DE7025282U

DE7025282U - Geraet zum luftreinigung

Info

Publication number: DE7025282U
Application number: DE7025282U
Authority: DE
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 1969-07-08
Filing date: 1970-07-06
Publication date: 1971-01-21
Also published as: DE2033323B2; CH555050A; CH536986A; FR2054356A5; GB1325764A; GB1325763A; DE2033323A1

Description

Dr. A. Pollack Patentanwalt

6 Frankfurt/Main

Neue Mainzer Straße 53

3 Juli 1970
3P-Dr.Pek/H BP 6

BEGTON, DICKINSON AND COMPANY Rutherford. N.J. 07070, U.S.A.

Gerät zur Luftreinigung

Für die Arbeit in einer biologisch reinen Umgebung ist es sehr vorteilhaft, Geräte zur Verfügung zu haben, welche die Luftverschmutzung durch Schwebeteilchen verhindern. Neben der Möglichkeit, die Luftverschmutzung durch Schwebeteilchen innerhalb des Arbeitsraumes zu verhindern, ist es ebenfalls besonders wichtig, einen leichten Zugang zum Arbeitsraum zu haben, so daß Arbeiten innerhalb dieses Raumes in normaler V/eise und wirksam durchgeführt werden können. Daher ist es für die Technik wertvoll, einen durch eine abgegrenzte Atmosphäre geschützten Arbeitsraum zu besitzen, der gleichzeitig leicht zugänglich ist, um dort alle notwendigen Aufgaben ausführen zu können. Selbstverständlich ist es wünschenswert, auf der einen Seite einen Schutz gegen Verschmutzung von außen sicherzustellen, und auf der anderen Seite Schmutzstoffe daran zu hindern, aus dem abgegrenzten Arbeitsraum in die Umgebungsatmosphäre zu entweichen. Kurz gesagt ist es wünschenswert, die Luftverschmutzung innerhalb einer biologisch reinen Arbeitsumgebung zu verhindern, indem man das Arbeitsstück vor einer Verschmutzung durch die es uagebenden Aerosole schützt und gleichzeitig Schmutzteilchen daran hindert, von dem Arbeitsstück in die umgebende Luft zu entweichen.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Lösung dieser Aufgaben. ist es, eine Kabine zu konstruieren, die einen Arbeitsraum enthält, in den man das Werkstück einsetzen kann; während man einen Zugang vorsieht, durch den das Werkstück bearbeitet werden kann.

Gleichzeitig wird in der Kabine ein laminarer Luftstrom erzeugt, der einen Luftvorhang an dem Zugang zu dem Aroeitsraum bildet, um einen Wechsel der Schmutzteilchen zwischen dem Arbeitsraum und der äußeren Umgebung der Kabine zu verhindern.

Selbstverständlich ist es nützlich, die leistungsfähigsten Mittel anzuwenden, um eine gegenseitige Verschmutzung des Arbeitsraumes und der Umgebungsluft zu verhindern und eine genaue Kontrolle über den laminar fließenden Luftvorhang sicherzustellen, der durch die Einrichtungen der Kabine erzeugt wird. Daher sind auch Steuereinrichtungen für die Technik sehr vorteilhaft; sie erleichtern die Steuerung des Luftflusses der besonderen Atmosphäre und des Luftdrucks innerhalb der Kabine, mit dem man die Luftverschmutzung verhindern kann.

Selbstverständlich muß der bestmögliche Schutz und die leistungsfähigsten und sichersten Arbeitsbedingungen vorgesehen sein, wenn die Möglichkeit der Verschmutzung durch einen Luftstrom besteht. Es ist wünschenswert, ein Gerät zu besitzen, das eine genaue Steuerung des laminaren Luftstroms in der Kabine zur Verhinderung der biologischen Luftverschmutzung sicherstellt, so daß ein größtmöglicher gleichmäßiger und sicherer Schutz während des größten Teils der Arbeitszeit vorhanden ist. Gleichzeitig darf der leichte Zugang zu dem Werkstück nicht erschwert werden, so daß der

größtmögliche Schutz und die wirksamsten Arbeitsbedinungen sichergestellt werden, wenn ein Gegenstand bearbeitet wird, ucl Wäiireiiu. οβΰ-ΠβΓ jjcäluci oUIig nSIOSOxc augcucü OuSjT tuinehmen kann.

ν Unter Berücksichtigung der vorhergegangenen Ausführungen ist

i. es eine der Hauptaufgaben der Erfindung, eine Kabine zur Ver-

i'j hinderung der biologischen Verschmutzung zu entwickeln. Die

1: Kabine und die Einrichtungen, die damit verbunden sind,

< schaffen eine gefilterte Luftabgrenzung, um eine Verschmutzung

! des Werkstücks, das sich innerhalb des Gehäuses befindet,

\ durch Schwebeteilchen aus der Umgebung zu verhindern, und bil-

den gleichzeitig einen gefilterten Luftvorhang an der Zugangs-

{'■ öffnung des Gehäuses, um Schwebeteilchen am Aus- oder Ein-

: strömen durch diese Öffnung zu hindern.

Weiterhin wird ein niedrigerer Luftdruck in dem Gehäuse erzeugt, um zu verhindern, daß aus dem Werkstück entstehender Schmutz durch die Öffnung des Gehäuses oder durch einen anderen Teil des Gehäuses, wo ein Durchtritt möglich ist, in die umgebende Luft gelangt. Die ganze Luft, die in der Kabine umläuft und durch das Gerät als Ganzes aus der Kabine ausgeblasen wird, wird durch sogenannte Absolutfilter, die normalerweise im Handel als Hochleistungs-ScL..ebstoff-Filter bezeichnet werden, gefiltert, um die Schwebeteilchen aus der Luft zu entfernen.

Das Gerät erzeugt einen mit großer Geschwindigkeit strömenden gereinigten Luftvorhang zwischen der Innenseite und der Außenseite der Zugangsöffnung, durch den eine kinetische Luftabgrenzung an der Vorderseite der Kabine des Gerätes gebildet wird. Ferner herrscht in allen Lufträumen, die verschmutzende Schwebeteilchen enthalten, ein niedrigerer Luftdruck im Vergleich zu der Umgebungsatmosphäre vor, oder

diese Lufträume befinden sic!¹ vollständig in einer sie umgebenden Atmosphäre mit niedrigerem Luftdruck. Auf diese Weise wird das Ausströmen verschmutzter Luft in das Laboratorium verhindert.

In Verbindung mit der Kabine zur Luftreinigung als Teil des Gerätes steht eine Vorrichtung, welche die Luftgeschwindigkeit innerhalb der Laminarfluß-Kabine mit Hilfe eines Pitot-Rohres oder einer ähnlichen Vorrichtung anzeigt; sie befindet sich an der Ausströmungsöffnung des Gebläses innerhalb der Kabine und ist an beiden Enden mit einem genauen Luftflußmesser verbunden. Die Luftgeschwindigkeit in der Kabine wird dadurch festgestellt, daß der Luftflußmesser den Druck an der Ausströmungsöffnung des Gebläses gegenüber der Luftmenge, die aus dem Gebläse ausströmt, anzeigt. Die Lichtgeschwindigkeit wird durch ein haltbares, elektronisches Geschwindigkeits-Steuergerät eines handelsüblichen Typs gesteuert; es befindet sich aui dem Gebläse-Motor mit dem vollständigen Geschwindigkeitsanzeiger; die Geschwindigkeitssteuerung und die Schalter dazu sind in eine Schalttafel aus Kunststoffspritzguss eingebaut, die an der Laminarfluß-Kabine befestigt werden kann. Die Kombination des Luftgeschwindigkeitsanzeigers und des Steuergerätes besteht aus einem Stück, zeigt die Luftgeschwindigkeit an und ist unabhängig von dem statischen Luftdruck, sie ist so konstruiert, daß sie an der Kabine zur Luftreinigung befestigt werden kann, leicht zugänglich und leicht zu bedienen ist.

Auf diese Weise kann zu jeder Zeit eine genaue Steuerung der Luft innerhalb des Arbeitsraumes, in dem sich das Werkstück befindet, sichergestellt werden; daraus ergibt sich ein leistungsfähiges und wirksames Gerät zur Reinigung der Luft,

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das einen bedeutenden Fortschritt gegenüber dem Star.d der Technik darstellt.

Kurz zusammengefaßt besteht das Gerät zay Ί* ^n:¹.~;\_ ·3~- Luft nach dieser Erfindung aus einer Kabi/.it. mit fv.o.tm Arbeitsraum in einem Teil dieser Kabine und einer, öffnung darin, durch die der Arbeitsraum von außen zugänglich ist. In der Kabine befinden sich Einrichtungen zur Iteinigung und zur Zuführung von Luft; diese sind so angeordnet, daß die Luft, die dort ausströmt, gereinigt wird und dann zum Arbeitsraum gelangt. Einrichtungen für die Verteilung der Luft sind in der Kabine eingebaut und befinden sich zwischen den Einrichtungen zum Reinigen und zur Zuführung der Luft und dem Arbeitsraum, um die Verteilung der Luft im Moment des Strömens in den Arbeitsraum hinein zu erleichten. Dabei strömt die Luft gleichmäßig durch den Arbeitsraum und bildet dabei einen Luftvorhang über der Zugangsöffnung, die zu dem Arbeitsraum führt, um das Aus- und Einströmen verunreinigter Luft durch diese Öffnung zu verhindern. Eine Reihe miteinander verbundener Luftkammern befindet sich innerhalb der Kabine in Verbindung mit dem Arbeitsraum, mit den Einrichtungen zum Reinigen und zur Zuführung der Luft und der Außenöffnung des Gehäuses, um die Luft durch den Arbeitsraum strömen zu lassen und einen Teil der Luft von außen zu den Einrichtungen zum Reinigen und zur Zuführung der Luft zu leiten. Einrichtungen zur Verminderung des Luftdruckes befinden sich in der Kabine, um eine vorherbestimmte Menge gereinigter Luft aus der Kabine zu leiten und dadurch, einen niedrigeren Luftdruck innerhalb und außerhalb der Kabine aufrechtzuerhalten; schließlich befinden sich auf dem Gehäuse ein Luftgeschwindigkeitsanzeiger und Steuereinrichtungen, um die Steuerung des Luftstromes innerhalb der Kabine zu erleichtern.

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Pig. · 2~l eine perspektivische Ansicht des Gerätes zur

uuitreinigung nach der Erfindung;

Fig. st ein seitlicher Aufriß des Gerätes; die Vorder- || wände und die Bodenteile sind dabei weggelassen;

ü ?ig· 3 ist ein Seitenriß des Gerätes im Schnitt entsprechend

te der Fläche 3-3 aus Figur 2; Pfeile veranschaulichen

dabei die Richtung des Luftstroms in dem Gerät;

Fig. 4 ist eine schematische Schaltskizze der elektrischen Einrichtungen, die bei dem Gerät nach der Erfindung eingebaut sind;

Fig. 5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des Luftgeschwindigkeitsanzeigers un3des Steuerinstruments des Geräts nach der Erfindung;

Fix;, ο ist eine schematische Darstellung eines Teils des

Gerätes nach der Erfindung; sie zeigt die Verbindung des Luftgeschwindigkeitsanzeigers und des Kontrollinstruments mit einem Teil der Kabine; der Rest des Gerätes ist weggelassen worden. Weiterhin zeigt die Darstellung einen Aufriß des Luftgeschwindigkeitsanzeigers und der Steuerschalttafel; Pfeile veranschaulichen den Luftfluß durch die miteinander verbundenen Teile des Gerätes.

Zu Anfang sollte die Aufmerksamkeit auf die Figuren 1 bis gelenkt werden, die das Gerat zur Reinigung der Luft 20 vollständig und betriebsbereit zeigen. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, besteht das Gerät aus einer Kabine 21 und aus einem abnehmbaren Untersatz 22. Der abnehmbare Untersatz dient dazu, die Kabine 21 in eine Höhe zu bringen, die ein leichteres Arbeiten mit dem Gerät ermöglicht. Ein Brett 23 befindet sich an der Außenseite der Kabine 21, in das zwei Eingangsöfi'nungen für Handschuhe 24 und 25 eingebaut sind, die die

Arbeit mit den Händen an einem Werkstück in der Kammer 21 erleichtern. Dieses Brett mit den Handschuhöffnungen ist durch normale Befes„igungseinrichtungen, z.B. Schrauben 26, die in der Figur 1 dargestellt sind, befestigt.

Ein Teil der Vorderseite der Kabine 21 besteht aus durchsichtigem Material, z.B. Glas. Dieser Teil 27 erleichtert den Einblick in die Kabine 21 während der Arbeit. Es sei bemerkt, daß die Vorderseite der Kabine, die aus der durchsichtigen Wandung 27 und aus dem Brett mit den Handschuhöffnungen 23 besteht, von oben nach unten nach außen abgeschrägt ist, wodurch in der Kabine ein größerer Arbeitsraum gebildet wird, in die man das Werk «stuck einsetzen kann, sowie eine horizontale Oberfläche odsr Arbeitsfläche 28. Der Geschwindigkeitsanzeiger und das Steuerungsinstrument 29 befinden sich an der Vorderseite der Kabine 21 über der durchsichtigen Wandung 27. Der obere Teil der Vorderseite der Kabine 21 besteht aus einer abnehmbaren Platte 30, so daß man einen Zugang zu den inneren Einrichtungen der Kabine, dort wo sich die Gebläse befinden hat. Dadurch wird die Instandhaltung der beweglichen Teile des Geräxes erleichtert. Auch die abnehmbare Platte 30 wird mit normalen Befestigungseinrichtungen , z.B. Schrauben 31, befestigt.

Die Kabine 21 besitzt eine im wesentlichen rechteckige Form, ausgenommen den nach außen erweiterten Teil der Vorderseite, über den schon vorher gesprochen wurde. Der Rest der Kabine ist vollständig geschlossen und besteht aus einer Platte 32 an der Oberseite, aus einer hinteren Wand 33, aus den beiden Seitenwänden 34 und 35 und aus einer Bodenplatte 36. Wenn der abnehmbare Untersatz 22 angewendet wird, so ist es geplant, ihn mit der unteren Oberfläche der Bodenplatte 36 zu verbinden, um die Kabine 21 aufrecht zu stellen.

Wie in Figur 1 dargestellt ist, befindet sich in der oberen Abdeckung 32 ein Schutznetz 37, durch das die verbrauchte XiIl ft 3.^11C dS"¹" ya^^ie 3^" αα+-τ·Γ\τη"*" " auf /Sio Wi rlniin.TS'joi HP fl 1 PSPfl Netzes wird spätei*eingegangen. Weiterhin befinaet sich in der oberen Abdeckung 32 ein schließbares Vorfilter 38 und ein Schiebeverschluß 39, durch den das schließbare Vorfilter 38 geschlossen werden kann, wenn es nicht benötigt wird.

Das schließbare Vorfilter wird in der Hauptsache am Beginn der Arbeit des Gerätes 20 gebraucht; danach bleibt der Schiebeverschluß 39 geschlossen. Das Schutznetz wird benötigt, um den Abzug der verbrauchten Luft an dem Abzugsgebläse sicherzustellen; darauf wird später eingegangen.

In der Figur 2 sind die Platten an dsr Vorderseite der Kabine weggelassen. Es wird daher das Innere der Kabine 21 gezeigt, ohne daß die abnehmbaren Platten vorhanden sind. Am unteren Teil der Kabine 21 befindet sich ein nach hinten führendes Ausgangsnetz 40, das an der hinteren Platte 33 der Kabine befestigt ist. Die Zugangsöffnung 41 ist vollständig sichtbar, weil das Brett mit den Handschuhöffnungen 23 weggelassen v/orden ist. Gas, Luft- oder Wasserhähne 42 können verwendet werden, wenn zu besonderen Zwecken Betriebsmittel dieser Art in der Kabine gebraucht werden. Weiterhin befindet sich neben diesen Hähnen am unteren Teil der Kabine eine normale Ausgangsöffnung 43 für Leitungen zur elektrischen Versorgung ded Gerätes.

Lie Schalttafel 29 mit Geschwindigkeitsanzeiger 47 ist auf dem nicht abnehmbaren Teil der Vorderseite der Kabine 21 befestigt; dazu gehört ein verstellbarer Knopf zur Steuerung der Luftgeschwindigkeit 44, ein Schalter 45, der die Gebläse ein- und ausschaltet, und ein Lichtschalter 46, der die Beleuchtung innerhalb der Vorrichtung ein- und ausschaltet; eine nähere Beschreibung davon folgt weiter unten. An der Schalttafel

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befindet sich der Geschwindigkeitsanzeiger 47, der mit dem Gebläse zur Luftversorgung 48 verbunden ist; dies wird sichtbar, da die obere Platte 30 an der Vorderseite der Kabine 21 weggelassen worden ist. Die einzelnen Teile der Schalttafel 29 werden im Detail an einer anderen Stelle beschrieben werden. Es soll noch bemerkt werden, daß zwischen dem Gebläse 48 und dem unteren Ende des Geschwindigkeitsanzeigers oder Luftflußmessers 47 ein Luftschlauch 49 angebracht ist, durch den die Luft von dem Gebläse in das Messinstrument strömt. Daneben befindet sich zwischen dem Gebläse zur Luftversorgung 48 und dem oberen Ende des Luftflußmessers 47 ein zweiter Luftschlauch 50, durch den die Luft wieder zu dem Gebläseausgang strömt, wenn sie durch den Luftflußmesser 47 geflossen ist.

Ein Luftversorgungsfilter 51 befindet sich im Inneren der Kabine 21 unter dem Luftversorgungsgebläse 48 und über dem Arbeitsraum 52. Das Luftversorgungsgebläse 48 und die Luftversorgungsfilter 51 werden in irgendeiner üblichen Weise in die Kabine eingebaut, so daß sie dort in der richtigen Art zueinander stehen. In den Figuren, besonders in Figur 2, sind dafür geeignete Befestigungsplatten dargestellt.

Alle Filter, die bei dem Gerät nach dieser Erfindung verwendet werden, sind Filter, die in der Technik als sogenannte Absolutfilter bezeichnet werden; sie verhindern, daß Schmutzteilchen mit dem Luftstrom in die Kabine dringen oder aus der Kabine ausströmen. Eine bekannte Bezeichnung für solche Filter ist HEFA-Fiiter (Hochleistungs-Schwebstoff-Filter); solche Filter sind für den Betrieb des Gerätes nach der.Erfindung besonders geeignet.

Neben dem Luftversorgungsgebläse 48 befindet sich innerhalb des oberen Teils der Kabine 21 das Ausgangsgebläse 53, welches ebenfalls durch gewöhnliche Befestigungseinrichtungen, wie

Platten und Leisten, wie in Figur 2 dargestellt ist, gehalten wird. Das Ausgangsende des Ausgangsgebläses 53 ist iui l dem Auögcüigüfilter- 54 Verbunden., das SuSnfcillG ein Absolutfilter vom Typ HEPA darstellt. Das obere Ende des Ausgangsfilters 54 steht in Verbindung mit dem Ne(z\tJ 37 und damit mit der Außenatmosphäre um die Kabine 21. Das Ausgangsfilter 54 befindet sich in der Kabine 21, wie dargestellt ist, innerhalb einer geschlossenen Anordnung, so daß die einzige Verbindung zwischen dem Inneren der Kabine und dem Netz 37 und damit der Außenatmosphäre durch das Filter 54 gegeben ist. Daher dringt die ganze durch das Ausgangsgebläse 53 strömende Luft durch das Filter 54. Auf diese Art werden die verschmutzender Schwebeteilchen ausgefiltert und daran gehindert, die Kabine durch die Öffnung, vor der das Netz 37 befestigt ist, zu verlassen. Die restlichen Teile der Inneneinrichtung der Kabine, die dem Luftstrom ausgesetzt sind, sind in der Figur 3 am anschaulichsten dargestellt. Die Kennzeichnung dee Luftflusses in der Kabine eignet sich am besten dazu, das Zusammenwirken der verschiedenen Teile der Kabineneinrichtung zu zeigen. Zwei Schalter 4 5 und 46 dienen dazu, die Laminarfiußkabine in Betrieb zu setzen; sie schalten die Beleuchtung in der Kabine 21 bzw. das Luftversorgungsgebläse 48 ein.

Die Lampen befinden sich im oberen vorderen Teil des Arbeitsraumes und sind an die Kabinenwand montiert. Zwei gewöhnliche weiße Lampen 55 und 56 befinden sich neben einer Ultraviolettlampe 57. Im Zusammenhang mit der Schaltskizze der elektrischen Anlage des Gerätes 20 wird noch beschrieben werden, daß die konventionelle Beleuchtung und auch die Ultraviolett-Beleuchtung nach Wunsch benutzt werden können.

Das Luftversorgungsgebläse 48 bläst eine bestimmte Menge Luft in die Kammer 58, wo die Luft durch das Luftversorgungsfilter

W · · ■*

sind durch Platten innerhalb der Kabine 21 gehaltert. Die gefilterte Luft aus dem Filter 51 strömt dann durch Öffnunsen in der Platte an der Unterseite des Filters 51 in eine Luftkammer 59, von wo die Luft weiter unten auf das Diffusionsnetz 60 trifft. Das Diffusionsnetz 60 ist an zwei gegenüberliegenden und im wesentlichen vertikalen Platten innerhalb der Kabine befestigt und überbrückt horizontal die beiden vertikalen Platten an einem Punkt nahe dem oberen Ende der Platten. Das Netz 60 stellt ein Diffusionsmittel dar, das einen gleichmäßigen laminaren Luftstrom erzeugt und durch den Arbeitsraum 52 leitet. Das Netz 60 ist so konstruiert, daß ein laminarer Luftaustausch zwischen dem Luft- : raum 59 und dem Arbeitsraum 52 gewährleistet ist.

* Der gleichmäßige Luftstrom von oben nach unten durch den

[ Arbeitsraum 52 und über die Arbeitsfläche schützt das Werk-

: stück, das sich in dem Arbeitsraum 52 befindet, vor einer

\ Verschmutzung durch Schwebeteilchen von außen. Eine horizon-

'- tale Platte 28 befindet sich am Boden des Arbeitsraums 52 und bildet eine Arbeitsfläche. Die Platte 28 besteht aus

■ Kunstharzhartpappe oder einem anderen fiii sin Gerät dieses \ Typs gebräuchlichen Werkstoff. Die beiden vorher erwähnten

-' vertikalen Platten 61 und 62 bilden zusammen mit der Boden-

' platte 28 und dem Netz 60 in Verbindung mit den Seitenplatten 34 und 35 der Kabine 21 die Abgrenzung des vollständig : abgeschlossenen Arbeitsraums 52,

Für die Luft, die von oben nach unten durch den Arbeitsraum <
; strömt, gibt es drei mögliche Ausgänge aus diesem Arbeits-

• raum. Es sind dies: die Zugangsöffnung 41, über die schon

■ vorher gesprochen wurde, das Netz 62 am Boden und das Netz 40 an der hinteren Wandung, durch das die Luft zurückgeführt

j wird. Beim Betrieb des Gerätes wird die Luft, die durch den

■ Arbeitsbereich 52 strömt, durch einen Luftvorhang vor der

ZugangsÖffnung 41 daran gehindert, .us dieser öffnung zu entweichen; darauf wird später nccn genauer eingegangen. Daher muß die ganze Luft, die durch das Netz 60 von oben nach unten durch den Arbeitsraum 52 strömt, durch das Netz 63 am Boden und durch das Netz 40 an der hinteren Wandung aus dem Arbeitsraum entweichen. Daher werden die Schmutzteilchen, die vom Werkstück selbst abgegeben werden, durch den gereinigten Luftstrom, der von oben nach unten durch den Arbeitsraum 52 strömt, weggeblasen und durch die Netze 63 und 40, durch welche die Luft zurückfließt, ausgetragen.

bestehend aus Durch den Aufbau im Inneren der Kabine 21,/dem Arbeitsraum 52, dem Luftraum 59, dem Filter 51 und der Luftkammer 58 entsteht im ganzen ein Luftzuführungsapparat, der in konventioneller Weise in das Gerüst der Kabine eingebaut ist und der dazu dient, eine Reihe miteinander verbundener Luftkammern zwischen diesem abgeschlossenen Apparat und der inneren Oberfläche der Außenwände der Kabine 21 zu bilden. Dieses System von miteinander verbundenen Luftkammern besteht aus dem Luftraum 65, der sich über dem Boden der Kabine 21 befindet und der mit dem vertikalen Luftraum 66 vor der hinteren Wandung der Kabine verbunden ist; dieser wiederum besitzt eine Verbindung zu dem Luftraum 67, der sich im oberen Teil der Kabine befindet. Daher gelangt die verschmutzte Luft, die durch die Netze und 40 strömt, in die Lufträume 65 und dann 66 und wird von dort zu dem Luftversorgungsgebläse 48 zurückgeführt; von dort strömt sie wieder in den Arbeitsraum zurück, nachdem sie durch das HEPA-Pilter 51 wieder gereinigt wurde.

Dabei wird ein Teil der verschmutzten Luft, die durch die Lufträume 65 und 66 strömt und in den oberen Luftraum 67 gelangt, von dem Ausgangsgebläse 53 angesaugt; dieser Teil

der verschmutzten Luft entweicht aus der Kabine durch ca<j Filter 54 und das Netz 57 an der oberen Abdeckung der Kabine 21. Dieser Teil der Luft ist gereini^·· raehaeiü oi.<; verschmutzenden Schwebeteilchen, die sie- .' .*-·^ ..^ ■--"r· i-i haben, vom Filter 54 ausgefiltert worden *■·_...!. J.^i erzeugt diese gereinigte, durch das Netz 37 ausströmende Luft einen niedrigeren Luftdruck innerhalb der Kabine 21, insbesondere in den Lufträumen 65, 66 und 67·· Dadurch wird verhindert, daß die verschmutzte Luft, die sich in diesen Lufträumen befindet, durch irgendwelche konstruktionsbedingten Spalten oder Öffnungen in den Außenwänden der Kabine in das Laboratorium entweicht. Der ein wenig niedrigere Luftdruck gewährleistet es, daß der Luftdruck der Außenatmosphäre jegliche Luft im Inneren der Kabine 21, die sich in den Lufträumen 65, 66 und 67 befindet, daran hindert, aus dem Inneren der Kabine auszuströmen. Dies ist deshalb eine besonders nützliche Einrichtung, weil diese Lufträume gewöhnlich verschmutzende Schwebeteilchen enthalten, die nicht aus dem Inneren der Kabine ausströmen sollen. Die ganze Luft, die aus der Kabine entweichen darf, strömt vorher durch ein HEPA-PiIter.

Wie durch die Pfeile dargestellt ist, wird, um ein Gleichgewicht innerhalb der Kabine 21 beim Betrieb des Gerätes sicherzustellen, genausoviel Luft, wie durch das Netz 37 ausgeströmt ist, der Kabine durch die Zugangsöffnung 41 wieder zugeführt; diese wird mit der im Inneren verschmutzten Luft vermischt und strömt aus dem Arbeitsraum 52 durch das Netz 63 in die LuftKammer 65. Dabei erzeugt das Netz 60 einen schwachen Druck in dem Luftraum 59 und bewirkt eine höhere Luftflußgeschwindigkeit durch den Luftkanal 68, der sich zwischen der Platte 62 und der transparenten äußeren Wandung 27 an der Vorderseite der Kabine befindet. Diese ein wenig größere

Luft :· "geschwindigkeit in dem Luftkanal 68 erzeugt einen Luf"^:"' -hand über der Zugangsöffnung 41, indem die Luft aus \.·._ Boden des Luftkanals 68 ausströmt und weiter nach unten durch das Netz 63 in die Luftkammer 65 am Boden der Kabine 21 fließt.

Die Isolation zwischen der Luft innerhalb und außerhalb der Kabine 21 über der vorderen Zugangsöffnung 41 geschieht durch drei nebeneinanderliegende, nach unten strömende Luftschichten. Diese Luftschichten sind im wesentlichen parallel zueinander und erzeugen einen Luftvorhang von dreifacher Dicke um sicherzustellen, daß keine Schmutzstoffe zwischen dem Arbeitsraum 52 und der äußeren Umgebung der Kabine 21 hin- und hergetragen werden können. Dieser dreifache Luftvorhang entsteht 'durch die Luft, die aufgrund des niedrigeren Luftdrucks in die Kabine eingeführt wird ; 2. durch die Luft, die mit einer höheren Geschwindigkeit durch den Luftkanal strömt und die sich zwischen der Luft, die von außen eindringt, und dem gereinigten laminaren Luftstrom, der von oben nach unten durch den Arbeitsraum 52 aus dem Luftzuführungpgebläse 48 strömt, befindet; (dieser laminare Luftstrom ist der dritte Teil des Luftvorhangs). Die verschmutzte Luft aus dein Inneren der Kabine 21 wird zum inneren Teil des Bodennetzes 63 gesaugt, und so strömt die ganze verschmutzte Luft aus dem Inneren der Kabine in den Luftraum 65; die verschmutzte Luft von außen wird zum äußeren Teil des Bodennetzes 6$ gesaugt, wie es durch die Pfeile in der Figur 3 dargestellt ist. Daher strömt die ganze verschmutzte Luft von außen ebenfalls in die Luftkammer 65 und gelangt nicht in verschmutztem Zustand in den Arbeitsraum 52. Der mit größerer Geschwindigkeit fließende Luftvorhang, der nach unten aus dem Luftkanal 68 strömt, trennt diese beiden verschmutzten Luftströme und erzeugt eine zusätzliche kinetische Luftabgrenzung. Daher müßte die Luft, die von außen in die

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Kabine oaer von innen aus der Kabine strömen würde, in Wirklichkeit drei Luftströme durchqueren. Die so eingerichtete Kabine 21 erzeugt beim Betrieb eine gefilterte Luftabgrenzung über der Zugangsöffnung 41, welche die Schwebeteilchen aus der Umgebung daran hindert, das Werkstück im Arbeitsraum 52 zu verschmutzen; weiterhin wird ein gefilterter Luftvorhand und ein niedrigerer Luftdruck innerhalb Kabine erzeugt, um die am Werkstück entstehenden Schmutzteilchen daran zu hinden* in die Umgebungsatmosphäre zu entweichen. Die ganze Luft, die durch die Kabine fließt und aus der Kabine entweicht, wird durch HEPA-Filter gefiltert, um die verschmutzenden Schwebeteilchen zu entfernen. Natürlich stört der Luftvorhang über der Zugangsöffnung 41 keine swegs^-^oer an einem Werkstück im Arbeitsraum 52 arbeitet. Die kinetische Luftabgrenzung dichtet nur die Zugangsöffnung 41 ab und verhindert einen Luftfluß zwischen dem Inneren der Kabine und der äußeren Umgebung.

Kommen wir nun zur Beschreibung der Kontrollinstrumente, die beim Betrieb des Gerätes 20 nach dieser Erfindung angewendet werden; sie sind am anschaulichsten in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Die Schalttafel 29, die an der Vorderseite der Kabine 21 befestigt ist, besteht aus einem Stüok und enthält einen Luftflußmesser 47 und einige Öffnungen, in welche die verstellbare Luftgeschwindigkeitssteuerung 44, der Schalter, der die Luftgebläse ein- und ausschaltet 45, und der Schalter für die Innenbeleuchtung der Kabine 46 eingebaut sind. Diese Öffnungen sind in der Figur 5 durch die Nummern 69» 70 und 71 gekennzeichnet. Die verstellbare Steuerung 44 ist in die Öffnung 69 eingebaut, der Schalter für die Gebläse in die Öffnung (0 und der Schalter für die Beleuchtung in die öffnung 71. Ein außen befindlicher Drehknopf 72 dient dazu, die Luftgeschwindigkeitssteuerung 44 zu verstellen und damit die Gebläsedrehzahl zu verändern; der Drehknopf72 und

• ff

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das Steuerungsinstrument 44 sind durch geeignete Einrichtungen, wie eine Suhz-aiubeiiiiiu t ter 73» ua.x-geai.eil t in Fig. 5, befestigt. An dem Steuerungsinstrument 44 sowie an den Schaltern 45 und 46 sind Polstecker angebracht. Eine Befestigungsklammer 74 dient ebenfalls dazu, die verstellbare Gebläsesteuerung 44 in der bestmöglichen V/eise zu befestigen.

Zur Beschreibung des Luftflußmessers 47 sollten die Figuren 5 und 6 gemeinsam betrachtet werden. Die innere Kammer 75 des Luftflußmessers 47 befindet sich in der Schalttafel 29 und besitzt eine sich zuspitzende etwa kegelförmige Form mit einem größeren Durchmesser am oberen als am unteren Ende. Die Kammer 75 ist ursprünglich am oberen und unteren Ende offen, wenngleich Stöpsel 76 und 77 in das obere und untere Ende der Kammer eingepaßt sind, so daß die Enden der Kammer vor Inbetriebnahme des Gerätes abgedichtet werden.

An der hinteren Seite der Schalttafel 29 sind zwei röhrenförmige Anschlußstücke 78 und 79 in vertikaler Anordnung angebracht. Das röhrenförmige Anschlußstück 78 ist am oberen Teil der Schalttafel 29 horizontal angebracht, während sich das röhrenförmige Anschlußstück 79 ebenfalls horizontal in der im wesentlichen gleichen vertikalen Ebene am unteren Teil der Schalttafel 29 befindet. Eine Bohrung 80 führt durch das röhrenförmige Anschlußstück 78 und durch die Schalttafel 29 in die Kamiaer 75; diese Bohrung ist im wesentlichen senkrecht zur Kammer 75 gerichtet. Gleichermaßten fuhrt eine Bohrung 81 durch das röhrenförmige Anschlußstück 79 und durch die Schalttafel 29 in den unteren Teil der Kammer 75; auch diese Bohrung ist im wesentlichen senkrecht zu der Kammer gerichtet. Das eine Ende des Rohrs 49 ist am röhrenförmigen Anschlußstück 79 befestigt, so da3 eine Verbindung mit der Bohrung 81 und dem unteren Ende der Kammer 75 hergestellt wird. Ebenso ist das eine Ende des Rohres 50 aai

röhrenförmigen Anschlußstück 78 befestigt, so daß eine Verbindung mit der Bohrung 80 und dem oberen Teil der Kammer 75 hergestellt ist. Wie vorher erwähnt, werden die anderen Enden der Rohre 49 und 50 am Ausgangsteil des Luftversorgungsgebläses angebracht, wobei die Rohre 49 und 50 teilweise in den Ausgangsteil des Gebläses eingeführt sind. Es können geeignete Dichtungsringe 82 und 83 benutzt werden, die sicherstellen, daß keine Luft an den Stellen austritt, an denen die Rohre 49 und 50 in den Ausgangsteil des Luftversorgungsgebläses eingeführt sind. Der Dichtungsring 82 dichtet die Eingangsöffnung des Rohrs 49 ab, der Dichtungsring 83 die Eingangsöffnung des Rohrs 50 in das Luftversorgungsgebläse 48 ab.

Innerhalb der Kammer 75 des Luftflußmessers 47 befindet sich ein beweglicher Anzeiger 84, der sich ungehindert vertikal durch die Kammer 75 bewegen kann. Der bewegliche Anzeiger kann irgendeine geeignete Form, z.B. die eines Balles,besitzen (so dargestellt in Fig. 6), er kann aus irgendeinem geeigneten Material, z.B. Nylon, bestehen. Um den Anzeiger beim Eichen oder aus anderen Gründen verstellen zu können, befindet sich eine querliegende Öffnung 85 am unteren Teil der Kammer 75, die mit der Vorderseite der Schalttafel 29 in Verbindung steht. Normalerweise ist die Öffnung 85 durch die Verschlußschraube 86 abgedichtet, so daß durch sie keine Luft entweichen kann. Die Verschlußschraube 86 kann leicht abgeschraubt werden, um den Anzeiger 84, wenn es nötig ist, zu verstellen.

Vvie in Figur 5 dargestellt ist, besteht die Vorderseite des Luftilußmessers 47 aus durchsichtigem Material; auf ihre befindet sich eine Reihe vertikal abgestufter Markierungsstriche, so daj man die Werte, die der Anzeiger 84 anzeigt, wenn er sich in der Kammer 75 bewegt, an der Skala auf der äußeren durchsichtigen Oberfläche des Luftflußmeseers 47 ablesen kann.

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I)ie Enden der Rohre 49 und 50 werden innerhalb des Gebläses 48 durch die Stöpsel 86 bzw. 87 abgedichtet. Eine Mehrzahl aneinandergereihter Öffnungen 88 befindet sich in dem Teil des Rohres, der innerhalb des Gebläses 48 liegt; diese öffnungen sind gegen die Strömungsrichtung der Luft gerichtet. Daher dringt Luft durch die Öffnungen 88 ein und strömt durch das Rohr 49. Auch das Rohr 50 besitzt eine Mehrzahl aneinandergereihter Öffnungen 89 an der Oberfläche des Teils des Rohres, der innerhalb des Gebläses 48 liegt; diese öffnungen sind in Strömungsrichtung der Luft gerichtet. Dies wird durch die Pfeile in Figur 6 dargestellt. Daher entweicht die Luft, die die Röhre 50 durchfließt, durch die Öffnungen 89 in den Ausgangsteil des Luftversorgungsgebläses 48.

Die genannte Anordnung der Öffnungen erleichtert den Betrieb des Luftflußmessers.47. Während die Luft aus dem Luftversorgungsgebläse 48 ausströmt, dringt sie durch die Öffnungen 88 in das Rohr 49 und fließt durch dieses Rohr in das untere Ende der Kammer 75. Die Luft strömt von unten nach oben durch die Kammer 75 und verläßt diese durch die Öffnung 80, die in das Rohr 50 führt. Sie strömt dann durch das Rohr 50 und dringt durch die Öffnungen 89 in den Ausgangsteil des Luftversorgungsgebläses 48, von dem sie dann ausgeblasen wird. Die Anordnung von öffnungen innerhalb des Ausgangsteils des Luftversorgungsgebläses 48 ist als Anordnung, wenn sie in einem normalen Luftgeschwindigkeitsanzeiger angewendet wird, in der Technik unter der Bezeichnung Pitot-Rohr bekannt. Die Geschwindigkeit, mit der die Luft durch die Kammer 75 strömt, bestimmt, wie weit der Anzeiger 84 innerhalb der Kammer 75 nach oben bewegt wird. Die Höhe, in der sich der Anzeiger 84 befindet, kann mit Hilfe einer Meßskala auf der durchsichtigen Oberfläche des Luftflußraessers 47 abgelesen werden.

Daher kann, wenn eine merkliche Änderung in der Höjfhe des Anzeigers 84 festzustellen ist, eine sofortige Änderung der Geschwindigkeit; mit der das Gebläae die Luft ausstößt, mit Hilfe des verstellbaren Geschwindigkeitsregelgeräts herbeigeführt werden. Das geschieht, wie schon vorher gesagt, durch einfaches Drehen an dem Einstellknopf 72 an der Schalttafel 29.

Zu dem Gerät gehört eine Vorrichtung, die die Luftgeschwindigkeit innerhalb der Kabine 21 durch ein Pitot-Rohr oder ein ähnliches Instrument anzeigt; diese Vorrichtung befindet sich am Ausgangsteil des Gebläses und ist an beiden Enden mit einem genau anzeigenden Luftflußmesser verbunden. Die Ϊ Luftgeschwindigkeit in der Kabine wird ermittelt, indem der

] Luftflußmesser den Geschwindigkeitsdruck an der Ausgangs-

: öffnung des Gebläses im Verhältnis zur Luftmenge, die aus

; dem Gebläse ausströmt, anzeigt. Die Luftgeschwindigkeit

wird durch ein haltbares, elektronisches Geschwindigkeits-

' Steuergerät eines handelsüblichen Typs gesteuert; es be-

; findet sich auf dem Gebläsemotor. Der vollständige Ge-

schwindigkeitsanzeiger, das verstellbare Instrument zur Geschwindigkeitsregelung und die Schalter zum Betrieb des Geräts 20 sind in einer einzigen Schalttafel vereinigt.

Die Schalttafel 29 kann aus einem üblichen Spri+^guß-Plastikmaterial hergestellt sin. An der Schalttafel wird die Luftgeschwindigkeit angezeigt. Sie ist unabhängig vom statischen Luftdruck; der gesamte Geschwindigkeitsanzeiger und das Steuerungssystem sind in einem einzigen Konstruktionsbauteil vereinigt. Selbstverständlich kann die Eichung auf verschiedene Weise verändert werden. Eine Möglichkeit dafür ist, den Durchmesser, das Gewicht oder die Form des Anzeigers 84 zu ändern.

AbschlieSend folgt eine BeschreiLang der vorgeschlagenen Anordnung elektrischer Schaltungen, wie sie bei dem Gerät nach dieser Erfindung verwendet werden kann; diese schematische Anordnung ist in der Figur 4 dargestellt. Es wird ein normaler 120-Volt Stromkreis verwendet, dargestellt durch die Leitungen 90 und 91; dazu gehört eine abgetrennte Erdung, die durch die Erdung 92 dargestellt ist.

Der Gebläseschalter 45 ist mit dem Gebläseteil des Stromkreises verbunden; der Lichtschalter 46 ist ein Schalter, der in einer Stellung abgeschaltet ist, aber in zwei anderen Stellungen eingeschaltet ist. In der einen eingeschalteten Stellung schaltet er zwei weiße Beleuchtungskörper, z.B. gebräuchliche Neonlampen, ein; diese sind unter den Nummern 55 und 56 dargestellt. In der zweiten eingeschalteten Stellung schaltet er eine Ultraviolettlampe eines gebräuchlichen Typs ein; diese ist unter der Nummer 57 in den Abbildungen dargestellt. Ein Stromkreis, zu dem der Schalter 46 und die Lampen 55 und 56 gehören, umfaßt im allgemeinen auch eine Last 93, die mit den gebräuchlichen Neon- oder Fluorlampen 55 und 56 benutzt wird. Ebenso wird, wenn der Schalter 46 den Strom durch die Ultraviolettlampe 57 leitet, ein Transformator 94 in dem Stromkreis eingesetzt, wie er bei dem Gebrauch solcher Ultraviolettlampen normalerweise verwendet wird. Wie in den Abbildungen dargestellt ist, fließt der Strom, wenn die Fluorescenzlampen brennen, durch die Leitung 90, den Schalter 47, die Lampen 55 und 56, die Last 93 und durch die Leitung 91; wenn die Ultraviolettlampe brennt, fließt der Strom durch die Leitung 90, den Schalter 46, die Lampe 57, den Transformator 94 und durch die Leitung 91.

If I * β *

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Wie in Figur 4 dargestellt ist, befindet sich der Schalter 45» der die Motoren des Luftversorgungsgebläses 46' und des L^ -gangsgebläses 53 in Betrieb setzt, in offen?.- ΰ te-Hu (ig; d-a : Gerat nach dieser Erfindung ist also hie? -..".:■:. ..'-V·; Ιτι Betrieb. Wenn der Schalter 45 eingeschalt-:· ■; υ, f.[-.e^v, aer Strom durch die Leitung 90, durch den Schalter 45, durch die Motore des Luftversorgungsgebläses 48 und des Ausgangsgebläses 53 und durch die Leitung 91. Es soll noch angemerkt werden, daß jeder der G-ebläsemotore für sich geerdet ist; weiterhin ist der Motor des Luftversorgungsgebläses mit einem Kondensator 95 verbunden, der jeden zeitigen Spannungsanstieg an diesem Motor verhindert, wodurch eine unerwünschte statische Entladung in dem elektrischen System entstehen könnte. An jedem der Motore für das Luftversorgungsgebläse und für das Ausgangsgebläse befindet sich ein Luftgeschwindigkeits-Steuerinstrument 44.

Dadurch wird sichergestellt, daß eine gleichmäßige Luftmenge dauern durch die Kabine 21 fließt. Eine Veränderung der Motorgeschwindigkeit des Luftversorgungsgebläses 48 sollte mit einer proportionalen Veränderung der Motorgeschwindigkeit des Ausgangsgebläses 53 verbunden sein. Dadurch wird gewährleistet, daß eine konstante Luftmenge die Kabine 21 durchfließt, und daß ein etwas niedrigerer Luftdruck zu jeder Zeit innerhalb der Kabine aufrechterhalten wird, um die wechselseitige Verschmutzung , über die schon vorher im Detail gesprochen wurde, zu verhindern.

Claims

1. Gerät zur Luftreinigung, gekennzeichnet durch

a. eine Kabine (21) mit einem Arbeitsraum (52), der durch eine Öffnung (41) von außen zugänglich ist;

b. Vorrichtungen zur Reinigung und Zuführung der gereinigten Luft zum Arbeitsraum (52), z.B. ein Zuluftfilter (51) und ein Zuluftgebläse (48);

c. Vorrichtungen zur Verteilung der Luft, die zwischen den Luftzuführungs- und den Luftreinigungsvorrichtungen und dem Arbeitsraum (52) angeordnet sind, z.B. ein Sieb (60);

d. eine Reihe miteinander verbundener Luftkammern (65, 66,67), die mit dem Arbeitsraum (52), den Luftzuführungs- und Reinigungsvorrichtungen und der Öffnung der Kabine (41) in Verbindung stehen;

e. Vorrichtungen zur Erzeugung von Unterdruck in der Kabine, z.3. ein Abluftgebläse (53) in Verbindung mit einem Abluftfilter (54).

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Arbeitsraum (52) durch einen horizontalen Tisch (28) und mindestens zwei im wesentlichen vertikalen Wände (27, 62)begrenzt ist und mit den Luftkammern (65, 66, 67) und der Außenöffnung der Kabine (41) in Verbindung steht.

3. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Arbeitsraum (52) eine dritte im wesentlichen vertikale Wand (62) angeordnet ist, die der Wand (27) zugeordnet ist und mit ihr einen Kanal (68), der einmal mit dem Raum zwischen dem Zuluftfilter (51) und dem Sieb (60), zum

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anderen mit der Zutrittsöffnung (41 zum Arbeitsraum (52) und den luftkammern (65, 66, 67) in Verbindung steht,bildet.

4. Gerat nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in seiner Kabine (21) an einer Schalttafel (29) ein Luftgeschwindigkeitsanzeiger (47) nach Art eines Pitot-Rohres eingebaut ist, der eine konische, sich nach oben erweiternde, luftdurchströmte Kammer (75) besitzt, in der ein Schwimmer (94), vorzugsweise in Kugelform, beweglich angeordnet ist, wobei sich vor der Meßkammer (75) ein durchsichtiges Fenster mit einer Skalenteilung befindet und die Meßkammer über zwei Rohre (49, 50) mit dem Ausblasteil des Zuluftgebläses (48) in Verbindung steht.

5. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß am Motor des Zuluftgebläses (48) eine Vorrichtung zur Drehzahlsteuerung (44) angebracht ist, die durch einen an der Schalttafel (29) befindlichen Drehknopf (72) betätigbar ist.

6. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekerjizeicnnet, daß es einen abnehmbaren Untersatz (22) hat, auf den die Kabine (21) aufgesetzt ist.

7. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es vorzugsweise zwei weiße Beleuchtungskörper und eine Fluoreszenzleuchte besitzt, die durch den an der Schalttafel (29) befindlichen Schalter (46) ein- und ausschaltbar sind, wobei er in der einen Stellung die weißen Beleuchtungskörper, in der anderen die Fluoreszeifleuchüe einschaltet.

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8. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, d«ß die Motore des Zuluft- und des Abluftgebläses (48, 53) durch denselben Schalter (45), der sich ebenfalls an der Schalttafel (29) befindet, ein- und ausschaltbar sind.