DE3316643A1 - Verfahren und vorrichtung zur absaugung von staeuben - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Absaugung von Stäuben

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Staubabsaugung von Arbeitstischen für Zahntechniker, Goldschmiede od.dgl, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei der anfallende Staub von einem Absaugaggregat abgesaugt und durch ein Vorfilter und ein Nachfilter hindurchgeführt wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art sind das Vorfil-' ter und das Nachfilter im vom Absaugaggregat erzeugten Luftstrom hintereinander im Gehäuse der Vorrichtung im Ansaugteil des Absaugaggregates angeordnet. Das Vorfilter·ist .

als Grobfilter, das Nachfilter als Peinfilter ausgebildet.

Das grobe Vorfilter vermeidet zwar ein frühzeitiges Dichtsetzen des Filters z.B. durch gipsartige Materialien, wie sie bei zahntechnischen Arbeiten häufig vorkommen, jedoch ermöglicht diese Anordnung nur einen verhältnis-mäßig geringen Füllungsgrad des Vorfilters, der durch das Absinken des Volumenstromes auf 80 % des Nennwertes \ durch die bei dieser Anordnung schnellere Auffüllung des feinporigen Nachfilters bestimmt wird. Bei Erreichen dieses Wertes muß gemäß den Vorschriften der Berufsgenossenschaft (ZH1 / 487, Ausg. 6. 1973) das Filter ausgewechselt werden. Dies gilt insbesondere für das Abscheiden gesundheitsgefährdender Stäube in zahntechnischen Labors ratorien.

Entsprechend diesen Vorschriften soll bei Stäuben mit MAK-Werten «£0,1 mg/m der Durchlaßgrad des Filtermaterials >· 0,5 % sein. Die spezifische Flächenbelastung

• darf dabei maximal ~— betragen.

•5 m /h

Um die Forderung von maximal 0,5 % Durchlaßgrad für Feinstaub zu erfüllen, müssen dichte Filtermaterialien verwendet werden. Dies bedingt eine hohe Ausströmgeschwindigkeit, um eine ausreichende Absaugwirkung zu erreichen.

Die feinen Poren eines dichten Filtermaterials werden jedoch sehr schnell durch"Grobstäube verstopft, wie sie bei der Bearbeitung von Gips oder gipsähnlichen Materialien anfallen. Die Absaugwirkung sinkt schnell ab und der Abschaltpunkt (0,8 V-J wird schnell erreicht, so daß sich untragbar kurze Standzeiten für das Feinfilter ergeben.

Die Forderung nach maximal 0,5 % Durchlaßgrad für Feinstaub (also Korngröße der Staubteilchen "7 5 μ 0 ) verlangt dichtes Filtermaterial, weshalb aus Gründen der Absaugwirkung hohe Anströmgeschwindigkeiten notwendig werden, was jedoch wiederum durch die Forderung nach einer begrenzten spezifischen Flächenbelastung begrenzt wird. Ein dichtes Filter bringt insbesondere, beim Einsatz an zahntechnischen Arbeitsplätzen folgende Nachteile:

Da sehr häufig Gips oder gipsähnliche Materialien bearbeitet werden, verstopfen die dabei entstehenden Grobstäube die extrem dichte Filteroberfläche sofort. Die Absaugwirkung nimmt daher rasch ungenügende Werte an.

Da dabei der Durchlaßvolumenstrom sehr schnell auf den Grenzwert 0,8 V„ absinkt, ergeben sich untragbar kurze Standzeiten für das Feinfilter.

Infolgedessen ist die Staubmenge, die bis zum Erreichen des Abschaltpunktes'im feinen Filter aufgenommen wird,

ebenfalls sehr klein. Diese"Anordnung ist daher sehr unwirtschaftlich.

Bei einer anderen bekannten Anordnung (DE-GM- 78 14 987) ist die Absaugvorrichtung an einer Schublade unter der Arbeitsplatte des Tisches angeordnet. Die Ansaugöffnung ist mit einer vom Tisch vorragenden Arbeitsauflage kombiniert, und das Filter ist in Form eines Filtersackes in der Schublade untergebracht. An diese ist der Saug- !Q stutzen des Absaugaggregates angeschlossen.

Da nur ein Filter vorgesehen ist, muß dieses aus dichtem Material bestehen, um die Forderungen der Berufsgenossenschaft zu erfüllen. Dies bedingt das oben erwähnte schnel-Ie Verstopfen des Filters und ein sich daraus- ergebendes schnelles Absinken des Durchlaßvolumenstromes auf den Abschaltwert. Ein häufiges Wechseln des Filters ist erforderlich. .

2Q Entsprechende Verhältnisse liegen bei der Anordnung nach der DE-PS 16 o4 327 vor. An einen zwischen der Tischplatte und der oberen Schublade vorgesehenen Schlitz ist hier eine als. hohler Feilkloben ausgebildete Arbeitsauflage eingebaut. An diese ist ein in einem besonderen Hohlraum untergebrachter Filtersack angeschlossen. Dieser hat die bereits erwähnten Nachteile und führt zum schnellen Absinken des Durchlaßvolumenstromes auf den Abschaltwert, so daß das Filter häufig gewechselt werden muß.

QQ Bei einer weiteren Absaugvorrichtung (DE-GM 69 o8 o14) ist ein Filter stromab vom Absaugaggregat angeordnet. Stromauf vom Aggregat ist ein auswechselbares Sieb vorgesehen, um gröbere Teile vom Aggregat fernzuhalten. Wenn dieses Filter den Anforderungen der Berufsgenossen-

Q5 schaft genügen soll, ist hier in gleicher Weise mit einer

schnellen Verstopfung und der Notwendigkeit des baldigen Auswechselns zu rechnen.

Die Erfindung, wie sie im Anspruch 1 gekennzeichnet ist, löst die Auf.gabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welches bzw. welche die gestellten Sicherheitsvorschriften erfüllt werden und trotzdem eine gute Absaugwirkung und eine lange Filterstandzeit insbesondere für in der Zahntechnik.übliche gipsartige Materialien innerhalb der vorgeschriebenen engen Grenzen erreicht werden.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß nach dem Absinken des Nennvolumenstromes auf einen beliebig einstellbaren Wert oberhalb 80 % des Nennwertes das Absaugaggregat nicht abgeschaltet wird, sondern seine Leistung erhöht wird, um den Volumenstrom wieder auf den.Nennwert anzuheben. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis eine vergegebene Grenzleistung des Aggregates oder eine weitgehende Füllung desFilters erreicht ist. Dann sinkt der Volumenstrom auf 0,8 V_n ab und das Aggregat wird automatisch abgeschaltet und das oder die Filter werden ausgewechselt. Die Erfindung erbringt durch dieses Verfahren und die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung eine ganz wesentliche Verlängerung der Filterstandzeit.

Vorteilhafte weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen nachstehend erläutert.

In der Zeichnung sind Ausfuhrungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Es zeigen: - 7 -

Fig. 1 einen kompletten Laborarbeitstisch mit Absaugvorrichtung in schaubildlicher Darstellung,

Fig. 2 die Absaugvorrichtung mit den Filtern im Schnitt,

Fig. 3 die Druck- und Filterfüllungsverhältnisse aufgetragen über dem Volumenstrom V und

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Anlage.

Vom Arbeitstisch 1 ragt ein Feilkloben 2 mit einem Absaugmaul 3 vor. Auf der Tischplatte 4 ist ein elektrischer Motor 5 für den Antrieb eines Bearbeitungsgerätes 6 angeordnet. Das Absaugmaul 3 ist durch einen, einen Ansaugstutzen darstellenden, lösbar am Tisch 1 befestigten Kanal 7 (Fig. 2) an das Gehäuse 8 einer unter der Tischplatte .4 angeordneten Absaugvorrichtung angeschlossen. Im dichten Gehäuse 8 sind in Strömungsrichtung hintereinander eine Unterdruckstufe mit Vorfilter 10, ein Absaugaggregat 9 und eine Überdruckstufe mit Nachfilter 12 angeordnet, so daß das Aggregat 9 sich zwischen den beiden Filtern 10 und 12 befindet. Das Absaugaggregat wird elektronisch oderfelektrisch gesteuert bzw. geregelt. Die gefilterte, staubfreie Luft verläßt die Absaugvorrichtung durch den Auslaßstutzen 13.

Im Betrieb saugt 'das Absaugaggregat 9 die Luft aus dem Ansaugmaul 3 über das Vorfilter 10 an und drückt sie durch dasNachfilter 12 zurück.in den Laborraum. Dabei wird der beim Bearbeiten von Werkstücken anfallende Staub, z.B. Schleifstaub,.abgesaugt und vornehmlich im Vorfilter aufgefangen. Die beiden Filter 10 und 12 sind vorzugsweise als Feinfilter ausgebildet. Es ist jedoch auch eine Anordnung möglich, bei der das Vorfilter 10

@5 als Grobfilter ausgebildet ist. Dann wird vornehmlich

das Nachfilter mit Staub, insbesondere Feinstaub belastet. Es sind Arbeitsumstände denkbar, bei denen eine solche Filteranordnung vorteilhaft ist, wobei beide Filter etwa gleichzeitig gefüllt werden. - - ' '

Insbesondere zur Erfüllung der strengen und engen Anforderungen der Berufsgenossenschaft ist eine Anordnung mit zwei Feinfiltern vorzuziehen, da dann insbeson-. dere gefährliche Feinstäube mit Sicherheit aufgefangen werden.

Hinter dem Vorfilter 10 entsteht ein sich mit dem Füllungsgrad des Vorfilters steigernder Unterdruck. Trotzdem sinkt wegen des sich steigernden Strömungswiderstandes im Vorfilter 10 der Luftdurchsatz bis der Abschaltwert erreicht ist. Dieser liegt nach den Vorschriften der Berufsgenossenschaft bei 0,8 V„. Zur Überwachung dieser Betriebsverhältnisse ist zwischen Vorfilter 10 und dem Absaugaggregat 9 eine Druckmeßstelle 11 vorgesehen, die den Volumenstrom anzeigt. Nach den bekannten Anordnungen muß das Aggregat bei Erreichen des Abschaltwertes abgeschaltet und das Filter ausgewechselt werden. Eine solche Betriebsweise ergibt unwirtschaftlich kurze Standzeiten der Filter, insbesondere des feinen Vorfilters 10 bzw. wenn das Vorfilter als Grobfilter ausgebildet ist des feinen Nachfilters 12. . ■

Dieser Mangel wird durch das gekennzeichnete Verfahren und die zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Anordnung behoben.. Wenn der Volumenstrom auf einen beliebig einstellbaren Wert oberhalb 0,8 V„ abgesunken ist, wird die Leistung des Absaugaggregates 9 so weit erhöht, daß der Volumenstrom in etwa seinen Nennwert wieder erreicht. Die Vorrichtung kann so ohne Filterwechsel in mehreren stufenweisen Steigerungen der Aggregatleistung weiter be-

trieben werden, bis eine weitere Steigerung keine Erhöhung des Volumenströmes mehr erbringt, da das Filter weitgehend gefüllt ist.

Dann sinkt der Volumenstrom auf den Abschaltwert 0,8 V und das Aggregate wird automatisch abgeschaltet sowie das bzw. die Filter ausgewechselt.

Die Kurven in Fig. 3 zeigen die Druckänderungen im Unter- IQ druckraum über der Volumenströmung V. Daraus ist die wiederholte Anhebung der Leistung des Aggregates ersichtlich, die zu einer erheblichen Steigerung des Filter-, füllungsgrades führt.

Werden erfindungsgemäß zwei Feinfilter verwendet, so wird das Nachfilter 12' im Vergleich zum Vorfilter 10 nur sehr gering mit Staub gefüllt, da die überwiegende Staubmenge im feinen Vorfilter 10 zurückgehalten wird. Mit zunehmendem Füllungsgrad des Vorfilters 10 muß jedoch theoretisch der Volumenstrom absinken und der Unterdruck hinter diesem Vorfilter ansteigen. Da jedoch die Füllung des Nachfilters 12 zunächst vernachlässigbar ist, müßten Volumenstrom und Überdruck vor demüberdruck(Nach-)filter 12 dagegen konstant bleiben. Da innerhalb dieses geschlossenen Systems jedoch keine Druck- und Volumensprünge auftreten können, regelt sich diese Systemanordnung selbständig aus.

Wird angenommen, daß bei alleiniger Verwendung des Unterdruck-(Vor) filters 10 das Filterjgefüllt ist,, so daß der Abschaltwert 0,8 V erreicht wird, so stellt sich der Volumenstrom bedingt durch das praktisch noch leere Nachfilter 12 automatisch auf einen Gleichgewichtszustand von V (=0,91 V„ im gewählten Beispiel) ein. Der Volumen-' strom wird also automatisch ohne Hilfefeiner Elektronik

-lo-

■ angehoben und damit die Absaugleistung verbessert.

Das Unterdruck- (Vor-)-Filter kann so lange benutzt werden, bis der resultierende Volumenstrom den Wert 0,8 V„ erreicht hat. Bei Verwendung des Unterdruck-(Vor-)-Filters allein würde das einem Wert v.on N (= 0.,38 V_n) entsprechen. Daraus ist zu erkennen, daß der Füllungsgrad des Filters wesentlich erhöht wird, ohne daß die Saugleistung auf elektronischem oder anderem Wege erhöht 10. werden muß.

Das System funktioniert mit neuem Vorfilter 10 und teil-• weise gefülltem Nachfilter 12 in gleicher Weise.

Die Kapazität jedes einzelnen Filters wird auf diese Weise wesentlich erhöht, insbesondere wird die Standzeit des Nachfilters 12 wesentlich verlängert, wenn als Vor-. filter ebenfalls ein Feinfilter verwendet wird. Außerdem wird dadurch der gesundheitliche Schutz bedeutend verbessert.

Mit zunehmender Verschmutzung des Nachfilters 12 wird das mögliche Füllvolumen des Vorfilters geringer. Dieser Nachteil kann durch Anheben der AbsaugIeistung bei Erreichen 25. des eingestellten Wertes oberhalb des Ahschaltwertes 0,8 V_n ausgeglichen werden.

Beide Maßnahmen zusammen ergeben eine,Absaugung, bei der trotz geringem Absaugvolumenstrom und eng begrenzter Filterkapazität sowohl eine praktisch vollständige.

Filterfüllung als auch die technisch einwandfreie Einhaltung des Abschaltpunktes von 0,8 V_n erreicht wird. Durch Auswahl entsprechender Filterdichten kann die Anlage für die verschiedensten Stäube optimiert werden.

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Das Abschaltsignal kann auch im Überdruckbereich entnommen werden. Die Anzahl der Saugleistungsanhebungen ist beliebig und wird praktisch nur durch die Filter
(Kapazität, Dichte, zulässiger Unterdruck usw.) bestimmt.

■ ·

Zur Vermeidung von Drucksprüngen infolge unterschiedlicher Filterdichten oder Füllgraden muß die Druckerzeugung durch das Aggregat zwischen den beiden Filtern 10 und 12 erfolgen, damit sich die Druckbereiche Pu und Pü auf einen resultierenden Wert einstellen und nicht unterschiedlich entwickeln.

.15 . .

Der Patentanwalt

. - 12 -

Claims (9)

1. ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT PROF REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATlNl OtFICr
2. MANDATAIRES AGREES PRES UOFFICE EUROPEEN DES BRE VETS
3. Kaltenbach & Voigt GmbH & Co. Bismarckring 39 7 95o Biberach/Riß
4. Dipl.-Ing. H. Mitscherlich Dipl.-Ing. K. Gunschmann Dipl.-Ing. Dr. rer. nat. W. Körber Dipl.-Ing. J. Schmidt-Evers Dipl'.-Ing. W. Melzer Steinsdorf straße 10
   D-8000 München 22 Telefon (089) 29 66 84-86 Telex 523 155 mitsh d Psch-Kto. Mchn 195 75-803 EPA-Kto. 28 000 206
5. Gu/ay
   6/1331
6. 6. Mai 1.983

   Ansprüche

   1J Verfahren zum Absaugen von Stäuben von Arbeitstischen für Zahntechniker, Goldschmiede od.dgl., wobei der anfallende Staub von einem Absaugaggregat abgesaugt und durGh ein Vorfilter und ein Nachfilter hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom durch das Vorfilter hindurch gesaugt und durch das Nachfilter hindurch gedrückt wird und die Leistung des Saugaggregates angehoben wird, wenn der Volumenstrom V^ der Luft im Unterdruckraum auf. einen beliebig einstellbaren Wert oberhalb 0,8 V abgesunken ist.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des Absaugaggregats wiederholt nacheinander angehoben wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anhebung der Leistung des Absaugaggregates automatisch

   durch einen Sensor veranlaßt wird, wenn der Volumenstrom den eingestellten Wert oberhalb 0,8 V_n erreicht.

   4.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugaggregat bei 0,8 V_n abgeschaltet wird.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugaggregat (9) elektronisch oder elektrisch gesteuert bzw. geregelt wird.

   6. Absaugvorrichtung zurDurchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis5, die unter der Tischplatte eines Arbeitstisches angeordnet ist und deren Ansaugstut-

   X5 zen vom Arbeitstisch vorragt, wobei die Vorrichtung ein Absaugaggregat, ein Vorfilter und im Luftstrom dahinter ein Nachfilter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab'saugaggregat (9) zwischen dem im Unterdruckbereich vorgesehenen Vorfilter (10) und dem im Überdruck-

   ■20 bereich vorgesehenen Nachfilter (12) angeordnet ist.
7. 7.· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorfilter (10) und das Nachfilter (12) als Fein-• filter ausgebildet sind.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorfilter (10) als Grobfilter und das Nachfilter (12) als Feinfilter ausgebildet ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stäuben mit MAK-Werten<0,1 m grad des Vorfilters (10) >" 0,5 % ist.

   daß bei Stäuben mit MAK-Werten<0,1 mg/m der Durchlaß-

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