DE2655855B2

DE2655855B2 - Automatische Innendruckregelung von gasdichten Räumen

Info

Publication number: DE2655855B2
Application number: DE19762655855
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing.(Grad.) 8755 Alzenau Gliksman; Manfred Ing.(Grad.) 6454 Bruchkoebel Koether
Original assignee: Alkem GmbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-12-09
Filing date: 1976-12-09
Publication date: 1980-04-30
Also published as: DE2655855A1; DE2655855C3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatisierte Einrichtung zur Versorgung von gasdichten Räumen mit einer durchströmenden Atmosphäre geringen Unterdruckes gegenüber der Umgebung, wobei eine If ständige Absaugung derselben sowie Drosselstellen und

Magnetventile zur Mengenbegrenzung dieser Atmosphäre vorgesehen sind und betriebsbedingte Druckschwankungen regelungstechnisch aufgefangen werden. Solche gasdichten Räume sind beispielsweise die Handschuhkasten oder Boxen in Betrieben, die radioaktive und/oder giftige Stoffe verarbeiten. Diese Einrichtungen haben den Zweck, das Bedienungs- und Arbeitspersonal vor einer direkten Berührung mit den zu verarbeitenden Materialien zu schützen. Weiterhin müssen diese Räume auf einem geringen Unterdruck gehalten werden, damit auf keinen Fall durch etwaige Undichtigkeiten radioaktive oder giftige Teilchen in die Umgebung gelangen können. Die Atmosphäre innerhalb dieser Räume richtet sich dabei nach den zu verarbeitenden Stoffen, es können z. B. inerte Gase oder auch reduzierend wirkende Schulzgase, unter Umständen auch normale Luft sein, jedoch ist in allen Fällen düfür Sorge zu tragen, daß Filter in den Zu- und Abführungsleitungen schädliche Stoffe im Inneren dieser Räume zurückhalten, außerdem müssen in bekannter Weise Reinigungseinrichtungen vorgesehen sein, die diese Schutzgase sozusagen wieder entgiften

ίο und entweder einer weiteren Verwendung zugänglich machen bzw. in unschädlichem Zustand an die Umgebung entlassen.

Bisher wurde das Problem der Druckhaltung in solchen Räumen dadurch gelöst, daß bei Überschreitung

•5 eines bestimmten Unterdruckbereiches, der z. B. zwischen — 10 bis —50 mm WS liegen kann, über eine Gasversorgungsanlage Schutzgas zugegeben oder mit einer Pumpe Schutzgas entnommen wird, siehe z. B. die deutsche Patentschrift 8 22 915. Dabei sind Fühlerleitun gen als Meßwertgeber für automatische Druckschalter, wie sie beispielsweise in den deutschen Patentschriften 78 399 und 5 56 597 beschrieben sind, vorgesehen, welche die Magnetventile für die Gaszugabe bzw. -entnahme betätigen. Um diese Einrichtungen vor

unzulässig hohen Über- und Unterdrücken zu schützen, ist dabei nach Überschreitung der eingestellten Minimal- bzw. Maximalwerte die jeweilige Druckregelungseinrichtung mit der Gasversorgung abzuschalten und ein Alarm auszulösen.

Diese Überschreitung der Minimal- bzw. Maximaldruckwerte kann sich beim Betrieb einer derartigen Handschuhkasteneinrichtung leicht durch Ein- und Ausführen der Handschuhe bzw. anderer Einrichtungen ergeben, so daß eine fehlerhafte Abschaltung der

Gasversorgung und damit eine Betriebsunterbrechung ausgelöst werden kann. Es stellte sich daher die Aufgabe, eine Einrichtung für die Innendruckregelung solcher Räume zu schaffen, die auf betriebsbedingte Druckschwankungen nicht reagiert bzw. diese aufzufan gen gestattet und ihr vorprogrammiertes Funktionieren selbsttätig überwacht, so daß eine mangelhafte Führung des Innendruckes nicht zu Schäden an den im Inneren dieser Räume befindlichen Apparaturen bzw. Verfahrensabläufen führen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Gasabsaugevorrichtung kontinuierlich für die Entnahme einer konstanten Gasmenge aus dem Raum sorgt und über ein Magnetventil auf größere Entnahmemengen schaltbar ist, daß die Gaszuführung in Intervallen über ein Magnetventil vorgenommen wird, das über ein Mehrkontaktmanometer mit voreingestellten Druckbereichen in einem Steuergerät ein- und ausschaltbar ist und daß eine Überwachung der Schaltfrequenz der Magnetventile mit im Steuergerät eingebauten Melde- und Alarmeinrichtungen vorgesehen ist

Weitere Einzelheiten sind aus der nachstehenden Erläuterung eines in den F i g. 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles zu entnehmen. Der Unterschied zwischen beiden Figuren liegt lediglich in der Gasführung, nach F i g. 1 wird das Gas einem Vorratsbehälter 14 entnommen und in einen Sammelbehälter 15 abgeleitet Nach F i g. 2 dagegen wird ein konstantes Gasvolumen über die Gasreinigungsanlage 16 kontinuierlich umgewälzt. Die Fig. la zeigt eine schematische Darstellung der Druckmesserskala mit der Lage der Schaltkontakte a, b, cund d.

Der vom Schutzgas beaufschlagte gasdichte Raum ist

mit 1 bezeichnet und stellt beispielsweise einen Handschuhkasten dar. Innerhalb desselben ist schematisch eine Vorrichtung 17 angedeutet, die an eine außerhalb gelegene Vakuumanlage 18 angeschlossen ist. In der Schutzgaszuführungsleitung zu diesem Handschubkasten 1 ist der Reihe nach eine Blende 6 zur Mengenbegrenzung des aus dem Vorratsbehälter 14 bzw. der Reinigungsanlage 16 zuströmenden Gases, dann ein Magnetventil 7, ein Absperrventil 9 sowie ein Filter 11 vorgesehen. Die Gasabführungsleitung 3 führt zum Sammelbehälter IS bzw. zur Reinigungsanlage 16 zurück und ist vom Handschuhkasten 1 aus gesehen mit einem Filter 12, einem Absperrventil 10, einer Drosselstelle 5 und einem Durchflußmesser 13, z. B. einem Rotameier, versehen. Die Drosselstelle 5 hat dabei die Aufgabe, zusammen mit der im Vorratsbehälter 15 angeordneten bzw. in der Gasreinigungsanlage 16 angeordneten Saugeinrichtung die abgesaugte Gasmenge zu begrenzen. Die Einstellung dieser Drossel erfolgt mit Hilfe des Rotameters 13, das auch während des Betriebes eine ständige Überwachung der Absaugeleitung 3 gestattet Parallel zu dieser Drosselstelle 5 ist eine Bypaßleitung mit einem Magnetventil 8 vorgesehen.

Der Innendruck des Handschuhkastens 1 wird durch ein Kontaktmanometer überwacht, das in einem Steuergerät 4 eingebaut ist. Die Kontakte dieses Manometers sind gem. Fig. la mit a, b, c und d bezeichnet, diese Reihenfolge entspricht steigenden Druckwerten. Der Betriebsdruckbereich innerhalb des Handschuhkastens 1 liegt dabei zwischen den beiden jo Werten b und c. Die Magnetventile 7 und 8 sind über Steuerleitungen mit diesem Gerät 4 verbunden, sie werden von diesem geschaltet und bezüglich ihrer Schaltfrequenz überwacht.

Die automatische Innendruckregelung dieses Hand- J5 schuhkastens läuft mit dieser Einrichtung folgendermaßen ab: die Absperrventile 9 und 10 sind geöffnet. Über die Absaugeleitung 3 wird der Druck im Handschuhkasten herabgesetzt, bis der Kontaktwert b am Druckmesser 4 erreicht ist. Dieser Schaltkontakt öffnet das «o Magnetventil 7, so daß Gas aus der Zuführungsleitung 2 über das Filter 11, das Stäube bis zu etwa 1 μηι zurückzuhalten gestattet, in den Handschuhkasten strömt. Es ist dabei unerheblich, unter welchem Druck das zuzuführende Gas im Vorratsbehälter 14 steht. Nach Erreichen des Druckwertes c schaltet der entsprechende Kontakt das Magnetventil 7 wieder ab, die Gaszufuhr wird unterbunden. Die Absaugung des Gases, die wie bereits erwähnt, mit einem konstanten Ansaugdruck arbeitet, läuft indessen ununterbrochen v> weiter, so daß sich der Druck im Handschuhkasten wieder absenkt und nach Erreichen des Wertes b das Magnetventil 7 wieder einschaltet. In Abhängigkeit von dem Volumen des Handschuhkastens 1 und der konstanten Absaugeleistung ergibt sich für das Magnet- κ ventil 7 ein konstanter Schaltfrequenzbereich. Schaltet dieses Ventil nicht innerhalb dieses Frequenzbereiches, was z. B. durch Klemmen desselben, durch Fremdkörper, durch Kabelbruch usw. verursacht werden kann, so erfolgt durch das Steuergerät 4 eine Alarmmeldung, die das Betriebspersonal veranlaßt, der Ursache dieser Störung nachzugehen. Steigt dabei z. B. der Druck innerhalb des Handschuhkastens durch ein Klemmen des Magnetventils 7 weiter an — das Schließsignal von Kontakt c kommt nicht zur Wirkung — so betätigt der Kontakt d das in den Bypaß zur Drosselstelle 5 eingebaute Magnetventil 8 in der Absaugleitung.

Dieses Ventil 8 bleibt dabei so lange geöffnet, bis die nunmehr erhöhte Absaugung den Druck innerhalb des Handschuhkastens wieder bis zum Wert c des Druckmessers abgesenkt hat

Ist jedoch diese Absenkung nicht erfolgt, weil z. B., wie bereits erwähnt das Magnetventil 7 noch nicht wieder geschlossen hat, so bleibt dieses Magnetventil 8 länger als eine bestimmte vorgegebene Zeit geöffnet, was wiederum eine Alarmmeldung durch das Steuergerät 4 auslöst. Das Bedienungspersonal wird dadurch veranlaßt, entsprechende Gegenmaßnahmen zu ergreifen, also z. B. die Absperrventile 9 und 10 von Hand zu schließen und die in den Handschuhkästen ablaufenden Arbeiten usw. zu unterbrechen.

Eine weitere Störungsmöglichkeit besteht darin, daß das Einlaßventil 7 defekt ist, die Gaszufuhr fehlt usw., so wird durch die ständige Absaugung der Druck innerhalb des Handschuhkastens weiter absinken und könnte damit zu einer Beschädigung desselben führen. Dieser Zustand führt zu einem Ansprechen des Kontaktes a, der dann wieder eine Alarmmeldung veranlaßt und gleichzeitig die Absaugung abstellt und die beispielsweise eingezeichnete Vakuumanlage abschaltet.

Wie an diesem Beispiel gezeigt, ist es mit einfachen Mitteln möglich, eine automatische Überwachung der Druckverhältnisse in einem abgedichteten Raum, wie z. B. einem Handschuhkasten, durchzuführen. Kurzzeitige Druckänderungen innerhalb dieses Kastens, z. B. durch entsprechende Bewegungen der Handschuhe oder durch eine Schleusenbetätigung für die Einführung von Materialien und Geräten, führen zu keiner Störung des Betriebes wie z. B. einer Abschaltung, sondern lediglich zu einer Korrektur der Gaszu- bzw. -abführung. Selbstverständlich können die dargestellten Einrichtungen weiter ergänzt und abgewandelt werden, erfindungswesentlich bleibt jedoch, daß die Gasabsaugung konstant ist, d. h. daß der für die Absaugung notwendige Unterdruck konstant ist und z.B. einen Wert von 180 mm WS aufweist und die Schaltfrequenzen der Magnetventile 7 und 8 in der Zuführungs- sowie in der Abführungsleitung überwacht weiden. Diese Überwachung kann durch an sich bekannte Mittel, wie z. B. auch Zeitrelais, durchgeführt werden, so daß auf eine nähere Beschreibung dieser Einrichtung im Steuergerät 4 Abstand genommen wurde.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Automatisierte Einrichtung zur Versorgung von gasdichten Räumen mit einer durchströmenden Atmosphäre geringen Unterdruckes gegenüber der Umgebung, wobei eine ständige Absaugung derselben sowie Drosselstellen und Magnetventile zur Mengenbegrenzung dieser Atmosphäre vorgesehen sind und betriebsbedingte Druckschwankungen regelungstechnisch aufgefangen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasabsaugevorrichtung kontinuierlich für die Entnahme einer konstanten Gasmenge aus dem Raum (1) sorgt und über ein Magnetventil (9) auf größere Entnahmemengen schaltbar ist, daß die Gaszuführung in Intervallen über ein Magnetventil (7) vorgenommen wird, das über ein Mehrkontaktmanometer mit voreingestellien Druckbereichen in einem Steuergerät (4) ein- und ausschaltbar ist und daß eine Überwachung der Schaltfrequenz der Magnetventile (7 und 8) mit im Steuergerät (4) eingebauten Melde- und Alarmeinrichtungen vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in einem Steuergerät (4) eingebaute Manometer mit vier auf verschiedene Druckwerte einstellbaren Schaltkontakten (a, b, c, d) versehen ist, die funktionsmäßig mit einem Magnetventil (7) in der Gaszuführungsleitung (2) und mit einem Magnetventil (8) im Bypaß einer den abgesaugten Gasmengenstrom begrenzenden Drosselstelle (5) in der Absaugeleitung (3) sowie mit einer die Schaltfrequenzen dieser Magnetventile (7 und 8) überwachenden Melde- und Abschalteinrichtung verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdichten Räume (I) sogenannte Handschuhkästen oder Boxen in radioaktive und/oder giftige Stoffe verarbeitenden Betrieben sind und ständig auf einem inneren Unterdruck gehalten werden müssen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführungsleitung (2) an eine eigene Frischgasquelle (14) und die Gasabführungsleitung (3) an einen Gassammelbehälter (15) bzw. an ein Gasreinigungssystem (16) mit kontinuierlich umgewälzten Gasvolumen angeschlossen ist.