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Verfahren und Vorrichtung zum Ein- und Ausschleusen bei Arbeiten unter
Überdruck Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ein- und Ausschleusen
bei Arbeiten unter Überdruck in einem Raum, der mit einem synthetischen Atemgasgemisch
gefüllt ist, und die bauliche Ausbildung einer Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
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Es ist bekannt, daß man bei Arbeiten unter Überdruck besondere Vorteile
in physiologischer Hinsicht erzielen kann, wenn in den Arbeitsraum anstatt Luft
ein synthetisches Atemgasgemisch gepumpt wird, dessen Zusammensetzung von der Größe
des Überdruckes abhängt. Ein solches Atemgasgemisch unterscheidet sich grundsätzlich
von der normalen Außenluft und wird zum Teil unter Verwendung sehr kostspieliger
Gase zusammengesetzt.
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Wird in der Arbeitskammer mit einem von dem Überdruck in seiner Zusammensetzung
abhängigen, synthetischen Atemgasgemisch gearbeitet, so muf? auch beim Einschleusen
ein besonders zusammengesetztes Atemgasgemisch benutzt werden. Die z. B. beim Eintreten
von Personen in die Personenschleuse einströmende Außenluft ist restlos zu entfernen
und durch das besonders zusammengesetzte
Atemgasgemisch zu ersetzen.
Sobald in der Personenschleuse derselbe Überdruck herrscht wie in der Arbeitskammer,
kann diese von den Arbeitern betreten werden.
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Unter Umständen ist es erforderlich, das zum Einschleusen benutzte
Atemgasgemisch gegen das in der Arbeitskammer vorhandene Atemgasgemisch auszutauschen,
nämlich dann, wenn aus wirtschaftlichen und sicherheitstechnischen Gründen das zum
Einschleusen benutzte und das in der Arbeitskammer verwendete Atemgasgemisch verschiedene
Zusammensetzung haben und das Schleusen-Atemgasgemisch sich nicht oder nur wenig
mit dem Arbeitskammer-Atemgasgemisch vermischen soll.
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Es. ist auch wünschenswert und entsprechend der Zusammensetzung der
benutzten Atemgasgemische unter Umständen unbedingt erforderlich, daß während des
Ein- und Ausschleusens die Verbindung zwischen Personenschleuse und Arbeitskammer
vollkommen gasdicht ist. Diese Forderung hat besonders bei hochdiffusiblen Gasen
große Bedeutung. Weiterhin sollen beim Ausschleusen nach Möglichkeit Atemgasgemischverluste
an die Außenluft vermieden werden.
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Das gemäß der Erfindung vorgeschlagene Verfahren ermöglicht eine zufriedenstellende
Erfüllung der obergenannten Anforderungen.
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Für den Austausch der Atemgasgemische wird erfindungsgemäß eine bewegliche
und/oder elastische Membran benutzt, die sich den ein- oder auszuschleusenden Personen
oder Gegenständen anschmiegt und dadurch die Verdrängung des auszutauschenden Gasgemisches
weitgehend vornimmt. Anschließend wird die Membran wieder in die Ausgangsstellung
zurückgebracht. Hierdurch wird dem neuen Gasgemisch Platz gemacht. Zur Erzielung
eines hohen Wirkungsgrades kann dieser Vorgang beliebig oft wiederholt werden.
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Um die Verbindung zwischen Schleuse und Arbeitskammer vollkommen gasdicht
abzuschließen, wird erfindungsgemäß zwischen die beiden Lukendeckel, aus denen die
Luke zwischen Schleuse und Arbeitskammer oder Schacht besteht, eine Flüssigkeit
oder ein Gas gepreßt. Auf diese Weise werden die Lukendeckel fest angedrückt und
dicht verschlossen. Außerdem sollen Ablauf und Aufeinanderfolge der einzelnen Ein-bzw.
Ausschleusungsvorgänge selbsttätig durch eine entsprechende Steuerung geregelt sein.
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In der nachfolgenden Beschreibung ist das Verfahren an Hand eines
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
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Fig. I ist ein Längenschnitt durch eine Personenschleuse, Fig. 2 ein
Querschnitt.
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Das Einschleusen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geht in folgender
Weise vor sich: Die Personen betreten die Schleuse durch die Luke I, worauf diese
verschlossen wird. Dann wird der Raum hinter der Gummimembran 2 unter einen leichten
Überdruck gesetzt. Dadurch schmiegt sich die Gummimembran 2 den Körperformen der
Personen satt an, wobei alle überflüssige Luft vom Innenteil der Schleuse über ein
Ventil nach außen abströmt. Nach Schließen dieses Ventils wird in den Innenteil
der Schleuse ein bestimmtes Atemgasgemisch eingeblasen, das sich nur unter geringem
Überdruck gegenüber der Atmosphäre befindet. Dadurch legt sich die Gummimembran
2 wieder an die Innenwand der Schleuse an, während dabei der hinter ihr entstehende
Überdruck durch Verbindung dieses Raumes mit der Atmosphäre zum Wert o reduziert
wird. Danach sind die Personen nicht mehr behindert. Die Kompression kann nun bis
zu dem gewünschten Wert des Atemgasgemisches erfolgen. Ist der gewünschte überdruck,
der dem Überdruck in der Arbeitskammer gleicht, erreicht, so wird das zum Einschleusen
benutzte Atemgasgemisch mit Hilfe der Gummimembran 2 gegen ein Atemgasgemisch, das
in Zusammensetzung und Druck dem der Arbeitskammer entspricht, vertauscht. Dieser
Austausch vollzieht sich in derselben Weise wie der zuvor erläuterte Austausch der
atmosphärischen Luft gegen das zum Einschleusen benutzte Atemgasgemisch. Die eingeschleusten
Personen betreten nun über die Luke 3 den zur Arbeitskammer führenden Schacht. Diese
Luke 3 besteht aus zwei Lukendeckeln 4.
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Weil an die Luke 3 unter Umständen bezüglich der Dichtigkeit höchste
Anforderungen gestellt werden müssen, wird sie nicht, wie üblich, verschlossen gehalten.
Der Verschluß erfolgt vielmehr erfindungsgemäß durch ein Medium, etwa durch Wasser
5, das unter Druck in den Zwischenraum zwischen den beiden Lukendeckeln 4 eingepreßt
wird und auf diese Weise die Lukendeckel 4 fest andrückt. Dabei läßt man das vorher
im Innern der Luke 3 vorhandene Gas entweichen. Damit ist sichergestellt, daß die
Personenschleuse auch für hochdiffusible Gase von der Arbeitskammer gasdicht getrennt
wird. Beim Öffnen der Luke 3 ersetzt man das Druckwasser durch ein Atemgasgemisch,
das sich in nichts von dem der Druckkammer und der Schleuse unterscheidet.
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Das Ausschleusen geschieht in entsprechender Weise: Nach Betreten
der Schleuse durch die Personen wird die Luke 3 geschlossen, wie vorstehend erläutert.
Nun erfolgt die Verdrängung des Arbeitskammer-Atemgasgemisches mit Hilfe der Gummimembran
2. Es wird ersetzt durch das zum Ausschleusen erforderliche Atemgasgemisch. Wegen
der in den Kleidern und Körpern der Personen vorhandenen Gasreste ist hierbei durch
einen Ventilator 6 das Gas im Innenraum der Schleuse ständig umzuwälzen.
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Die Vorteile der geschilderten Lukenausbildung bestehen einerseits
in der Einfachheit der Vorrichtung, die keine großen Bearbeitungsgenai igkeiten
verlangt, und andererseits in ihrer Sicherheit bezüglich der Abdichtung. Denn da
das Druckwasser unter einem weitaus höheren Druck steht als das Uras in der Arbeitskammer,
kann auch ein hochdiffusibles Gas praktisch nicht hindurchdiffundieren. Der einwandfreie
Verschluß ist immer leicht kontrollierbar: die Lu.kendeckel schließen entweder
überhaupt
nicht oder sie schließen zuverlässig, was am ausströmenden bzw. nicht ausströmenden
Wasser erkannt wird. Außerdem kann der Druck des Druckwassers dauernd überwacht
werden.
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Grundsätzlich wird also durch das geschilderte Verfahren und die Anwendung
der elastischen Membran sowie des Druckwasserlukenverschlusses das Ein- und Ausschleusen
mit Gasaustausch möglich, wobei folgende Vorteile erzielt werden: I. Der Wechsel
der Atemgasgemische ist ohne Beschränkung der Bewegungsfreiheit für die ein-oder
auszuschleusenden Personen im weitestgehenden Maße möglich. Auch Verwundete und
Erkrankte können ausgeschleust werden.
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2. Die Benutzung einer Schleuse nach der Erfindung ist auch für normale
Ein- und Ausschleusung ohne weiteres möglich.
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3. Gasverluste werden praktisch vollkommen vermieden, was besonders
bei Verwendung kostspieliger Gase von Bedeutung ist.
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Anwendungen der Erfindung sind möglich bei allen Vorgängen, die einen
Druckwechsel und/oder Austausch von Atemgasen notwendig machen, z. B. bei Druckluftsenkkästen
im Grundbau, bei Tiefseetaucherglocken, beim Betrieb von Kabinen für Flugzeuge,
bei Über- oder Unterdruckschutz- und -rettungsanzügen, bei Schleusenkammern von
Druckkammern, die z. B. als Arbeits- oder Schutzraum dienen, bei der Entgiftung
vor Personen, in deren Körpergewebe radioaktive Gase oder sogenannte Nervenkampfstoffe
hineindiffundiert sind, denn eine Wasserstoffatmosphäre fördert - im Druckwechsel
angewandt - das Hinausdiffundieren der schädlichen Gase und Stoffe, da deren schädliche
Wirkung .proportional zur Verweilzeit im Körper der Personen ist.