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Dokumentenidentifikation DE202007012997U1 03.01.2008
Titel Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial
Anmelder Höckh Metall-Reinigungsanlagen GmbH, 75305 Neuenbürg, DE
Vertreter Patentanwälte Reinhardt & Pohlmann Partnerschaft, 75172 Pforzheim
DE-Aktenzeichen 202007012997
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 03.01.2008
Registration date 29.11.2007
Application date from patent application 17.09.2007
IPC-Hauptklasse B01D 46/42(2006.01)A, F, I, 20070917, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B01D 46/04(2006.01)A, L, I, 20070917, B, H, DE   B01D 41/02(2006.01)A, L, I, 20070917, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial, wobei die Vorrichtung eine zumindest erste Fluidleitung umfasst, welche mit einem Behälter, der zumindest teilweise das Filtermaterial beinhaltet, funktionell verbindbar ist, nach dem Oberbegriff des ersten unabhängigen Anspruchs.

Zur Reinigung von Fluiden wie Ablüften, Wasser etc. wird im Stand der Technik Aktivkohle verwendet. An der großen Oberfläche der Aktivkohle setzen sich in dem Fluid mitbewegte und/oder gelöste Schadstoffe an und werden so aus dem Fluid herausgefiltert. Durch das Ablagern der Schadstoffe nimmt jedoch die Filterleistung der Aktivkohle ab, sodass die Aktivkohle nach einem gewissen Zeitraum ausgewechselt und/oder regeneriert werden muss.

Große, leistungsfähige Produktionsanlagen verfügen in der Regel über vollautomatische Aktivkohleadsorber mit einer integrierten Regenerationseinheit. Dies ist jedoch mit hohen Investitionen verbunden, da für jede Anlage eine eigene Regenerationsvorrichtung bereit gestellt werden muss.

Insbesondere Kleinanlagen oder nachgerüstete Altanlage arbeiten mit Einwegadsorbern. Diese Adsorber weisen einen wechselbaren Behälter, hier als Filterbehälter bezeichnet, auf, in dem sich die Aktivkohle als Filtermaterial befindet. Durch die Aktivkohle wird die Abluft hindurchgeleitet, sodass sich die in der Abluft befindlichen Verunreinigungen, insbesondere Lösungsmittel, an der Oberfläche der Aktivkohle anlagern. Ist nun die Aktivkohle erschöpft, nimmt also die Filterleistung der Aktivkohle ab, da die Oberfläche der Aktivkohle mit den Verunreinigungen besetzt ist, so wird der gesamte Behälter ausgetauscht.

In der Regel wird ein solcher Behälter und die darin befindliche Aktivkohle dann durch ein Entsorgungsunternehmen entsorgt und evtl. recycled. Dies ist jedoch kostenintensiv.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereit zu stellen, die es erlaubt, bequemer und/oder kostengünstiger Filtermaterialen regenerieren zu können.

Die Aufgabe wird gelöst durch den unabhängigen Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen, in der Beschreibung und in den Zeichnungen.

Insbesondere wird die Aufgabe durch eine Regenerationsvorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial gelöst, welche eine zumindest erste Fluidleitung umfasst und mit einem Filterbehälter, der zumindest teilweise das Filtermaterial beinhaltet, funktionell verbindbar ist, wobei die Fluidleitung zumindest ein Verbindungsmittel aufweist, dass ein lösbares Verbinden der Fluidleitung mit dem Filterbehälter ermöglicht.

So wird es möglich, die Regenerationsvorrichtung zeitweilig an einem entsprechenden Filterbehälter anzuschließen und die in dem Behälter beinhalteten Filtermaterialien zu regenerieren. Ist der Regerationsprozess abgeschlossen, so kann die Regenerationsvorrichtung von dem Filterbehälter abgekoppelt werden und ein weiterer Behälter an die Regenerationsvorrichtung angeschlossen werden. Dies ermöglicht eine Regenerationsvorrichtung für mehrere Behälter bereitzustellen und so die Kosten für die Regeneration des Filtermaterials zu senken.

Dabei ist es nicht unbedingt notwendig, dass die Regenerationsvorrichtung direkt mit dem Filterbehälter verbunden ist. So kann insbesondere die Vorrichtung zum Beispiel über weitere Zuführungen mit dem Behälter verbunden sein. Auch ist es durchaus denkbar, dass das in der Zuführung geführte Fluid durch zum Beispiel eine (semi-) permeable Membran von dem Filtermaterial getrennt ist.

Unter einem Fluid wird in dieser Anmeldung auch ein Fluidgemisch verstanden.

Auch ist es nicht notwendig, obwohl es durchaus bevorzugt ist, den Behälter vor dem Regenerationsprozess von der Filtervorrichtung zu trennen, vielmehr kann der Behälter auch während des Regenerationsvorgangs in der Filtervorrichtung verbleiben.

Wird der Filterbehälter für den Zeitraum des Regenerationsprozesses von der Filtervorrichtung getrennt, so können die Öffnungen des Filterbehälters, die dazu dienen das Filtermaterial der Filtervorrichtung zugänglich zu machen, verwendet werden, um das Filtermaterial der Regenerationsvorrichtung zugänglich zu machen.

Jedoch können auch davon verschiedene Öffnungen verwendet werden, die insbesondere verschließbar sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform führt die erste Fluidleitung das Fluid aus dem Behälter der Regenerationsvorrichtung zu. Das Fluid, das der Regenerationsvorrichtung zugeführt wird, beinhaltet bevorzugt die vom Filtermaterial abgelösten Substanzen. Obwohl das Fluid in einer bevorzugten Ausführungsform so ausgebildet ist, dass es sowohl die Verunreinigung von der Aktivkohle ablöst, als auch der Regenerationsvorrichtung zuführt, ist es auch möglich, durch ein Fluid die Verunreinigung zu lösen und durch ein zumindest zweites den Transport zumindest teilweise vorzunehmen.

Obwohl es möglich ist über die erste Fluidleitung sowohl ein Fluid der Regenerationsvorrichtung zuzuführen, als auch ein Fluid von der Regenerationsvorrichtung zum Filterbehälter zu führen, ist es bevorzugt, dass die Vorrichtung zur Regeneration eine zumindest zweite Fluidleitung aufweist, die das Fluid dem Filtermaterial zuführt. Somit kann gleichzeitig über die zweite Fluidleitung ein Fluid dem Filtermaterial zugeleitet werden, während über die erste Fluidleitung das Fluid, das mit abzuleitenden Substanzen beladen ist, vom Filtermaterial weggeführt wird. Dadurch kann das Filtermaterial schneller regeneriert und ein Umströmen des Filtermaterials mit dem Fluid bei einer angemessenen Anordnung der Fluidzuleitung und Fluidableitung gewährleistet werden.

Bevorzugt ist zumindest eine der Fluidleitungen zumindest teilweise flexibel ausgestaltet. So ist es möglich die Fluidleitung als Kunststoffschlauch und/oder Metallschlauch auszubilden, auch kann Fluidleitung mehrere Gelenke aufweisen, so dass die Fluidleitung flexibel gehandhabt werden kann. Durch diese flexible Handhabung der zumindest einen Fluidleitung können die, am Ende der Fluidleitung angeordneten Anschlüsse flexibel positioniert werden und so den Positionen der entsprechenden Anschlusstücke, die zum Beispiel an dem das Filtermaterial beinhaltenden Behälter und/oder an weiteren Fluidleitungen angeordnet sind, angepasst werden. So können verschieden ausgeformte Behälter an die Regenerationsvorrichtung angeschlossen werden. Bevorzugt sind dabei sowohl die Fluidzuläufe als auch die Fluidabläufe flexibel.

Bevorzugt ist Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial mobil ausgestaltet.

Als mobil ausgestaltet wird in der Anmeldung eine Vorrichtung bezeichnet, die mittels allgemein verfügbarer Transportmittel, wie Gabelstapler, LKW etc., bewegt werden kann. Insbesondere ist die Regenerationsvorrichtung nicht schwerer als zwei Tonnen, bevorzugt nicht schwerer als eine Tonne. Bevorzugt ist die Regenerationsvorrichtung nicht permanent am Untergrund angebracht. Insbesondere bevorzugt ist die Regenerationsvorrichtung ohne weitere Befestigungsmittel auf dem Untergrund platziert.

Die Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial weist in einer Ausgestaltung Ausmaße kleiner als 2 × 3 × 3 Meter, bevorzugt kleiner als 1 × 1, 5 × 2 Meter, auf. So ist die Regenerationsvorrichtung einfach zu transportieren und kann ohne großen Aufwand zu den jeweiligen Filterbehältern und/oder Filtervorrichtungen gebracht werden.

Die Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial kann zumindest ein Mittel beinhalten, dass die Bewegung der Vorrichtung erleichtert. Ein solches Mittel kann Gleitschienen, Räder, Ketten, Rollen, etc. umfassen. Dieses Mittel ist bevorzugt an der Unterseite der Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial angebracht, sodass die Vorrichtung leicht bewegt werden kann.

Weiter kann zumindest ein solches Mittel zur Erleichterung der Bewegung der Vorrichtung mit einem oder mehreren Antriebsmotoren gekoppelt sein.

Bevorzugt ist die Regenerationsvorrichtung insbesondere dazu geeignet, ein Filtermaterial wie Aktivkohle zu regenerieren. An Aktivkohle lagern sich während des Filterprozesses ausgefilterte Substanzen an, die mittels eines weiteren Fluids, dass die Aktivkohle umstreicht, von der Aktivkohle abgelöst werden können und zu einer Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial transportiert werden können. Jedoch ist auch die Regeneration anderer Filtermaterialien durch eine solche Regenerationsvorrichtung denkbar.

Bevorzugt weist das Verbindungsmittel, das an zumindest eine, bevorzugt alle Fluidleitungen angeordnet ist, zumindest eine Schnellkupplung auf. Solche Schnellkupplungen sind geeignet, eine temporäre Verbindung, die insbesondere auch fluiddicht ist, zwischen zwei Leitungen herzustellen. Durch die Verwendung von Schnellkupplungen wird es möglich, schnell eine lösbare Verbindung zwischen der Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial und dem Behälter, der das Filtermaterial enthält, herzustellen.

Unter Schnellkupplungen werden hier Kupplungen verstanden, welche die Fluidleitung mit einer weiteren Fluidleitung und/oder dem Filterbehälter verbinden und werkzeuglos geöffnet und/oder geschlossen werden können. Solche Schnellkupplungen sind zum Beispiel Kupplungen gemäß dem Prinzip des Bajonettverschlusses, aber auch Schraubkupplungen etc.

Bevorzugt weist die Regenerationsvorrichtung ein Kondensor auf, der zumindest mit einer Fluidleitung funktionell verbunden ist. In diesem Kondensor wird das Fluid, das mit dem aus der Filtervorrichtung transportierten Substanzen beladen ist, abgekühlt, sodass insbesondere sich die aus der Filtervorrichtung transportierten Substanzen verflüssigen und absetzten. So können zum Beispiel Lösungsmittel, die von der Aktivkohle abgelöst worden sind, in dem Kondensor verflüssigt und dort gesammelt werden.

Bevorzugt ist das von der Regenerationsvorrichtung zur Regeneration des Filtermaterials verwendete Fluid ein Gas, insbesondere Luft. Gas lässt sich einfach durch das Filtermaterial hindurch leiten und nimmt dabei die Lösungsmittel in gasförmiger Form auf. Diese gasförmigen Lösungsmittel werden dabei in Richtung der Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial geleitet und dort eventuell durch einen vorhandenen Kondensor kondensiert. Dies ermöglicht das Lösungsmittel zu sammeln und eventuell in einem späteren Schritt wieder zu verwenden.

Bevorzugt weist die Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial einen Erhitzer auf, der geeignet ist, das Fluid zu erhitzen und funktionell mit der zumindest zweiten Fluidleitung verbunden ist. So kann das Fluid, das der Filtervorrichtung zugeführt wird, auf eine Temperatur von 80-200°C erhitzt werden. Bei dieser Temperatur wird einerseits die Aktivkohle nur zu einem geringen Teil und/oder überhaupt nicht zersetzt, jedoch die Lösungsmittel von der Aktivkohle abgelöst.

Insbesondere kann eine Kühlung des Kondensors, die Erwärmung des Fluids, der Druck des Fluids und/oder die Betriebsdauer durch eine Steuerung gesteuert werden, um eine besonders schonende und/oder sparsame Regeneration des Filtermaterials zu ermöglichen.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Im Weiteren wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial.

Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie die jeweiligen Verfahrensschritte beschränkt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas Anderes deutlich macht.

Die Vorrichtung 1 zur Regeneration von Filtermaterial, weist als Fluidleitung eine Luftleitung 2 auf. Die Luftleitung ist dabei mit Schnellkupplungen 3 und 3' mittels eines flexiblen Schlauchs 4 an einen Aktivkohlebehälter 5 angeschlossen. Der Aktivkohlebehälter ist mit einer Wärmeisolierung 6 versehen, um die durch die Luft eingebrachte Wärme zu erhalten. Die Luftleitung 2 ist mit einem Kondensor 7 verbunden, in dem die zugeführte Luft über eine Kühlung 8, insbesondere ein Kühlaggregat, eine Luftkühlung, Wasserkühlung, Flüssigstickstoff-Kühlung und/oder Vergleichbares, abgekühlt wird, sodass das in der Luft enthaltene Lösungsmittel kondensiert und in einem Kondensatsammler gesammelt. Der Kondensatsammler ist dabei durch eine Kopplung, wie ein Ventil und/oder eine selbstschließende Schnellkupplung mit einem Lösungsmittelsammelbehälter 9 verbunden. So läuft bei geöffnetem Ventil das gesammelte Kondensat in den Lösungsmittelsammelbehälter 9. Die von dem Lösungsmittel zumindest teilweise gereinigte Luft wird weiter an ein Gebläse geleitet, das die Luft zum Erhitzer 11 transportiert. Der Erhitzer 11 erhitzt den Luftstrom mittels elektrischer Heizschlangen, der anschließend über die Fluidleitung 12, der Schnellkupplungen 13 und 13' und dem flexiblen Schlauch 14 an den Aktivkohlebehälter 5 transportiert.

Die Vorrichtung wird wie folgt verwendet: Der Behälter 5, der die Aktivkohle umfasst, wird aus der zugehörigen Produktions- bzw. Filteranlage entfernt und die Vorrichtung 1 mittels der am Boden der Vorrichtung angeordneten Rädern 15 zum Behälter 5 transportiert. Die Vorrichtung 1 ist dabei so leicht, dass sie durch eine Person bewegt werden kann. Auch ist es möglich, die Vorrichtung 1, gerade über weitere Strecken mittels LKW oder Gabelstapler zu bewegen. Mittels Schlauchleitungen 4, 14 und Schnellkupplungen 3, 3', 13, 13' wird die Vorrichtung 1 an die Öffnungen des Behälters 5 mit dem Filtermaterial angeschlossen. Die flexiblen Leitungen 4, 14 können dabei Leitungen aus Kunststoff, Metall etc sein. Die Schnellkupplungen 3, 3', 13, 13' können Kupplungen sein, die mittels Schrauben verbunden werden, bevorzugt werden jedoch Kupplungen 3, 3', 13, 13' verwendet, die werkzeuglos getrennt und verbunden werden können. Auch ist es möglich Kupplungen zu verwenden bei denen die Kupplungsteile jeweils ein Gewinde aufweisen, die durch gegenseitiges Verschrauben verbunden werden.

Der Behälter 5 mit dem Filtermaterial wird mittels Dämmmaterial 6 gegen Wärmeverlust isoliert. In einem Automatikbetrieb bei dem ein Steuermodul die Steuerung der Vorrichtung 1 überwacht und steuert wird das Gebläse 10, der Erhitzer 11 und die Kühlung 8 gestartet und die Temperatur, mit der die Luft den Erhitzer 11 verlässt mittels Temperatursensoren kontrolliert.

Ist der Betrieb störungsfrei, erreicht die Luft nach dem Erhitzer eine Temperatur größer als 120°C, so wird das erhitzte Gas weiter durch das Filtermaterial geleitet, sodass das Gas das Filtermaterial umfließt. Das Gas löst zum Teil das Lösungsmittel aus der Aktivkohle heraus und transportiert dies zum Kondensor 7, wo große Teile des Lösungsmittels auskondensieren. Ist das Lösungsmittel zum Großteil aus der Aktivkohle gelöst und fällt deshalb beim Kondensor 7 kein oder nur wenig weiteres Lösungsmittel an, wird der Regenerationsvorgang abgeschlossen und der Erhitzungsvorgang beendet. Das Gebläse 10 und die Kühlung 8 bleiben jedoch für eine weitere Zeitdauer aktiv, um die Kohle wieder auf Betriebstemperatur abzukühlen. Auch kann in der Abkühlphase die Laufrichtung des Gebläses verändert werden, um die Strömungsrichtung des Gases umzukehren und ein Abkühlen der Aktivkohle zu erreichen. Ein Abschalten des Erhitzers ist dann nicht notwendig. Danach wird das Kälteaggregat 8, das Gebläse 10 und evtl. der Erhitzer abgestellt und eine Meldung „Regeneration beendet" dem Betreiber ausgegeben. Nach dieser Meldung können die Schläuche 4, 14 vom Behälter 5 für Filtermaterial abgenommen, der Lösungsmittelsammelbehälter 9, in den das Lösungsmittel aus dem Kondensor 7 gesammelt wurde, entleert und eventuell der Atemluftfilter 16 ersetzt werden. Der Atemluftfilter 16 ist dabei dem Luftkreislauf zugeordnet und filtert die Luft, die aus dem Kreislauf in die Umgebung austritt. Obwohl der Atemluftfilter 16 dem Kondensor 7 nachgeschaltet ist, kann die dort transportierte Luft noch Lösungsmittel enthalten, die durch den Atemluftfilter ausgefiltert werden, bevor diese Luft in die Umgebung abgegeben wird.

1
Vorrichtung zur Regeneration von Filtermaterial
2
Fluidleitung
3
Schnellkupplung
4
Flexibler Schlauch
5
Aktivkohlebehälter
6
Wärmeisolierung
7
Kondensor
8
Kälteaggregat
9
Lösungsmittelsammelbehälter
10
Gebläse
11
Erhitzer
12
Fluidleitung
13
Schnellkupplung
14
Flexible Leitung
15
Rad
16
Atemluftfilter


Anspruch[de]
Vorrichtung (1) zur Regeneration von Filtermaterial, wobei die Vorrichtung (1) eine zumindest erste Fluidleitung (2) umfasst, welche mit einem Behälter (5), der zumindest teilweise das Filtermaterial umfasst, funktionell verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (2) zumindest ein Verbindungsmittel (3) aufweist, das ein lösbares Verbinden der Fluidleitung (2) mit dem Behälter (5) ermöglicht. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet dass die Vorrichtung (1) so ausgebildet ist, dass die erste Fluidleitung (2) das Fluid der Vorrichtung (1) zuführt. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine zumindest zweite Fluidleitung (12) aufweist, die das Fluid dem Filtermaterial zuführt. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Fluidleitungen (2, 12) zumindest teilweise flexibel ausgestaltet ist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mobil ausgestaltet ist. Vorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ein Fortbewegungsmittel aufweist. Vorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zumindest ein Rad aufweist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial Aktivkohle umfasst. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (3, 13) zumindest eine Schnellkupplung aufweist. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) einen Kondensor (7) umfasst, der zumindest mit der zumindest einen Fluidleitung (2, 12) funktionell verbunden ist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein Gas, insbesondere Luft, ist. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Erhitzer (11) aufweist zum Erhitzen des Fluids und der Erhitzer (11) funktionell mit der zumindest zweiten Fluidleitung (12) verbunden ist.






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