DE7030305U

DE7030305U - Vorrichtung zur reinigung einer scheibenfoermigen flaeche von schwebstoffteilchen

Info

Publication number: DE7030305U
Application number: DE7030305U
Authority: DE
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 1969-08-20
Filing date: 1970-08-12
Publication date: 1971-04-01
Also published as: DE2040047A1; DE2040047B2; US3629999A

Description

Dr. A. Pollack

Pctenforv.valf

6 Franlifurt/A^ain

Neue Mainzer Straße 53

3?-rr.Pcie/H BP 5

BTJCTON, DICKINSOIi Λ!:Ό COMPANY Stanley & Cornelia Streets, Rutherford. :^T,J. 07070, USA

Vorrichtung zur Reinigung einer Echeibs I-!^:i'.:he von Lchwebstoif>.ilchcn

li*· ' riVinriur : betrii'ft eine Vorrichtung, die ei-.e keimfreie Luftcchi Jh t '.'.'u· r ein'.: r F 'jhc ibeniörni ."en Flüche erzeugt. In "besonderen V- tr i :i- ric '-ine vi.'lre iti.^e Vorrichtung, die dazu dient, eine s':hw·: hict^: :"i"r·: ic Hn-jebun.^ über einer vorher ausgewählten Fläche zu r:ha;:'f.n v.nc; aui'r-'ichtzuerhal t'.-n.

Ij e
rcr.

V:-3rb·,;·. j"luf t enthalt fc-ir. verteilte Schwebeteilchen ein-1 i·.:. ^Ί i?h Xl>roor^;^j.riisnien. 7Js i^-t seit lanjem ein Wunsch der ¹J"trie, ·..iner. V/eg r/α finden, um kleine Gegenstände und/oder ehen vor einer Vcvoclrautzun,] von außen durch solche Oivjanis-

o-.ier a:v;ere gev:ö"r.:iliche Verschmutzungen, wie Staub, Schmutz -.· Za.su, ru schütze.i. Solche Flächen, wie z.B. eine Opera= r:si'lT.ohe, eine Reir.iTun.csnmlde oder ein Sassin, das zur Voreitung vcn parenteralen Lösungen dient, eine Testplatte für e "::e >ml rar en, eine Fläche, auf der kleine Präzisionsteile zirAzt unc hergestellt werden, v/ie z.B. Teile von Uhren, ia-urkugellager und dergleichen mehr, benötigen die Aufhterhai vane einer schinutzf reien Atmosphäre .

Versuche, eine solche Atmosphäre für kleine, seheiber.förmigo-Flächen zu erzeugen, sind weitgehend erfolglos geblieben. Vorrichtungen, wie Laminarfluü-V/erkbänkc una Reine Räume, cinci für solche kleinen Verwendungszwecke unbrauchbar, weil diese Vorrichtungen teuer, sperrig und unpraktisch für solche kleinen Flächen sind.

Es ist daher eine Hauptaufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit deren Hilfe eine keimfreie Lux"tschicht über einer kleinen, abgegrenzten Fläche geschaffen werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine kleine, preiswerte, leicht zusannersetabare Vorrichtung zu entwickeln, die in eier Lage ist, eine Luftabgrenzung zu schaffen, um eint von au:?.en kommende Verschmutzung zu verhindern und um an der Stelle selbst erz-c-ij "te Schiautz-stoffe w^^zublascr.s

Pie obengenannten und auch andere Aufgaben der Erfindung werden durch eine Vorrichtung gelöst, mit der man einen gereinigten Luftstrom erzeugt und diesen gleichmäßig durch die- äu3ere Oberfläche eines ringförmigen Diffusors hinöurchle:' tct; der genannte Diffusor besitzt am oberen Ran der inneren Kreiswandimg ei:*en radial hervorstehenden umlaufenden Vorsprung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Gerrit, das imstande ist, eine luitabgrenzung über einer scheibenförmigen Fläche herzustellen, um die an der Gtslle selbst auftretenden oder die von außen koni^er.den Schirutzsto£i"e wegzublasen.

Dieses Gerät umfa3t: Einrichtungen zum Erzeugen eines Luftstrorns, Einrichtungen, die einen im wesentlichen schmutzireien Zustand des genannten Luftstroms bewirken, einen ringförmigen Diffusor, der am oberen Rand der inneren Xreisvandung einen radial hervorstehenden umlaufenden Vorsprung besitzt, und einen Luftraum, der imstande ist, den

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genar.r.ten gereinigten Luftstrom gleichmäßig durch die äußere Oberfläche des genannten Diffusor3 hindruchzuleiten

V/ährend in hohen Kaße gefilterte Luft durch einen ringförmigen Lifiusor fließt und in den zentralen Luftschacht des Diffusors strönit, bitist ein steigender Luftstrom den an äer Stelle befindlichen Schmutz weg und verhindert gleichzeitig das Ansaugen der Schmutzstoffe von außen. Es ist ein wesentliches Merkmal dieser Erfir^ung, daß die gleichmäßig strömende Luft zu dem Zeitpunkt, an dem sich ein Gegenstand innerhalb des Luftschachtes des Diffusors befindet, keine Turbulenzen erzeugt, durch die SchiuoZ angesaugt werden kann.

In den beiliegenden Figuren ist eine Vorrichtung dargestellt, die zur Reinigung der Luft von da:in enthaltenen Teilchen über einer scheibenförmigen Fläche dient:

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J¹ i/r. 1 zeigt die Vorrichtung zur gezielten Luftreinigung nach der Erfindung in Vorderansicht, teils perspektivisch.

Fig. 2 ict ein horizontaler Schnitt durch den Teil der Erfin-

• dung, v/elcher der Lufterzeugung und Luftreinigung dient; der Schnitt entspricht der Fläche 2-2 aus Figur 1.

?i:t. 3 zeigt vergrößert einen Teil der Erfindung von oben, entsprechend der Fläche 3-5 au^ Figur 1.

Ji^. 4 ist ein vergrößerter, vertikaler Schnitt durcli einen Teil dei- Erfindung, entsprechend der Fläche 4-4 ans Figur 3·

Fig. 5 ist ein vertikaler Schnitt durch eine zweite Ausführungsforza der Erfindung.

Fig. 6 zeigt die zweite Ausführungsform der Erfindung von oben, entsorechend der Fläche 6-6 aus Figur 5.

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'. —4—

; In den Figuren 1 bis 4 ist eine Vorrichtung zur Reinigung

: einer scheibenförmigen Fläche nach der Erfindung dargestellt.

las Gebläse 10, welches sich im Gehäuse 12 befindet, saugt ■ -UiTt durch das Vorfilter 14 und leitet einen Luftstrom durch

das Hociileistungsfilter zur Schwebr offabscheidung (TEPA- ?ilcer) 16. Dadurch wird ein keimfreier, im wesentlichen schmutzireier Luftstrom erzeugt, '..'ie in Figur 1 dargestellt, wird der -ereinigte Luftstrom aus der Kammer 12 durch ein

y-förniccc Rohrstück 18 in zwei flexible Schläuche 20 und ! - geleitet. Obv:-ohl die Schläuche 20 und 22 nicht flexibel sein nücst.., hat es sich herausgestellt, daß die "Vielseitigkeit u:.i L· ..o.jlichkeit dieser Anlage vergrößert wird, wenn die cer.a.-:.'· .·. Schläuche aus flexiblem Material, wie z.3. flexible V-.;-. ;;^:schläuche, bestehen. Das y-fürmige Rohrstück Id ist an :■::■ Sehausewar.d 24 montiert. Zum luftdichten Ye rschluL rv.'icchen der Gehäusevar.d 24 und den Gehäuse 12 dient

f-ir. DichT-^r.jsring 26, der sich an der Innenseite der Gehävsev.a-.i 24 befindet ur.^ der an den Innenwänden der ilainner IL anlieft;, 'ti-2 gereir.ijte Luft wird durch die flexiblen Schläuche ^! 20 und 22 :elc-itet und strönt durch die beiden entgegenge-

; setzt an-rcordneten öffnun5en 30 und 32 in den Luftraum 23.

• Τ,χο War.uur.-r des Luftraums 28 besteht aiis einem durchsichtigen,

" ei as tircr.cn Vinylfilm, der sich unter dem ZinfluS des Luft-

drucks in gewissen Grenzen aiisdehnen kann, wie eine Papicr-

ί t'ite oder etwas ahnliches sich unter dem Einfluß eines

inneren luitdrucks ausdehnt.

Im Torigen .-cönner. dafür auch.andere flexible polymere Filme ' benutzt -.s=rden. l!ie Endstücke 30 und 32 des Luftraums 23

werden auf dia Endstücke der Schläuche 20 und 22 aufgesogen. Ilastische Binder 34 sollen dabei helfen, einen luftdichten Verschluj zwischen den Schlauchenden und dem Luftraum herzustellen.

3in ringförmiger Diffusor 36 "befindet sich in der Mitte des genannten Luftraums. Er besteht aus einerr. Material, das imstande ist, den gereinigter Luftstrom gleichmäßig in de..

schient mit einer Geschwindigkeit, die es ermöglicht, üror den Luftschacht des Diffusors eine Luftabgrenzung zu erzt^en. Zu diesem Zv/eck ist der Diffusor in der Lage, einen Luft ström zu erzeugen, der mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 60 bir 100 Iniß pro Minute aus dem Luftschacht nach oben strömt, v/enn die Luft mit einer ungefähren Geschwindigkeit von 50 bis 200 Zubikfuß pro Minute aus dem Luftiara seiner äußeren Oberfläche zugeführt wird. Man verwendet vorzugsweise Diffuseren aus poriisen Materialien (mit offener Porenstruktur). Poröse, elastische Schaumstoffe, insbesondere ein poröser Polyurctun-Schaunstoff, der ungefähr 45 bis 100 Poren auf einen Quaratzoll besitzt, sind das brauchbarste Material für den Diffusor.

Um die sofortige Ausbreitung der Luft im Moment des Ausströmens in den zentralen Luftschacht zu verhindern und um die aus dem Diffusor ausströmende Luft in eine bestimmte Richtung zu lenken, besitzt dieser am oberen Rand der inneren Kreiswandung einen Vorsprung 33. Um beste Resultate zu erzielen, soll die Breite dieses Vorsnrungs mindestens ein Sechstel des inneren Lurchnessers des Diffusors betragen.

Ut weiterhin sicherzustellen, daß währena des Arbeitsvorgang.: keine Luft von außen in den Luftschacht dringt, seilte die Fläche des Diffusorringes möglichst mindestens so groß sein vie die Tl-lche am Bock ι des Luft.schachtes dec Diffusors.

'.'ie in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, ist der Vinylfi Ia-Lu it raum 23 an der inneren V/andung des Vorsprungs befestigt. '.■.'it in Figur 4 dargestellt, kann ein zweiter Vorsprung verwendet werden, der ringförmig am Boden des Diffusors hervorsteht. In

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diesern Fall v/ird der Vinylfilic auch an der inneren Wandung dieses Vorsprungs befestigt. Wenn dieser zweite Vorsprung nicht vorhanden ist, wird der Vinylfilm mit -j.nam Klecstoii oder etwas ähnlichein am Rand des Bodens 40 det Lii'fuscrs bc festigt.

Betrieb der Anlage wird Luft durch das Vorfilter 14 mit Hilfe des Gebläses 10 gesaugt und durch das Hochleistungs-Schwebstoffilter 16 geleitet. Der gereinigte Luftstrom strömt aus dea Gehäuse durch ein y-förmiges Eohrstiick 18 in die üeziblen Schläuche 20 und 22. Der Luftstrom wird danach auf die Enden 30 und 32 des Luftraums 28 verteilt. Der Luftraum 28 entfaltet sich unter dem Druck des gereinigten Luitstroms. Die Luft aus dem entfalteten Beutel wird durch die äußere Oberfläche des porösen Diffusors nach innen geführt. Der Diffusor dehnt sich unter dem Einfluß des Luftstroms, der durch ihn hindurchgeleitet wird, aus und läßt eine Luftmenge, über 350 Grad verteilt, gleichmäßig in die Mitte des Diffusor-Luitschachtes strömen. Während die strömenden Luftinengen zusammenstoßen, bilden sie einen nach oben steigenden Luftsog, der eine Luftabgrenzung, die eine Verschmutzung von außen verhindert, herstellt und der gleichzeitig die dort erzeugten Schiautzstoffe von jedem Gegenstand wegbläst, der sich innerhalb dieses Luftschachtes befindet.

In einer zweitan Ausführungsform der Erfindung befindet sich jedes Teilstück der Vorrichtung innerhalb einer sie umgebenden Kanner. V.'ie in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist, besitzt die Kammer 42 eine runde Öffnung an ihrer Oberseite. Das Vcrfilxer 44 stellt den ersten Lufteinlaß dar und das Gebläse 46 leitet die vorgefilterte Luft durch das Hochleistungsfilter zur Teilchenabscheidung (HEPA-Filter) 48, das sich innerhalb der 3ahn des vorgefilterten Luftstromes befindet. An den Kanten der Kammer befindet sich eine Dichtung (nicht abgebildet), die an den Enden des HEPA-Filters 48 anliegt, ura

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eine:, völlig gereinigten und schrnut;freien Luftstrom zu erze ι. Zine horizontale Platte 50 ist in die Kammer 42 eir. t; sie liegt parallel zu der Fläche des ΗΞΡΑ-Filters £3 vr·-: zu der oberen Fläche einer geschlossenen Gebläseeinfassung 52. Sin ringförmiger Diffusor 54 befindet sich auf der Obersei je der Platte 50 und reicht bis zur Abdeckung der Kammer 42. Die Platte 50 ist fest mit dem Boden des Diffusors 54 verbunden und wird durch den genannten Diffusor getragen. Der Diffusor 54 ist fest mit der Abdeckung der Kammer 42 verbunden. Auf diese Weise wird ein Luftraum 58 durch die Winde der Kammer 42, die äußere Oberfläche des Diffusors 54, die untere Fläche und die Seitenflächen der Platte 50, die obere "lache des HZPA-Filters 48 und die obere Fläche der Gebl^s^einfassung 52 begrenzt. Der Diffusor 54 ist so in . ■ 5er Kammer 42 eingebaut, daß ein Teil der Oberseite der Kammer die Platte 50 überdeckt. Durch dieses überhängende Oberteil wird ein VorsOrung· 60 gebildet.

Irr, Betrieb v;irä Luft vom Gebläse 4o durch das Vorfilter 44 in die- Karger t.7 gesaugt. Der Luftstrom aur· dem Gebläse 45 v;irä '3a:in durch das HSPA-Pilter 48 geleitet, wobei der genannte Luftstrom gereinigt wird und im wesentlichen alle Teilchen, die !-'ikroben enthalten, entfernt werden. Aus dem ΗΞΡΑ-Filter 48 wird der Luftstrom durch den Luftraum 53 der äußerer; Oberfläche des Diffusors 54 gleichmäßig zugeführt. Aus ie~, Diffusor 54 strömt die Luft gleichmäßig in einen 3ogen von 250 Grad durch die innere v/andung des genannten Diffusors nach innen und dann nach oben durch die öffnung an der Oberseite der Gehäusekammer. Der Vorsprung 60 an c~ Oberseite der C-ohäusekamnor gibt der ausströmenden Luft eine bestimmte Richtung und verhindert eine sofortige Ausbreitung der Luft aus den· Diffusor 54.

Verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung können die Viel seitigkeit der Grundkonstruktion erhöhen. Für chirurgische

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Zweeke körnen der gesamt flexible Luftraum und der ringförmig" "iffusor als vorsterilisiertes, betriebsbereites raket herges^lt. werden= '''enn man die Widerstandsdaten q.bs Luftstrom nichtig v/ählt, können der beutelfönaige Luftraum 2S ur.d der Jiffusoir'Tig 36 aus Pipier hergestellt werden. Es kann auch vrönschenswert sein, den Boden des beuteiförmigen Luftraums 23 aus chirurgischem ?ϋπΐ herzustellen, der auch die ""-^geschlossen*: , scheibenförmige Fläche bedeckt. Ein Eingriff könnte dann direkt durch den Boden der Vorrichtung gemacht werden, um einen größten Schutz vor Verschmutzungvon der umgebenden Hautoberfläche zu erreichen. Zine Operationsschaie könnte :ait den äußeren Oberflächen des beutelförriigen Luftraums verbunden werden, so dai die Anlage ein integrierter Teil dieser wird.

7An nach unten gerichteter Luftstrom b\..o der Anlage könnte da'cu. benutzt v/erden, den Kopf eines Menscnen mit sauberer, reizraitüelfreier Luft zu umspülen, wenn dieser z.3. an einer Allergie (rollenreiziing) leidet. Gleichermaßen kann Q^ , Vorrichtung zur I-"« rs te llung eines nach unten gerichteten Luitstroins benutzt v:erien, wc-nn man den Oberteil des Luftschachtes abdeckt, oder ■■■•ier.n nan die Vorrichtung benutzt, v/ie sie in der zweiten Ausf-'ihrvn-jsfora der Erfindung beschrieben ist, um einen Schutz der Umgebung bei der Herstellung parenteraler Lösungen oder anderer !•"edikarrer.ze sicherzustellen.

31eichernja3en kann die Vorrichtung, wie sie in der zweiten Ausf"ihrungsforni beschrieben ist, umgekehrt montiert werden, so da2 der Luftstrom nach unten gerichtet ist, um sie zum Reinigen von kleinen Fräzisionsteilen, wie Teilen von Uhren, Hiniaturkugellagern und ähnlichem, zu benutzen. Ebenso können die Anlagen, die in den Figuren 1 bis 6 dargestellt sind, benutzt werden, ujz einen nach oben gerichteten Luftstrom zu erzeugen, so da3 die Präzisionsteile und ähnliches innerhalb des Luitschachtes des Diffusors gereinigt werden können.

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In einer weiteren Ausführungsform kann die Anlage, wie sie in ?igur 1 dargestellt ist, nur einen einzigen Schlauch bc- · sitzen, der die Luft in den umgebenden Luftraum leitet. Kin verschlossenes Rohrstück, in dem sich eine Flüssigkeit oder etwas ähnliches befindet, könnte durch die gegenüberliegende Seite des Luftr. .,mes und durch den Diffusorring führen und in der Mitte des Diffusor-Luftschachtes enden. Bei dieser •Teuerung würde es möglich sein, eine Lösung ausströmen zu lassen oder herzustellen, indem man den Diffusor-Luftschacht oben abdichtet und eine Flasche in den nach unten gerichteten Luftraum des Diffusors stellt, /-enau unter die Öffnung der Röhre, in. der sich die Flüssigkeit befindet. Dabei könnte die Flüssigkeit, ohne verschmutzt zu v/erden, in eine Flasche a ρ »je füllt werden.

Der ringförmige Diffusor kann auch selbst aus einem Filtermaterial hergestellt werden. In diesem Fall ist das Hoch-.1 cistunrrsfilter 16, gezeigt in Figur 2, unnötig.

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Claims

3?-Όι ·, ?ck/H BP 5 Bee ton, Dickinson and Company Schutzansr>rüche

1. Vorrichtung zur Reinigung einer scheibenförmigen Fläche von

": Schv/ebeteilchen durch Filtration der Luft und Erzeugung eines

gleichmäßigen laminaren Luftstrons, dadurch gekennzeichnet, daS sie-'ein Yorfilter (14, 44), ein Gebläse (10,46), ein Hochlei stungs-Schwebstoffilter (16, 48) einen Luftraum (26, 58) und j einen ringförmigen Diffusor (36, 54) aus elastischem, poröseia

] Material, insbesondere Polyurethan-Schaumstoff, mit einem radial

hervorstehenden ringförmigen Vorsprung (38, 60) hintereinander angeordnet hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gehäuse (12) besitzt, in das ein Yorfilter (14), ein Gebläse (10) una ein Hochleistungs-Schv/cbctoffilter (16) eingebaut sind, während der ringförmige Diffusor (36) etwa in der Kitte eines durch eine Folienwandung gebildeten Luftraumes (23) angeordnet ist, der zwei entgegengesetzt angeordnete Öffnungen (30, 32) hat, die durch Schläuche (20, 22) mit dem Gehäuse (12) verbunden sind.

3.Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadur~* gekennzeichnet, da3 die elastische V/andung des den ringförmigen Diffusor (36) ursgebenden Luftraums (28) an der inneren Wandung des radial hervorstehenden ringförmigen Vorsprungs (38) des Diffusors (36) befestigt ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorfilter (44), das Gebläse (46), das Hochleistungs-Schwebttofffilter (48) und der Diffusorring (54) in einem Gehäuse (42)

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In Lu^tströnungsrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei s_ch das Vorfilter (44) in einer Seixenwandung des Gehäuses (42) befindet, das Oberteil (52) des (iebläsegehäuses sich an dit Oberfl?'ihe des Hochleistnrngc-Schwebstoffilters (48) anschließt, eine Platte (50) an der unteren Eante des ringförmigen Eiffusors (54) fcefes-igt ist, wodurch ein Luftraum (58) gebildet ist und. in der Abdeckung des Gehäuses (42) eine rund- öff^unge vorhanden ist, wobei der an der Abdeckung befestigte ringförmige Diffusor (54),diese Öffnung einfaßt, aber nach innen über sie hinausragt, so daS ein umlaufender Rand (60) gebildet ist.