DE19519288C2 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Entnahme von giftigen, übelriechenden und/oder ätzenden Fluiden aus einem auswechselbaren Vorratsbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Entnah­ me von giftigen, übelriechenden und/oder ätzenden Fluiden aus einem Vorrats­ behälter und zum Wechseln des Vorratsbehälters, wenn er als geleert erkannt worden ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer in den Vorratsbehälter ragenden Entnahmevorrichtung, die über eine Entnahmeleitung mit einer Ventilanordnung im Entnahmesystem verbunden ist, und mit einer Be-/Entlüftungsleitung für den Vorratsbehälter.

In der chemischen, einschl. lebensmittelchemischen Prozeßtech­ nik ist es manchmal erforderlich oder zweckmäßig, giftige (übelriechend) und/oder ätzende Fluide, insbesondere Flüssig­ keiten, einzusetzen. Derartige Fluide werden naturgemäß in gut abgeschlossenen Vorratsbehältern angeliefert und verwendet. Hierzu sind die Vorratsbehälter üblicherweise mit wenigstens einer Öffnung zur Einführung einer Entnahmevorrichtung, bei­ spielsweise in Form einer Lanze, sowie zum Anschluß einer Be-/Entlüftungsleitung versehen. Die Entnahme des Fluids kann durch Anwendung von Unterdruck oder Überdruck in herkömmlicher Weise erfolgen. Da nach der Entleerung des Vorratsbehälters dieser gegen einen vollen Vorratsbehälter ausgewechselt werden muß, kommt es zu einer Unterbrechung des Produktionsprozesses, wenn die Entnahme nicht über ein Puffersystem erfolgt, in dem eine gewisse Menge des Fluids zwischengespeichert wird, um die Zuführung des Fluids zum Prozeß aufrechtzuerhalten, während der Vorratsbehälter gewechselt wird.

Das Wechseln des Vorratsbehälters erfordert das Entfernen der Anschlüsse für die Entnahmeleitung und die Be-/Entlüftungslei­ tung sowie beispielsweise das Herausziehen der Entnahmelanze. Hierdurch kann es zu einer erheblichen Geruchsbelästigung, Gesundheitsgefährdung durch giftige Dämpfe oder durch ätzende Flüssigkeitstropfen kommen. Das Wechseln des Vorratsbehälters ist daher eine unangenehme und gefährliche Tätigkeit.

Durch das DE 88 07 536 U1 ist eine Behältervorrichtung für wassergefährdende Chemikalien bekannt, die einer unterbrechungslosen Entnahme der Chemikalie aus der Behälteranordnung dient. Hierzu sind zwei gleiche Behälter übereinander in einem Gestell angeordnet, das in einer Flüssigkeitsauffangwanne steht. Die Förderung der Chemikalie aus den beiden Behältern erfolgt durch Druckluft, wozu beide Behälter mit einer Luftpendelleitung verbunden sind. Die Förderung erfolgt aus dem oberen Behälter, der mit der Förderluft beaufschlagt wird. Ist der obere Behälter geleert, wird die Förderluft auf den unteren Behälter gelegt und so die Förderung aus dem unteren Behälter fortgesetzt. In dieser Zeit kann der obere Behälter ausgewechselt werden und nach dem Auswechseln wieder die Förderung aus dem oberen Behälter durch den unteren Behälter hindurch zur Entnahme vorgenommen werden. Das Problem der Belästigung oder Gefährdung von Bedienpersonen beim Auswechseln des Behälters, das mit dem Öffnen der Armaturen usw. verbunden ist, ist hierbei nicht ausdrücklich angesprochen.

Durch das DE-Gbm 18 70 715 ist es bekannt, einen begehbaren Behälter zu belüften, bevor er beispielsweise zu Reinigungszwecken betreten wird. Hierfür wird der Behälter an seiner Oberseite geöffnet und in die Öffnung ein Spüleinsatz eingesetzt, durch den Druckluft in den Behälter zur Erzeugung einer verwirbelten Luftströmung eingeblasen wird und der Überdruck durch eine Ableitungsöffnung entweichen kann. Hierdurch soll erreicht werden, daß die Gefährdung durch unvollständig belüftete Behälter, in deren unterem Bereich sich schwere giftige Gase abgesetzt haben, verringert wird. Für stark geruchsbelästigende und giftige Dämpfe bietet der bekannte Vorschlag keine Lösung, da diese beim Öffnen des Behälters und Einsetzen der Belüftungsarmatur bereits austreten würden.

Durch die US 4,567,908, US 5,060,703 und DE 41 42 567 C1 sind Behälteranordnungen bekannt, bei denen eine Entleerung aus einem Vorratsbehälter erfolgt, der mit einer Zuleitung wiederauffüllbar ist. Ein Auswechseln des Vorratsbehälters, durch das die eingangs erwähnten Handhabungsprobleme auftreten, ist in diesen Druckschriften nicht angesprochen. Gemäß DE 41 42 567 C1 ist ein auswechselbarer Vorratsbehälter mit einer besonderen Armatur versehen, die eine Belüftung der Armatur und des Behälters in einem Spülkreislauf während des Befüllens bzw. des Entleerens ermöglicht. In der US 4,567,908 ist eine Anordnung beschrieben, bei der aus einem Vorratsbehälter für eine Blutprobe eine bestimmte Menge in einen Testbehälter transportierbar ist. Ist die benötigte Testmenge in den Testbehälter transportiert worden, wird der Rest aus dem Vorratsbehälter und den Verbindungsleitungen in einen Sammelbehälter abgesaugt, wobei das Absaugen nach der Entleerung des Vorratsbehälters notwendigerweise für eine gewisse Zeit mit Luft fortgesetzt wird, so daß eine Luftspülung des Vorratsbehälters stattfindet. Die US 5,060,703 offenbart ein Befüllungssystem für die Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit Bremsflüssigkeit. Die hygroskopische Bremsflüssigkeit soll dabei immer mit einem Schutzgas gegenüber der Umgebungsluft abgeschirmt sein, um eine Feuchtigkeitsaufnahme durch die Bremsflüssigkeit zu vermeiden. Das Abfüllen geschieht aus einem Vorratsbehälter, aus dem von Zeit zu Zeit Bremsflüssigkeit in einen Haupttank eingepumpt wird. Das Problem eines Behälterwechsels und der damit verbundenen Handhabung von etwaigen giftigen oder geruchsbelästigenden Dämpfen ist hierbei nicht erwähnt.

Die vorliegende Erfindung geht von der Problemstellung aus, die Gefährdung oder Geruchsbelästigung von Bedienpersonen beim Wechseln des Vorratsbehälters zu vermeiden.

Ausgehend von dieser Problemstellung ist erfindungsgemäß ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß der Zugang zum Vorratsbehälter durch eine steuerbare Zu­ gangssperre versperrt wird, daß nach einer erkannten Entlee­ rung automatisch die Verbindung zum Entnahmesystem abgesperrt und ein Spülsystem eingeschaltet wird, durch das der Vorrats­ behälter und die Verbindungen zum Entnahmesystem bis zur Ab­ sperrung mit einem Spülgas gespült werden, bis der Vorratsbe­ hälter für praktische Zwecke restfrei von dem Fluid geleert ist, und daß erst danach die steuerbare Zugangssperre entrie­ gelt wird, um das Auswechseln des Vorratsbehälters zu ermögli­ chen.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht somit vor, einen automa­ tischen Spülvorgang für den Vorratsbehälter und die mit ihm verbundenen Leitungen vorzunehmen, der nach dem Entleeren des Behälters zwangsweise stattfindet und eine Vorbedingung für den Zugang zu dem Vorratsbehälter zum Zwecke des Auswechselns ist. Dadurch wird sichergestellt, daß vor der Auswechslung des Vorratsbehälters die mit dem Abtrennen der mit dem Vorratsbe­ hälter verbundenen Leitungen sowie dem Herausziehen einer Ent­ nahmevorrichtung, beispielsweise in Form einer Entnahmelanze, verbunden ist, alle diese Teile für praktische Zwecke frei von Fluidresten sind. Das Auswechseln des Vorratsbehälters kann daher ohne eine Gefährdung durch Restfluid erfolgen. Die Ver­ dunstung einer gefährdenden Flüssigkeit als Fluid kann dabei wesentlich dadurch beschleunigt und unterstützt werden, daß ein erwärmtes Gas als Spülgas verwendet wird.

Ausgehend von der oben erwähnten Problemstellung ist ferner eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zur Durchführung des Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter mit einer steuerbaren Zugangssperre versperrt ist, daß ein Detektor für die Entleerung des Vorratsbehälters ein Steuersi­ gnal erzeugt, daß in die Entnahmeleitung ein durch das Steuer­ signal des Detektors steuerbares Absperrventil eingeschaltet ist, daß eine Spülgaszuleitung und eine Spülgasableitung mit dem Vorratsbehälter und mit der Entnahmeleitung sowie der Be-/Entlüftungsleitung verbunden sind und eine Spülgasförde­ rung durch das Steuersignal des Detektors einschaltbar ist, und daß eine Steuerung die steuerbare Zugangssperre erst nach Beendigung der Spülung des Vorratsbehälters entriegelt.

Die Zugangssperre kann dabei ein elektrisch betätigbares Schloß eines den Vorratsbehälter umgebenden Schrankes o. ä. sein, kann jedoch auch durch bloße optische und/oder akusti­ sche Warnsignale oder Anzeigen realisiert sein. Die Beendigung der Spülung, also die für praktische Zwecke restfreie Entfer­ nung des Fluids aus dem Vorratsbehälter kann durch einen De­ tektor in der Spülgasableitung überwacht werden. In einer ein­ facheren Ausführungsform ist es aber beispielsweise auch mög­ lich, mit Beginn der Spülung lediglich eine Zeitsteuerung in Gang zu setzen, die mit einer Sicherheitsspanne versehen sein sollte, um eine restfreie Entleerung des Vorratsbehälters si­ cherzustellen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird bevorzugt für ein Ent­ nahmesystem mit einem Pufferbehälter verwendet, der zwischen die Entnahmeleitung und dem Entnahmesystem eingeschaltet ist. In diesem Fall und bei der Entnahme einer Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter ist der Pufferbehälter vorzugsweise mit einem Füllstandsdetektor versehen, der als Detektor für die Entlee­ rung des Vorratsbehälters beim Unterschreiten eines vorgegebe­ nen Füllstands das Steuersignal abgibt. Diese Ausführungsform geht davon aus, daß in üblicher Weise der Füllstand in dem Pufferbehälter konstant bleibt, solange Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter nachfließt. Die Entnahme wird dabei beispiels­ weise durch eine Absaugeinrichtung gesteuert. Der sich in dem Pufferbehälter einstellende Füllstand kann durch einen in dem Pufferbehälter erzeugten Unterdruck gesteuert sein, aber auch nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren lediglich von der räumlichen (Höhen-)Anordnung von Vorratsbehälter und Pufferbe­ hälter zueinander abhängen. Ist der Vorratsbehälter leer ge­ fördert, führt die weitere Entnahme zur Absenkung des Füll­ stands im Pufferbehälter. Diese Absenkung kann als Signal für die Entleerung des Vorratsbehälters ausgenutzt werden.

Die Erfindung soll im folgenden mit weiteren vorteilhaften Ausge­ staltungen anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden.

Die Zeichnung läßt ein Vorratssystem 1 erkennen, das bei­ spielsweise in einem mit einem elektronischen Schloß ver­ schlossenen Schrank untergebracht sein kann. In dem Vorrats­ system 1 befindet sich ein Vorratsbehälter 2, der ein übelrie­ chendes, giftiges und/oder ätzendes Fluid, meist in Form einer Flüssigkeit, enthält und dementsprechend abgedichtet ist. Zur Entnahme des Fluids aus dem Vorratsbehälter 2 ist in diesen (abgedichtet) eine Entnahmevorrichtung 3 in Form einer Entnah­ melanze eingeführt, die die Flüssigkeit vom Boden des Vorrats­ behälters 2 absaugt. Die Entnahmevorrichtung 3 ist mit einer Entnahmeleitung 4 über ein flexibles (Schlauch-)Zwischenstück 5 verbunden.

Der Vorratsbehälter 2 weist ferner einen Anschluß für eine Be-/Entlüftungsleitung 6 auf, die ebenfalls über ein elasti­ sches (Schlauch-)Zwischenstück 7 angeschlossen ist.

Die Entnahmeleitung 4 führt in ein Puffersystem 8 hinein, in dem sie mit einem steuerbaren Absperrventil 9 versehen ist, bevor sie in den Boden eines Pufferbehälters 10 mündet. Ein Bodenauslaß des Pufferbehälters 10 ist mit einer Entnahme-An­ saugpumpe 11 im Entnahmesystem 12 verbunden. Saugseitig der Ansaugpumpe 11 befindet sich ein Durchflußwächter 13, druck­ seitig ein Rückschlagventil 14, über das der Transport der Flüssigkeit in den Produktionsprozeß vorgenommen wird. Eine mit einem Absperrventil 15 versehene Rückleitung 16 zum Puf­ ferbehälter 10 erlaubt die Befüllung bzw. notwendige Entlüftung des Entnahmesystems 12 zum Beginn des Entnahmevorgangs.

Der Pufferbehälter 10 in dem Puffersystem 8 weist einen ersten Füllstandsdetektor 17 auf, der etwas unterhalb des normalen Füllstandes der Flüssigkeit in dem Pufferbehälter 10 liegt. Strömt aus dem Vorratsbehälter 2 keine Flüssigkeit während der Entnahme nach, sinkt der Flüssigkeitsstand in dem Pufferbehäl­ ter 10 unter den ersten Füllstandsdetektor 17 ab, so daß dieser ein Signal abgibt, das die Entleerung des Vorratsbehälters 2 an­ zeigt.

Ein zweiter Füllstandsdetektor 18 im Bodenbereich des Puffer­ behälters 10 dient als Absicherung für einen Störungsfall und sorgt für eine Abschaltung der Produktionsanlage.

Die Deckelseite des Pufferbehälters 10 ist über ein Absperr­ ventil 19 mit einer ansaugenden Ejektorpumpe 20 verbunden, die im dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Adsorptions­ filter 21 und einen Katalysator 22 mit einem Abgasauslaß ver­ bunden ist. Die Ejektorpumpe 20 dient zur Herstellung eines Unterdrucks in dem Pufferbehälter 10, durch den der Normal- Flüssigkeitsstand im Pufferbehälter 10 so definiert wird, daß er oberhalb des ersten Füllstandsdetektors 17 liegt.

Mit der Entnahmeleitung 4 ist über ein Absperrventil 23 eine Spülgaszuleitung 24 verbunden, die in einem Entsorgungssystem 25 eine Aufheizvorrichtung 26 und ein Absperrventil 27 auf­ weist.

Hat der Füllstandsdetektor 17 des Pufferbehälters 10 eine Entleerung des Vorratsbehälters 2 angezeigt, wird mit dem be­ treffenden Steuersignal das Absperrventil 9 in der Entnahme­ leitung 4 im Puffersystem 8 abgesperrt. Gleichzeitig werden die Absperrventile 23, 27 für die Spülgaszufuhr geöffnet, so daß Spülgas durch die Entnahmevorrichtung 3 in das Innere des Vorratsbehälters 2 gelangt. Aus dem Innern des Vorratsbehäl­ ters 2 gelangt das Spülgas über die Be-/Entlüftungsleitung 6 und ein darin befindliches, nunmehr geöffnetes Absperrventil 28 in die Abgasleitung, die im Entsorgungssystem 25 die Ejek­ torpumpe 20, den Adsorptionsfilter 21 und den Katalysator 22 aufweist. Die Spülung mit dem Spülgas erfaßt somit das Innere des Vorratsbehälters 2, die Be-/Entlüftungsleitung 6 und die Entnahmeleitung 4 bis zur Absperrung (Absperrventil 9), wobei das Leitungsstück der Entnahmeleitung 4 zwischen der Spülgas­ zufuhr und dem Absperrventil 9 möglichst kurz gehalten wird.

Die Beendigung der Spülung des Vorratsbehälters 2 mit dem Spülgang kann durch einen Detektor in der Be-/Entlüftungslei­ tung 6 detektiert oder durch eine großzügig eingestellte Zeit­ schaltung bestimmt werden. Erst nach dem Ende der Spülung wird die Zugangssperre des Vorratssystems zum Vorratsbehälter 2 entriegelt, so daß der geleerte Vorratsbehälter 2 gegen einen vollen Vorratsbehälter 2 ausgetauscht werden kann, ohne daß eine Gefahr für die Bedienperson durch merkbare Restanteile des gefährdenden Fluids bestünde, da durch die vorgenommene Spülung, ggf. mit durch die Aufheizvorrichtung 26 erwärmtem Spülgas etwaige Flüssigkeitsreste mit Sicherheit verdampft bzw. verdunstet und über die Abgasleitung abtransportiert wor­ den sind.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein offenes System für die Spülgaszuführung und Spülgasableitung darge­ stellt. In kritischen Fällen kann hierfür auch ein geschlosse­ nes System verwendet werden, wobei allerdings darauf zu achten ist, daß keine Anreicherung von Fluidresten in dem Spülkreis­ lauf stattfindet.

Claims (9)

1. Verfahren zur automatischen Entnahme von giftigen, übel­ riechenden und/oder ätzenden Fluiden aus einem Vorratsbehäl­ ter (2) und zum Wechseln des Vorratsbehälters (2), wenn er als geleert erkannt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugang zum Vorratsbehälter (2) durch eine steuerbare Zu­ gangssperre versperrt wird, daß nach einer erkannten Entlee­ rung automatisch die Verbindung zum Entnahmesystem (12) abge­ sperrt und ein Spülsystem eingeschaltet wird, durch das der Vorratsbehälter (2) und die Verbindungen zum Entnahmesystem (12) bis zur Absperrung (9) mit einem Spülgas gespült werden, bis der Vorratsbehälter (2) für praktische Zwecke restfrei von dem Fluid geleert ist, und daß erst danach die steuerbare Zugangssperre entriegelt wird, um das Auswechseln des Vor­ ratsbehälters (2) zu ermöglichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme aus dem Vorratsbehälter (2) über ein Puffersystem (8) vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdunstung des Fluids durch Verwendung eines erwärmten Gases als Spülgas unterstützt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer in den Vorratsbehälter (2) ragen­ den Entnahmevorrichtung (3), die über eine Entnahmeleitung (4) mit einer Ventilanordnung (14, 15) im Entnahmesystem (12) verbunden ist, und mit einer Be-/Entlüftungsleitung (6) für den Vorratsbehälter (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Vor­ ratsbehälter (2) mit einer steuerbaren Zugangssperre ver­ sperrt ist, daß ein Detektor (17) für die Entleerung des Vor­ ratsbehälters (2) ein Steuersignal erzeugt, daß in die Ent­ nahmeleitung (4) ein durch das Steuersignal des Detektors (17) steuerbares Absperrventil (9) eingeschaltet ist, daß eine Spülgaszuleitung (24) und eine Spülgasableitung mit dem Vorratsbehälter (2) und der Entnahmeleitung (4) sowie der Be-/Entlüftungsleitung (6) verbunden sind und eine Spülgas­ förderung durch das Steuersignal des Detektors (17) ein­ schaltbar ist, und daß eine Steuerung die steuerbare Zugangs­ sperre erst nach Beendigung der Spülung des Vorratsbehälters (2) entriegelt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pufferbehälter (10) zwischen die Entnahmeleitung (4) und dem Entnahmesystem (12) eingeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Entnahme einer Flüssigkeit der Pufferbehälter (10) mit einem Füllstandsdetektor (17) versehen ist, der als Detektor (17) für die Entleerung des Vorratsbehälters (2) beim Unterschreiten eines vorgegebenen Füllstands das Steuersignal abgibt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine Aufheizvorrichtung (26) in der Spülgaszuleitung (24).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spülgaszuführung (24) mit der Entnahmelei­ tung (4) und die Spülgasableitung mit der Be-/Entlüftungslei­ tung (6) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Be-/Entlüftungsleitung (6) ein Reini­ gungssystem (21, 22) für das Fluid eingesetzt ist.