DE69401666T2 - Filter mit Schnellkupplung zur Reinigung von Gasen - Google Patents
Filter mit Schnellkupplung zur Reinigung von GasenInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Filter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Ein solches Filter ist beispielsweise offenbart in einer die "Chrompack News" genannten Zeitschrift, welche 1980 veröffentlicht und verteilt wurde.
- Derartige Filter werden bei Verfahrensvorgängen verwendet, die ein sehr gutes Reinigen von Gasen erfordern, beispielsweise Gasen, die in einen Meßerfassungsraum eines Meßverfahrens eingespeist werden, wie beispielsweise der Gaschromatographie. Diese Gase passieren typischerweise eine Mehrzahl von Filtern des oben genannten Typs. Die Filter sind beispielsweise hintereinander angeordnet und sind mit einer Strecke verbunden, durch die das zu reinigende Gas strömt. Nach einem gewissen Zeitablauf ist das Filtermaterial zu solch einem Ausmaß gesättigt, daß es nicht mehr länger einen Filtereffekt zeigt. Dies kann beispielsweise mittels eines Indikators beobachtet werden, der ebenfalls in dem Filtermaterialgehäuse angeordnet sein kann. Wenn das Filtermaterial eines der Filter gesättigt ist, kann das Filter mit der Schnellwechselkupplung von der Gasstrecke entfernt und durch ein neues Filter ersetzt werden. Die Gastransportstrecke ist mit einer Anzahl von Kupplungsstücken versehen, mit denen die Filter mittels der Schnellwechselkupplungen verbunden werden können. Wenn ein Filter mit einem Kupplungsstück der Gastransportstrecke verbunden ist, strömt das Gas aus der Gastransportstrecke über das Filter und, wenn kein Filter mit dem Kupplungsstück verbunden ist, werden die Verbindungsöffnungen des Kupplungsstücks hermetisch verschlossen, das Gas strömt weiter in der Gastransportstrecke und dem Gas ist nicht ermöglicht, von der Strecke weg über das Kupplungsstück oder von der Umgebung in die Gastransportstrecke hineinzuströmen. Deshalb ermöglichen die Schnellwechselkupplungen einen normalen Fortgang des Prozesses zu dem Zweck, zu dem die Gase gereinigt werden, sogar, wenn ein Filter ersetzt wird.
- Die Verfahrensvorgänge, zu deren Zweck die Gase gereinigt werden, wie beispielsweise Meßerfassungsprozesse, werden zunehmend fehlerfrei, was ein zunehmend besseres Reinigen der Gase erfordert. Meßerfassungsprozesse mit einer Erfassungsgrenze von 10&supmin;¹&sup4;, d.h. ein Meßerfassungsprozeß, in dem ein von 10¹&sup4; Teilchen erfaßt werden kann, stellen nicht mehr länger eine Ausnahme dar.
- Die bekannten Filter können nicht für derart hochgradig fehlerfreie Prozesse verwendet werden. Dies wird durch die Tatsache verursacht, daß die bekannten Filter aus synthetischem Material hergestellt werden, wie beispielsweise einem Acrylat oder Lexan. Bei den bekannten Filtern wird ein Acrylat oder Lexan verwendet im Hinblick auf die Tatsache, daß dieses Material transparent ist, was für die Wahrnehmbarkeit des Indikators wichtig ist und im Hinblick auf die Tatsache, daß synthetisches Material leichter verarbeitet werden kann, und es war darüberhinaus für ein einen guten Widerstand gegenüber hohen Drücken aufweisendes Material gehalten worden.
- Jedoch ist der Nachteil der synthetischen Filtermaterialgehäuse und Schnellwechselkupplungen der, daß die Weichmacher und ähnlichen Lösungsmittel aus dem synthetischen Material herausgelost werden, insbesondere, wenn der Druck in der Gastransportstrecke gering ist. Die herausgelösten Weichmacher und die Lösungsmittel stören die Prozesse, zu deren Zweck die Gase gereinigt werden. Insbesondere für den Fall fehlerfreier Meßerfassungsprozesse, beispielsweise mit einer Erfassungsgrenze von 10&supmin;¹&sup4;, wird eine Meßerfassung unmöglich.
- Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filter ohne den oben beschriebenen Nachteil vorzusehen.
- Erfindungsgemäß wird das Filter des im Oberbegriff beschriebenen Typs durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
- Ein Filter mit einem solchen Aussehen bietet den Vorteil, daß es in Verfahrensvorgängen verwendet werden kann, die ein sehr reines Reinigen der Gase, die diesen Verfahrensvorgängen zugeführt werden sollen, erfordern, da das Glas und Metall vollständig inert gegenüber den zu reinigenden Gasen sind, und darüberhinaus keine Substanzen unter dem Einfluß beispielsweise eines Unterdruckes herauslösen. Weiterhin ist Glas ein relativ kostengünstiges Material. Der Schutz dient der Beschützung des Filtermaterialgehäuses.
- Nach einem gewissen Zeitablauf ist das Filtermaterial gesättigt und sollte dann gereinigt werden. Betreffend die bekannten Filter, die aus einem Acrylat oder Lexan hergestellt sind, wird die Regeneration des Filtermaterials durch Unternehmen ausgeführt, die speziell für diesen Zweck ausgerüstet sind. Das Filtermaterial wird von dem Filtermaterialgehäuse entfernt und wird anschließend regeneriert. Dies bringt den Verlust der Schnellwechselkupplung und des Filtermaterialgehäuses des bekannten Filters mit sich. Darüberhinaus weisen die bekannten Filter normalerweise einen Indikator auf, der, wie bereits beschrieben, anzeigt, ob das Filtermaterial gesättigt ist. Diese Indikatoren enthalten üblicherweise Schwermetall und andere umweltschädigende Substanzen. Mit der Beseitigung des Filtermaterialgehäuses endet der Indikator ebenfalls in der Umwelt, was grundsätzlich inakzeptabel ist.
- Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können das Filtergehäuse und die Schnellwechselkupplung miteinander lösbar verbunden werden. Ein Filter von solcher Form bietet den Vorteil, daß der Filter entfernt werden kann und das in dem Filtermaterialgehäuse angeordnete Filtermaterial durch neues Filtermaterial ersetzt werden kann, ohne den Verlust des Filtermaterialgehäuses und der Schnellwechselkupplung mit sich zu bringen. Folglich sind das Filtermaterialgehäuse und die Schnellwechselkupplung zum Wiedergebrauch geeignet und müssen nicht weggeworfen werden, so daß sie keine Umweltbelastung darstellen.
- Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es insbesondere bevorzugt, wenn zumindest das Filtermaterialgehäuse aus einem hitzebeständigen Material gefertigt wird.
- Ein Filter von dieser Form bietet den Vorteil, daß das Filtermaterial zu Reinigungszwecken nicht von dem Filtermaterialgehäuse entfernt werden muß. Das Filtermaterial kann, während es in dem Filtermaterialgehäuse angeordnet ist, erhitzt werden, da das letztere hitzebeständig ist. Wenn während des Erhitzens beispielsweise Wasserstoffgas durch das Filtermaterial geschickt wird, wird das Filtermaterial gereinigt und ist zum Wiederverwenden geeignet. Das Erhitzen kann außenseitig stattfinden, beispielsweise mittels Brennern oder Wärmestrahlungselementen. Wenn gewünscht, kann das Reinigen sogar stattfinden, ohne daß das Filter von der normalen Gastransportstrecke abgekoppelt wird. Erkennbar erfordert dies das Vorhandensein eines Bypasses in der Gastransportstrecke, um es dem Prozeßgas zu ermöglichen, umgeleitet zu werden, und dem das Kupplungsteil tragenden Streckenabschnitt beispielsweise mit einer Wasserstoffgasquelle verbunden zu werden. Ein derartiges Filter kann mehrere Male verwendet werden und muß nicht weggeworfen werden, so daß die gefährlichen Substanzen des Indikators ebenfalls nicht in der Umwelt enden. Da es nicht notwendig ist, den Filter zum Reinigen des Filtermaterials zu entfernen, kann die Reinigung mit geringeren Kosten ausgeführt werden.
- Wenn das Filtermaterialgehäuse darüberhinaus gegenüber sehr tiefen Temperaturen resistent ist, kann das Filtermaterialgehäuse im Betrieb in eine Dewarflasche mit beispielsweise flüssigem Stickstoff oder einem ähnlichen Gas, welches eine niedrige Kondensationstemperatur aufweist, gehängt werden. Im Prinzip erwirbt ein Filter, welches auf eine solch tiefe Temperatur heruntergekühlt wird, die Wirksamkeit einer Tiefsttemperaturpumpe, die ein Reinigen der Gase bis zu deren Molekularzustand herab erlaubt. Verständlicherweise ist dies mit den bekannten Filtern nicht möglich, da unter solchen Umständen das Acrylat oder Lexan viel zu brüchig wird und bricht.
- Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Schnellwechselkupplung aus beispielsweise nichtrostendem Stahl oder Aluminium hergestellt werden.
- Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Schutz lösbar oder nicht lösbar mit der Schnellwechselkupplung verbunden werden.
- Zur Erläuterung der Erfindung soll ein Ausfühwngsbeispiel des Filters im folgenden unter bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben werden.
- Die Zeichnung zeigt ein Filter 1, welches ein Filtergehäuse 2 und eine Schnellwechselkupplung 3 aufweist. Das Filtermaterialgehäuse 2 ist mit der Schnellwechselkupplung 3 verbunden. Die Schnellwechselkupplung 3 weist einen Einlaßkanal 4 und einen Auslaßkanal 5 auf, die mit den offenen Enden des Filtermaterialgehäuses 2 verbinden, das als ein in einer U-Form gebogenes Glasrohr ausgeführt ist. Die Schnellwechselkupplung 3 ist aus Metall oder vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl hergestellt. Diese Materialwahl erlaubt es dem Filter, für den Anwendungsfall von Gasen verwendet zu werden, die sehr sorgfältig gereinigt werden müssen, beispielsweise für den Zweck einer Gaschromatographie mit einer Meßerfassungsgrenze von 10&supmin;¹&sup4;. Das Filtermaterialgehäuse 2 ist mit Filtermaterial 6 gefüllt. In der Nähe des offenen Endes des Filtermaterialgehäuses, welches offene Ende die Funktion eines Auslasses hat, ist ein Indikator 7 angeordnet. Typischerweise ist dies eine Substanz, die sich bei Sättigung des Filtermaterials 6 verfärbt. Der Indikator und das Filtermaterial sind voneinander durch ein Element 8, durchlässig für Gas, getrennt. Solche Elemente 9 und 10 sind ebenfalls in den Einlaß- und Auslaßkanälen 4 bzw. 5 der Schnellwechselkupplung 3 angeordnet, um das Filtermaterial 6 unwoder die Indikatorsubstanz 7 daran zu hindern, den Weg in die Gastransportstrecke, mit der das Filter 1 verbunden ist, zu finden. Für den Schutz des Filtermaterialgehäuses 2 ist das Filter mit einem transparenten Schutz 11 versehen, der entweder lösbar oder nicht lösbar mit der Schnellwechselkupplung 3 verbunden sein kann.
Claims (6)
1. Filter zum Reinigen von Gasen mit einer Schnellwechselkupplung (3), die
einen Einlaß- und einen Auslaßkanal (4 bzw. 5) aufweist, und einem hohlen,
mit Filtermaterial (6) gefüllten Filtermaterialgehäuse (2), durch welches das
zu reinigende Gas vom Einlaßkanal (4) zum Auslaßkanal (5) strömen kann,
wobei das Filtermaterialgehäuse (2) von einem Schutz (11) umgeben ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Filtermaterialgehäuse (2) aus Glas und die Schnellwechselkupplung
(3) aus einem Metall besteht, derart, daß das Filtermaterialgehäuse (2) und
die Schnellwechselkupplung (3) nicht mit den zu reinigenden Gasen
reagieren und während des Betriebes keine Substanzen freisetzen.
2. Filter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Filtermaterialgehäuse (2) und die Schnellwechselkupplung (3) lösbar
miteinander verbunden sind.
3. Filter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens das Filtermaterialgehäuse (2) aus wärmebeständigem
Material besteht.
4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens das Filtermaterialgehäuse (2) aus einem gegen sehr tiefe
Temperaturen beständigen Material besteht.
5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schnellwechselkupplung (3) Edelstahl oder Aluminium aufweist.
6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schutz (11) lösbar mit der Schnellwechselkupplung (3) verbunden
sein kann oder nicht.
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