DE9108467U1

DE9108467U1 - Element for gas- and liquid-tight securing and monitoring of a body, in particular a waste disposal site

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Publication number: DE9108467U1
Application number: DE9108467U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1991-07-09
Filing date: 1991-07-09
Publication date: 1991-09-19
Anticipated expiration: 2001-07-10

Description

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Siemens AktiengesellschaftSiemens AG

Element zum gas- und flüssigkeitsdichten Sichern und Überwachen eines Körpers, insbesondere einer AbfalldeponieElement for gas- and liquid-tight securing and monitoring of a body, in particular a waste disposal site

Die Erfindung betrifft ein Element zum Abdichten und Überwachen eines Körpers. Sie betrifft auch eine Anordnung oder ein Feld aus derartigen Elementen. Sie findet ihre Hauptanwendung bei der Abdichtung und Überwachung von Mülldeponien.The invention relates to an element for sealing and monitoring a body. It also relates to an arrangement or field of such elements. It finds its main application in the sealing and monitoring of waste disposal sites.

Aus dem Siemens-Prospekt "Deponie-Langzeitüberwachung mit LEOS", Bestell-Nr. A 19100-U653-A222, Juli 1990, ist eine Einrichtung zum Abdichten einer Mülldeponie sowie zur Leckage-Erkennung und -Ortung bekannt. Dabei ist vorgesehen, daß die Mülldeponie mit einer wasserdichten Folie, Dichtungsbahn (insbesondere aus Kunststoff) oder "Abdichtung" versehen ist. Diese Abdichtung kann unterhalb des Müllkörpers angeordnet sein (Basisabdichtung), damit keine Schadstoffe in das Grundwasser gelangen können. Die Abdichtung kann aber auch oberhalb des Müllkörpers verlegt sein (Oberflächenabdichtung), um das Eintreten von Regenwasser und damit das Auswaschen von Schadstoffen aus dem Müll zu verhindern. Um ein Leck (eine Schadstelle) in dieser Abdichtung frühzeitig zu erkennen, ist bei der genannten Einrichtung die Verlegung von sogenannten LEOS-Schläuchen vorgesehen, und zwar auf der vom Müllkörper abgewandten Seite der Abdichtung. Die LEOS-Schläuche, die mäanderförmig verlegt, mit Luft gefüllt und deren Wandung für verschiedene, in der Deponie vorhandene Stoffe durchlässig sind, sind an ein zentrales Uberwachungssystem angeschlossen. Bei einer Plazierung der Abdichtung unterhalb des Müllkörpers wird eine Schadstelle darin durch Detektion von im Sickerwasser gelösten Stoffen lokalisiert. Und bei einer Plazierung der Abdichtung oberhalb des Müllkörpers wird eine Schadstelle darin durch Detektion von aufsteigenden Faulgasen lokalisiert.The Siemens brochure "Landfill long-term monitoring with LEOS", order number A 19100-U653-A222, July 1990, describes a device for sealing a waste disposal site and for detecting and locating leaks. The device provides for the waste disposal site to be provided with a waterproof film, sealing sheet (particularly made of plastic) or "sealing". This sealing can be arranged below the waste body (base sealing) so that no pollutants can get into the groundwater. The sealing can also be laid above the waste body (surface sealing) to prevent rainwater from entering and thus pollutants from being washed out of the waste. In order to detect a leak (a damaged area) in this sealing at an early stage, the device in question provides for the laying of so-called LEOS hoses on the side of the sealing facing away from the waste body. The LEOS hoses, which are laid in a meandering shape, filled with air and whose walls are permeable to various substances present in the landfill, are connected to a central monitoring system. If the seal is placed below the waste body, a damaged area is located by detecting substances dissolved in the seepage water. And if the seal is placed above the waste body, a damaged area is located by detecting rising foul gases.

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Ein LEOS-Schlauch sowie eine Einrichtung, die zu seinem Betrieb dient, sind aus der DE-PS 24 31 907 bekannt. Es handelt sich dabei um einen Schlauch, der für Schadstoffe durchlässig ist. Am einen Ende des Schlauches ist eine Pumpe angeordnet, mit der einzelne Volumen eines Mediums, zum Beispiel einzelne Gasvolumen, in zeitlichen Abständen nacheinander durch den Schlauch hindurch befördert werden. Der Schlauch wird auf diese Weise in regelmäßigen zeitlichen Abständen, das heißt mit gleichbleibender Spülfrequenz, für eine Zeit lang gespült.A LEOS hose and a device used to operate it are known from DE-PS 24 31 907. It is a hose that is permeable to pollutants. At one end of the hose there is a pump with which individual volumes of a medium, for example individual volumes of gas, are transported through the hose one after the other at intervals. In this way the hose is flushed for a period of time at regular intervals, i.e. with a constant flushing frequency.

Am anderen Ende des Schlauches befinden sich für Schadstoffe empfindliche Sensoren. Falls in die Umgebung des Schlauches ein Schadstoff gelangt, dringt dieser Schadstoff in den Schlauch ein; er wird mit dem nächsten Pumpvorgang des Mediums zu den Sensoren gebracht. Da das Medium dabei mit einer bekannten Geschwindigkeit strömt, läßt sich aus der Differenz zwischen dem Einschaltzeitpunkt der Pumpe und dem Ansprechzeitpunkt der Sensoren genau der Ort bestimmen, an dem zwischen zwei Spülungen ein Schadstoff in den Schlauch gelangt ist. Außerdem läßt sich die Schadstoffmenge bestimmen.At the other end of the hose there are sensors that are sensitive to pollutants. If a pollutant gets into the area around the hose, it will enter the hose; it will be brought to the sensors when the medium is pumped next. Since the medium flows at a known speed, the difference between the time the pump is switched on and the time the sensors respond can be used to determine the exact location where a pollutant got into the hose between two flushes. The amount of pollutant can also be determined.

In der nicht-vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 41 09 520.0 (Anmeldetag: 30.03.1991) wird ein Element zum Abdichten und Überwachen eines Körpers, insbesondere einer Abfalldeponie, mittels eines Kontrollraums offenbart. Diesem Element liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es sinnvoll ist, einen verstärkten Schutz durch eine Doppelbarriere zu schaffen. Dies ist sowohl bei der Basisabdichtung als auch bei der Oberflächenabdichtung einer Deponie zweckmäßig. Das Element beruht weiter auf der Überlegung, daß es auch sinnvoll ist, die Ausgestaltung so vorzunehmen, daß meßtechnisch zu erfassen ist, ob die eine oder andere Barriere ein Leck aufweist und wo dieses Leck gelegen ist. Das Element umfaßt dazu zwei Abdichtungen, die durch Stützelemente voneinander beabstandet angeordnet sind. Dabei ist mindestens ein Kanal zwischen den Abdichtungen und den Stützelementen gebildet, der eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung für ein Medium aufweist. In the non-pre-published German patent application P 41 09 520.0 (filing date: March 30, 1991), an element for sealing and monitoring a body, in particular a waste disposal site, by means of a control room is disclosed. This element is based on the realization that it is sensible to create increased protection through a double barrier. This is useful both for the base sealing and for the surface sealing of a landfill. The element is also based on the consideration that it is also sensible to design it in such a way that it can be measured whether one or the other barrier has a leak and where this leak is located. The element comprises two seals that are arranged spaced apart from one another by support elements. At least one channel is formed between the seals and the support elements, which has an inlet opening and an outlet opening for a medium.

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Dieser Kanal kann dabei als permeabler LEOS-Schlauch ausgebildet sein oder einen solchen LEOS-Schlauch beinhalten. An die Austrittsöffnung ist mindestens ein Sensor, zum Beispiel ein Sensor für Flüssigkeitsdampf und ein Sensor für Gas, anschließbar. Die beiden Abdichtungen sind unter Freilassung der Eintritts- und Austrittsöffnung des Kanals an ihren Rändern dicht miteinander verbunden, so daß ein Kontrollraum gebildet ist. Und die Stützelemente bestehen aus einem strömungsdurchlässigen, aber strömungsbehindernden Material.This channel can be designed as a permeable LEOS tube or contain such a LEOS tube. At least one sensor, for example a sensor for liquid vapor and a sensor for gas, can be connected to the outlet opening. The two seals are tightly connected to one another at their edges, leaving the inlet and outlet openings of the channel free, so that a control space is formed. And the support elements consist of a material that is permeable to flow but restricts flow.

Es hat sich nun gezeigt, daß Abdichtungen, die durch eine Kunststoff-Folie oder -Bahn gebildet werden, je nach Kunststoff-Art nicht ganz dicht sind gegen Feuchtigkeit (zum Beispiel Wasserdampf) und Gas (zum Beispiel Methangas). Dies kann zu Verfälschungen des Meßergebnisses führen. Insbesondere eine Langzeitgarantie ist nicht gewährleistet.It has now been shown that seals formed by a plastic film or sheet are, depending on the type of plastic, not completely impermeable to moisture (e.g. water vapor) and gas (e.g. methane gas). This can lead to falsification of the measurement result. In particular, a long-term guarantee is not guaranteed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Element zum Abdichten und Überwachen eines Körpers mittels eines Kontrollraums anzugeben, das gewährleistet, daß nur wenig oder keine Feuchtigkeit und/oder wenig oder kein Gas in den Kontrollraum eindringen kann.The object of the present invention is to provide an element for sealing and monitoring a body by means of a control room, which ensures that little or no moisture and/or little or no gas can penetrate into the control room.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Element zum gas- und flüssigkeitsdichten Sichern und überwachen eines Körpers, das dadurch gekennzeichnet ist,This object is achieved according to the invention by an element for gas- and liquid-tight securing and monitoring of a body, which is characterized in that

- daß zwei Abdichtungen durch Stützelemente voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei mindestens ein Verbindungsweg zwischen den Abdichtungen und den Stützelementen gebildet ist, der eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung für ein Medium aufweist, wobei an die Austrittsöffnung mindestens ein Sensor anschließbar ist,- that two seals are arranged at a distance from one another by support elements, whereby at least one connecting path is formed between the seals and the support elements, which has an inlet opening and an outlet opening for a medium, whereby at least one sensor can be connected to the outlet opening,

- daß die beiden Abdichtungen unter Freilassung der Eintrittsund Austrittsöffnung des Verbindungswegs an ihren Rändern dicht miteinander verbunden sind, und- that the two seals are tightly connected to each other at their edges, leaving the inlet and outlet openings of the connecting path free, and

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- daß zumindest eine der Abdichtungen aus Kunststoff besteht, der mit einer feuchtigkeits- und gasdurchfluGhemmenden oder -verhindernden Schicht versehen ist.- that at least one of the seals is made of plastic which is provided with a layer which inhibits or prevents the passage of moisture and gases.

Die besagte feuchtigkeits- und gasdurchflußhemmende Schicht kann innen und/oder außen auf die betreffende Kunststoffschicht aufgebracht sein. Sie kann sich aber auch zwischen zwei Kunststoff-Teilschichten befinden. Die Schicht kann bevorzugt ein Metall umfassen. Sie kann aber auch durch ein Wachs oder durch einen Kunststoff mit diesbezüglichen Eigenschaften gebildet sein.The moisture and gas flow-inhibiting layer can be applied to the inside and/or outside of the plastic layer in question. However, it can also be located between two plastic sub-layers. The layer can preferably comprise a metal. However, it can also be formed by a wax or by a plastic with corresponding properties.

Die genannte Schicht kann dabei durch Anstreichen, Besprühen, Aufdampfen, Aufspritzen oder Aufkleben auf dem Kunststoff aufgetragen sein. Sie kann, da sie keine Trage- oder Haltefunktion zu erfüllen hat, relativ dünn sein, das heißt dünner als der Kunststoff.The layer mentioned can be applied to the plastic by painting, spraying, vaporizing, spraying or gluing. Since it does not have to fulfil a supporting or holding function, it can be relatively thin, i.e. thinner than the plastic.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous embodiments are characterized in the subclaims.

Ein Element gemäß der Erfindung ist relativ einfach herzustellen. Es sichert auch bei Langzeitbelastungen den Kontrollraum vor Feuchtigkeit und/oder Gas, die sonst unerwünscht durch die Abdichtungen eindringen würden.An element according to the invention is relatively easy to manufacture. Even under long-term loads, it protects the control room from moisture and/or gas, which would otherwise penetrate undesirably through the seals.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. They show:

FIG 1 eine oben und unten abgedichtete Mülldeponie, wobei jeweils flexible Felder aus Dichtungs- und Uberwachungselementen eingesetzt sind; und
FIG 2 einen Schnitt durch ein Element gemäß der Erfindung.FIG 1 a landfill sealed at the top and bottom, with flexible fields of sealing and monitoring elements being used; and
FIG 2 shows a section through an element according to the invention.

Nach Figur 1 ist eine Mülldeponie mit einem Müllkörper 1 nach oben und nach unten durch eine gemäß der Erfindung ausgestal-According to Figure 1, a waste disposal site with a waste body 1 is separated upwards and downwards by a

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tete Einrichtung abgedichtet. Diese Einrichtung umfaßt ein oberes Feld Fl und ein unteres Feld F2 jeweils aus kontrollierbaren Doppeldichtungen, die im folgenden als "Elemente" 2 bezeichnet werden. Diese Elemente 2, die jeweils Verbindungswege in Form von zwei parallelen Längskanälen 7 besitzen, sind jeweils an Verbindungsstellen 50 miteinander verbunden. Mit dem oberen Feld Fl wird das Eindringen von Wasser von oben in den Müllkörper 1 und das Austreten von Deponiegas aus dem Müllkörper 1 nach oben überwacht, und eine entsprechende Leckstelle wird lokalisiert. Mit dem unteren Feld F2 wird das Austreten von Deponiegas aus dem Müllkörper 1 nach unten und das Eindringen von Feuchtigkeit von unten nach oben in den Müllkörper 1 überwacht, und ein entsprechendes Leck wird angezeigt. Jedes Feld Fl, F2 umfaßt, wie später deutlich wird, zwei Barrieren für Gas und Feuchtigkeit. Das kontrollierbare obere Feld Fl ist mit Erde beschichtet, und das kontrollierbare Feld F2 lagert auf einer mineralogischen Dichtungsschicht. Die Kanäle 7 sind - direkt oder indirekt - an (nicht gezeigte) Sensoren für Feuchtigkeit (zum Beispiel Wasserdampf) und Gas (zum Beispiel Methan) angeschlossen.5
This device comprises an upper field Fl and a lower field F2, each made of controllable double seals, which are referred to below as "elements" 2. These elements 2, which each have connecting paths in the form of two parallel longitudinal channels 7, are each connected to one another at connection points 50. The upper field Fl is used to monitor the ingress of water from above into the waste body 1 and the escape of landfill gas from the waste body 1 upwards, and a corresponding leak is located. The lower field F2 is used to monitor the escape of landfill gas from the waste body 1 downwards and the ingress of moisture from bottom to top into the waste body 1, and a corresponding leak is indicated. Each field Fl, F2 comprises, as will become clear later, two barriers for gas and moisture. The controllable upper field Fl is coated with earth, and the controllable field F2 rests on a mineralogical sealing layer. The channels 7 are connected - directly or indirectly - to sensors (not shown) for humidity (e.g. water vapor) and gas (e.g. methane).

Nach Figur 2 besteht ein Element 2 aus einer unteren Abdichtung 4 und einer oberen Abdichtung 5. Die beiden gegen Feuchtigkeit und Gas bereits weitestgehend undurchlässigen Folien, Dichtungsbahnen, Abdeckungen oder Abdichtungen 4 und 5, die zum Beispiel aus Polyäthylen oder einem anderen Kunststoff bestehen, sind durch eine Vielzahl von Stützelementen 6 voneinander beabstandet. Um eine zuverlässige Gas- und Dampfsperre zu gewährleisten, sind die beiden Abdichtungen 4, 5 jeweils außen mit einer gas- und feuchtigkeitshemmenden oder sogar -verhindernden Schicht 4s bzw. 5s belegt. Es kann sich dabei um eine aufgesprühte Wachsschicht handeln. Bevorzugt handelt es sich jedoch jeweils um eine Metallschicht, die aufgedampft oder aufgesprüht oder aber als Folie aufgebracht ist. Als Metall kommt dabei zum Beispiel Aluminium in Betracht. Selbstverständlich kann die besagte Schicht 4s, 5s sich auch jeweilsAccording to Figure 2, an element 2 consists of a lower seal 4 and an upper seal 5. The two films, sealing sheets, covers or seals 4 and 5, which are already largely impermeable to moisture and gas, and which consist, for example, of polyethylene or another plastic, are spaced apart from one another by a large number of support elements 6. In order to ensure a reliable gas and vapor barrier, the two seals 4, 5 are each covered on the outside with a gas and moisture-inhibiting or even preventing layer 4s or 5s. This can be a sprayed-on wax layer. Preferably, however, it is a metal layer that is vapor-deposited or sprayed on or applied as a film. Aluminum, for example, can be considered as a metal. Of course, the said layer 4s, 5s can also be

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zwischen zwei Kunststoffschichten befinden (nicht gezeigt). In jedem Fall ist gewährleistet, daß nur ganz wenig oder keine Feuchtigkeit und nur ganz wenig oder kein Gas durch Permeation oder Diffusion in den Kontrollraum zwischen den Abdichtungen A, 5 gelangen kann.between two plastic layers (not shown). In any case, it is guaranteed that very little or no moisture and very little or no gas can enter the control space between the seals A, 5 by permeation or diffusion.

Zwischen den Abdichtungen 4 und 5 und den Stützelementen 6 ist ein Kanal 7 freigelassen, der das Element 2 senkrecht zur Zeichenebene durchdringt. Es können jeweils auch zwei (vergleiche Figur 1) oder mehr Kanäle 7 sein. Im Kanal 7 ist nach Figur 2 ein permeabler Schlauch 8 verlegt, der der hohlen Leitung gemäß der DE-PS 24 31 907 entspricht. Es handelt sich insbesondere um einen LEOS-Schlauch. Er kann Gas und Wasserdampf über größere Längen gut transportieren. Der Schlauch 8 kann von einem (nicht gezeigten) Füllmaterial umgeben sein, zum Beispiel von Sand oder einem Trockenmittel. Es kann sich auch um ein gasadsorbierendes Mittel handeln.Between the seals 4 and 5 and the support elements 6, a channel 7 is left free, which penetrates the element 2 perpendicular to the drawing plane. There can also be two (see Figure 1) or more channels 7. According to Figure 2, a permeable hose 8 is laid in the channel 7, which corresponds to the hollow pipe according to DE-PS 24 31 907. It is in particular a LEOS hose. It can transport gas and water vapor well over longer distances. The hose 8 can be surrounded by a filling material (not shown), for example sand or a desiccant. It can also be a gas-adsorbing agent.

Bis auf den Bereich der Eintrittsöffnung und der Austritts-Öffnung des Schlauches 8 ist das Element 2 an seinen Rändern allseitig dicht verschlossen, indem beispielsweise die obere Abdichtung 5 mit der unteren Abdichtung 4 direkt (oder über eine nicht gezeigte) Zwischenlage verschweißt oder verklebt ist. Die Schweißverbindung ist mit 45 bezeichnet. Auf diese Weise wird im Element 2 ein Kontrollraum gebildet.Except for the area of the inlet opening and the outlet opening of the hose 8, the element 2 is tightly sealed on all sides at its edges, for example by welding or gluing the upper seal 5 to the lower seal 4 directly (or via an intermediate layer not shown). The welded connection is designated 45. In this way, a control space is formed in the element 2.

Die Stützelemente 6 nach Figur 2 haben die Form von Kegelstümpfen. Statt dessen könnten sie auch in Form von Zylindern oder Kugeln ausgebildet sein; es können auch Noppen, Pyramidenstümpfe oder andere geometrische Formen eingesetzt werden.The support elements 6 according to Figure 2 have the shape of truncated cones. Instead, they could also be designed in the shape of cylinders or spheres; knobs, truncated pyramids or other geometric shapes can also be used.

Die Abdichtungen 4, 5 bestehen beispielsweise aus Polyäthylen oder einem anderen Kunststoff. Entsprechend können auch die Stützelemente 6 bevorzugt aus Kunststoff bestehen. Sie sind mit der unteren Abdichtung 4 fest verbunden. Insbesondere sind sie zusammen mit dieser hergestellt (einstückige Herstellung).The seals 4, 5 are made of polyethylene or another plastic, for example. Accordingly, the support elements 6 can also preferably be made of plastic. They are firmly connected to the lower seal 4. In particular, they are manufactured together with it (one-piece production).

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Der Zwischenraum zwischen benachbarten Stützelementen 6 kann mit einem Füllmaterial 8f gefüllt sein. Das Füllmaterial 8f ist ein Material, das Feuchtigkeit (zum Beispiel Wasserdampf) und/oder bestimmte Gase (zum Beispiel Methan) zurückhält. Das Füllmaterial 8f kann aber auch Polyäthylen oder Styropor sein und vorzugsweise in Form von Kügelchen vorliegen, so daß es die Strömung behindern kann.The space between adjacent support elements 6 can be filled with a filling material 8f. The filling material 8f is a material that retains moisture (for example water vapor) and/or certain gases (for example methane). The filling material 8f can also be polyethylene or Styrofoam and can preferably be in the form of beads so that it can impede the flow.

Die Breite b des Elements 2 nach Figur 2 kann zum Beispiel 3 bis 5 m betragen. Seine Länge kann zum Beispiel 50 m betragen. Die Höhe der Stützelemente 6, die den Abstand a zwischen den Abdichtungen 4, 5 festlegt, kann zum Beispiel 6 bis 14 mm, vorzugsweise 8 mm, betragen. Der Durchmesser der Basis der Stützelemente 6 ist etwa gleich dem Abstand a der beiden Abdichtungen 4, 5 voneinander. Der Außendurchmesser des Schlauches 8 kann zum Beispiel 4 bis 8 mm betragen. Solche Bahnen sind flexibel und relativ einfach zu verlegen und dann miteinander zu verbinden.The width b of the element 2 according to Figure 2 can be, for example, 3 to 5 m. Its length can be, for example, 50 m. The height of the support elements 6, which determines the distance a between the seals 4, 5, can be, for example, 6 to 14 mm, preferably 8 mm. The diameter of the base of the support elements 6 is approximately equal to the distance a between the two seals 4, 5. The outer diameter of the hose 8 can be, for example, 4 to 8 mm. Such sheets are flexible and relatively easy to lay and then connect to one another.

Zur Funktion ist zu sagen, daß diese derjenigen der bekannten LEOS-Schläuche entspricht.As far as function is concerned, it should be said that it corresponds to that of the well-known LEOS hoses.

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Claims

91 G 3 3 I 5 DE j Protection claims

1. Element (2) for gas- and liquid-tight securing and monitoring of a body (1), in particular a waste disposal site, characterized in that

- that two seals (4, 5) are arranged at a distance from one another by support elements (6), wherein at least one connecting path (7) is formed between the seals (4, 5) and the support elements (6), which has an inlet opening and an outlet opening for a medium, wherein at least one sensor can be connected to the outlet opening,

- that the two seals (4, 5) are tightly connected to one another at their edges, leaving the inlet and outlet openings of the connecting path (7) free, and - that at least one of the seals (4, 5) consists of plastic, which is provided with a moisture and gas flow-inhibiting or moisture and gas flow-preventing layer (4s, 5s).

2. Element according to claim 1, characterized in that the moisture and gas flow-inhibiting or preventing layer (4s, 5s) comprises a metal.

3. Element according to claim 1 or 2, characterized in that the moisture and gas flow-inhibiting or preventing layer (4s, 5s) is a wax or a plastic.

4. Element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the layer (4s, 5s) is applied to the plastic by painting, spraying, vapor deposition or gluing.

5. Element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the layer (4s, 5s) is substantially thinner than the plastic.

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6. Element according to one of claims 1 to 5, characterized in that a gas- and/or liquid-adsorbing filling material (8f) is present in the space between the two seals (4, 5).

7. Element according to one of claims 1 to 6, characterized in that a LEOS hose (8) is accommodated in the space between the two seals (4, 5).
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