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Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zur Steri-
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lisation von Druckluft, mit einem Filtergehäuse, dessen Boden eine
Kondensatablaßvorrichtung aufweist und in dem ein etwa zylindrisches Filterelement
angeordnet ist, dessen eines Ende über eine erste Druckluftleitung mit dem Außenraum
verbunden ist, so daß über eine weitere, an das Filtergehäuse angeschlossene Druckluftleitung
durch die Filtervorrichtung hindurchgeführte Druckluft die etwa zylindrische Wand
des Filterelements von innen nach außen oder umgekehrt durchsetzt.
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Filtervorrichtungen dieser Art werden auch als Sterilluftfilter bezeichnet
und in der Nahrungsmittelindustrie überall dort eingesetzt, wo in der Verfahrenstechnik
möglichst saubere Druckluft benötigt wird. Ein Einsatzfall ist beispielsweise in
der Getränkeindustrie gegeben, wo trockene und sterile Druckluft zum sterilen, d.h.
bakterienfreien Abfüllen von Getränken erforderlich ist. Die Druckluft wird hierzu
von einer Druckluftaufbereitungsanlage zur Verfügung gestellt, in der an geeigneten
Stellen Sterilluftfilter angeordnet sind.
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Die Sterilluftfilter müssen in regelmäßigen Zeitabständen, beispielsweise
im Wochenrhythmus, gereinigt und sterilisiert werden, um die im Filterelement ausgefilterten
Keime, Bakterien, Hefesubstanzen oder dgl. abzutöten. Hierzu wird meist entgegen
der normalen Arbeitsrichtung Heißdampf mit einer Temperatur von etwa 1200C durch
die Filtervorrichtung hindurchgeführt.
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Obwohl die Druckluft durch die Aufbereitungsanlage in sehr trockenem
Zustand bereitgestellt wird, kann sich in der Filtervorrichtung während des Betriebs
z.B. bei Temperaturschwankungen Kondensatflüssigkeit ansammeln, die mit der im
Boden
des Filtergehäuses vorgesehenen Kondensatablaßvorrichtung entfernt werden kann.
Wenn Heißdampf zur Sterilisation durch die Filtervorrichtung geführt wird, ist mit
verstärkten Kondensationsvorgängen innerhalb des Filtergehäuses und der den Heißdampf
führenden Leitungen zu rechnen, so daß besonders nach der Sterilisation mit Heißdampf
das Ablassen von-Kondensatflüssigkeit unumgänglich ist. Bei einer Filterkonstruktion,
bei der das Filterelement als sogenannte Filterkerze im Filtergehäuse aufrechtstehend
montiert ist, wird die eine Druckluftleitung an das Gehäuse selbst und die andere
Druckluftleitung an den Innenraum des Filterelements angeschlossen, der im übrigen
verschlossen ist. Wird nun zur Sterilisation Heißdampf durch die Druckluftleitungen
und damit durch das Filterelement geführt, so ist es zwar möglich, bei diesem Vorgang
außerhalb des Filterelements im Filtergehäuse angesammeltes Kondensat über die im
Boden des Filtergehäuses vorgesehene Kondensatablaßvorrichtung abzuführen. Es ist
jedoch nicht möglich, innerhalb des Filterelements angesammeltes Kondensat abzuführen,
da der Innen raum des Filterelements ausschließlich über eine Druckluftleitung mit
dem Außenraum verbunden ist. Es ist zwar eine gewisse Kondensatabführung aus dem
Innenraum des Filterelements dadurch möglich, daß man anschließend an den Sterilisationsvorgang
wieder Druckluft durch die Filtervorrichtung bläst, jedoch ist damit keineswegs
ausgeschlossen, daß Reste von Köndensatflüssigkeit in der meist horizontal aus der
Filtervorrichtung herausgeführten Druckluftleitung verbleiben, die mit dem Innenraum
des Filterelements in Verbindung steht.
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Solche Reste von kondensat können aber durch ihre Feuchtigkeit das
erneute Wachsen von Bakterien in dem Filterelement hervorrufen, so daß der angestrebte
Effekt der Sterilisation des Filterelements nur unzureichend ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Möglichkeit zur völligen
Kondensatabführung anzugeben, durch die auch nach der Sterilisation der Filtervorrichtung
das erneute Wachsen von Keimen, Bakterien usw. weitergehend ausgeschaltet wird,
als es bei bisherigen Filtervorrichtungen möglich war.
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Diese Aufgabe wird für eine Filtervorrichtung der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Boden des Filtergehäuses eine weitere
Kondensatablaßvorrichtung vorgesehen ist, über der eine an ihrer Oberseite ausschließlich
mit dem Innenraum des Filterelements in Verbindung stehende Kammer ausgebildet ist,
und daß die erste Kondensatablaßvorrichtung außerhalb der Kammer liegt.
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Durch die Erfindung wird erreicht, daß im Innenraum des Filterelements
angesammelte Kondensatflüssigkeit, die nach dem Sterilisieren mit Heißdampf normalerweise
im Filtermaterial verbleiben würde, durch Schwerkraft oder auch durch erneutes Hindurchführen
von Trockenluft abwärts in die unter dem Filterelement liegende Kammer gelangen
und sich dort ansammeln kann. Uber die nur mit dieser Kammer in Verbindung stehende
Kondensatablaßvorrichtung kann diese Kondensatflüssigkeit dann abgeführt werden.
Dadurch wird es #öglich, einen insgesamt trockenen Zustand der Filtervorrichtung
nach der Sterilisation mit Heißdampf zu erreichen, so daß dann auch Inere Betriebspausen
vorgesehen sein können, ohne daß die erneute Keimbildung in der Filtervorrichtung
zu befürchten ist.
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Die bisher bekannten Filtervorrichtungen enthalten meist auf ihrem
Gehäuseboden einen besonderen Haltesockel für das Filterelement. Die erfindungsgemäß
vorgesehene Kammer erfüllt nun gleichzeitig die Funktion eines Trägers für
diesen
Haltesockel. Wenn die Filtervorrichtung so konstruiert ist, daß die Zu- bzw. Abführungsleitung
für Druckluft seitlich in den unteren Gehäuseteil eingeführt sind, so kann gemäß
einer Weiterbildung der Erfindung die erste Druckluftleitung vorteilhaft seitlich
an die Kammer angeschlossen sein. Auf diese Weise ergibt sich dann ein konstruktiv
einfacher Aufbau, da die erste Druckluftleitung mit der Kammer als ein einheitliches
Bauteil ausgeführt sein kann.
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Vorteilhaft ist die Kammer dem Innenraum des Filterelements entsprechend
etwa zylindrisch ausgebildet. Auf diese Weise wird der Innenraum des Filterelements
nach unten hin praktisch verlängert, so daß eine glatte Abführung von Kondensatflüssigkeit
in die Kammer möglich ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der
Figur beschrieben, die den Querschnitt einer Filtervorrichtung zeigt.
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Diese Filtervorrichtung 10 hat einen unteren Gehäuseteil 11 und einen
oberen Gehäuseteil 12, die in noch zu beschreibender Weise miteinander verschraubt
sind. Die beiden Gehäuseteile sowie die noch zu beschreibenden Einzelelemente bestehen
zweckmäßig aus Edelstahl. Der untere Gehäuseteil 11 ist in dem Gehäuseboden 13 mit
zwei Öffnungen 14 und 15 versehen, in die nicht dargestellte Kondensatablaßvorrichtungen
eingeschraubt werden können. Vorrichtungen dieser Art sind an sich bekannt und können
entweder manuell betätigt werden oder automatisch arbeiten.
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Der obere Gehäuseteil 12 hat einen Gehäusedeckel 16, in dem eine öffnung
17 vorgesehen ist, in die ein Luftablaßventil eingeschraubt werden kann, welches
in der Figur gleichfalls nicht dargestellt ist.
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Zur Verbindung der beiden Gehäuseteile 11 und 12 dient eine Verscliaubunq
18. Diese umfaßt eine Oberwurfmutter 19, welche mit ihrem oberen Innenumfang auf
einem oberen Halteflansch 20 des oberen Gehäuseteils 12 aufliegt. Sie ist mit einem
unteren Halteflansch 21 des unteren Gehäuseteils 11 verschraubt, wozu das Gewinde
22 dieser beiden Teile dient. Zwischen dem oberen Halteflansch 20 und dem unteren
Halteflansch 21 liegt ein O-Dichtungsring 23. Es ist zu erkennen, daß bei fester
Verschraubung der beiden Gehäuseteile 11 und 12 ein dichter Abschluß des Gehäuseinnenraums
gegenüber dem Außenraum erfolgt.
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In der Filtervorrichtung 10 ist ein Filterelement 25 angeordnet. Dieses
hat an seinem unteren Ende einen Anschlußfuß 26, der in einen Sockel 27 mittels
Gewinde 24 eingeschraubt ist. Der Sockel 27 sitzt auf einem rohrförmigen Träger
28, der als T-Rohrverzweigung ausgebildet ist, deren horizontaler Schenkel eine
erste Druckluftleitung 30 bildet, die mit dem Außenraum in Verbindung steht. Eine
zweite Druckluftleitung 31 ist an den unteren Gehäuseteil 11 so angeschlossen, daß
sie mit dem Innenraum der Filtervorrichtung 10 außerhalb einer Kammer 29 in Verbindung
steht, die# in dem rohrförmigen Träger 28 ausgebildet ist.
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Diese Kammer 29 liegt über der etwa mittig in dem Gehäuseboden 13
angeordneten Ablaßöffnung 14 und steht über den Sockel 27 und den Anschlußfuß 26
mit dem Innenraum des Filterelements 25 in Verbindung. Dieser Innenraum ist durch
einen oberen Filterdeckel 33 verschlossen und im übrigen durch einen Innenmantel
34 begrenzt, der luftdurchlässig ist und beispielsweise aus in nicht dargestellter
Weise~ perforiertem Edelstahl besteht. Zwischen diesem Innenmantel 34 und einem
gleichartig ausgebildeten Außenmantel 35 ist ein Filtermaterial 36 angeordnet, das
z.B. aus einem
Mikrofaservlies bestehen kann und geeignet ist, Flüssig-und
Festkörperschwebstoffe bis herab zu 0,01 A Größe aus einer Trockenluftströmung auszusondern
und festzuhalten.
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Wenn im Betrieb der Filtervorrichtung trockene Druckluft durch die
Druckluftleitung 31 eingeführt wird, so strömt diese Druckluft von außen nach innen
durch das Filterelement 25, d.h. durch den Außenmantel 35, das Filtermaterial 36
und den Innenmantel 34. Anschließend strömt sie abwärts und gelangt dann durch die
Druckluftleitung 30 zum Außenraum. Kondensatflüssigkeit, die sich im Filtergehäuse
ansammelt, kann durch die Ablaßöffnung 15 abgeführt werden.
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Kondensatflüssigkeit, die sich im Filtermaterial 36 ansammelt, wird
durch die Druckluft zum Innenraum des Filterelements 25 befördert und sammelt sich
anschließend in der Kammer 29 an, so daß sie durch die Ablaßöffnung 14 abgeführt
werden kann. Dies wäre nicht möglich, wenn die Kammer 29 nicht vorhanden wäre und
die Druckluftleitung 30 beispielsweise lediglich an den Innenraum des Filterelements
25 so angeschlossen wäre, wie es die in der Figur gezeigte gestrichelte Linie 32
andeutet. In diesem Falle würde sich Kondensatflüssigkeit am Boden der Druckluftleitung
30 ansammeln, jedoch nicht abgeführt.
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Zur Sterilisation der Filtervorrichtung wird Heißdampf mit einer Temperatur
von etwa 1200C durch die Druckluftleitung 30 eingeführt und über die Druckluftleitung
31 abgeführt.
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Dieser Heißdampf durchsetzt dann das Filtermaterial 36 von innen nach
außen, d.h. er strömt durch den Innenmantel 34, das Filtermaterial 36 und den Außenmantel
35 des Filterelemcllts 25. Insbesondere nach diesem Sterilisationsvorgang kann sich
im Filterelement 25 durch Abkühlung
Kondensatflüssigkeit bilden,
von der bei bekannten Filtervorrichtungen nur derjenige Anteil abgeführt werden
kann, der außerhalb des Filterelements im unteren Gehäuseteil angesammelt wird.
Die in der Figur dargestellte Filtervorrichtung enthält jedoch die Kammer 29, in
der sich auch der Anteil von Kondensatflüssigkeit ansammeln kann, der im Inneraum
des Filterelements 25 gebildet wird. Wird anschließend an die Durchführung von Heißdampf
wieder kurzzeitig Trockenluft durch die Filtervorrichtung geblasen, so wird Kondensatflüssigkeit,
die sich im Filtermaterial 36 selbst gebildet hat, in den Innenraum des Filterelements
25 befördert und gleichfalls in der Kammer 29 angesammelt. Nach Ablassen dieser
Kondensatflüssigkeit durch die Ablaßöffnung 14 ist die Filtervorrichtung in ihrem
Innenraum insgesamt trocken, so daß das erneute Wachsen von Keimen in dem Filtermaterial
36 und in der übrigen Filtervorrichtung praktisch nicht mehr zu befürchten ist.
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Das erfindungsgemäße Lösungsprinzip ist besonders vorteilhaft auf
eine Filtervorrichtung anwendbar, bei der die Zu-und Abführungsleitung für Druckluft
seitlich an den unteren Gehäuseteil angeschlossen sind. Hierbei kann dann die Kammer
29 in sehr einfacher Weise in der T-Rohrverzweigung 28 ausgebildet sein, die als
ein einheitliches Bauelement in das Filtergehäuse einzubauen ist. Der in der Figur
dargestellte senkrechte Teil dieser Rohrverzweigung dient dann gleichzeitig als
Träger für das Filterelement, da an seinem oberen Teil der Sockel 27 befestigt,
beispielsweise verschweißt sein kann. Es ist jedoch auch möglich, diesen Träger
ohne eine seitlich angeschlossene Druckluftleitung auszuführen, wenn die Zu- und
Abführungsleitung beispielsweise an-den oberen Gehäuseteil angeschlossen sind, wobei
dann die der Druckluftleitung 30 entsprechende Leitung an das obere Ende des Filterelements
25 anzuschließen ist. Auch
in diesem Falle steht der Innenraum
des Filterelements ausschließlich mit der unter ihm befindlichen Kammer in Verbindung,
so daß sich auch dann Kondensatflüssigkeit in dieser Kammer ansammeln kann, die
im Innenraum des Filterelements gebildet bzw. durch Druckluft in diesen befördert
wird.