ausführungsform begrenzt. Beispielsweise, wie in den5 und6 gezeigt, kann die Rückwand entfallen und der Positionierungsmechanismus kann Öffnungen, z.B. ein oder mehrere Löcher36 in der Basis26 , und einen oder mehrere entsprechende Vorsprünge37 , die sich von dem unteren Teil des Kapselfilters13 erstrecken, umfassen. Das Kapselfilter13 wird auf der Basis16 positioniert, so dass die Vorsprünge37 des Kapselfilters13 in den Löchern36 der Basis26 angeordnet sind. Die Vorsprünge37 und die Löcher36 sind so bemessen und an dem Kapselfilter13 bzw. der Basis26 so angeordnet, dass, wenn die Vorsprünge37 in den Löcher36 angeordnet sind, die Anschlüsse14 ,15 der Vorrichtung12 und des Kapselfilters13 mindestens in etwa axial fluchtend sind. Die in den5 und6 gezeigte Ausführungsform weist zwei Löcher36 und zwei Vorsprünge37 auf. Der Positionierungsmechanismus kann jedoch mehr als zwei Löcher und Vorsprünge umfassen, z.B. drei Löcher und Vorsprünge, die in einer dreieckigen Konfiguration voneinander beabstandet sind, oder nur ein Loch und einen Vorsprung, z.B. ein längliches Loch28 (und einen entsprechenden Vorsprung), wie in7 gezeigt. Ferner sind die Positionierungsmechanismen der beispielhaft dargestellten Ausführungsformen zwar mit der Basisanordnung verbunden; der Positionierungsmechanismus kann aber auch mit dem Träger auf andere Weise verbunden sein, z.B. mit den seitlichen Anordnungen. - Ist das Kapselfilter
13 auf dem Träger11 positioniert, wird der Träger11 durch den Befestigungsmechanismus von der Ausrückposition in Richtung der Einrückposition bewegt. Der Befestigungsmechanismus kann ebenfalls vielfältige Formen annehmen, wobei ein Beispiel für einen (nicht erfindungsgemäßen) Befestigungsmechanismus16 in den1 bis4 gezeigt ist. Der Befestigungsmechanismus16 ist bevorzugt zwischen dem Träger11 und der Vorrichtung12 zusammenwirkend angeordnet und kann in einigen Ausführungsformen eine Gewindeanordnung umfassen, welche einen Gewindebolzen40 und eine passende Mutter41 umfasst, die Teil eines Knopfs42 sein können. Der Gewindebolzen40 kann ein Trapezgewinde aufweisen und ist bevorzugt am oberen Teil der Vorrichtung12 fest angeordnet und erstreckt sich in Richtung zu der oberen Anordnung24 des Trägers11 . Die Mutter41 ist mit einem entsprechenden Gewinde versehen und ist bevorzugt an der oberen Anordnung24 , z.B. der Oberplatte31 , drehbar angeordnet, um den Bolzen41 mit Gewindeverbindung aufzunehmen. Wenn der Knopf42 in eine Richtung gedreht wird, bewegt sich die Mutter41 axial in eine Richtung entlang dem Bolzen40 , z.B. weg von der Vorrichtung12 , und bewegt ihrerseits die Basis26 des Trägers11 von der Ausrückposition in Richtung zu der Vorrichtung12 in die Einrückposition, in der die Anschlüsse15 des Kapselfilters13 mit den Anschlüssen14 der Vorrichtung12 in Eingriff stehen. Wenn der Knopf42 in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, bewegt sich die Mutter41 axial in die entgegengesetzte Richtung entlang dem Bolzen40 (z.B. in Richtung zu der Vorrichtung12 ) und bewegt ihrerseits die Basis26 des Trägers11 zurück in Richtung der Ausrückposition. Die Gewinde können so angeordnet sein, dass sie ein schnelles Lösen des Kapselfilters13 von der Vorrichtung12 ermöglichen. Beispielsweise können die Gewinde so angeordnet sein, dass ein Drehen des Knopfs42 in dem Bereich von ca. 90 Grad bis ca. 360 Grad ausreichend sein kann, um das Kapselfilter13 von der Vorrichtung12 zu lösen. - Ein weiteres Beispiel für einen erfindungsgemäßen Befestigungsmechanismus
16 ist in den8 bis13 gezeigt. (Die Komponenten der in den8 bis13 gezeigten Ausführungsform tragen die gleichen Bezugsziffern wie die analogen Komponenten der in den1 bis7 gezeigten Ausfüh rungsformen.) Der in den8 bis13 gezeigte Befestigungsmechanismus16 ist bevorzugt zwischen dem Träger11 und der Vorrichtung12 zusammenwirkend angeordnet und kann eine Schwenkhebelanordnung umfassen, welche einen Hebel51 aufweist, der um eine Schwenkachse52 schwenkbar gelagert ist. Der Hebel kann zwischen Vorrichtung und Träger in vielfältiger Weise gekoppelt sein. Beispielsweise kann der Hebel51 mittels Lagerzapfen53 an einem Halter54 drehbar angeordnet sein, der seinerseits am oberen Teil der Vorrichtung12 befestigt sein kann. Alternativ kann der Hebel51 an Haltern an den Seiten der Vorrichtung befestigt sein. Ferner kann der Hebel51 an dem Träger11 in vielfältiger Weise befestigt sein, z.B. an den seitlichen Anordnungen25 . Der Hebel51 ist bevorzugt so angeordnet, dass der Träger11 von der Ausrückposition in Richtung der Einrückposition gehoben wird, wenn der Hebel51 angehoben wird, und dass der Träger11 von der Einrückposition in Richtung der Ausrückposition abgesenkt wird, wenn der Hebel51 gesenkt wird. Der Befestigungsmechanismus16 kann ferner eine Federanordnung55 zum Vorspannen des Hebels51 in Richtung einer angehobenen und/oder abgesenkten Position umfassen, welche den Träger11 in der Einrückposition und/oder Ausrückposition hält. - Wenn der Träger
11 in Richtung der Vorrichtung12 von der Ausrückposition in die Einrückposition bewegt wird, nähern sich die Anschlüsse15 des Kapselfilters13 den Anschlüssen14 der Vorrichtung12 . Die Anschlüsse14 ,15 können durch den Positionierungsmechanismus mindestens in etwa gefluchtet sein. Für eine engere Fluchtung der Anschlüsse14 ,15 kann das Filtrationssystem10 jedoch einen Zentriermechanismus umfassen, der die Achsen der Anschlüsse14 ,15 eng fluchtet, wenn diese in Eingriff miteinander gebracht werden. Der Zentriermechanismus kann in vielfältigster Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Zentriermechanismus80 einen oder – bevorzugt – mehrere Zentriervorsprünge aufweisen, z.B. Zentrierstifte81 , die in entsprechende Zentrieröffnungen82 passen, wenn die Anschlüsse14 ,15 miteinander in Eingriff kommen. Wie in14 gezeigt, können die Zentrierstifte81 sich von dem Kapselfilter13 , z.B. von dem oberen Teil des Kapselfilters13 , nach oben erstrecken, und die entsprechenden Zentrieröffnungen82 können in der Vorrichtung12 angeordnet sein, z.B. im unteren Teil der Vorrichtung12 . Al ternativ, wie in den15 und16 gezeigt, können sich die Zentrierstifte81 von dem unteren Teil der Vorrichtung12 erstrecken und die Zentrieröffnungen82 können in dem oberen Teil des Kapselfilters13 angeordnet sein. - Der Zentriermechanismus
80 ist bevorzugt so angeordnet und bemessen, dass sichergestellt wird, dass die Anschlüsse14 ,15 axial eng fluchten, wenn sie in Dichtkontakt miteinander kommen. Beispielsweise können die Zentrierstifte81 und Öffnungen82 relativ eng toleriert und so angeordnet sein, dass sie in engem Eingriff miteinander sind, bevor die Anschlüsse14 ,15 vollen Kontakt haben und vollständig zueinander dichten. Mit den Zentrierstiften81 im engen Eingriff mit den Zentrieröffnungen82 können die Anschlüsse14 der Vorrichtung12 in vollen Dichtkontakt mit den Anschlüssen15 des Kapselfilters13 bewegt werden. Der Zentriermechanismus80 verhindert also eine unvollständige Dichtung und/oder Schädigung der Anschlüsse14 ,15 infolge Fehlfluchtung. Der Zentriermechanismus80 kann ferner als eine Stopeinrichtung dienen, welche die Vorwärtsbewegung der Anschlüsse14 ,15 ineinander begrenzt und eine Überkompression verhindert. Alternativ können Stopeinrichtungen andernorts an der Vorrichtung und dem Kapselfilter und/oder dem Träger bereitgestellt sein. - Wenn der Träger
11 von der Vorrichtung12 weg aus der Einrückposition in die Ausrückposition bewegt wird, können die Anschlüsse15 des Kapselfilters13 und die Anschlüsse14 der Vorrichtung12 außer Eingriff gebracht werden. In einigen Ausführungsformen können die Anschlüsse14 ,15 der Vorrichtung und des Kapselfilters13 in Eingriff bleiben, wenn der Träger11 in die Ausrückposition bewegt wird, wobei die Basisanordnung23 des Trägers11 von dem unteren Teil des Kapselfilters13 wegbewegt wird, wenn sich der Träger11 in die Ausrückposition bewegt. Das Kapselfilter13 kann dann von der Vorrichtung12 entfernt werden, z.B. durch manuelles Außer-Eingriff-Bringen der Anschlüsse15 des Kapselfilters und der Anschlüsse14 der Vorrichtung12 . - Alternativ kann das Filtrationssystem
10 ferner einen Ausrückmechanismus umfassen, der mit dem Kapselfilter13 in Wirkverbindung steht und der die Anschlüsse15 des Kapselfilters13 und die Anschlüsse14 der Vorrichtung12 automatisch außer Eingriff bringt, wenn sich der Träger11 in Richtung der Ausrückposition bewegt. Der Ausrückmechanismus kann in vielfältiger Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Ausrückmechanismus zwischen dem Kapselfilter13 und der Vorrichtung12 zusammenwirkend angeordnet sein. Ein Beispiel für einen derartigen Ausrückmechanismus22 ist in den15 und16 gezeigt und umfasst eine oder mehrere Federn86 , die zwischen dem Kapselfilter13 und der Vorrichtung12 angeordnet sind. Die Federn können an einer Vielfalt von geeigneten Orten zwischen dem Kapselfilter und der Vorrichtung positioniert sein. Bei der beispielhaft gezeigten Ausführungsform ist eine Feder86 um jeden Zentrierstift81 angeordnet. Die Federn86 werden um die Zentrierstifte81 herum zusammengedrückt, wenn der Träger11 durch den Befestigungsmechanismus16 in die Einrückposition gehoben wird und die Anschlüsse15 des Kapselfilters13 in Dichtkontakt mit den Anschlüssen14 der Vorrichtung12 gehoben werden. Wenn der Träger11 durch den Befestigungsmechanismus16 in die Ausrückposition gesenkt wird, dehnen sich die Federn86 aus und bringen die Anschlüsse14 ,15 automatisch außer Eingriff. Der Zentriermechanismus80 hilft ferner dabei, die axiale Fluchtung der Anschlüsse14 ,15 aufrechtzuerhalten, wenn die Anschlüsse14 ,15 durch den Ausrückmechanismus22 außer Eingriff gebracht werden. Das Kapselfilter13 bleibt auf der Basisanordnung23 des Trägers11 , wenn der Träger11 in die Ausrückposition bewegt wird. - Bei anderen Ausführungsformen kann der Ausrückmechanismus zwischen dem Kapselfilter
13 und dem Träger11 zusammenwirkend angeordnet sein. Ein Beispiel für einen derartigen Ausrückmechanismus22 ist in den1 und4 gezeigt und umfasst eine oder mehrere Schubstangen91 , die zwischen dem Träger11 und dem Kapselfilter13 angeordnet sind. Die Schubstangen können an einer Vielfalt von geeigneten Orten zwischen dem Kapselfilter und dem Träger positioniert sein. Bei der beispielhaft dargestellten Ausführungsform sind die Schubstangen91 in Durchgangslöchern92 in der Vorrichtung12 zwischen dem oberen Teil des Kapselfilters13 und der oberen Anordnung24 des Trägers11 angeordnet. Die Schubstangen91 können zusammen mit dem Kapselfilter13 und dem Träger11 angehoben werden, wenn der Träger11 durch den Befestigungsmechanismus16 in die Einrückposition bewegt wird. Wenn der Träger11 durch den Befestigungsmechanismus16 in die Ausrück position gesenkt wird, kann die obere Anordnung24 des Trägers11 mit den Schubstangen91 in Anlage kommen. Die Schubstangen91 ihrerseits kommen mit dem oberen Teil des Kapselfilters13 in Anlage, wobei das Kapselfilter13 von der Vorrichtung12 weg gedrängt wird und die Anschlüsse14 ,15 automatisch außer Eingriff gebracht werden. Das Kapselfilter13 bleibt auf der Basisanordnung23 des Trägers11 , wenn der Träger11 in die Ausrückposition bewegt wird. - Ein weiteres Beispiel für einen Ausrückmechanismus
22 , der zwischen dem Träger11 und dem Kapselfilter13 zusammenwirkend angeordnet ist, ist in den17 und18 gezeigt. (Die Komponenten der in den17 und18 gezeigten Ausführungsform tragen die gleichen Bezugsziffern wie die analogen Komponenten der in den1 bis4 gezeigten Ausführungsform.) Der Ausrückmechanismus22 umfasst im Wesentlichen eine Einrichtung, die das Kapselfilter13 und den Träger11 physisch koppelt, wenn der Träger11 sich zwischen der Einrückposition und der Ausrückposition bewegt. Die Einrichtung kann eine breite Vielfalt von Strukturen umfassen. Bei der beispielhaft dargestellten Ausführungsform umfasst die Einrichtung96 den Eingriff der Basisanordnung23 des Trägers11 mit dem Kapselfilter13 , z.B. mit einem Flansch97 , der sich von dem Vorsprung35 in dem unteren Teil des Kapselfilters13 an den Rändern der Nut34 in der Basis26 vorbei erstreckt. Wenn der Träger11 durch den Befestigungsmechanismus16 in die Ausrückposition gesenkt wird, kommt die Basis26 des Trägers11 mit dem Flansch97 des Kapselfilters13 in Anlage, wobei das Kapselfilter13 von der Vorrichtung12 weg gedrängt wird und der Anschluss15 des Kapselfilters13 und die Anschlüsse14 der Vorrichtung12 automatisch außer Eingriff gebracht werden. Das Kapselfilter13 bleibt auf der Basisanordnung23 des Trägers, wenn der Träger11 in die Ausrückposition bewegt wird. - Ein weiteres Beispiel für eine Einrichtung ist ein Flansch, der sich von jeder seitlichen Anordnung des Trägers über den oberen Teil des Kapselfilters erstreckt. Wenn der Träger durch den Befestigungsmechanismus gesenkt wird, können die Flansche der seitlichen Anordnung mit dem oberen Teil des Kapselfilters in Anlage kommen und das Kapselfilter und die Vorrichtung automatisch außer Eingriff gebracht werden.
- Die Vorrichtung
12 kann ebenfalls in vielfältigster Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung eine beliebige regelmäßige oder unregelmäßige Gestalt aufweisen. Wie in den1 bis4 gezeigt, kann die Vorrichtung12 eine kastenförmige Ausbildung aufweisen, umfassend einen vorderen Teil100 , einen rückwärtigen Teil101 , einen oberen Teil102 , einen unteren Teil103 und einander gegenüberliegende Seiten104 ,105 . Die Vorrichtung12 kann ferner eine oder mehrere Leitungen zum Transportieren von Fluid zu und/oder aus dem Kapselfilter umfassen. Jede der Leitungen ist bevorzugt so ausgebildet, dass das Holdup-Volumen vermindert und Totvolumina oder Totzonen, wo das Fluid stagnieren kann, vermieden werden. - Bei vielen bevorzugten Ausführungsformen ist die Vorrichtung
12 mit einer Pumpe17 fluidisch gekoppelt. Beispielsweise kann die Vorrichtung12 direkt mit der Pumpe17 verbunden sein, z.B. entlang dem rückwärtigen Teil101 der Vorrichtung12 . Der Auslass der Pumpe17 kann mit einer Einlassleitung der Vorrichtung12 verbunden sein, die sich durch die Vorrichtung12 hindurch erstreckt und ihrerseits mit den Einlassanschlüssen14a ,15a der Vorrichtung12 und des Kapselfilters13 in fluidischer Verbindung steht. Alternativ kann die Einlassleitung mindestens teilweise außerhalb der Vorrichtung liegen, wobei sie sich z.B. außerhalb der Pumpe zu der Vorrichtung und von dort zu den Einlassanschlüssen erstrecken kann. Die Vorrichtung12 kann ferner eine Auslassleitung21 aufweisen, welche eine fluidische Verbindung zwischen den Auslassanschlüssen14b ,15b und einer beliebigen anderen geeigneten Komponente des Fluidsystems stromabwärts der Vorrichtung12 herstellt. Bei der beispielhaft dargestellten Ausführungsform kann sich die Auslassleitung21 von den Auslassanschlüssen14b ,15b durch die Vorrichtung12 hindurch zu dem vorderen Teil100 der Vorrichtung12 erstrecken. Die Auslassleitung kann sich jedoch von einem beliebigen Bereich der Vorrichtung erstrecken, einschließlich des oberen Teils der Vorrichtung. Die Vorrichtung12 kann ferner eine Lüftungsleitung20 umfassen, welche eine fluidische Verbindung zwischen den Lüftungsanschlüssen14c ,15c und einem beliebigen geeigneten Reservoir für das entlüftete Gas herstellt. Wieder kann sich bei der beispielhaft dargestellten Ausführungsform die Lüftungsleitung20 von den Lüftungsanschlüssen14c ,15c durch die Vorrichtung12 hindurch zu dem vorderen Teil100 der Vorrichtung12 erstrecken. Die Lüftungsleitung kann sich jedoch von einem beliebigen Bereich der Vorrichtung erstrecken, einschließlich des oberen Teils der Vorrichtung. Bei einigen Ausführungsformen können die Lüftungsleitung sowie die Lüftungsanschlüsse ganz entfallen. - Anzahl und Ausbildung der Anschlüsse
14 der Vorrichtung12 sowie der Anschlüsse15 des Kapselfilters13 können vielfältig variieren. Bei vielen Ausführungsformen weist die Vorrichtung12 drei Anschlüsse14a ,14b ,14c auf. Jedoch kann eine Vorrichtung mehr als drei Anschlüsse oder weniger als drei Anschlüsse haben. - Die Anschlüsse
14 der Vorrichtung12 sowie die Anschlüsse15 des Filtereinsatzes13 können vielfältige Strukturen umfassen. Zum Beispiel können die Anschlüsse in einem beliebigen regelmäßigen oder unregelmäßigen Muster angeordnet sein, z.B. in einem dreieckigen Muster. Bevorzugt sind die Anschlüsse14 ,15 im Wesentlichen fluchtend. Ferner kann der Abstand zwischen den Anschlüssen oder das Muster der Anschlüsse symmetrisch sein, ist bevorzugt jedoch nicht symmetrisch. Beispielsweise kann, wie in2 gezeigt, die Distanz zwischen den Lüftungsanschlüssen14c ,15c und den Auslassanschlüssen14b ,15b kleiner sein als die Distanz zwischen den Auslassanschlüssen14b ,15b und den Einlassanschlüssen14a ,15a . Ein unsymmetrischer Abstand oder Muster hilft dabei, zu verhindern, dass das Kapselfilter "rückwärts" an der Vorrichtung installiert wird. - Die Anschlüsse können verschiedenartige Strukturen umfassen. Beispielsweise kann jeder der Anschlüsse eine Düse oder eine Öffnung oder Aufnahme, die eine Düse aufnimmt, umfassen. Einige der Anschlüsse an der Vorrichtung oder an dem Kapselfilter können Düsen umfassen, während andere Aufnahmen umfassen, oder alle Anschlüsse an der Vorrichtung können Düsen oder Aufnahmen umfassen. Bei der beispielhaft dargestellten Ausführungsform umfassen die Anschlüsse
14a ,14b ,14c der Vorrichtung12 bevorzugt allesamt Düsen110 und die Anschlüsse15a ,15b ,15c des Kapselfilters13 umfassen bevorzugt allesamt entsprechende Aufnahmen111 , welche die Düsen110 der Vorrichtung12 aufnehmen. - Die Filter können ebenfalls in vielfältiger Weise ausgebildet sein, z.B. als Kapselfilter. Ein Beispiel für ein Kapselfilter
13 ist in den19 bis23 gezeigt. Das Kapselfilter13 umfasst im Wesentlichen ein Gehäuse160 und einen Filtereinsatz161 , der entfernbar oder, bevorzugt, permanent in dem Gehäuse160 angeordnet ist. - Das Gehäuse
160 kann aus einem beliebigen geeigneten undurchlässigen Material gebildet sein, z.B. aus einem metallischen oder polymeren Material, und es kann eine beliebige gewünschte Gestalt aufweisen, z.B. eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt. Bei vielen bevorzugten Ausführungsformen korrespondiert die Gestalt des Gehäuses zu der Gestalt des Filtereinsatzes. - Das Gehäuse
160 kann eine einteilige Struktur umfassen, umfasst aber bevorzugt eine mehrteilige Struktur. Beispielsweise kann das Gehäuse160 eine Schale162 und einen Kopf163 , der entfernbar oder, bevorzugt, permanent mit der Schale162 verbunden ist, umfassen. Die Schale162 kann eine Seitenwand und eine Bodenwand umfassen. Ein Griff159 kann sich von der Seitenwand der Schale162 nach außen erstrecken und kann dazu verwendet werden, das Kapselfilter13 auf der Basisanordnung des Trägers zu positionieren, wobei der Vorsprung35 an dem unteren Teil des Kapselfilters13 mit der Nut in der Basis in Eingriff steht. - Das Gehäuse
160 weist einen Einlassanschluss15a , einen Auslassanschluss15b und einen Lüftungsanschluss15c auf. Der Einlassanschluss15a und der Auslassanschluss15b definieren einen Fluidfließweg durch das Gehäuse160 . Die Anschlüsse können unterschiedlich ausgebildet sein, z.B. als Düsen. Einer oder mehrere der Anschlüsse können in der Schale angeordnet sein, z.B. am Boden oder in der Seitenwand der Schale. Bevorzugt ist es jedoch, wenn mindestens einer und, mehr bevorzugt, alle der Anschlüsse15a ,15b ,15c in dem Kopf163 oben auf dem Kapselfilter13 angeordnet sind. - Das Gehäuse
160 enthält bevorzugt den Filtereinsatz161 innerhalb einer Filtereinsatzkammer in dem Fluidfließweg. Der Filtereinsatz umfasst bevorzugt ein Filterelement170 mit einem Filtermedium, wie in23 gezeigt. Das Filtermedium kann eine feste oder hohle poröse Masse umfassen, z.B. eine zylindrische Masse von gesinterten Metallpartikeln oder eine zylindrische Masse von gebundenen und/oder verwirbelten Fasern, z.B. polymeren Fasern. Bei vielen bevorzugten Ausführungsformen kann das Filtermedium eine permeable Schicht, z.B. eine poröse gewebte oder Non-Woven-Schicht von Fasern, einschließlich Filamenten, oder eine permeable oder poröse, geträgerte oder ungeträgerte polymere Membran, umfassen und das Filterelement170 kann ein zylindrische, hohle, gefaltete Konfiguration aufweisen. Das Filtermedium kann die einzige Schicht des gefalteten Filterelementes170 sein; bevorzugt ist es jedoch eine von zwei oder mehr Schichten eines Faltenkomposits, welches ferner z.B. eine oder mehrere Drainageschichten, Vorfilterschichten, zusätzliche Filterschichten, Substrate und/oder Abschirmungsschichten umfasst. Die Falten des Filterelements können sich radial oder, bevorzugt, nicht-radial erstrecken, wie z.B. in USP 5 543 047 offenbart. - Das hohle Filterelement
170 ist bevorzugt zwischen einem Käfig171 und einem Kern172 angeordnet. Die Enden des Filterelementes170 , des Käfigs171 und des Kerns172 können zu Endkappen173 ,174 gedichtet sein, z.B. eine blinde Endkappe173 und eine offene Endkappe174 . Die offene Endkappe174 weist eine Öffnung175 auf, die mit dem Inneren des hohlen Filterelementes170 in fluidischer Verbindung steht. Die offene Endkappe kann zu dem Gehäuse gedichtet oder mit dem Gehäuse verbunden sein, wobei die Öffnung in der offenen Endkappe ihrerseits mit einem Anschluss in fluidischer Verbindung steht. Beispielsweise kann bei der in den19 bis23 gezeigten Ausführungsform die offene Endkappe174 an den Kopf163 gebunden sein, wobei der Auslassanschluss15b bevorzugt mit dem Inneren des Filterelementes170 über die Öffnung175 in der offenen Endkappe174 in fluidischer Verbindung steht. Bevorzugt steht der Einlassanschluss15a mit dem Äußeren des Filtereinsatzes161 in fluidischer Verbindung. Der Fluss durch den Filtereinsatz161 kann dann von außen nach innen gerichtet sein. Alternativ können der Einlassanschluss und der Auslassanschluss so angeordnet sein, dass sie mit dem Inneren bzw. dem Äußeren des Filtereinsatzes in fluidischer Verbindung stehen und der Fluss durch den Filtereinsatz kann von innen nach außen gerichtet sein. - Zwar wurde der Filtereinsatz unter Bezugnahme auf ein hohles Filterelement
170 beschrieben, welches ein gefaltetes Filtermedium, einen Käfig171 , einen Kern172 und Endkappen173 ,174 aufweist; der Filtereinsatz ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform begrenzt. Zahlreiche alternative Filtereinsätze sind geeignet. Beispielsweise kann das Filterelement ein Filterkomposit aufweisen, welches nicht gefaltet, sondern spiralförmig gewickelt ist. Der Käfig und/oder der Kern kann entfallen. Ferner kann eine oder beide Endkappen entfallen und die Enden des Filterelements können direkt an den oberen und/oder unteren Teil des Gehäuses gebunden sein. - Weitere Beispiele für Filtereinsätze können Filtermedien umfassen, die permeable Hohlfiltermedien umfassen.
- Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt. Beispielsweise kann ein oder mehrere Merkmale einer Ausführungsform weggelassen oder mit einem oder mehreren Merkmale einer anderen Ausführungsform kombiniert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Ferner sind völlig andere Ausführungsformen denkbar, insbesondere im Lichte der vorstehenden Lehren. Demgemäß umfasst die Erfindung alle Varianten und Modifikationen, welche in den Bereich der beigefügten Ansprüche fallen.
Claims (10)
- Filtrationssystem, umfassend eine Vorrichtung (
12 ), die einen Einlassanschluss (14a ), einen Auslassanschluss (14b ) und einen Lüftungsanschluss (14c ) aufweist, wobei jeder Anschluss der Vorrichtung eine Achse hat; ein Filter (13 ), das einen Einlassanschluss (15a ), einen Auslassanschluss (15b ) und einen Lüftungsanschluss (15c ) aufweist, wobei jeder Filteranschluss eine Achse hat und die Achsen der Anschlüsse der Vorrichtung und der Filteranschlüsse zueinander parallel sind; und einen Träger (11 ), der das Filter (13 ) trägt; gekennzeichnet durch einen Befestigungsmechanismus (16 ), der eine Schwenkhebelanordnung umfasst, welche einen mit der Anschlussvorrichtung (12 ) und dem Träger (11 ) wirksam verbundenen Hebel (51 ) aufweist, wobei der Hebel (51 ) um einen Lagerzapfen (53 ) schwenkbar gelagert ist und den Träger (11 ) von einer Ausrückposition, in der das Filter (13 ) auf dem Träger (11 ) aufliegt und von der Anschlussvorrichtung (12 ) beabstandet ist, in eine Einrückposition hebt, in der die Anschlüsse (15 ) des Filters (13 ) mit den Anschlüssen (14 ) der Vorrichtung (12 ) dichtend in Eingriff stehen, und wobei der Träger (11 ) das Filter (13 ) in einer zu den Achsen der Anschlüsse (14 ,15 ) parallelen Richtung entlang der Distanz, die sich das Filter (13 ) auf dem Träger (11 ) bewegt, mit der Anschlussvorrichtung (12 ) in Eingriff bringt. - Filtrationssystem nach Anspruch 1, wobei der Träger (
11 ) eine Breite von ungefähr 60 mm oder weniger aufweist. - Filtrationssystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen mit dem Träger (
11 ) und dem Filter (13 ) in Wirkverbindung stehenden Positionierungsmechanismus (32 ) zum Positionieren des Filters (13 ) auf dem Träger (11 ) dergestalt, dass die Anschlüsse (15 ) des Filters (13 ) mit den Anschlüssen (14 ) der Vorrichtung (12 ) fluchten. - Filtrationssystem nach Anspruch 3, wobei der Positionierungsmechanismus (
32 ) eine Rückwand (33 ) des Trägers (11 ) umfasst, die eine Rückwärtsbewegung des Filters (13 ) begrenzt. - Filtrationssystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Positionierungsmechanismus (
32 ) einen Vorsprung auf einem der beiden Teile von Filter (13 ) und Träger (11 ) und eine passende Nut in dem anderen der beiden Teile von Filter (13 ) und Träger (11 ) umfasst. - Filtrationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schwenkhebelanordnung ferner eine Nut und einen Zapfen umfasst, welcher sich beim Schwenken des Hebels (
51 ) in der Nut bewegt. - Filtrationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend einen mit dem Filter (
13 ) und dem Träger (11 ) in Wirkverbindung stehenden Ausrückmechanismus (22 ), wobei der Ausrückmechanismus (22 ) eine Einrichtung (96 ) umfasst, die das Filter (13 ) und den Träger (11 ) physisch verbindet, zum Ausrücken der Anschlüsse (15 ) des Filters (13 ) von den Anschlüssen (14 ) der Vorrichtung (12 ), wenn der Träger sich in Richtung der Ausrückposition bewegt. - Filtrationssystem nach Anspruch 7, wobei die Einrichtung (
96 ) einen Flansch (97 ) umfasst, der mit einer Nut (34 ) in Eingriff steht. - Filtrationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder der Filteranschlüsse (
15a ,15b ,15c ) oben am Filter (13 ) angeordnet ist. - Filtrationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Filter (
13 ) einen Filtereinsatz (161 ) und ein Gehäuse (160 ) umfasst und der Filtereinsatz (161 ) permanent in dem Gehäuse (160 ) angeordnet ist.
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