DE1598393A1

DE1598393A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Fuellen eines Handschuhkastens mit reiner Atmosphaere

Info

Publication number: DE1598393A1
Application number: DE19661598393
Authority: DE
Inventors: Stingele Dr Rer Nat Alwig; Robert De Cat
Original assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Current assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Priority date: 1966-02-04
Filing date: 1966-02-04
Publication date: 1970-07-23
Also published as: BE693203A; FR1508907A; NL6701351A; US3455348A; LU52752A1

Description

EUROPÄISCHE ATOMGEMEINSCHAFT (EURATOM)

PATENTANMELDUNG

"Vorrichtung und Verfahren zum Füllen eines Handschuhkaetens

mit reiner Atmosphäre"

Erfinder : Alwig STINGELE und Robert DE CAT

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren, um die Gasatmosphäre in einem Arbeitskasten, wie Handschuhkästen ι heißen Zellen und ähnlichen Einrichtungen, adit- und koetensprarend gegen eine reine und genau kontrollierbare Atmosphäre auszutauschen..

Ganz allgemein geschieht dieser Austausch zum Füllen beispielsweise eines Handschuhkastens mit Inertgas durch Spülen mit dem betreffenden Gas, wobei die ursprünglich vorhandene Luft durch das Spülgas nach und nach verdrängt wird. Da hierbei Gaediffusion und

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turbulente Strömung jedoch eine quantitative Verdrängung der Luft verhindern, werden in jedem Fall große Mengen an Spülgas verbraucht, das mitunter, beispielsweise bei hochgereinigten Edelgasen, sehr teuer ist.

Außerdem bleibt es fraglich, ob der angestrebte Reinheitsgrad etwa wegen Rückdiffusion überhaupt erreicht wird.

Auch die in der Technik angewandte Methode des Abziehens von Gas aus einem Handschuhkasten mittels einer Pumpe erlaubt bei Handschuhkästen nur geringe Unter- und Überdrucke von einigen Torr, und es ist damit auch wiederholtes Auspumpen auf geringen Unterdruck mit nachfolgendem Einlassen des reinen Gases auf geringen Überdruck recht zeitraubend. Beispielsweise wurden in einem Falle drei Wochen benötigt, um in einem Handschuhkasten eine wasserfreie Argonatmosphäre zu erbalten, wobei auch noch der Verbrauch von mehreren Flaschen hoch reinen Argons in Rechnung zu stellen ist.

In Handschuhkästen aus Edelstahl läßt sich durch Auspumpen auf Hochvakuum mit nachfolgendem Einfüllen des gereinigten Gases die ge wünschte Atmosphäre mühelos herstellen. Solche Stahlkästen sind aber teuer und die benötigte Vakuumpumpe ist ebenfalls zu berücksichtigen.

Eine Vereinfachung des Auswechselns von Gasatmosphären besonders in Handschuhkästen ist auf einfache, billige und schnelle Weise bisher noch nicht möglich.

Das Problem stellt sich in allen Chemie-Labors, heißen und kalten, ganz allgemein für Arbeiten wissenschaftlicher und technischer Art, bei denen in genau definiertsr Gcasatmosphäre gearbeitet werden muß.

Das Hauptmerkmal der- vorgeschlagenen Erfindung besteht darin, daß zur Trennung des zu verdrängenden Gases im Handnchuhkasten von dem einzufüllenden gereinigten Gas auf einen Gas^: 'ifiilJ --t 'U".-;:. im Innern des Handschukastens ein Ballon aus Gummi oder plastischem Kunststoff aufgezogen ist, der so dimensioniert ist, da'i ?r im aufgeblasenen

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Zustand weitgehend alle Gasatmosphäre im Handschuhkasten durch ein dafür vorgesehenes Austrittsventil nach außen abdrängt.

Pas Einfüllen des gewünschten Gases in den Handschuhkasten erfolgt dann durch das Ventil, durch welches vorher die Gasatmosphäre nach außen abgedrängt wurde.

Figur 1 tei-Z¹-- oino Vorrichtung -gemäß der Erfindung in einSr möglichen Ausführ^ngsform, die in ihrer Funktion im folgenden näher erläutert werden r- -> 11 :

"Vnn der Handschuhkasten (1), an welchem eine Materialschleuse (?.)" sltet, mit einer hochreinen Gasatmosphäre gefüllt werden soll, so pumpt nan zunächst ein beliebiges Gas (Luft, C0_ oder Stickstoff) durch den Gaseinlaßhahn (3) in einen Ballon (k) (aus passendem, gut dehnbarem und gasdichtem Material), der beispielsweise mit einem Spannrinr (5) auf einen Stutzen (6) im Innern von 1 gasdicht aufgezogen ist ^¹Urch das Einblasen von Gas durch 3 in den Ballon k wird dieser Ballon aufgeblasen und die ursprünglich im Handschuhkasten 1 vorhandt ne Gtsatmr-.phäre ;i';rrh den ^»öffneten Hahn 7 mch auß^n abgedrängt. Im prut aufgeblasenen Zustand des 3-ilions ** ninr.t dieser weitgehend das Volumen von 1 ein, d.h. über 93% der Gasatmosphäre von 1 sind nach außen durch 7 abgedrängt. Dann läßt man das gewünschte hochrein^ Gas durch der. Hahn 7 in den Handschuhkasten 1 einströmer., wcbei man dem Ballon h Gelegenheit zum Entlüften über den Hahn 3 gibt. Auf diese Weise wird die im Ballon k enthaltene Atmesphäre au6 dem Handschuhkasten nach außen (durch Hahn 3) abgedrängt. Man kann sowohl beim Füllen des Ballons als auch beim Einlassen des gewünschten Gases mit einen leichten, für den jeweiligen Handechuhkastentyp zulässigen Überdruck arbeiten, um das verbleibende Restvolumen möglichst herabzudrücken.

Zum Füllen der Schleuse 2 mit reiner Atmosphäre kann man analog verfahren : Man füllt den dort hinter dem Hahn 8 angebrachten Ballon

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bis dieser das ursprünglich in der Schleuse vorhandene Gas durch den Hahn 10 weitgehend nach außen verdrängt hat und füllt dann das gewünschte hochrein? Gas durch den Hahn 10 in die Schleuse 2, wobei der Balloi? 9 ¹VIseier zusammengedrückt und das darin enthaltene Gas durch 8 nach außen gedruckt wird. In Figur 1 ist noch eine mögliche Alternative vorhanden; durch den Dreiweghahn 11 kann man zum Einfüllen des gewünschten reinen Gases entweder die Schleuse 2 oder den Handschuhkasten 1 bedienen, was eine Vereinfachung bedeutet.

Wach zwei- bis dreimaliger Wiederholung entspricht der Reinh:i" -^rid der Atmosphäre im Handschuhkasten dem des eingefüllten reinen Gases.

Das Verfahren des Einfüllens kann auch auf einfache Weise vollautomatisch ausgeführt werden, wenn man ein Ventil verwendet, das bei plötzlichem Druckanstieg im Ballon (bei vollständiger Ausfüllung des Handschuhkastens) selbsttätig abschaltet*

Auch der Vorgang des Ein- und Ausschleusens von Geräten oder Material läßt sich damit stark vereinfachen, da auch die Gasatmosphäre der Schleuse gemäß der Erfindung rasch, bequem und sauber ausgetauscht werden kann.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf die beschriebenen und angedeuteten Ausführungsformen beschränkt.

So kann beispielsweise der den Ballon tragende Stutzen in einer Vertiefung der Handschuhkastenwand sitzen, wobei die Vertiefung geräumig genug ist, UE den Ballon in leerem Zustand aufzunehmen, und wobei außerdem auch die genannte Vertiefung gegen den Innenraum des Handschuhkastens etwa durch einen Deckel gasdicht verschließbar ist. Dies kann beispielsweise beim Arbeiten mit für das Ballonmaterial 3grßssiν an Substanzen von Vorteil sein»

Ei«; Hr-itere ,τι"nski^e und technisch vorteilhafte Ausführung ^f

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der Erfindung besteht darin, die beiden Stutzen zum Einfüllen und Auslassen von Gas sowie die gewünschten Meßvorrichtungen und Gas* flaschen zu einer transportablen Einheit zusammenzufassen, die bei Bedarf lei-cht von einem Handschuhkasten auf einen anderen übertragbar ist. Dies kann etwa über dafür besonders vorgesehene Schleusen geschehen. Die Einheit kann dann nach Durchführung des Gastausches und Verschließen der besonders vorgesehenen Schleuse (von innen) wieder vom Handschuhkasten abgenommen werden.

Ee ist dabei zweckmäßig, die Verbindung der Einheit mit der für den Aii^.iluß vorgesehenen Schleuse möglichst gut, gasdicht und rasch lösbar auszuführen. Dies kann mit den bekannten Mitteln des Standes ' der Technik einfach erreicht werden.

Durch die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung wird eine beträchtliche Einsparung an Zeit und teuren Schutzgasen (wie reinem Helium und Argon, usw.) gewährleistet, wobei die Kosten für die Vorrichtung selbst denkbar gering sind.

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Claims

j L L, . PATENTANSPRÜCHE

1) Vorrichtung zum Auswechseln von Gasatmosphären in Handschuhkasten und ähnlichen Arbeitsbehältern, dadurch gekennzeichnet, daß auf Gaseinfüll- bzw. Gasauslaßstutzen im Innern des Handschuhkastens ein Ballon solcher Dimensionen aufgezogen ist, daß er in aufgeblasenem Zustand möglichst viel der Gasatmosphäre aus dem Handschuhkasten durch ein dafür vorgesehenes Auslaßventil nach außen abdrängt.

2) Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als bauliche Einheit durch Einrichtung einer Hilfsschleuse von einem Handschuhkasten auf einen anderen übertragbar ist.

3) Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ile in der Materialschleuse von Handschuhkasten stationär untergebracht ist.

h) Vorrichtung gemäß der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit mit Druckvergleichsmeßeinrichtungen ausgestattet ist und schnell und gasdicht an eine dafür vorgesehene Hilfsschleuse angeschlossen und/oder schnell davon wieder abgenommen werden kann.

5) Verfahren zum Auswechseln von Gasatmosphären in Handschuhkasten» dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines im Innern eines Handschuhkastens angebrachten, von außen vorzugsweise mit Stickstoff aufblasbaren Ballons d.e aus dem Handschuhkasten zu entfernende Gasatmosphäre weitestgehend aus dem Handschuhkasten nach außen verdrängt und darauf der Handschuhkasten mit dem gewünschten reinen Gas gefüllt wird, wobei das Gas im Ballon wieder aus diesem nach -r.ißen abgedrückt wird.

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