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DE9105786U1 - Device for filtering irradiated and toxic aerosols and harmful gases - Google Patents

Device for filtering irradiated and toxic aerosols and harmful gases

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DE9105786U1 DE9105786U DE9105786U DE9105786U1 DE 9105786 U1 DE9105786 U1 DE 9105786U1 DE 9105786 U DE9105786 U DE 9105786U DE 9105786 U DE9105786 U DE 9105786U DE 9105786 U1 DE9105786 U1 DE 9105786U1
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Description

Blatt 4Sheet 4

BeschreibungDescription

Erfindungsgemäß sollen die bereits bekannten und im Einsatz befindlichen zylindrischen Filter, vorzugsweise geschlossene (ummantelte) Kompaktfilter (Fig. 1), in ihrer Konstruktion und die damit verbundene Zielsetzung der Minimierung der Abmessungen verbessert werden.According to the invention, the already known and used cylindrical filters, preferably closed (jacketed) compact filters (Fig. 1), are to be improved in their construction and the associated objective of minimizing the dimensions.

Bezüglich des jetzigen Informationsstandes sind in den bisher verwendeten zylindrischen Kompaktfiltern (Fig. 1) deren Luftein- und Luftaustrittsöffnungen (LE, LA), die sich mittig der Zylinderstirnseiten (Sl, S2) befinden, konstruktiv sehr aufwendig und in der Herstellung zu teuer.Based on the current state of information, the air inlet and outlet openings (LE, LA) of the cylindrical compact filters used to date (Fig. 1), which are located in the middle of the cylinder faces (Sl, S2), are very complex to construct and too expensive to manufacture.

Um die zu filternde Luft von der ersten stirnseitigen Eintrittsöffnung (LE) über die integrierten zylindrisch angeordneten Filterstufen (K und A) auf die zweite gegenüberliegende stirnseitige Austrittsöffnung (LA) zu leiten, bedarf es einer konstruktiven aufwendigen Fertigungsmethode, um die Filterstufen zu umgehen. Desweiteren wird durch die Umlenkung (Umgehung) in eine sogenannte Umlenkkammer (U) kostbarer Raum, der dem Filterbett vorenthalten wird, vergeudet. Nachteilig wirkt sich ebenfalls diese Umlenkung bzw. Umgehung auf den gesamten Luftwiderstand des Filters aus, welche zur Erhöhung des Druckverlustes beiträgt. Desweiteren ist eine Verkleinerung des Kompaktfilters bezogen auf den Außendurchmesser, der verbunden ist mit der Verkleinerung der zylindrisch angeordneten Filterbetten (Gas- und Schwebstoffilterbett), ohne Verlust der Adsorbtionsleistung bei dieser Filterkonzeption nicht möglich.In order to direct the air to be filtered from the first front inlet opening (LE) via the integrated cylindrically arranged filter stages (K and A) to the second opposite front outlet opening (LA), a complex constructional manufacturing method is required to bypass the filter stages. Furthermore, the diversion (bypass) into a so-called diversion chamber (U) wastes valuable space that is reserved for the filter bed. This diversion or bypass also has a disadvantageous effect on the overall air resistance of the filter, which contributes to increasing the pressure loss. Furthermore, a reduction in the size of the compact filter in relation to the external diameter, which is associated with the reduction in the size of the cylindrically arranged filter beds (gas and suspended matter filter bed), is not possible with this filter concept without a loss of adsorption performance.

Blatt 5Sheet 5

BeschreibungDescription

Es ist zwar bekannt, daß es Aktivkohle gibt, deren Adsorbtionsleistung gesteigert werden konnte.
Dieses geht jedoch nicht an der Tatsache vorbei, daß nach wie vor eine Mindestbettdicke der verwendeten Aktivkohle (K) vorhanden sein muß, um den in der Atemluft enthaltenen Schadstoffen genügend Zeit, sprich Verweilzeit, zur Anlage-rung zu geben.It is known that there are activated carbons whose adsorption performance could be increased.
However, this does not ignore the fact that a minimum bed thickness of the activated carbon (K) used must still be present in order to give the pollutants contained in the breathing air sufficient time, i.e. residence time, to settle.

Bezugnehmend auf das Schwebstoffilter und eine Reduzierung des Filteraußendurchmessers bei gleichbleibender zu filternder Luftmenge läßt sich das gefaltete Schwebstoffilter (A) in seiner jetzigen Position (Fig. 1) in seiner Falthöhe nicht mehr verkleinern, da dieses sonst zu einer Verringerung der Filterfläche und einer Erhöhung des Luftwiderstandes führen würde.With regard to the HEPA filter and a reduction of the filter outer diameter while maintaining the same amount of air to be filtered, the folded HEPA filter (A) in its current position (Fig. 1) can no longer be reduced in its folding height, as this would otherwise lead to a reduction of the filter surface and an increase in air resistance.

Erfindungsgemäß wird erreicht, daß durch Änderung der Anordnung der Filterstufen , d.h. durch Verlegung des gefalteten Schwebstoffilters (A) von der herkömmlichen inneren Plazierung im Kompaktfilter (Fig. 1) auf den äußeren Durchmesser des Kompaktfilters (Fig. 2a und 2b) die Proportionen der Filterstufen zueinander verändert werden können. Die Anzahl der Faltungen des Schwebstoffilters kann nun aufgrund des gegebenen größeren Raumdurchmessers erhöht werden. Als Ausgleich der hinzugewonnenen größer gewordenen Schwebstoffilterflache wird eine Verringerung der Faltenhöhe vorgenommen. Durch diese kunstruktive Änderung wird die Filterbettiefe, gleich Faltenhöhe, bei gleichbleibender Schwebstoffilterflache verkleinert. Der jetzt gewonnene Raum kann nun dem Filterbett des Gasfilters zugeschlagen werden.According to the invention, the proportions of the filter stages to one another can be changed by changing the arrangement of the filter stages, ie by moving the folded HEPA filter (A) from the conventional internal placement in the compact filter (Fig. 1) to the external diameter of the compact filter (Fig. 2a and 2b). The number of folds in the HEPA filter can now be increased due to the larger space diameter. To compensate for the increased HEPA filter area, the fold height is reduced. This structural change reduces the depth of the filter bed, which is equal to the fold height, while the HEPA filter area remains the same. The space now gained can now be added to the filter bed of the gas filter.

Blatt 6 BeschreibungSheet 6 Description

Das Gasfilter (K) , welches aus geschütteter Aktivkohle besteht, wird nun um den freigewordenen Raum erweitert, so daß für die optimale Adsorbtion von giftigen Gasen trotz Verkleinerung des gesamten Kompaktfilters die Kohlebettiefe erhalten bleiben kann.The gas filter (K), which consists of poured activated carbon, is now expanded to include the freed-up space so that the carbon bed depth can be maintained for optimal adsorption of toxic gases despite the reduction in size of the entire compact filter.

Bezugnehmend auf die bereits bekannten Filter (Fig. 1) , die intern eine zusätzliche Umlenkung (U) aufweisen, wird bei dieser Erfindung durch Wegfall der Umlenkung dafür gesorgt, daß durch diese Platzeinsparung bezogen auf die Filterlänge, dieser Platzgewinn dem Filterbett hinzugeschlagen werden kann (Fig. 2a).
Dieses wird erreicht, indem auf eine mittig in der Stirnwand der bereits bekannten Kompaktfilter gegründete Lufteintrittsöffnung verzichtet wird (Fig. 1, LE).With reference to the already known filters (Fig. 1), which have an additional internal deflection (U), in this invention, by eliminating the deflection, it is ensured that this space saving in relation to the filter length can be added to the filter bed (Fig. 2a).
This is achieved by omitting an air inlet opening located centrally in the front wall of the already known compact filters (Fig. 1, LE).

Anstelle dieser Eintrittsöffnung werden am äußeren Stirnwandrand (Fig. 2a und 2b, Sl) mehrere Eintrittsöffnungen (Eö) gegründet, welche vor der Schwebstoffilterebene (A) plaziert sind. Die Anzahl der Öffnungen sind so bemessen, daß die freie Eintrittsfläche im Vergleich zur Einloch-Eintrittsöffnung (LE) gleich bleibt oder größer werden kann. Weiterhin wird erreicht, daß durch Wegfall der zusätzlichen Umlenkung (Fig. 1) über die Umlenkkammer (U) die Fertigungskosten für dieses zylindrische Filter sich um ca. 30 % reduzieren.Instead of this inlet opening, several inlet openings (Eö) are created on the outer edge of the front wall (Fig. 2a and 2b, Sl), which are placed in front of the suspended matter filter level (A). The number of openings is such that the free inlet area remains the same or can be larger than that of the single-hole inlet opening (LE). Furthermore, by eliminating the additional deflection (Fig. 1) via the deflection chamber (U), the manufacturing costs for this cylindrical filter are reduced by around 30%.

Eine weitere Verringerung des inneren Luftwiderstandes ist zusätzlich möglich, wenn der Platz, der durch Aufhebung der bisher verwendendeten Umlenkkammer (U) frei wird, zur Verlängerung der Filterbetten genutzt wird.A further reduction in the internal air resistance is also possible if the space freed up by removing the previously used deflection chamber (U) is used to extend the filter beds.

Blatt 7Sheet 7

BeschreibungDescription

Dieses hätte wiederum den Vorteil der Vergrößerung der Filterbetten und der Verringerung der Anströmgeschwindigkeit. This would in turn have the advantage of enlarging the filter beds and reducing the flow velocity.

Eine weitere Verbesserung bezogen auf die unvermeidbare Schrumpfung des Aktivkohlebettes wird erfindungsgemäß in der stirnseitigen Druckausübung gesehen (Fig. 3a und 3b) .A further improvement with regard to the unavoidable shrinkage of the activated carbon bed is seen according to the invention in the application of pressure at the front (Fig. 3a and 3b).

Es ist bekannt, daß die Aktivkohle (K) unter Ausübung von Druck in das Filterbett in komprimierter Form eingebracht wird. Weiterhin ist bekannt, daß während des Transportes und beim Ein- und Auslagern der Filter sowie während des Einsatzes besonders in mobilen Schutzräumen eine Aufhebung der Komprimierung des Kohlebettes festgestellt wurde. Begründet ist dieser Vorgang durch die äußeren Einwirkungen wie Rütteln, Stoßen, Schwingungen usw., denen das Filter ausgesetzt ist. Die einzelnen Kohlekörner verändern dabei ihre Position, reiben aneinander, verändern ihre äußere Struktur, besonders bei Verwendung von gebrochener Kohle, und rücken somit dichter zusammen. Dieses hat dann zur Folge, daß je nach Lage des Kompaktfilters feinste Freiräume z.B. zwischen Kohlebett und Zylinderstirnwandung entstehen, durch die ungefilterte Luft in den zu schützenden Raum gelangt. Um diesem Vorgang etwas entgegenzusetzen, werden Federelemente (Fig. 3a) auf der Innenseite der Filterstirnwand, der dem Kohlebett zugewandten Seite, angebracht. Diese Federelemente sind ihrerseits so konzipiert, daß sie während des Zusammenbaus des Filters keinen Druck oder nur gringen Druck auf das Kohlebett ausüben.It is known that the activated carbon (K) is introduced into the filter bed in a compressed form by applying pressure. It is also known that during transport and when storing and retrieving the filters, as well as during use, particularly in mobile shelters, a loss of compression of the carbon bed has been observed. This process is due to the external influences such as shaking, impact, vibrations, etc. to which the filter is exposed. The individual carbon grains change their position, rub against each other, change their external structure, particularly when broken carbon is used, and thus move closer together. This then results in the smallest of free spaces being created, depending on the position of the compact filter, e.g. between the carbon bed and the cylinder front wall, through which unfiltered air enters the room to be protected. In order to counteract this process, spring elements (Fig. 3a) are attached to the inside of the filter front wall, the side facing the carbon bed. These spring elements are designed in such a way that they exert no or only minimal pressure on the carbon bed during assembly of the filter.

Blatt 8Sheet 8

BeschreibungDescription

Die Federelemente selbst sind mittels Klebstoff zur optimalen Sicherheit und zur Vermeidung von Bypässen gasdicht mit der Stirnseite verbunden. Nach Fertigstellung des Filters wird dann die Federspannkraft der Federelemente (Fig. 3b) durch Druckausübung mittels einer Schraube (B), die ihrerseits auf eine Druckfeder (F) wirkt, hergestellt, so daß ständig Druck auf das FiI-terbett ausgeübt wird. Hiermit wird erreicht, daß bei der zuvor beschriebenen Schrumpfung des Aktivkohlebettes die Federelemente nachrücken und die Freiraumbildung zwischen Aktivkohlebett (K) und den Zylinderstirnseiten (Sl, S2) oder zwischen Aktivkohlebett (K) und den Trennwänden (T) unterbunden wird.The spring elements themselves are connected to the front face in a gas-tight manner using adhesive for optimum safety and to avoid bypasses. After the filter has been completed, the spring tension of the spring elements (Fig. 3b) is then created by exerting pressure using a screw (B), which in turn acts on a compression spring (F), so that pressure is constantly exerted on the filter bed. This ensures that the spring elements move forward during the previously described shrinkage of the activated carbon bed and the formation of free space between the activated carbon bed (K) and the cylinder front faces (S1, S2) or between the activated carbon bed (K) and the partition walls (T) is prevented.

Blatt PositionsbenennungPosition naming sheet

LE = LufteintrittLE = Air inlet

LA = LuftaustrittLA = Air outlet

Lö = LufteintrittsöffnungenLö = Air inlet openings

M = Zylindermantel 10M = cylinder jacket 10

51 = erste Stirnseite (Lufteintrittsseite)51 = first front side (air inlet side)

52 = zweite Stirnseite (Luftaustrittsseite) T = Trenn- bzw. Stützwände durchlässig52 = second front side (air outlet side) T = permeable partition or supporting walls

,c U = Umlenkkammer Ib, c U = deflection chamber Ib

K = Kohlebett-KohlefilterK = Carbon bed carbon filter

A = Aerosol- bzw. SchwebstoffilterA = Aerosol or suspended matter filter

W = AbstandsstegeW = spacer bars

G = ManschetteG = cuff

D = Dicht- oder GleitprofilD = sealing or sliding profile

R = DichtungR = Seal

F = DruckfederF = compression spring

B = DruckschraubeB = pressure screw

C = Druckring oder DruckplattenC = Pressure ring or pressure plates

Claims (1)

Blatt 1 SchutzansprücheSheet 1 Protection claims 1. Vorrichtung zur Filterung von verstrahlten und giftigen Aerosolen und schädlichen Gasen, welche in der Atemluft enthalten sein können und vor denen Personen in mobilen oder stationären Schutzräumen geschützt werden sollen, die mittels einer Schutzbelüftungsanlage mit dazugehörigem Filter, vorzugsweise einem zylindrischen Kompaktfilter, in dem die schädliche Atemluft gereinigt wird, versorgt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Filter mehrere in Reihe geschaltete Filterstufen in zylindrischer1. Device for filtering irradiated and toxic aerosols and harmful gases which may be contained in the breathing air and from which persons in mobile or stationary shelters are to be protected, which are supplied by means of a protective ventilation system with an associated filter, preferably a cylindrical compact filter in which the harmful breathing air is cleaned, characterized in that the cylindrical filter has several filter stages connected in series in a cylindrical Anordnung aufweist, die von der zu reinigenden Luft von der äußeren Filterstufe an beginnend bis zur Mitte des zylindrischen Filters durchströmt werden.arrangement through which the air to be cleaned flows from the outer filter stage to the middle of the cylindrical filter. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erste äußere Filterstufe ein gefaltetes Schwebstoff- bzw. Aerosolfilterpapier in zylindrischer Form und2. Device according to claim 1, characterized in that the first outer filter stage is a folded suspended matter or aerosol filter paper in cylindrical form and als zweite Filterstufe ein Aktivkohlefilter, welches durch luftdurchlässige Stützwände stabilisiert wird, eingebunden ist.As a second filter stage, an activated carbon filter is integrated, which is stabilized by air-permeable supporting walls. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckausübung auf die zweite Filterstufe an einer sowie auch an beiden Stirnseiten des zylindrischen Filters3. Device according to claim 2, characterized in that for exerting pressure on the second filter stage on one as well as on both end faces of the cylindrical filter Federelemente eingebunden sind, die auf das sogenannte Kohlebett selbsttätig einen Druck ausüben, oder daß diese Federelemente durch manuelle Betätigung in ihrer Federkraft (Anpreßkraft) veränderbar sind.Spring elements are integrated which automatically exert pressure on the so-called carbon bed, or that these spring elements can be changed in their spring force (contact pressure) by manual operation. Blatt 2page 2 SchutzansprücheProtection claims 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitige Lufteintrittsseite oder der Zylindermantel mehrere Eintrittsöffnungen aufweist, die vor der ersten Filterstufe angeordnet sind.5. Device according to claim 1, characterized in that the front air inlet side or the cylinder jacket has several inlet openings which are arranged in front of the first filter stage. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Filter gasdicht ummantelt ist, und daß im Inneren keine zusätzlichen Umlenkungen außer der Filterstufe selbst vorhanden sind.6. Device according to claim 1, characterized in that the cylindrical filter is encased in a gas-tight manner and that there are no additional deflections inside other than the filter stage itself. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile des Filters vorzugsweise durch Verkleben oder durch Verschweißen verbunden sind und mittels Schrauben bzw. Gewindestangen von Stirnseite zu Stirnseite unter Vorspannung gehalten werden.7. Device according to claim 1, characterized in that the individual parts of the filter are preferably connected by gluing or by welding and are held under prestress from end to end by means of screws or threaded rods. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylindermantel mit einer oder mehreren umlaufenden Manschetten umhüllt ist, in der eine oder mehrere Dichtungsprofile und/oder Gleitprofile eingebunden sind.8. Device according to claim 6, characterized in that the cylinder jacket is covered with one or more circumferential sleeves in which one or more sealing profiles and/or sliding profiles are integrated. Blatt 3Sheet 3 SchutzansprücheProtection claims 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung des zylindrischen Filters einschließlieh der umlaufenden Flächen der Stirnseiten mit einer festhaftenden Gleitbeschichtung ausgestattet sind.9. Device according to claim 1, characterized in that the casing of the cylindrical filter including the circumferential surfaces of the end faces are provided with a firmly adhering sliding coating. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Stirnseiten mit einem Dichtungsprofil ausgestattet sind, die je nach Größenordnung der Stirnseite und Zielsetzung der Abdichtung und Anbindung an andere Gerätschaften wahlweise plaziert sind.10. Device according to claim 1, characterized in that one or both end faces are equipped with a sealing profile, which is optionally placed depending on the size of the end face and the objective of sealing and connection to other equipment.
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