DE102018201203B4

DE102018201203B4 - Verfahren und Vorrichtung für ein explosionsgeschütztes Betreiben elektrischer Betriebsmittel

Info

Publication number: DE102018201203B4
Application number: DE102018201203.2A
Authority: DE
Inventors: Mario Markmann; Thomas Michelbach
Original assignee: Fricke Abfuelltechnik & Co GmbH
Current assignee: Fricke Abfuelltechnik & Co GmbH
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2038-01-27
Also published as: DE102018201203A1

Abstract

Verfahren für ein explosionsgeschütztes Betreiben elektrischer Betriebsmittel, die in einem Gehäuse (10) angeordnet sind, mit folgendem Schritt:a) Versorgen des Gehäuses (10) mit einem gegenüber der Umgebung unter Überdruck stehenden ersten Gas, insbesondere Druckluft, um ein Eindringen eines zündfähigen zweiten Gases in das Gehäuse (10) zu verhindern, um dadurch die elektrischen Betriebsmittel im Betrieb gegen Explosionen zu schützen; gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:b) Aufnehmen und Speichern des unter Überdruck stehenden ersten Gases in einer Speichervorrichtung (20), wobei die Speichervorrichtung (20) mittels Verschlusseinrichtungen (40) pneumatisch derart mit dem Gehäuse (10) verbunden ist, dass ein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung (20) und dem Gehäuse (10) erfolgen kann, wenn die Verschlusseinrichtungen (40) geöffnet sind;c) Zulassen eines Schaltens und/oder elektrisches Einschalten der elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse (10) mittels einer Drucküberwachungsschalteinrichtung (60), wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) über einem vorgegebenen ersten Schwellenwert liegt, und Nicht-Zulassen eines Schaltens und/oder elektrisches Ausschalten der elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse (10) mittels der Drucküberwachungsschalteinrichtung (60), wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) unter dem vorgegebenen ersten Schwellenwert liegt;d) dauerhaftes Schließen der Verschlusseinrichtungen (40), wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) unter den vorgegebenen ersten Schwellenwert und/oder der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung (20) unter einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert absinkt, so dass kein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung (20) und dem Gehäuse (10) mehr erfolgen kann, wobei die Verschlusseinrichtungen (40) derart ausgebildet sind, dass sie geschlossen bleiben, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung (20) anschließend wieder über den vorgegebenen zweiten Schwellenwert ansteigt;e) Detektieren, ob ein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse (10) eingedrungen ist, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) unter den vorgegebenen ersten Schwellenwert abgesunken ist;f) mit folgenden weiteren Schritten, wenn in dem Schritt des Detektierens festgestellt wird, dass ein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse (10) eingedrungen ist:f1) Spülen des Gehäuses (10) mit einem Spülmedium, um das zündfähige zweite Gas aus dem Gehäuse (10) zu entfernen, undf2) Freigeben der Verschlusseinrichtungen (40), so dass diese sich wieder öffnen, damit ein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung (20) und dem Gehäuse (10) wieder erfolgen kann, wenn im Anschluss an den Schritt des Spülens des Gehäuses (10) mit dem Spülmedium bei einer erneuten Durchführung des Schritts des Detektierens festgestellt wird, dass kein zündfähiges zweites Gas mehr in dem Gehäuse (10) vorhanden ist;g) oder mit folgendem weiteren Schritt, wenn in dem Schritt des Detektierens festgestellt wird, dass kein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse (10) eingedrungen ist:gl) Freigeben der Verschlusseinrichtungen (40), so dass diese sich wieder öffnen, damit ein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung (20) und dem Gehäuse (10) wieder erfolgen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für ein explosionsgeschütztes Betreiben elektrischer Geräte oder elektrischer Betriebsmittel, die in einem Gehäuse, insbesondere einem zum Zwecke des Explosionsschutzes überdruckgekapselten Gehäuse angeordnet sind.
Im Bereich des Explosionsschutzes, insbesondere bei industriellen Anwendungen, ist die sogenannte Zündschutzart „Überdruckkapselung“ bekannt. Hierbei werden elektrische Geräte oder elektrische Betriebsmittel in einem Gehäuse untergebracht, das im Wesentlichen vollständig geschlossen ist und in das ein (Schutz-)Gas, wie beispielsweise Luft oder ein Inertgas, in einer Menge und mit einem Druck derart eingeleitet wird, dass das Gas in dem Gehäuse unter einem Überdruck gegenüber der umgebenden Atmosphäre steht. Dieses so unter einen Überdruck gesetzte Gehäuse kann dann mit den darin angeordneten elektrischen Geräten und/oder elektrischen Betriebsmitteln in einer Umgebung eingesetzt und betrieben werden, in der sich potentiell eine zündfähige Atmosphäre, beispielsweise ein zündfähiges Gas oder Gasgemisch, befindet. Aufgrund des Gasüberdrucks in dem Gehäuse kann dieses zündfähige Gas nicht in das Gehäuse eindringen, wodurch eine Wechselwirkung des zündfähigen Gases mit den in dem Gehäuse untergebrachten elektrischen Geräten oder Betriebsmitteln verhindert wird. Sollte eine derartige Wechselwirkung andererseits jedoch möglich sein oder erfolgen, könnte das zündfähige Gas eine Explosion bewirken, beispielsweise indem das zündfähige Gas von Funken oder Lichtbögen gezündet wird, die an den Kontakten der elektrischen Geräte oder Betriebsmittel bei einem Schaltvorgang im Betrieb dieser Geräte oder Betriebsmittel entstehen. Demgegenüber werden die elektrischen Geräte oder Betriebsmittel bei einer Anordnung und einem Betrieb in einem überdruckgekapselten Gehäuse von dem zündfähigen Gas getrennt gehalten, wodurch die elektrischen Geräte oder Betriebsmittel während ihres Betriebs gegen Explosionen geschützt sind.
Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung wird das vorstehend beschriebene Gehäuse auch als Schutzgehäuse, Betriebsmittelgehäuse oder Gerätegehäuse bezeichnet. Die darin untergebrachten elektrischen Geräte oder elektrischen Betriebsmittel werden kumulativ auch nur als elektrische Geräte oder nur als elektrische Betriebsmittel bezeichnet, d.h. letztere Begriffe sind je nach Anwendungsfall austauschbar. Beispiele solcher Geräte oder Betriebsmittel werden unten angegeben.
Bei der vorstehend beschriebenen Explosionsschutzart der „Überdruckkapselung“ besteht grundsätzlich das Problem, dass das zündfähige Gas in das Gehäuse eindringen kann, wenn das Gehäuse nicht mehr oder noch nicht unter einem Überdruck steht. Letzteres kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die in dem Gehäuse untergebrachten elektrischen Geräte oder Betriebsmittel ausgeschaltet sind oder ausgeschaltet werden und eine Zufuhr des Schutzgases, zum Beispiel Luft oder ein Inertgas, in das Gehäuse unterbrochen oder beendet wird, also wenn beispielsweise das Gesamtsystem der elektrischen Betriebsmittel bzw. Geräte mit dem sie umgebenden Gehäuse außer Betrieb genommen wird. Da das Gehäuse in diesem Fall nicht mehr unter einem Überdruck steht, also nicht mehr überdruckgekapselt ist, kann es in dieser Phase auch keine Barriere mehr gegen das in der Umgebung ggf. vorliegende zündfähige Gas bilden. Sobald das Gehäuse wieder in Betrieb genommen wird und die elektrischen Geräte oder Betriebsmittel wieder eingeschaltet werden, kann es aufgrund einer Wechselwirkung des zuvor in das Gehäuse eingedrungenen zündfähigen Gases mit den schaltenden Betriebsmitteln oder Geräten zu einer Explosion kommen.
Um eine solche Explosion bei einem (Wieder-)Einschalten der elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse bzw. einer erneuten Inbetriebnahme der Gesamtheit des Gehäuses mit den elektrischen Betriebsmitteln zu vermeiden, reicht es in der Regel nicht aus, das Gehäuse lediglich wieder in den Zustand der „Überdruckkapselung“ zu bringen, indem erneut Schutzgas in das Gehäuse eingeleitet und dieses unter einen Überdruck gegenüber der Umgebungsatmosphäre gebracht wird. Dieses ist dadurch begründet, dass sich weiterhin zündfähiges Gas in dem Gehäuse befinden kann, wobei das zündfähige Gas alleine durch das Einleiten des Schutzgases in das Gehäuse und die Herstellung des Überdruckzustands des Gehäuses nicht oder nicht vollständig aus dem Gehäuse entfernt wird.
Um diese Explosionsgefahr bei einer (Wieder-)Inbetriebnahme des Gehäuses mit den elektrischen Betriebsmitteln zu verhindern, ist es im Stand der Technik somit erforderlich, das Gehäuse vor der Inbetriebnahme zunächst zu „spülen“, indem man ein Spülmedium, beispielsweise Luft oder ein anderes geeignetes (Spül-)Gas, in ausreichender Menge und zeitlicher Dauer durch das Gehäuse strömen lässt. Dadurch wird das zündfähige Gas, das sich möglicherweise in dem Gehäuse befindet, entfernt und insbesondere „ausgespült“. Ggf. wird in dieser Phase auch mit einem Gasdetektor überprüft, ob (noch) zündfähiges Gas in dem Gehäuse vorhanden ist. Das Gehäuse wird hierbei sozusagen „freigemessen“. Bei Bedarf werden diese Schritte mehrfach wiederholt. Erst wenn kein zündfähiges Gas mehr in dem Gehäuse nachgewiesen wird, kann das Gesamtsystem des Gehäuses mit den darin untergebrachten elektrischen Betriebsmitteln oder Geräten wieder in Betrieb genommen werden, was bedeutet, dass das Gehäuse mit dem Schutzgas wieder unter Überdruck gesetzt wird und die elektrischen Betriebsmittel bzw. Geräte dann wieder eingeschaltet werden können.
Die vorstehend beschriebenen, ggfs. mehrfach zu wiederholenden Vorgänge des „Spülens“ und des „Freimessens“ des Gehäuses vor seiner Inbetriebnahme erfordern somit einen hohen technischen, logistischen und zeitlichen Aufwand. In dieser Vorbereitungsphase des „Spülens“ und des „Freimessens“ können das Gehäuse und die zugehörigen elektrischen Betriebsmittel daher nicht für ihren eigentlichen Zweck verwendet werden. Dieses ist somit nachteilig für eine effiziente Nutzung des Gesamtsystems aus Gehäuse und elektrischen Betriebsmitteln, da bei einer (erneuten) Inbetriebnahme des Systems immer erst diese Vorbereitungsphase durchlaufen und abgewartet werden muss. Dieses ist insbesondere bei kürzeren Nutzungsintervallen des Systems nachteilig, beispielsweise wenn das System aus Gehäuse und elektrischen Betriebsmitteln über Nacht oder über das Wochenende oder aufgrund technisch bedingter Nutzungszyklen oder anderer Anwendungserfordernisse ausgeschaltet wird, d.h. nicht in Betrieb ist.
Um die vorstehend beschriebenen Probleme zu verringern, ist es zur Steigerung des Wirkungsgrads des aus Gehäuse und elektrischen Betriebsmitteln bestehenden Gesamtsystems im Stand der Technik bekannt, das Gehäuse mit einem Speicherbehälter zu koppeln, in dem das Schutzgas unter einem Überdruck gegenüber der Umgebung gehalten und gespeichert wird. Dieser Druckspeicherbehälter bildet somit ein Reservoir für das unter Überdruck stehende Schutzgas in dem Gehäuse der elektrischen Betriebsmittel. Wenn die Betriebsmittel und ggfs. auch die Schutzgaszufuhr für einen bestimmten Zeitraum (z.B. über Nacht oder über das Wochenende) ausgeschaltet werden, kann der Überdruck des Schutzgases in dem Gehäuse aufgrund des angekoppelten Druckspeicherreservoirs über einen bestimmten Zeitraum aufrechterhalten werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Druckspeicherbehälter auch mit einer externen Gasversorgungseinrichtung, zum Beispiel einem Gaskompressor, verbunden sein, der dauerhaft oder intermittierend Gas in den Druckspeicherbehälter einspeist, so dass auf diese Weise ein Überdruck in dem Druckspeicherbehälter und dem angekoppelten Gehäuse dauerhaft aufrechterhalten werden kann.
Wenn hierbei die Gasversorgungseinrichtung jedoch ausfällt oder ausgeschaltet wird, beispielsweise bei einem Stromausfall, bei dem der Gaskompressor nicht mehr arbeiten und somit kein Gas mehr in den Druckspeicherbehälter einspeisen kann, besteht die Möglichkeit, dass der Überdruck des Schutzgases in dem Druckspeicherbehälter und mithin in dem angekoppelten Gehäuse der elektrischen Betriebsmittel nicht mehr aufrechterhalten bzw. über einem erforderlichen Grenzwert gehalten werden kann. Wird die Gasversorgungseinrichtung später wieder eingeschaltet, werden der Druckspeicherbehälter und mithin das Betriebsmittelgehäuse wieder mit Gas gefüllt und ein Überdruck darin aufgebaut.
Wie oben beschrieben wurde, kann in der Phase, in der der Druckspeicherbehälter und das Betriebsmittelgehäuse nicht unter Überdruck stehen, zündfähiges Gas von außen in das Betriebsmittelgehäuse eingedrungen sein. Wird das Gesamtsystem mittels erneuter Gaszufuhr und nach erneutem Aufbau eines Überdrucks in dem Gehäuse wieder in Betrieb genommen, d.h. wird das Gehäuse wieder in den Zustand der „Überdruckkapselung“ gebracht und werden die elektrischen Betriebsmittel oder Geräte in dem Gehäuse dann wieder eingeschaltet, kann es hierbei aufgrund des zuvor ggf. in das Gehäuse eingetretenen zündfähigen Gases wiederum zu Explosionen kommen. Somit ist es auch bei Verwendung eines Druckspeicherbehälters im Stand der Technik in der Regel erforderlich, das Betriebsmittelgehäuse vor Inbetriebnahme zunächst zu „spülen“ und „freizumessen“, d.h. eventuell zuvor eingetretenes zündfähiges Gas aus dem Gehäuse zu entfernen, wie es oben beschrieben wurde.
Bei allen oben beschriebenen, im Stand der Technik bekannten Ausführungsformen besteht aber die Möglichkeit und mithin die Gefahr, dass die elektrischen Betriebsmittel oder Geräte in dem Schutzgehäuse wieder eingeschaltet werden, sobald ein Überdruck des Schutzgases in dem Gehäuse wieder aufgebaut ist und/oder sich das Gehäuse wieder in dem Zustand der „Überdruckkapselung“ befindet, ohne dass vorher die Vorgänge des „Spülens“ und des „Freimessens“ durchgeführt werden. Die Systeme des Standes der Technik weisen keine Sicherungseinrichtungen auf oder erfordern keine zwingenden Sicherungsmaßnahmen dahingehend, dass das Gerätegehäuse vor der (erneuten) Inbetriebnahme zunächst „gespült“ und „freigemessen“ wird. Im Ergebnis besteht im Stand der Technik somit immer das Risiko, dass es bei einer Inbetriebnahme des Systems zu Explosionen kommen kann.
Die DE 10 2014 013 314 A1 betrifft eine Vorrichtung mit einem gekapselten Gehäuse und elektrischen und/oder elektronischen Komponenten in einem Innenraum des Gehäuses, sowie mit Zufuhreinrichtungen zur Zufuhr eines unter Druck stehenden Zündschutzgases in den Innenraum sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung. Um bei einer Unterbrechung der Stromzufuhr ein Eindringen von zündfähigem Gas in das Gehäuse zu verhindern, wird vorgeschlagen, dass die Zufuhreinrichtungen eine Zündschutzgasversorgungsleitung und einen separaten Zündschutzgasspeicherbehälter sowie ein elektromagnetisches Zweiwegeventil umfassen, das in bestromtem Zustand die Zündschutzgasversorgungsleitung und in unbestromtem Zustand den Zündschutzgasspeicherbehälter mit dem Innenraum verbindet.
Die DE 10 2011 118 571 B4 beschreibt ein tragbares Gerät mit elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, mit einer Funktionselektronik, die in einem Gehäuse untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der die Funktionselektronik aufnehmende Bereich des Gehäuseinnenraums unter einem statischen Überdruck eines nicht zündfähigen Schutzgases steht, das in wenigstens einem Behältnis untergebracht ist, das Teil des Geräts ist.
Die DE 39 02 449 C1 beschreibt einen akkubetriebenen, selbstfahrenden Wagen als Geräteträger zum Einsatz in explosionsgefährdeten Räumen, wobei das Chassis des Wagens ein druckdichtes Gehäuse ist, dessen Innenraum mit einem Schutzgas befüllbar ist, und wobei ein von dem Druck des Schutzgases betätigbarer Druckschalter zur Aufschaltung der Akkus auf das Bordnetz des Geräteträgers vorgesehen ist, der die Akkus dann an das Bordnetz des Geräteträgers aufschaltet, wenn der Druck des Schutzgases im Innenraum des Gehäuses einen vorgegebenen Mindestwert erreicht und die Akkus von dem Bordnetz des Geräteträgers trennt, wenn der Mindestwert des Schutzgasdrucks unterschritten wird.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebenen Probleme des Standes der Technik zu überwinden und ein verbessertes und effizienteres Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung für ein explosionsgeschütztes Betreiben elektrischer Betriebsmittel oder elektrischer Geräte zu schaffen, die in einem Schutzgehäuse angeordnet sind. Insbesondere soll durch das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende erfindungsgemäße Vorrichtung sichergestellt werden, dass ein zufälliges, ungewolltes oder beabsichtigtes, insbesondere auch missbräuchliches (Wieder-)Einschalten des Gesamtsystems und insbesondere der elektrischen Betriebsmittel oder Geräte sicher unterbunden wird, wenn aufgrund eines Druckabfalls in dem Gerätegehäuse und/oder einem damit ggf. gekoppelten Druckspeicherbehälter das Risiko besteht, dass zündfähiges Gas aus der Umgebung in das Gerätegehäuse eingedrungen sein könnte.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren für ein explosionsgeschütztes Betreiben elektrischer Betriebsmittel, die in einem Gehäuse angeordnet sind, gemäß Patentanspruch 1, sowie durch eine entsprechende Vorrichtung gemäß Patentanspruch 8.
Die Erfindung schafft somit ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung für ein explosionsgeschütztes Betreiben elektrischer Betriebsmittel oder elektrischer Geräte, die in einem Gehäuse, insbesondere einem Schutzgehäuse, angeordnet sind, wobei das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung folgende Verfahrensschritte bzw. Vorrichtungsmerkmale umfassen: Versorgen des Gehäuses mittels einer Versorgungseinrichtung mit einem gegenüber der Umgebung unter Überdruck stehenden ersten Gas, insbesondere einem Schutzgas, insbesondere Druckluft oder einem Inertgas, um ein Eindringen eines zündfähigen zweiten Gases in das Gehäuse zu verhindern, um dadurch die elektrischen Betriebsmittel im Betrieb gegen Explosionen zu schützen; Aufnehmen und Speichern des unter Überdruck stehenden ersten Gases in einer Speichervorrichtung, wobei die Speichervorrichtung mittels Verschlusseinrichtungen pneumatisch derart mit dem Gehäuse verbunden ist, dass ein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung und dem Gehäuse erfolgen kann, wenn die Verschlusseinrichtungen geöffnet sind; Zulassen eines Schaltens der elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse und/oder elektrisches Einschalten der elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse mittels einer Drucküberwachungsschalteinrichtung, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses über einem vorgegebenen ersten Schwellenwert liegt, und Nicht-Zulassen eines Schaltens der elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse und/oder elektrisches Ausschalten der elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse mittels der Drucküberwachungsschalteinrichtung, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses unter dem vorgegebenen ersten Schwellenwert liegt; dauerhaftes Schließen der Verschlusseinrichtungen, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses unter den vorgegebenen ersten Schwellenwert und/oder der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung unter einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert absinkt, so dass kein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung und dem Gehäuse mehr erfolgen kann, wobei die Verschlusseinrichtungen derart ausgebildet sind, dass sie geschlossen bleiben, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung anschließend wieder über den vorgegebenen zweiten Schwellenwert ansteigt; Detektieren mittels Detektiereinrichtungen, ob ein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse eingedrungen ist, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses unter den vorgegebenen ersten Schwellenwert abgesunken ist; mit folgenden weiteren Schritten, wenn die Detektiereinrichtungen feststellen, dass ein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse eingedrungen ist: Spülen des Gehäuses mit einem Spülmedium, um das zündfähige zweite Gas aus dem Gehäuse zu entfernen, und Freigeben der Verschlusseinrichtungen mittels Freigabeeinrichtungen, so dass sich die Verschlusseinrichtungen wieder öffnen, damit ein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung und dem Gehäuse wieder erfolgen kann, wenn im Anschluss an das Spülen des Gehäuses mit dem Spülmedium bei einer erneuten Durchführen des Detektierens mittels der Detektiereinrichtungen festgestellt wird, dass kein zündfähiges zweites Gas mehr in dem Gehäuse vorhanden ist; oder mit folgendem weiteren Schritt, wenn die Detektiereinrichtungen feststellen, dass kein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse eingedrungen ist: Freigeben der Verschlusseinrichtungen mittels Freigabeeinrichtungen, so dass die Verschlusseinrichtungen sich wieder öffnen, damit ein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung und dem Gehäuse wieder erfolgen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses über den vorgegebenen ersten Schwellenwert ansteigt, wenn die Verschlusseinrichtungen freigegeben und geöffnet werden und das erste Gas von der Speichervorrichtung zu dem Gehäuse geleitet wird, so dass die Drucküberwachungsschalteinrichtung ein Schalten der elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse zulässt und/oder die elektrischen Betriebsmittel (wieder) elektrisch einschalten kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung über einen vorgegebenen längeren Zeitraum über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert gehalten wird, wenn die elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse elektrisch ausgeschaltet sind und wenn eine Gaszuführeinrichtung, die wahlweise (d.h. insbesondere wahlweise ein- und ausschaltbar) das erste Gas zu der Speichervorrichtung zuführt, ausgeschaltet oder inaktiv ist und kein Gas zu der Speichervorrichtung zuführt, so dass die Verschlusseinrichtungen geöffnet sind und die Speichervorrichtung pneumatisch derart mit dem Gehäuse verbunden ist, dass ein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung und dem Gehäuse erfolgen kann, wobei die Gaszuführeinrichtung jederzeit eingeschaltet werden kann und das erste Gas zu der Speichervorrichtung zuführen kann, und/oder wobei die elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse jederzeit schalten können und/oder elektrisch eingeschaltet werden können, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses über dem vorgegebenen ersten Schwellenwert liegt, ohne dass zuerst die Detektiereinrichtungen feststellen müssen, ob ein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse eingedrungen ist, und ohne dass das Gehäuse mit dem Spülmedium gespült werden muss.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform ist ein dauerhafter Betrieb des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, in dem die elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse jederzeit schalten können und/oder elektrisch ausgeschaltet und wieder eingeschaltet werden können, solange der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert liegt. In einer Weiterführung dieser Ausführungsform ist es möglich, dass nicht nur die für einen Explosionsschutz in dem Gehäuse untergebrachten elektrischen Betriebsmittel oder elektrischen Geräte sondern alle mit dem Gehäuse und der Speichervorrichtung verbundenen elektrischen Komponenten, mithin also auch diejenigen Komponenten, die nicht explosionsgeschützt sind, jederzeit schalten können und/oder elektrisch ausgeschaltet und wieder eingeschaltet werden können, solange der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert liegt.
In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Freigabeeinrichtungen zum Freigeben der Verschlusseinrichtungen eine mit den Verschlusseinrichtungen gekoppelte Rückstelleinrichtung umfassen. Diese Kopplung erfolgt insbesondere mechanisch, d.h. strom- oder spannungslos. Das Freigeben der Verschlusseinrichtungen erfolgt dann, indem der Betreiber oder Nutzer des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Rückstelleinrichtung betätigt, insbesondere mechanisch betätigt, wodurch sich die Verschlusseinrichtungen öffnen.
Als weitergehende Sicherheitsmaßnahme für einen Explosionsschutz kann hierbei vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Rückstelleinrichtung eine Sicherungsvorrichtung aufweist, die von dem Betreiber bzw. Nutzer der erfindungsgemäßen Vorrichtung zunächst entfernt oder geöffnet werden muss, bevor die Rückstelleinrichtung betätigt werden kann. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass diese Sicherungsvorrichtung nur mit einem dafür vorgesehenen speziellen Werkzeug entfernt oder geöffnet werden kann.
Erfindungsgemäß wird somit ein System für einen explosionsgeschützten Betrieb elektrischer Geräte oder elektrischer Betriebsmittel geschaffen, die in einem überdruckgekapselten Schutzgehäuse untergebracht sind. Mittels einer mit dem Schutzgehäuse pneumatisch gekoppelten Speichervorrichtung für ein unter Überdruck stehendes erstes Gas bzw. Schutzgas wird über einen längeren Zeitraum und insbesondere auch während einer Unterbrechung der Schutzgaszufuhr zu dem System ein Überdruck in dem System und insbesondere in dem Schutzgehäuse aufrecht erhalten, der ein Eindringen eines zündfähigen zweiten Gases in das Gehäuse verhindert. Dadurch werden die elektrischen Betriebsmittel oder elektrischen Geräte im Betrieb gegen Explosionen geschützt, da das in der Umgebung vorliegende zündfähige Gas nicht mit den Betriebsmitteln oder Geräten in Wechselwirkung treten kann und beispielsweise Funken oder Lichtbögen, die bei den Schaltvorgängen der elektrischen Betriebsmittel oder Geräte entstehen können, keine Explosion durch das zündfähige zweite Gas verursachen können.
In Verbindung mit oder in dem Schutzgehäuse ist eine Drucküberwachungsschalteinrichtung (sogenannter „Druckwächter“) vorgesehen, die bewirkt, dass die elektrischen Betriebsmittel oder Geräte in dem Gehäuse elektrisch nur schalten und insbesondere nur eingeschaltet werden können, wenn der Druck des ersten (Schutz-)Gases innerhalb des Gehäuses über einem vorgegebenen ersten Schwellenwert liegt. Wenn der Gasdruck in dem Gehäuse unter diesen Schwellenwert absinkt, bewirkt die Drucküberwachungsschalteinrichtung, dass die elektrischen Betriebsmittel oder Geräte in dem Gehäuse elektrisch ausgeschaltet werden und grundsätzlich erst wieder einschaltbar sind, wenn der Gasdruck in dem Gehäuse wieder über diesem Schwellenwert liegt. Die Drucküberwachungsschalteinrichtung trägt somit zu dem Explosionsschutz dahingehend bei, dass die elektrischen Betriebsmittel oder Geräte in dem Gehäuse nur schalten können, wenn sich das Gehäuse in dem Zustand der „Überdruckkapselung“ befindet, in dem kein zündfähiges Gas in das Gehäuse eindringen kann. Wird der Zustand der „Überdruckkapselung“ beendet oder unterbrochen, indem der Druck des Schutzgases innerhalb des Gehäuses abfällt, insbesondere unter den vorstehend genannten ersten Schwellenwert, verhindert die Drucküberwachungsschalteinrichtung, dass die elektrischen Betriebsmittel oder Geräte schalten können, da nunmehr zündfähiges Gas in das Gehäuse eingedrungen sein könnte, was folglich zu Explosionen führen könnte.
In dem erfindungsgemäßen System sind des Weiteren Verschlusseinrichtungen vorgesehen, die mit der Gasspeichervorrichtung gekoppelt sind und letztere verschließbar pneumatisch mit dem Schutzgehäuse verbinden. Die Verschlusseinrichtungen sind somit prinzipiell zwischen der Gasspeichervorrichtung und dem Schutzgehäuse angeordnet. Die Verschlusseinrichtungen sind derart ausgebildet, dass sie bleibend oder dauerhaft verriegeln und mithin die Speichervorrichtung gegenüber dem Gehäuse schließen, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung unter einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert absinkt. Es kann dann kein Austausch des ersten Gases mehr zwischen der Speichervorrichtung und dem Gehäuse erfolgen. Die Verschlusseinrichtungen sind dabei erfindungsgemäß insbesondere so ausgebildet, dass sie verriegelt bzw. geschlossen bleiben und sich nicht wieder öffnen, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung anschließend wieder über den vorgegebenen zweiten Schwellenwert ansteigt. Letzteres könnte dadurch erfolgen, dass die Speichervorrichtung erneut mit dem ersten Gas versorgt wird, indem eine ihr vorgeschaltete Gaszuführeinrichtung, die zuvor ausgeschaltet wurde oder aus anderen Gründen ausgefallen ist, wieder eingeschaltet bzw. wieder aktiviert wird.
Da die Verschlusseinrichtungen somit verriegelt oder geschlossen bleiben, wenn der Druck des ersten Gases in der Speichervorrichtung wieder ansteigt, kann das Schutzgehäuse nicht mit dem erneut in die Speichervorrichtung zugeführten ersten Gas versorgt werden, so dass der Gasdruck in dem Schutzgehäuse nicht erneut ansteigt und weiterhin insbesondere auf einem niedrigen Niveau unter dem vorgegebenen ersten Schwellenwert bleibt. In dieser Phase ist das Gehäuse mithin nicht in dem Zustand der „Überdruckkapselung“, so dass hier zündfähiges Gas in das Gehäuse eindringen kann. Wie oben ausgeführt wurde, sorgt die Drucküberwachungsschalteinrichtung („Druckwächter“) in dieser Phase dafür, dass die elektrischen Betriebsmittel oder Geräte in dem Gehäuse nicht schalten bzw. nicht erneut eingeschaltet werden können.
Um das auf diese Weise somit blockierte oder verriegelte Gesamtsystem wieder für eine Inbetriebnahme vorzubereiten, ist erfindungsgemäß des Weiteren vorgesehen, dass die Verschlusseinrichtungen von dem Betreiber oder Nutzer des Systems aktiv und bewusst freigegeben werden müssen, so dass sie sich wieder öffnen können, um dadurch einen erneuten Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung und dem Gehäuse zu ermöglichen. Hierfür ist in einer bevorzugten Ausführungsform eine Freigabeeinrichtung in Form einer Rückstelleinrichtung vorgesehen, die, insbesondere mechanisch und strom- bzw. spannungslos, mit den Verschlusseinrichtungen gekoppelt ist. Um die Verschlusseinrichtungen somit zu entriegeln und für ein erneutes Öffnen freizugeben, muss der Betreiber bzw. Nutzer des Systems diese Rückstelleinrichtung bewusst und aktiv betätigen. Um hier eine missbräuchliche oder irrtümliche Betätigung der Rückstelleinrichtung zu vermeiden, ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine mit der Rückstelleinrichtung gekoppelte Sicherungsvorrichtung vorgesehen, die von dem Betreiber/Nutzer aktiv entfernt oder geöffnet werden muss, bevor die Rückstelleinrichtung betätigt werden kann. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass diese Sicherungsvorrichtung nur von entsprechend autorisiertem und/oder geschultem Personal und/oder mit einem speziell dafür vorgesehenen und zu der Sicherungsvorrichtung passenden Werkzeug entfernt oder geöffnet werden kann.
Bevor der Betreiber/Nutzer des Systems die Verschlusseinrichtungen somit für ein erneutes Öffnen freigibt, muss aus Gründen des Explosionsschutzes zunächst festgestellt werden, ob in der Phase, in der der Druck des ersten Gases bzw. Schutzgases innerhalb des Gehäuses unter den vorgegebenen ersten Schwellenwert abgesunken ist (d.h. in dem nicht-überdruckgekapselten Zustand des Gehäuses), zündfähiges Gas in das Gehäuse eingedrungen ist. Wie eingangs erläutert wurde, wird hierfür beispielsweise mittels eines Gasdetektors oder Gaswarngeräts festgestellt, ob zündfähiges Gas in dem Gehäuse vorhanden ist. Sollte das der Fall sein, wird das Gehäuse mittels eines Spülmediums, beispielsweise einem Luftstrom, „gespült“, womit das zündfähige Gas aus dem Gehäuse entfernt werden soll. Im Anschluss an diesen Spülvorgang wird erneut gemessen, ob noch zündfähiges Gas in dem Gehäuse vorhanden ist. Sollte das weiterhin der Fall sein, muss das Gehäuse erneut „gespült“ werden. Erst wenn bei einer erneuten Messung festgestellt wird, dass kein zündfähiges Gas mehr in dem Gehäuse vorhanden ist (sogenanntes „Freimessen“), darf der Betreiber/Nutzer die Verschlusseinrichtungen dann aktiv freigeben. Dadurch werden diese entriegelt und können sich wieder öffnen, womit das Schutzgas erneut von der Speichervorrichtung in das Gehäuse geleitet werden kann. Dadurch baut sich erneut ein Überdruck in dem Gehäuse auf, und sobald der oben genannte erste Schwellenwert des Gasdrucks in dem Gehäuse überschritten ist, kann die Drucküberwachungsschalteinrichtung die elektrischen Betriebsmittel oder Geräte in dem Gehäuse erneut elektrisch einschalten bzw. deren Schalten zulassen. Hierbei besteht dann keine Explosionsgefahr mehr.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen somit einen dauerhaften, prinzipiell zeitlich unbegrenzten Betrieb derart, dass das Gesamtsystem aus Schutzgehäuse (mit darin befindlichen elektrischen Betriebsmitteln oder Geräten) und Gasspeichervorrichtung periodisch, regelmäßig oder unregelmäßig intermittierend elektrisch ein- und ausgeschaltet werden kann, solange der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert liegt und die Verschlusseinrichtungen somit in ihrem geöffneten Zustand sind. In diesem Zustand ist das Gesamtsystem prinzipiell zeitlich unbegrenzt kontinuierlich oder insbesondere intermittierend betreibbar, ohne dass ein „Spülen“ und/oder „Freimessen“ des Gehäuses (aufgrund eines anderenfalls potentiell gegebenen Gaseintritts in das Gehäuse) erforderlich ist. Auf diese Weise kann das System über einen längeren Zeitraum (beispielsweise über Nacht oder über ein Wochenende) bezüglich seiner elektrischen Betriebsmittel oder elektrischen Geräte, oder auch bezüglich aller in dem System vorhandenen explosionsgeschützten und nicht-explosionsgeschützten elektrischen Komponenten, in einem ausgeschalteten Zustand sein und anschließend ohne „Freimessen“ erneut in Betrieb genommen werden.
Sollte anderenfalls der Gasdruck in der Speichervorrichtung und/oder dem Gehäuse unter die oben genannten Schwellenwerte abgesunken sein, so dass die Verschlusseinrichtungen verriegeln und damit ein sogenannter „Fehlerfall“ eintritt, kann das System nicht ohne weiteres wieder eingeschaltet und in Betrieb genommen werden. Vielmehr müssen dafür zunächst das Gehäuse „freigemessen“ und ggfs. „gespült“ werden und anschließend die Verschlusseinrichtungen, insbesondere durch aktive, bewusste Betätigung der Rückstelleinrichtung, freigegeben werden, so dass sich die Verschlusseinrichtungen entriegeln und wieder öffnen. Wie oben schon erwähnt wurde, kann vorgesehen sein, dass dieses nur von autorisiertem und/oder geschultem Personal und/oder nur mit einem speziellen Werkzeug zum Öffnen einer entsprechenden Sicherungsvorrichtung durchgeführt werden darf.
Das System kann somit ohne „Spülen“ und „Freimessen“ des Gehäuses solange betrieben und insbesondere beliebig und wiederholt ein- und ausgeschaltet werden, solange kein „Fehlerfall“ eingetreten ist, d.h. solange der Druck des ersten Gases in der Speichervorrichtung ohne Unterbrechung über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert liegt. Die Erfindung bewerkstelligt außerdem einen verbesserten Explosionsschutz, indem sie ein Sicherheitssystem schafft, bei dem ein zufälliges oder missbräuchliches Wiedereinschalten des Systems unterbunden wird, wenn ein „Fehlerfall“ eingetreten ist.
Es versteht sich, dass der oben beschriebene fortgesetzte Betrieb des Systems ohne Eintreten eines „Fehlerfalls“ insbesondere von einer (hermetischen) Dichtigkeit des Schutzgehäuses und/oder der Gasspeichervorrichtung abhängt. Je höher diese Dichtigkeit ist, d.h. insbesondere je besser das Schutzgehäuse (Überdruck-)gekapselt ist, desto länger kann der Überdruck in dem Gehäuse und mithin in der Speichervorrichtung auf einem hohen Niveau und insbesondere auf einem Niveau über den oben beschriebenen ersten und zweiten Schwellenwerten gehalten werden, so dass kein „Fehlerfall“ eintritt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von schräg vorne.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von schräg hinten.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von schräg hinten oben.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Speichervorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
5 zeigt eine seitliche Schnittansicht der Speichervorrichtung aus 4 ohne Einbauten.
6 zeigt eine perspektivische Schnittansicht der Speichervorrichtung aus 4 mit Einbauten.
7 zeigt in einer vergrößerten Darstellung ein Detail der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
8 zeigt einen schematischen Schaltplan der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Wie die 1 bis 3 und 8 zeigen, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ein Gehäuse 10, in dem elektrische Betriebsmittel oder elektrische Geräte für einen Explosionsschutz untergebracht sind. Das Gehäuse 10 wird auch als Schutzgehäuse, Betriebsmittelgehäuse oder Gerätegehäuse bezeichnet. In der in den Zeichnungen darstellten Ausführungsform handelt es sich bei den in dem Gehäuse 10 untergebrachten elektrischen Betriebsmitteln oder elektrischen Geräten um einen Computerbildschirm 15 oder um einen Desktop-Computer mit Bildschirm. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass dieser Computer bzw. Computerbildschirm in einer explosionsgefährdeten bzw. explosionskritischen Umgebung verwendet werden soll, also in einer Umgebung oder Atmosphäre, in der sich ein Gas oder Gasgemisch befinden kann, das bei einer Wechselwirkung mit Funken oder Lichtbögen zünden kann (d.h. ein sogenanntes zündfähiges Gas) und damit zu Explosionen führen kann. Solche Funken oder Lichtbögen können an den Kontakten oder anderen elektrischen Komponenten der betroffenen elektrischen Geräte oder Betriebsmittel auftreten, wenn diese Schaltvorgänge ausführen. Bei der explosionskritischen Umgebung kann es sich vorliegend beispielsweise um eine sogenannte „Atex Zone 1“ handeln. Es versteht sich, dass anstelle des oben genannten, beispielhaften Computers bzw. Computerbildschirms 15 je nach Anwendungsfall auch beliebige andere elektrische Geräte und/oder Betriebsmittel vorgesehen und in dem Schutzgehäuse 10 untergebracht sein können.
Um hier Explosionen zu vermeiden, wird der Computer bzw. Computerbildschirm 15 in dem Schutzgehäuse 10 untergebracht. Insbesondere werden auch alle bzw. alle wesentlichen elektrischen Komponenten des Computers bzw. Computerbildschirms 15 in dem Schutzgehäuse 10 untergebracht, somit also insbesondere auch diejenigen elektrischen Betriebsmittel, die Schaltvorgänge ausführen, um den Computer bzw. Computerbildschirm 15 zu steuern, zu schalten sowie ein- und auszuschalten. Da bei derartigen elektrischen Schaltvorgängen prinzipiell Funken oder Lichtbögen entstehen können, könnte es grundsätzlich zu Explosionen kommen, wenn diese elektrischen Schaltvorgänge in der Atmosphäre eines zündfähigen Gases durchgeführt werden.
Für einen entsprechenden Explosionsschutz sind im Stand der Technik verschiedene Schutzmaßnahmen bekannt. So betrifft ein bekanntes Verfahren die bereits eingangs genannte Zündschutzart „Überdruckkapselung“, bei der ein Gehäuse, in dem die betreffenden elektrischen Betriebsmittel und/oder elektrischen Geräte untergebracht werden, mit einem Gas, d.h. insbesondere einem Schutzgas, das insbesondere Luft oder ein Inertgas sein kann, gefüllt und unter Überdruck gesetzt wird. Diese Zündschutzart „Überdruckkapselung“ wird vorzugsweise bei der vorliegenden Ausführungsform angewendet. Das Gehäuse 10 ist dabei derart ausgeführt, d.h. abgedichtet oder „gekapselt“, dass das eingeleitete (Schutz-)Gas nach Möglichkeit nicht oder maximal nur mit einer Volumenrate aus dem Gehäuse 10 entweichen kann, die kleiner ist als die Volumenrate des in das Gehäuse 10 zugeführten Gases. Auf diese Weise entsteht durch die Zufuhr des Gases in das Gehäuse 10 ein Überdruck in dem Gehäuse gegenüber der umgebenden Atmosphäre. Aus Sicherheitsgründen kann ein Überdruckventil 64 an dem Gehäuse 10 vorgesehen sein, damit der Überdruck in dem Gehäuse 10 nicht über einen zulässigen Maximalwert steigt. Aufgrund dieses Überdrucks wird verhindert, dass ein zweites, insbesondere zündfähiges Gas von der Außenseite in das Gehäuse 10 eindringen kann. In diesem Zustand der „Überdruckkapselung“ sind die in dem Gehäuse 10 untergebrachten elektrischen Betriebsmittel oder elektrischen Geräte somit gegen Explosionen geschützt, die anderenfalls durch das zündfähige Gas verursacht werden könnten. Wie vorstehend beschrieben, ist das Schutzgas oder erste Gas somit von dem zweiten, zündfähigen Gas zu unterscheiden, das in der Umgebung des Gehäuses 10 vorhanden sein kann.
Wie die Zeichnungen zeigen, ist des Weiteren eine mit dem (Schutz-)Gehäuse 10 gekoppelte Speichervorrichtung 20 vorgesehen, die insbesondere ein Speicherbehälter für das unter Überdruck stehende erste Gas (Schutzgas) ist. Vorliegend wird die Speichervorrichtung 20 somit auch als Druckspeicherbehälter bezeichnet. Der Druckspeicherbehälter 20 ist pneumatisch derart mit dem Gehäuse 10 verbunden, dass ein Austausch des ersten Gases zwischen dem Druckspeicherbehälter 20 und dem Gehäuse 10 stattfinden kann. Wie insbesondere die 4 und 5 zeigen, weist der Druckspeicherbehälter 20 zu diesem Zweck einen oder mehrere Gasauslässe 22 auf. Über einen oder mehrere Gaseinlässe 24 wird der Druckspeicherbehälter 20 von einer Gasversorgungs- oder Gaszuführeinrichtung 30 mit dem ersten Gas befüllt. In der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform umfasst der Druckspeicherbehälter 20 beispielsweise einen abnehmbaren Deckel oder Deckelflansch 21, der mittels geeigneter Schrauben 28 derart abdichtend an dem Rumpf des Druckspeicherbehälter 20 befestigt ist, dass ein (hermetisch) dichter Innenraum des Druckspeicherbehälter 20 gebildet wird.
Die genannte pneumatische Verbindung zwischen Druckspeicherbehälter 20 und Gehäuse 10 kann mittels Verschlusseinrichtungen 40 geschlossen und geöffnet werden, so dass folglich ein Gasaustausch zwischen dem Gehäuse 10 und dem Druckspeicherbehälter 20 erfolgen oder unterbunden werden kann. Die Verschlusseinrichtungen 40 werden vorliegend insbesondere von einer oder mehreren Ventileinrichtungen bzw. einem oder mehreren Ventilen 41, 42 gebildet. Wie die 6 und 8 zeigen, sind diese Ventile 41, 42 im Innenraum des Druckspeicherbehälters 20 angeordnet. In einer anderen, in den Zeichnungen nicht dargestellten Ausführungsform können die Ventileinrichtungen 41, 42 auch an der Außenseite des Druckspeicherbehälters 20 oder an einer anderen geeigneten Stelle angeordnet sein, an der sie eine Gasflussverbindung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Druckspeicherbehälter 20 verschließen oder öffnen können. In 8 sind zwei Ventile 41 und 42 in dem Druckspeicherbehälter 20 dargestellt. Die Ventile sind hier somit redundant vorgesehen, um eine erhöhte Zuverlässigkeit und Sicherheit der Gesamtvorrichtung zu erreichen. Grundsätzlich ist es aber ausreichend, lediglich eines der beiden Ventile 41, 42 vorzusehen.
Wie 8 zeigt, ist in dem Gehäuse 10 eine Drucküberwachungsschalteinrichtung 60 angeordnet, die die elektrische Funktion der elektrischen Betriebsmittel bzw. elektrischen Geräte in dem Gehäuse 10 überwacht und steuert. Die Drucküberwachungsschalteinrichtung 60 wird auch als Druckwächtereinrichtung bezeichnet. Die Funktion dieser Drucküberwachungsschalteinrichtung 60 wurde eingangs bereits erläutert. Sie sorgt insbesondere dafür, dass die elektrischen Betriebsmittel bzw. Geräte zum Zwecke des Explosionsschutzes erst schalten können, insbesondere ein- und ausschalten können, wenn sich das Gehäuse 10 in dem Zustand der „Überdruckkapselung“ befindet, also wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses 10 über einem vorgegebenen Schwellenwert liegt. Entsprechend sorgt die Drucküberwachungsschalteinrichtung 60 dafür, dass die elektrischen Betriebsmittel bzw. Geräte in dem Gehäuse 10 nicht schalten können, wenn sich das Gehäuse 10 nicht in dem Zustand der „Überdruckkapselung“ befindet, d.h. insbesondere, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses 10 unter den vorgegebenen Schwellenwert absinkt bzw. unter diesem Schwellenwert liegt.
Die Ventile 41, 42 sind derart ausgebildet, dass sie bleibend bzw. dauerhaft schließen bzw. verriegeln oder sperren, wenn der Druck des ersten Gases bzw. Schutzgases innerhalb des Druckspeicherbehälters 20 unter einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert absinkt. In diesem Fall ist dann kein Austausch des Schutzgases mehr zwischen dem Druckspeicherbehälter 20 und dem Gehäuse 10 möglich. Die Ventile 41, 42 sind des Weiteren so ausgebildet, dass sie geschlossen bleiben, wenn der Druck des Schutzgases innerhalb des Druckspeicherbehälters 20 anschließend oder später wieder über den vorgegebenen zweiten Schwellenwert ansteigt. Für diese Funktion weisen die Ventile 41, 42 vorzugsweise ein Federelement auf und sind derart ausgebildet, dass sie entgegen der Federkraft des Federelements geöffnet gehalten werden, wenn der Druck des Gases innerhalb des Druckspeicherbehälters 20 über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert liegt. Die Ventile 41, 42 werden dann aufgrund der Federkraft des Federelements geschlossen, wenn der Druck des Gases in dem Druckspeicherbehälter 20 unter den vorgegebenen zweiten Schwellenwert absinkt. Dabei sind die Ventile 41, 42 des Weiteren so ausgebildet, dass sie sich nicht ohne weiteres und/oder nicht selbsttätig gegen die Federkraft des Federelements wieder öffnen, wenn der Gasdruck in dem Druckspeicherbehälter 20 nachfolgend wieder über den vorgegebenen zweiten Schwellenwert ansteigen sollte. Die Ventile 41, 42 bleiben dann auch weiterhin zunächst geschlossen, womit sie eine Verriegelung oder einen Verschluss für die Gasverbindungsleitung zwischen dem Druckspeicherbehälter 20 und dem Gehäuse 10 darstellen. In dieser Phase können die elektrischen Betriebsmittel oder Geräte in dem Gehäuse 10 und ggf. auch das System insgesamt somit nicht wieder eingeschaltet bzw. wieder in Betrieb genommen werden.
Wie oben bereits erläutert wurde, stellt dieses ein wesentliches Sicherheitsmerkmal dar, da in der Phase des Druckabfalls des Gases in dem Druckspeicherbehälter 20 und/oder in dem Gehäuse 10 unter den jeweils relevanten Schwellenwert zündfähiges Gas von außen in das Gehäuse 10 eingedrungen sein könnte. Dieses zündfähige Gas könnte somit zu Explosionen an den oder bedingt durch die elektrischen Betriebsmittel oder Geräte in dem Gehäuse 10 führen, wenn letztere anschließend oder später aufgrund einer Freigabe durch die Drucküberwachungsschalteinrichtung 60 wieder elektrisch schalten könnten, mithin also bei einem Druckanstieg des Schutzgases über den vorgegebenen Schwellenwert in dem Gehäuse 10. Dieser Druckanstieg in dem Gehäuse 10 wäre bei geöffneten Ventilen 41, 42 durch den erneuten Druckanstieg in dem Druckspeicherbehälter 20 bedingt. Die genannte Explosionsgefahr wird vorliegend aber unterbunden, indem die Ventile 41, 42, wie oben ausgeführt, zunächst dauerhaft geschlossen bleiben, womit es auch bei einem (erneuten) Druckanstieg in dem Speicherbehälter 20 zunächst nicht zu einem Druckanstieg in dem Gehäuse 10 kommen kann und die elektrischen Betriebsmittel oder Geräte daher nicht schalten können.
Um letztlich aber doch wieder einen Zustand herbeizuführen, in dem die elektrischen Betriebsmittel oder Geräte in dem Gehäuse 10 wieder schalten können, d.h. einen Zustand, in dem der in den 1 bis 3 dargestellte Computer oder Computermonitor wieder in Betrieb genommen werden kann, und ggf. auch einen Zustand, in dem das Gesamtsystem wieder in Betrieb genommen werden kann, müssen die Ventile 41, 42 letztlich wieder geöffnet werden, damit der Druck des Schutzgases in dem Gehäuse 10, bedingt durch eine Gaszufuhr von dem Druckspeicherbehälter 20 zu dem Gehäuse 10, wieder ansteigen kann. Als wesentliches Sicherheitsmerkmal sind hierfür spezielle Freigabeeinrichtungen 50 vorgesehen, die von dem Betreiber oder Nutzer der Gesamtvorrichtung bewusst und aktiv betätigt werden müssen, um die Ventile 41, 42 für ein anschließendes Öffnen freizugeben. Diese Freigabeeinrichtungen 50 werden unten detaillierter beschrieben.
Bevor die Ventileinrichtungen 41, 42 jedoch wieder geöffnet werden können, muss zunächst sichergestellt werden, dass kein zündfähiges Gas in dem Gehäuse 10 vorhanden ist, damit dieses nicht zu Explosionen in Verbindung mit den elektrischen Betriebsmitteln oder Geräten führt. Wie eingangs erläutert wurde, muss hierfür mittels eines Gasmess- oder Gaswarngeräts oder anderer geeigneter Detektiereinrichtungen zunächst festgestellt werden, ob ein solches zündfähiges Gas in das Gehäuse 10 eingedrungen ist. Sollte das der Fall sein, muss das Gehäuse 10 mittels eines geeigneten Spülmediums, wie z.B. Luft oder einem anderen geeigneten Gas, das ggf. dem ersten Gas bzw. Schutzgas entsprechen kann, gespült werden, um das zündfähige zweite Gas aus dem Gehäuse 10 zu entfernen. Anschließend wird erneut gemessen, ob sich noch zündfähiges Gas in dem Gehäuse 10 befindet. Diese Spül- und Messvorgänge werden so lange wiederholt, bis letztlich kein zündfähiges zweites Gas mehr in dem Gehäuse vorhanden ist. Dieser Vorgang wird auch als „Freimessen“ bezeichnet.
Wenn bereits bei dem ersten Mess- bzw. Detektiervorgang oder nach den vorstehend beschriebenen, ggfs. wiederholten Spül- und Messvorgängen festgestellt wird, dass kein zündfähiges zweites Gas mehr in dem Gehäuse 10 vorhanden ist, können die Ventileinrichtungen 41, 42 mittels der Freigabeeinrichtungen 50 nunmehr von dem Nutzer freigegeben bzw. entsperrt oder entriegelt werden, so dass sie sich wieder öffnen können. Damit kann dann ein erneuter Austausch des ersten bzw. Schutzgases zwischen dem Druckspeicherbehälter 20 und dem Gehäuse 10 erfolgen. Wenn bedingt durch einen Druckanstieg in dem Druckspeicherbehälter 20 folglich der Druck des ersten Gases in dem Gehäuse 10 wieder über den vorgegebenen ersten Schwellenwert ansteigt, kann die Drucküberwachungsschalteinrichtung 60 bewirken oder zulassen, dass die elektrischen Betriebsmittel bzw. Geräte in dem Gehäuse 10 wieder elektrisch schalten, insbesondere ein- und ausschalten können. Aufgrund des vorhergehenden „Freimessens“ des Gehäuses 10 besteht hier somit jetzt keine Explosionsgefahr mehr.
Die Freigabeeinrichtungen 50 zum Freigeben der Ventileinrichtungen 41, 42, damit diese sich wieder öffnen können, umfassen insbesondere eine Rückstelleinrichtung 52, die mit den Ventilen 41, 42 gekoppelt ist. Diese Kopplung erfolgt dabei insbesondere mechanisch, d.h. strom- oder spannungslos, so dass sie auch betätigt werden kann, wenn einzelne Komponenten oder das Gesamtsystem vom Stromnetz entkoppelt sind. So werden die Freigabeeinrichtungen 50 bzw. Rückstelleinrichtungen beispielsweise von einem sogenannten Taster 52 gebildet, wie er beispielsweise in den 6 und 8 dargestellt ist. Wenn der Betreiber oder Nutzer des Systems diesen Taster 52 betätigt, insbesondere mechanisch betätigt, bewirkt die (insbesondere mechanische) Kopplung des Tasters 52 mit den Ventileinrichtungen 41, 42 das Öffnen der Ventileinrichtungen 41, 42.
Als weitergehendes Sicherheitsmerkmal und um eine zufällige, ungewollte oder missbräuchliche Betätigung der Rückstelleinrichtung bzw. des Tasters 52 zu vermeiden, ist diese vorzugsweise mit einer Sicherungsvorrichtung 54 ausgestattet, die von dem Betreiber oder Nutzer zunächst entfernt oder geöffnet werden muss, bevor die Rückstelleinrichtung bzw. der Taster 52 betätigt werden kann. Diese Sicherungsvorrichtung kann beispielsweise eine Kappe oder ein Deckel 54 sein, die/der mittels geeigneter Halterungen oder Gegenlager an dem Druckspeicherbehälter 20 angebracht ist und den Taster 52 abdeckt oder verriegelt. Diese Sicherungsvorrichtung oder Kappe 54 kann des Weiteren so ausgebildet sein, dass sie nur von autorisierten und/oder entsprechend geschulten Personen entfernt werden darf oder kann. Weitergehend kann die Sicherungsvorrichtung oder Kappe bzw. der Deckel 54 so ausgebildet sein, dass sie/er nur mit einem speziellen, dafür vorgesehenen Werkzeug entfernt oder geöffnet werden kann. Wie insbesondere die 5, 6 und 7 zeigen, kann die Kappe 54 den Taster 52 vollständig abdecken, wobei der Taster 52 nur nach Entfernung der Kappe 54 zugänglich und betätigbar ist.
In einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Ausführungsform ist die Kappe 54 beispielsweise eine Schraubkappe, die von einem geeigneten Schraubwerkzeug ergriffen und entfernt werden kann. Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform hat die Kappe 54 eine abgeflachte Form und weist zwei Bohrungen 56 auf, in die ein Spezialwerkzeug eingeführt werden muss, wenn die Kappe 54 geöffnet werden soll. Es versteht sich, dass diese Sicherungsvorrichtungen und insbesondere die Kappe bzw. der Deckel 54 auch jede andere geeignete Ausführungsform haben können.
Mittels der vorstehend beschriebenen Sicherungsmaßnahmen und Sicherungsvorrichtungen wird ein zufälliges, unbewusstes oder missbräuchliches, bewusstes (Wieder-)Einschalten bzw. eine (erneute) Inbetriebnahme des Gesamtsystems und insbesondere der elektrischen Betriebsmittel oder Geräte in dem Gehäuse 10 verhindert, solange nicht sichergestellt ist, dass sich kein zündfähiges Gas in dem Gehäuse 10 befindet.
Der Druckspeicherbehälter 20 wird vorzugsweise von einer Gaszuführeinrichtung 30 mit dem ersten Gas bzw. Schutzgas (z.B. Luft oder Inertgas) versorgt. Um den in dem Druckspeicherbehälter 20 aufgebauten Überdruck aufrechtzuerhalten, ist am Eingang des Druckspeicherbehälters 20 ein Rückschlagventil 26 vorgesehen (siehe 8). Der Druck des ersten Gases in dem Druckspeicherbehälter 20 kann dann über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten und insbesondere über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert gehalten werden, selbst wenn die Gaszuführeinrichtung 30 ausgeschaltet wird oder ausfällt oder aus anderen Gründen inaktiv ist und somit kein Gas in den Druckspeicherbehälter 20 eingespeist wird. Solange der Druck in dem Druckspeicherbehälter 20 über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert liegt (und der Druck somit innerhalb des Gehäuses 10 ebenfalls über dem vorgegebenen ersten Schwellenwert liegt), bleiben die Ventileinrichtungen 41, 42 geöffnet und der Druckspeicherbehälter 20 ist pneumatisch weiterhin so mit dem Gehäuse 10 verbunden, dass ein Austausch des ersten Gases zwischen dem Druckspeicherbehälter 20 und dem Gehäuse 10 möglich ist. In dieser Phase, in der der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses 10 über dem vorgegebenen ersten Schwellenwert liegt, können die elektrischen Betriebsmittel bzw. elektrischen Geräte in dem Gehäuse 10 wahlweise jederzeit schalten bzw. ein- und ausgeschaltet werden, ohne dass eine Explosionsgefahr besteht, d.h. ohne dass zuerst festgestellt werden muss, ob ein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse 10 eingedrungen ist und ohne dass das Gehäuse 10 ggfs. gespült werden muss.
Wie insbesondere die 6 und 8 zeigen, sind die pneumatisch relevanten Komponenten, insbesondere die Ventile 41, 42, bei der vorliegenden Ausführungsform in dem Inneren des Druckspeicherbehälters 20 angeordnet. Dieses dient u.a. auch dazu, Verschmutzungen und mechanische Beschädigungen der Pneumatikkomponenten zu vermeiden. Wie 8 des Weiteren zeigt, kann in dem Gehäuse 10 ein Druckregler oder ein Druckminderventil 62 angeordnet sein, der/das den Überdruck des Gases in dem Gehäuse 10 gegenüber dem Überdruck des Gases in dem Druckspeicherbehälter 20 einstellt oder reduziert. Der Druckregler 62 dient dabei typischerweise zum Absenken des Drucks in dem Gehäuse 10. Der Druckspeicherbehälter 20 ist demgegenüber typischerweise mit einem um ein Vielfaches höheren Druck beaufschlagt, um eine große Speicherkapazität zu erreichen. In einem typischen Anwendungsfall kann das Gehäuse 10 beispielsweise nur für einen Druck von bis ca. 100 mbar ausgelegt sein. Aus diesem Grund wird in diesem speziellen Fall beispielsweise mit einem Druck von 30 mbar gearbeitet. In anderen Anwendungsfällen und Gehäusevarianten kann dieser Druck auch höher oder tiefer sein, solange er über dem geforderten Mindestschwellenwert liegt.
Unter Bezugnahme auf 8 wird in dem Ausgangsfall, dass kein Überdruck in dem Druckspeicherbehälter 20 und dem Gehäuse 10 vorliegt, wobei die Ventileinrichtungen 41, 42 hier geschlossen sind, das System gestartet, indem über das Rückschlagventil 26 Druckluft oder Inertgas von der Gaszuführeinrichtung 30 zu dem Druckspeicherbehälter 20 zugeführt wird. Sobald der vorgegebene (zweite) Schwellenwert des Drucks in dem Druckspeichergehäuse 20 erreicht wird, und unter der Voraussetzung, dass kein zündfähiges Gas in dem Gehäuse 10 vorhanden ist, können die Ventile 41, 42 durch Betätigung des Tasters 52 freigegeben und damit geöffnet werden. Damit wird das unter Druck stehende erste Gas aus dem Druckspeicherbehälter 20 in das Gehäuse 10 geleitet und dort ebenfalls ein Überdruck aufgebaut. Nach Überschreiten des vorgegebenen (ersten) Schwellenwerts des Drucks in dem Gehäuse 10 lässt die Drucküberwachungsschalteinrichtung 60 dann das Schalten der elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse 10 zu.
Wird in diesem Zustand die Zufuhr von Druckluft zu dem Druckspeicherbehälter 20 unterbrochen, verhindert u.a. das Rückschlagventil 26 einen sofortigen oder schnellen Druckverlust in dem Druckspeicherbehälter 20. An der Ausgangsseite des Druckspeicherbehälters 20 liegt somit vorläufig weiterhin ein Überdruck an und die Ventile 41, 42 bleiben geöffnet. Solange der vorgegebene (zweite) Schwellenwert des Drucks in dem Druckspeicherbehälter 20 nicht unterschritten wird, kann der Druckspeicherbehälter 20 jederzeit wieder mit Druckluft beaufschlagt werden und eine Versorgung des Gehäuses 10 ist aufgrund der weiterhin geöffneten Ventile 41, 42 gewährleistet. Die elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse 10 dürfen somit ohne weiteres schalten bzw. ein- und ausgeschaltet werden. Wird der Druckschwellenwert in dem Druckspeichergehäuse 20 jedoch unterschritten, schließen die Ventile 41, 42, so dass keine Druckluftzufuhr zu dem Gehäuse 10 mehr gegeben ist. Fällt der Druck in dem Gehäuse 10 dabei unter den betreffenden Schwellenwert, sorgt die Drucküberwachungsschalteinrichtung 60 dann dafür, dass die elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse 10 ggfs. ausgeschaltet werden und dann nicht mehr schalten bzw. nicht mehr eingeschaltet werden können. Für ein erneutes Öffnen der Ventile 41, 42 muss dann zunächst wiederum der Taster 52 betätigt werden, aus Explosionsschutzgründen jedoch wiederum nur unter der Voraussetzung, dass kein zündfähiges Gas in dem Gehäuse 10 vorhanden ist,
Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung ist insgesamt insbesondere ein längerfristiger, dauerhafter oder intermittierender Betrieb des Gesamtsystems möglich, in dem die elektrischen Betriebsmittel oder elektrischen Geräte in dem Gehäuse 10 jederzeit elektrisch schalten bzw. ausgeschaltet und wieder eingeschaltet werden können, solange der Druck des ersten Gases in dem Druckspeicherbehälter 20 über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert liegt und die Ventileinrichtungen 41, 42 somit geöffnet bleiben.
Des Weiteren ist es mit dem vorliegenden System auch möglich, das Gesamtsystem vollständig vom Stromnetz zu nehmen bzw. außer Betrieb zu nehmen und anschließend nach Bedarf und insbesondere ohne „Freimessen“ und ggfs. „Spülen“ des Gehäuses 10 wieder einzuschalten, solange der Druck des ersten Gases innerhalb des Druckspeicherbehälters 20 über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert liegt. Somit können nicht nur die in dem Gehäuse 10 untergebrachten elektrischen Betriebsmittel oder Geräte sondern alle mit dem Gehäuse 10 und der Speichervorrichtung 20 verbundenen elektrischen Komponenten und Verbraucher (wie beispielsweise auch Schütze, Relais, etc.), insbesondere auch solche außerhalb des Gehäuses 10, stromlos geschaltet werden und später ohne „Spülen“ und „Freimessen“ des Gehäuses 10 wieder elektrisch in Betrieb genommen bzw. eingeschaltet werden, solange der Überdruck (oberhalb des vorgegebenen Schwellenwerts) in dem Druckspeicherbehälter 20 vorhanden ist. Sind hingegen die elektrischen Komponenten und Verbraucher elektrisch ausgeschaltet und fällt der Druck in dem Druckspeicherbehälter 20 unter den vorgegebenen Schwellenwert, beispielsweise bei einer länger dauernden Außerbetriebnahme des Systems, so erfolgt die oben beschriebene Zwangsverriegelung des Systems mittels dem vorzugsweise stromlos erfolgenden Schließen der Ventileinrichtungen 41, 42. Erst nach Freigabe der Ventileinrichtungen 41, 42 mittels des Tasters 52, die vorzugsweise ebenfalls stromlos erfolgt, können sich die Ventileinrichtungen 41, 42 wieder öffnen und das System insgesamt wieder in Betrieb genommen werden.
Somit ist es möglich, durch einen geringen Druckverlust an dem Gehäuse 10 und durch das große Druckreservoir des Druckspeicherbehälters 20 einen längeren Ausfall der Spannungs-/Stromversorgung und/oder der Druckluftversorgung, beispielsweise über einen Zeitraum von mehreren Stunden oder Tagen, zu kompensieren. In dieser Phase ist das System in einem betriebsbereiten Zustand, und sobald die Strom- und/oder Druckluftversorgung wieder vorliegt, kann das System ohne „Freimessen“ und „Spülen“ des Gehäuses 10 wieder gestartet werden, sofern keine Verriegelung durch Schließen der Ventile 41, 42 stattgefunden hat.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung für Explosionsschutz
10: Gehäuse, Betriebsmittelgehäuse, Gerätegehäuse, Schutzgehäuse
15: Computerbildschirm
20: Speichervorrichtung, Druckspeicherbehälter
21: Deckel, Deckelflansch
22: Gasauslass
24: Gaseinlass
26: Rückschlagventil
28: Schrauben
30: Gaszuführeinrichtung, Gasversorgungseinrichtung
40: Verschlusseinrichtung
41: Ventil, Ventileinrichtung
42: Ventil, Ventileinrichtung
50: Freigabeeinrichtung
52: Rückstelleinrichtung, Taster
54: Sicherungsvorrichtung, Kappe, Deckel
56: Bohrung
60: Drucküberwachungsschalteinrichtung, Druckwächter
62: Druckregler, Druckminderventil
64: Überdruckventil

Claims

Verfahren für ein explosionsgeschütztes Betreiben elektrischer Betriebsmittel, die in einem Gehäuse (10) angeordnet sind, mit folgendem Schritt: a) Versorgen des Gehäuses (10) mit einem gegenüber der Umgebung unter Überdruck stehenden ersten Gas, insbesondere Druckluft, um ein Eindringen eines zündfähigen zweiten Gases in das Gehäuse (10) zu verhindern, um dadurch die elektrischen Betriebsmittel im Betrieb gegen Explosionen zu schützen; gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte: b) Aufnehmen und Speichern des unter Überdruck stehenden ersten Gases in einer Speichervorrichtung (20), wobei die Speichervorrichtung (20) mittels Verschlusseinrichtungen (40) pneumatisch derart mit dem Gehäuse (10) verbunden ist, dass ein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung (20) und dem Gehäuse (10) erfolgen kann, wenn die Verschlusseinrichtungen (40) geöffnet sind; c) Zulassen eines Schaltens und/oder elektrisches Einschalten der elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse (10) mittels einer Drucküberwachungsschalteinrichtung (60), wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) über einem vorgegebenen ersten Schwellenwert liegt, und Nicht-Zulassen eines Schaltens und/oder elektrisches Ausschalten der elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse (10) mittels der Drucküberwachungsschalteinrichtung (60), wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) unter dem vorgegebenen ersten Schwellenwert liegt; d) dauerhaftes Schließen der Verschlusseinrichtungen (40), wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) unter den vorgegebenen ersten Schwellenwert und/oder der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung (20) unter einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert absinkt, so dass kein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung (20) und dem Gehäuse (10) mehr erfolgen kann, wobei die Verschlusseinrichtungen (40) derart ausgebildet sind, dass sie geschlossen bleiben, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung (20) anschließend wieder über den vorgegebenen zweiten Schwellenwert ansteigt; e) Detektieren, ob ein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse (10) eingedrungen ist, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) unter den vorgegebenen ersten Schwellenwert abgesunken ist; f) mit folgenden weiteren Schritten, wenn in dem Schritt des Detektierens festgestellt wird, dass ein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse (10) eingedrungen ist: f1) Spülen des Gehäuses (10) mit einem Spülmedium, um das zündfähige zweite Gas aus dem Gehäuse (10) zu entfernen, und f2) Freigeben der Verschlusseinrichtungen (40), so dass diese sich wieder öffnen, damit ein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung (20) und dem Gehäuse (10) wieder erfolgen kann, wenn im Anschluss an den Schritt des Spülens des Gehäuses (10) mit dem Spülmedium bei einer erneuten Durchführung des Schritts des Detektierens festgestellt wird, dass kein zündfähiges zweites Gas mehr in dem Gehäuse (10) vorhanden ist; g) oder mit folgendem weiteren Schritt, wenn in dem Schritt des Detektierens festgestellt wird, dass kein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse (10) eingedrungen ist: gl) Freigeben der Verschlusseinrichtungen (40), so dass diese sich wieder öffnen, damit ein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung (20) und dem Gehäuse (10) wieder erfolgen kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) über den vorgegebenen ersten Schwellenwert ansteigt, wenn die Verschlusseinrichtungen (40) freigegeben und geöffnet werden und das erste Gas von der Speichervorrichtung (20) zu dem Gehäuse (10) geleitet wird, so dass die elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse (10) mittels der Drucküberwachungsschalteinrichtung (60) schalten können und/oder elektrisch eingeschaltet werden können.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den folgenden weiteren Schritt: - wahlweises Zuführen des ersten Gases zu der Speichervorrichtung (20) mittels einer Gaszuführeinrichtung (30).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Freigebens der Verschlusseinrichtungen (40) erfolgt, indem der Betreiber/Nutzer des Verfahrens eine mit den Verschlusseinrichtungen (40) gekoppelte Rückstelleinrichtung (52) betätigt, so dass sich die Verschlusseinrichtungen (40) öffnen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, - dass der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung (20) über einen längeren, vorgegebenen Zeitraum über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert gehalten wird, wenn die elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse (10) elektrisch ausgeschaltet sind und wenn die Gaszuführeinrichtung (30) ausgeschaltet oder inaktiv ist und kein Gas zu der Speichervorrichtung (20) zuführt, so dass die Verschlusseinrichtungen (40) geöffnet sind und die Speichervorrichtung (20) pneumatisch derart mit dem Gehäuse (10) verbunden ist, dass ein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung (20) und dem Gehäuse (10) erfolgen kann, - wobei die Gaszuführeinrichtung (30) jederzeit eingeschaltet werden kann und das erste Gas zu der Speichervorrichtung (20) zuführen kann, und/oder - wobei die elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse (10) jederzeit schalten können und/oder elektrisch eingeschaltet werden können, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) über dem vorgegebenen ersten Schwellenwert liegt, ohne dass zuerst die Schritte des Detektierens, ob ein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse (10) eingedrungen ist, und des Spülens des Gehäuses (10) mit dem Spülmedium durchgeführt werden müssen.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es einen dauerhaften Betrieb ermöglicht, in dem die elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse (10) jederzeit schalten können und/oder elektrisch ausgeschaltet und wieder eingeschaltet werden können, solange der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung (20) über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle mit dem Gehäuse (10) und der Speichervorrichtung (20) verbundenen elektrischen Komponenten jederzeit schalten können und/oder elektrisch ausgeschaltet und wieder eingeschaltet werden können, solange der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung (20) über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert liegt.
Vorrichtung (1) für ein explosionsgeschütztes Betreiben elektrischer Betriebsmittel, umfassend ein Gehäuse (10) und die elektrischen Betriebsmittel, die in dem Gehäuse (10) angeordnet sind, mit a) einer Versorgungseinrichtung (30) zum Versorgen des Gehäuses (10) mit einem gegenüber der Umgebung unter Überdruck stehenden ersten Gas, insbesondere Druckluft, um ein Eindringen eines zündfähigen zweiten Gases in das Gehäuse (10) zu verhindern, um dadurch die elektrischen Betriebsmittel im Betrieb gegen Explosionen zu schützen; gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale: b) eine Speichervorrichtung (20) zum Aufnehmen und Speichern des unter Überdruck stehenden ersten Gases, wobei die Speichervorrichtung (20) mittels Verschlusseinrichtungen (40) pneumatisch derart mit dem Gehäuse (10) verbunden ist, dass ein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung (20) und dem Gehäuse (10) erfolgen kann, wenn die Verschlusseinrichtungen (40) geöffnet sind; c) eine Drucküberwachungsschalteinrichtung (60), die ein Schalten der elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse (10) zulässt und/oder die elektrischen Betriebsmittel elektrisch einschaltet, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) über einem vorgegebenen ersten Schwellenwert liegt, und die ein Schalten der elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse (10) nicht zulässt und/oder die elektrischen Betriebsmittel elektrisch ausschaltet, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) unter dem vorgegebenen ersten Schwellenwert liegt; d) wobei die Verschlusseinrichtungen (40) derart ausgebildet sind, dass sie dauerhaft schließen, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) unter den vorgegebenen ersten Schwellenwert und/oder der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung (20) unter einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert absinkt, so dass kein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung (20) und dem Gehäuse (10) mehr erfolgen kann, und wobei die Verschlusseinrichtungen (40) derart ausgebildet sind, dass sie geschlossen bleiben, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung (20) anschließend wieder über den vorgegebenen zweiten Schwellenwert ansteigt; e) Detektiereinrichtungen zum Feststellen, ob ein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse (10) eingedrungen ist, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) unter den vorgegebenen ersten Schwellenwert abgesunken ist; f) wobei, wenn die Detektiereinrichtungen feststellen, dass ein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse (10) eingedrungen ist, f1) das Gehäuse (10) mit einem Spülmedium gespült wird, um das zündfähige zweite Gas aus dem Gehäuse (10) zu entfernen, und f2) die Verschlusseinrichtungen (40) mittels Freigabeeinrichtungen (50) freigegeben werden, so dass die Verschlusseinrichtungen (40) sich wieder öffnen, damit ein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung (20) und dem Gehäuse (10) wieder erfolgen kann, wenn im Anschluss an das Spülen des Gehäuses (10) mit dem Spülmedium die Detektiereinrichtungen feststellen, dass kein zündfähiges zweites Gas mehr in dem Gehäuse (10) vorhanden ist; g) oder wobei, wenn die Detektiereinrichtungen feststellen, dass kein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse (10) eingedrungen ist, g1) die Verschlusseinrichtungen (40) mittels Freigabeeinrichtungen (50) freigegeben werden, so dass die Verschlusseinrichtungen (40) sich wieder öffnen, damit ein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung (20) und dem Gehäuse (10) wieder erfolgen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucküberwachungsschalteinrichtung (60) ein Schalten der elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse (10) zulässt und/oder die elektrischen Betriebsmittel elektrisch einschalten kann, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) über den vorgegebenen ersten Schwellenwert ansteigt, wenn die Verschlusseinrichtungen (40) freigegeben und geöffnet werden und das erste Gas von der Speichervorrichtung (20) zu dem Gehäuse (10) geleitet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Gaszuführeinrichtung (30), die wahlweise das erste Gas zu der Speichervorrichtung (20) zuführt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Freigabeeinrichtungen (50) zum Freigeben der Verschlusseinrichtungen (40) eine Rückstelleinrichtung (52) aufweisen, die mit den Verschlusseinrichtungen (40) gekoppelt ist, wobei die Verschlusseinrichtungen (40) freigegeben werden, indem der Betreiber/Nutzer der Vorrichtung (1) die Rückstelleinrichtung (52) betätigt, wodurch sich die Verschlusseinrichtungen (40) öffnen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstelleinrichtung (52) mechanisch mit den Verschlusseinrichtungen (40) gekoppelt ist, wobei der Betreiber/Nutzer der Vorrichtung (1) die Rückstelleinrichtung (52) mechanisch betätigt, um die Verschlusseinrichtungen (40) zu öffnen.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstelleinrichtung (52) eine Sicherungsvorrichtung (54) aufweist, die von dem Betreiber/Nutzer der Vorrichtung (1) entfernt oder geöffnet werden muss, bevor die Rückstelleinrichtung (52) betätigt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsvorrichtung (54) nur mit einem dafür vorgesehenen Werkzeug entfernt oder geöffnet werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, - dass der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung (20) über einen längeren, vorgegebenen Zeitraum über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert gehalten wird, wenn die elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse (10) elektrisch ausgeschaltet sind und wenn die Gaszuführeinrichtung (30) ausgeschaltet oder inaktiv ist und kein Gas zu der Speichervorrichtung (20) zuführt, so dass die Verschlusseinrichtungen (40) geöffnet sind und die Speichervorrichtung (20) pneumatisch derart mit dem Gehäuse (10) verbunden ist, dass ein Austausch des ersten Gases zwischen der Speichervorrichtung (20) und dem Gehäuse (10) erfolgen kann, - wobei die Gaszuführeinrichtung (30) jederzeit eingeschaltet werden kann und das erste Gas zu der Speichervorrichtung (20) zuführen kann, und/oder - wobei die elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse (10) jederzeit schalten können und/oder elektrisch eingeschaltet werden können, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb des Gehäuses (10) über dem vorgegebenen ersten Schwellenwert liegt, ohne dass zuerst die Detektiereinrichtungen feststellen müssen, ob ein zündfähiges zweites Gas in das Gehäuse (10) eingedrungen ist, und ohne dass das Gehäuse (10) mit dem Spülmedium gespült werden muss.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen dauerhaften Betrieb ermöglicht, in dem die elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäuse (10) jederzeit schalten können und/oder elektrisch ausgeschaltet und wieder eingeschaltet werden können, solange der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung (20) über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass alle mit dem Gehäuse (10) und der Speichervorrichtung (20) verbundenen elektrischen Komponenten jederzeit schalten können und/oder elektrisch ausgeschaltet und wieder eingeschaltet werden können, solange der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung (20) über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtungen (40) Ventileinrichtungen (41, 42) sind, die im Inneren der Speichervorrichtung (20) oder an der Außenseite der Speichervorrichtung (20) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtungen (41, 42) ein Federelement aufweisen und derart ausgebildet sind, dass sie entgegen der Federkraft des Federelements geöffnet gehalten werden, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung (20) über dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert liegt, wobei sich die Ventileinrichtungen (41, 42) aufgrund der Federkraft des Federelements schließen, wenn der Druck des ersten Gases innerhalb der Speichervorrichtung (20) unter den vorgegebenen zweiten Schwellenwert absinkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Computer oder einen Computer-Bildschirm aufweist, der in dem Gehäuse (10) angeordnet ist, wobei die elektrischen Betriebsmittel den Computer oder den Computer-Bildschirm steuern sowie ein- und ausschalten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckregler oder ein Druckminderventil (62) in dem Gehäuse (10) angeordnet ist, der/das den Überdruck des ersten Gases in dem Gehäuse (10) gegenüber dem Überdruck des ersten Gases in der Speichervorrichtung (20) einstellt oder reduziert.