DE19612592C2 - Verfahren zur Herstellung eines Adsorber-Filterkörpers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Filterkörpers aus miteinander durch einen Klebstoff fest verbundenen Adsorberpartikeln, der mit Durchgangskanälen ausgebildet ist.

Filterkörper aus Adsorberpartikeln werden bislang in einem Extrusionsverfahren hergestellt, wie bspw. in der EP 0 492 081 A1 beschrieben wird. Zu diesem Zweck müssen die Adsorberpartikel mit einem Plastifizierungsmittel vermischt werden. Dieses bekannte Verfahren bedingt eine Extrusionsvorrichtung, die in ihrer Anschaffung teuer ist. Zur Produktion relativ kleiner Stückzahlen von mit Durchgangskanälen ausgebildeten Filterkörpern aus Adsorberpartikeln ist eine derartige Extrusionsvorrichtung also nicht geeignet, weil ihr Anschaffungspreis den Stückpreis der besagten Filterkörper zu stark beeinflussen würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem auf einfache Weise sehr preisgünstig mit Durchgangskanälen ausgebildete Adsorber-Filterkörper herstellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mit Durchgangslöchern versehenes Bodenelement verwendet wird, durch dessen Durchgangslöcher Nadeln durchgesteckt werden, welche die Durchgangslöcher abschließen, wobei die Nadeln in einen durch das Bodenelement begrenzten Gehäuseraum hineinragen, daß in den Gehäuseraum anschließend die Adsorberpartikel eingefüllt werden, wobei die Nadeln mit Endabschnitten aus dem Adsorberpartikelbett herausstehen, daß dann die Adsorberpartikel durch den Klebstoff zum Filterkörper verfestigt werden, und daß danach die Nadeln aus dem Filterkörper herausgezogen werden. Die Durchgangslöcher im Bodenelement weisen einen lichten Querschnitt auf, der an den Querschnitt der Nadeln eng toleriert angepaßt ist. Die besagten Querschnitte können rund oder mehreckig gestaltet sein. Runde Querschnitte weisen den Vorteil einfacher und preisgünstiger Realisierung auf. Die Nadeln können entlang ihrer Längserstreckung auch mit einem variablen Querschnitt gestaltet sein. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Nadeln oberflächlich bspw. mit Teflon o. dgl. zu beschichten, um ein Anhaften von Adsorberpartikeln bzw. Kleber zu vermeiden oder zumindest derart zu reduzieren, daß eine problemlose Entfernung der Nadeln möglich ist.

Zur Festlegung des Gehäuseraums, d. h. des Adsorberpartikelbettes kann eine umlaufende Seitenwand verwendet werden, die vom Bodenelement nach oben steht. Diese umlaufende Seitenwand kann mit dem Bodenelement einstückig verbunden sein, es ist jedoch auch möglich, daß die umlaufende Seitenwand ein vom Bodenelement getrenntes Teil bildet. Im zuerst genannten Falle können das Bodenelement und die umlaufende Seitenwand einen Behälter bilden, der wiederholt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anwendung gelangt, es ist jedoch auch möglich, daß die umlaufende Seitenwand jeweils nur einmal zur Anwendung gelangt, d. h. nach der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem Filterkörper fest verbunden bleibt und somit einen Gehäusemantel des Adsorber-Filterkörpers bildet.

Um den erfindungsgemäß hergestellten Adsorber-Filterkörper nicht nur an seiner Mantelfläche mit einem Gehäuseteil auszubilden, sondern auch an seinen beiden voneinander abgewandten Stirnflächen, ist es auch möglich, vor dem Einbringen der Adsorberpartikel in den Behälter auf dem von den Nadeln durchdrungenen Bodenelement bspw. eine Lage aus einem aushärtenden Kunstharz vorzusehen, im Anschluß daran dann die Adsorberpartikel in den Behälter einzubringen und auf dem Adsorberpartikelbett unmittelbar anschließend eine zweite Kunstharzlage vorzusehen, wobei sich die Nadeln durch die beiden Kunstharzlagen und das Adsorberpartikelbett hindurcherstrecken. Nach dem Aushärten der Kunstharzlagen werden die Nadeln aus dem Filterkörper und aus dem Bodenelement wieder herausgezogen, so daß sich der fertige, allseitig mit einem Gehäuse versehene Adsorber-Filterkörper mit Durchgangskanälen ergibt.

Um den das Adsorberpartikelbett begrenzenden und festlegenden Behälter problemlos mit Adsorberpartikeln befüllen zu können, ist es zweckmäßig, wenn die Nadeln von der Unterseite des Behälters durch die Durchgangslöcher im Behälter-Bodenelement durchgesteckt werden. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Einrichtung verwendet werden, bei welcher die Nadeln von einer Nadelplatte wegstehen, wobei die Verteilung der Nadeln an der Nadelplatte der Verteilung der Durchgangslöcher im Bodenelement des Behälters entspricht. Eine derartige Nadelplatte ist einfach und preisgünstig realisierbar und einfach handhabbar, weil die Nadeln hierbei jederzeit in den Durchgangslöchern im Bodenelement verbleiben können.

Der Gehäuseraum kann entsprechend der gewünschten Dicke des Filterkörpers mit Adsorberpartikeln gefüllt werden. Das bedeutet, daß bei einer bestimmten vorgegebenen Höhenabmessung des Gehäuseraumes über dem Bodenelement jede beliebige Filterkörper-Dicke realisierbar ist, wobei die maximale Filterkörper-Dicke der vorgegebenen Höhe des Gehäuseraums entspricht.

Die zur Anwendung gelangenden Adsorberpartikel können pulverförmig und/oder granulatförmig und/oder kugelförmig sein. Ihre Größe kann bis ca. 1 mm betragen. Bei den Adsorberpartikeln kann es sich bspw. um Aktivkohlepartikel handeln. Pulver- bzw. granulatförmige Aktivkohlepartikel stehen vergleichsweise preisgünstig zur Verfügung.

Das Adsorberpartikelbett wird auf der vom Bodenelement entfernten Seite vorzugsweise zur Ausbildung einer ebenen Filterkörperfläche vereinheitlicht. Diese Vereinheitlichung kann bspw. durch einen Rüttelvorgang bewerkstelligt werden. Eine andere Möglichkeit der Vereinheitlichung besteht bspw. darin, auf dem Adsorberpartikelbett ein dem Durchgangslöcher aufweisenden Bodenelement entsprechendes Plattenelement mit gleichen Durchgangslöchern, durch welche sich die Nadeln hindurcherstrecken bzw. in welche sich die Nadeln zumindest hineinerstrecken, temporär anzuordnen und mit diesem Plattenelement das Adsorberpartikelbett geringfügig zusammenzudrücken, um eine entsprechende Vereinheitlichung zu bewirken.

Die Adsorberpartikel können vor dem Einbringen in den Behälter mit dem Klebstoff benetzt werden. Es ist auch möglich, mit den Adsorberpartikeln gemeinsam Klebstoffteilchen in den Behälter einzubringen, die bei erhöhter Temperatur schmelzen und die Adsorberpartikel miteinander zum Filterkörper vernetzen. Dabei kommt der Klebstoff in einer solchen Quantität zur Anwendung, daß die Adsorbereigenschaften der Adsorberpartikel durch den Klebstoff nicht merklich beeinträchtigt werden.

Die Verfestigung des Filterkörpers im Behälter erfolgt vorzugsweise bei erhöhter Temperatur, um die Reaktionsgeschwindigkeit des Klebers bzw. Kleber-Systems zu erhöhen und damit die Produktionszeiten zur Herstellung erfindungsgemäßer Adsorber-Filterkörper entsprechend zu reduzieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich nicht nur zur Herstellung von Adsorber-Filterkörpern in kleinen Stückzahlen bzw. Produktionsserien, sondern auch zur Herstellung größerer Stückzahlen, wenn bspw. ein Karussellprinzip zur Anwendung gelangt.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, sowie ein mit dieser Vorrichtung hergestellter Adsorber-Filterkörper sind in der Zeichnung dargestellt und werden nach folgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in einer Schnittdarstellung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Adsorber-Filterkörpers,

Fig. 2 in einer Schnittdarstellung einen Adsorber- Filterkörper, wie er mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 hergestellt wird, und

Fig. 3 einen Abschnitt einer Ansicht des Filterkörpers gemäß Fig. 2 in Blickrichtung des Pfeiles III.

Fig. 1 zeigt eine Nadelplatte 10, von der Nadeln 12 nach oben stehen. Die Nadeln 12 erstrecken sich durch Durchgangslöcher 14, die in einem Bodenelement 16 ausgebildet sind. Die Durchgangslöcher 14 weisen einen lichten Querschnitt auf, der an den Querschnitt der Nadeln 12 derartig angepaßt ist, daß die Nadeln 12 die Durchgangslöcher 14 abdichten.

Auf dem Bodenelement 16 ist eine umlaufende Seitenwand 18 angeordnet. Die Seitenwand 18 bildet mit dem Bodenelement 16 einen oberseitig offenen Behälter 20, der mit Adsorberpartikeln 22 bis zu einer bestimmten Höhe gefüllt wird. Die Nadelplatte 10 mit den Nadeln 12 ist in Bezug auf das Bodenelement 16 bzw. den Behälter 20 derartig positioniert, daß die Nadeln 12 mit ihrem von der Nadelplatte 10 entfernten Endabschnitt 24 aus dem Adsorberpartikelbett 26 vorstehen. Die Adsorberpartikel 22 sind mit einem Klebstoff benetzt, oder es werden die Adsorberpartikel 22 gemeinsam mit Klebstoffteilchen in den Behälter 20 eingebracht. Der Klebstoff dient dazu, die Adsorberpartikel miteinander zum Filterkörper 28 zu vernetzen. Nach diesem Vernetzen, d. h. nach der Verfestigung der Adsorberpartikel 22 zum fertigen formstabilen Adsorber- Filterkörper 28 wird die Nadelplatte 10 mit den Nadeln 12 in Richtung des Pfeiles 30 aus dem Filterkörper 28 heraus zurückgezogen, wonach der Filterkörpern 28 vom Bodenelement 16 entfernt wird. Die Fig. 2 zeigt einen solchermaßen hergestellten Adsorber-Filterkörper 28 mit seinen voneinander beabstandeten und zueinander parallel verlaufenden Durchgangskanälen 32. Bei dem in Fig. 2 gezeichneten Adsorber- Filterkörper 28 ist die Seitenwand 18 Bestandteil des Filterkörpers 28, d. h. mit diesem fest verbunden, sie bildet einen Gehäusesmantel des Adsorber-Filterkörpers 28. Die Seitenwand 18 kann bspw. auch von einem Textilmaterial gebildet sein, das mit dem Filterkörper 28 verklebt ist, sie kann jedoch auch integrales Bestandteil des Behälters 20 (sh. Fig. 1) sein.

Fig. 3 zeigt abschnittweise eine Frontansicht des Adsorber- Filterkörpers 28 mit voneinander beabstandeten und gleichmäßig verteilten Durchgangskanälen 32, die einen kreisrunden lichten Querschnitt besitzen. Die Durchgangskanäle 32 können jedoch auch mehreckig ausgebildet sein. Da Nadeln 12 runden Querschnitts am einfachsten herstellbar sind, sind Filterkörper 28 mit Durchgangskanälen 32 kreisrunden lichten Querschnitts relativ preisgünstig realisierbar.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines Filterkörpers (28) aus miteinander durch einen Klebstoff fest verbundenen Adsorberpartikeln (22), der mit Durchgangskanälen (32) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Durchgangslöchern (14) versehenes Bodenelement (16) verwendet wird, durch dessen Durchgangslöcher (14) Nadeln (12) durchgesteckt werden, welche die Durchgangslöcher (14) abschließen, wobei die Nadeln (12) in einen durch das Bodenelement (16) begrenzten Gehäuseraum hineinragen, daß in den Gehäuseraum anschließend die Adsorberpartikel (22) eingefüllt werden, wobei die Nadeln (12) mit ihren Endabschnitten (24) aus dem Adsorberpartikelbett (26) herausstehen, daß dann die Adsorberpartikel (22) durch den Klebstoff zum Filterkörper (28) verfestigt werden, und daß danach die Nadeln (12) aus dem Filterkörper (28) herausgezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung des Adsorberpartikelbettes (26) ein Behälter (20) mit einer umlaufenden Seitenwand (18) verwendet wird, die vom Bodenelement (16) nach oben steht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln (12) von der Unterseite des Behälters (20) durch die Durchgangslöcher (14) im Bodenelement (16) durchgesteckt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung verwendet wird, bei welcher die Nadeln (12) von einer Nadelplatte (10) wegstehen, wobei die Verteilung der Nadeln (12) an der Nadelplatte (10) der Verteilung der Durchgangslöcher (14) im Bodenelement (16) entspricht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseraum entsprechend der gewünschten Dicke des Filterkörpers (28) mit Adsorberpartikeln (22) gefüllt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorberpartikelbett (26) auf der vom Bodenelement (16) entfernten Seite zur Ausbildung einer ebenen Filterkörperfläche vereinheitlicht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorberpartikel (22) vor dem Einbringen in den Behälter (20) mit dem Klebstoff benetzt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Adsorberpartikeln (22) gemeinsam Klebstoffteilchen in den Behälter (20) eingebracht werden, die bei erhöhter Temperatur schmelzen und die Adsorberpartikel (22) miteinander zum Filterkörper (28) vernetzen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigung des Filterkörpers (28) bei erhöhter Temperatur erfolgt.