WO2009109551A1 - Vakuum-abgasleitungssystem - Google Patents

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WO2009109551A1
WO2009109551A1 PCT/EP2009/052463 EP2009052463W WO2009109551A1 WO 2009109551 A1 WO2009109551 A1 WO 2009109551A1 EP 2009052463 W EP2009052463 W EP 2009052463W WO 2009109551 A1 WO2009109551 A1 WO 2009109551A1
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WO
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pressure
vacuum
gas
sealing
exhaust pipe
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/052463
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English (en)
French (fr)
Inventor
Clive Tunna
Original Assignee
Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh filed Critical Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00—Flanged joints
    • F16L23/16—Flanged joints characterised by the sealing means
    • F16L23/167—Flanged joints characterised by the sealing means in connection with the appearance or detection of leaks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/28—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds
    • G01M3/2853—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for pipe joints or seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L2201/00—Special arrangements for pipe couplings
    • F16L2201/30—Detecting leaks

Definitions

  • the invention relates to a vacuum exhaust pipe system for the removal of toxic and / or combustible gases.
  • inert gas In order to avoid igniting, Dieselentzunden or exploding the gas, it is known to supply an inert gas into the exhaust pipe system, so that a gas mixture is formed, that in conjunction with Oxygen is no longer flammable. Normally, nitrogen is supplied to the exhaust gas guidance system as an inert gas.
  • nitrogen is supplied to the exhaust gas guidance system as an inert gas.
  • the supply of inert gas has the disadvantage that relatively large amounts of inert gas must be supplied, so that increase the operating costs. Further, the supplied inert gas in addition to the extracted from the treatment chamber gas from the vacuum pump must be promoted, so that it is necessary to use larger and higher-performance vacuum pumps.
  • vacuum exhaust duct systems often have a length of several meters, sometimes more than 30 meters. This has the consequence that the individual line sections of the exhaust pipe system must be connected to each other via flange.
  • the flange which usually have two disc-shaped Fianscheleme ⁇ te, between which the sealing elements are arranged, thus have to have a high density, which occurs in known systems due to the high safety requirements still mixing the toxic and / or combustible gas with inert gas.
  • the object of the invention is to provide a vacuum exhaust pipe system, with which the transport of toxic and / or combustible gases with high security is possible without supplying the gas to be discharged I ⁇ ertgas or the like.
  • the vacuum exhaust pipe system according to the invention which is particularly suitable for the removal of toxic and / or combustible gases, has a first line section whose inlet is connectable or connected to a treatment chamber.
  • the treatment chamber is a chamber in which a vacuum is generated by a vacuum pump.
  • toxic and / or combustible gases are pumped out of the treatment chamber.
  • a last line section of the vacuum exhaust gas system can be connected or connected to an exhaust system via an outlet.
  • At least one middle line section is arranged between the first line section and the last line section.
  • middle line sections are connected to the two adjacent line sections via a flange connection.
  • the flange connection has two usually disc-shaped flange elements. In the provision of disc-shaped Flanschemia ⁇ these are opposite each other, wherein between the two flange sealing elements are arranged.
  • the density elements form a sealing chamber.
  • the sealing chamber formed by the fact that each Fiesschelement two density devices are provided.
  • the sealing elements may in particular be O-rings, which are arranged substantially concentrically with each other around the exhaust gas line between the two flange elements.
  • an annular, the exhaust pipe completely surrounding sealing chamber between the two flange elements is thus formed in a preferred embodiment.
  • the vacuum exhaust pipe system has at least three pipe sections, so that at least two flange connections are provided. Accordingly, at least two sealing chambers are provided according to the invention.
  • the at least two sealing chambers are connected via pipes to a pressure device. With the help of the pressure device, a gas pressure is generated in the sealing chambers.
  • a monitoring device is provided for monitoring the pressure prevailing in the pressure chambers and / or for monitoring the gas flow through the pressure chambers or the pipelines. According to the invention, the monitoring device continuously checks the pressure and / or the prevailing flow over time. If a limit value is exceeded or fallen below, a warning signal is generated and, if necessary, the process is interrupted immediately.
  • a significant change in pressure and / or flow can only be caused by a leak in the piping systems connecting the at least two pressure chambers.
  • an immediate shutdown of the process or at least a generation of a warning is required.
  • After switching off the process can then be checked, for example, with leak detectors, which of the flange is defective.
  • the individual pressure chambers are preferably connected to each other in series, wherein it is particularly preferred that all pressure chambers of the exhaust pipe system are connected in series.
  • the pressure device by which a gas pressure is generated in the pipelines and in the pressure chambers, preferably has a gas storage container. Particularly preferred is the use of inert gas, in particular nitrogen.
  • the gas is pumped from the reservoir into the pipes and thus to the pressure chambers. It is particularly preferred that the gas pumped through the pipes and the pressure chambers is returned to the gas reservoir.
  • the pipeline instead of returning the gas through another pipeline back into the gas reservoir, it is also possible to close the pipeline in the flow direction after the last pressure chamber.
  • the pressure device such as a pump
  • the gas is thus pumped into the individual, in particular serially arranged pressure chambers and maintained a gas pressure.
  • the piping system is designed according to a dead end.
  • the pipeline can be closed in the flow direction after the last pressure chamber.
  • the piping system through the last Pressure chamber is closed.
  • the last pressure chamber thus has only one gas inlet, but no gas outlet.
  • the vacuum exhaust gas ventilation system makes it possible to ensure that, in particular, toxic and / or combustible and / or self-ignitable gases do not escape from the flange gaskets, or leakage is detected in a timely manner and the process can be switched off. This also applies to gases such as air, which penetrates through defective gaskets in the exhaust gas control system, as this would also be a leak of the sealing elements, which can be detected immediately. Since the pressure chambers surrounded in a preferred embodiment in the region of the flange connection the conduit system and the pressure chamber are preferably filled with inert gas, which would be further reduced by a leak of the inner sealing element risk, since initially only inert gas flows into the conduit system and the influx of oxygen thus additionally is prevented.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a preferred embodiment
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second preferred embodiment
  • FIG. 1 is a vacuum exhaust pipe system with three line sections, a first line section 10, a middle line section 12, and a last line section 14, Of course, can be provided with longer systems several middle line sections 12.
  • the first conduit section 10 has a Einiass 16 which is connected to a not dargestefiten treatment chamber. Furthermore, at least one vacuum pump is provided in the connecting line with the treatment chamber, which sucks gas out of the treatment chamber and pumps it into an exhaust gas line 18.
  • the last line section 14 has an outlet 20, which is connectable to an exhaust system, not shown.
  • an exhaust system for example, carried out a cleaning or burning promoted by the exhaust pipe system, in particular toxic and / or combustible gases.
  • the toxic and / or combustible and / orsentzundbare gas is sucked out of the treatment chamber via a vacuum pump and in the direction of arrows 22 through a pipe 18 of the first line section, in a Pipeline 24 of the middle line section 12 and then fed into a pipe 26 of the last line section 14 to be supplied to an exhaust system.
  • Each flange 28 has two formed in the illustrated embodiment as a circular ring-shaped disc flange 30.
  • the Flanschelernente 30 are arranged at a distance from each other and parallel to each other.
  • the two flange members 30, which form a flange, are connected by not dargestelite screws, bolts or the like, firmly together.
  • Between the two flange members 30, two sealing elements are arranged.
  • there are two O-R ⁇ nge f wherein an inner sealing member 32 has a smaller diameter than the outer sealing element 34-
  • the two O-rings 32, 34 are arranged concentrically to each other and surround the exhaust pipes 18, 24, 26. In radial direction between the two O-rings 32, 34 is a sealing chamber 36 is formed.
  • the sealing chamber 36 is annular and surrounds the lines 18, 24, 26 corresponding to the two seals 32, 34.
  • the sealing chamber 36 of the first flange connection which is arranged between the first line section 10 and the middle line section 12, is connected via a pipeline 38 to a pressure device, such as a pump 40.
  • the pump 40 is arranged in the pipeline 38 and pumps in a preferred embodiment, an inert gas such as nitrogen from a gas reservoir 42 in the direction of the first sealing chamber 36.
  • the first or left in Fig. 1 seal chamber 36 thus has a gas inlet 44, the In the illustrated embodiment, a Gasausiass 46 is arranged opposite.
  • a further pipeline 48 Connected to the gas outlet 46 is a further pipeline 48, through which the inert gas is passed to the next right-hand pressure chamber 36 in FIG middle line section 12 and the last line section 14 is arranged.
  • the inert gas is returned to the gas reservoir 42.
  • a throttle 56 is arranged in the return line 50 in order to generate a pressure of, for example, 1300 to 1400 mbar in the pipeline system 38, 48, 50.
  • a monitoring device In order to detect a leak of the flange seals 32, 34 in a timely manner, a monitoring device is provided. In the exemplary embodiment shown, this comprises a pressure sensor 58 and a flowmeter 60. Both sensors are connected via electrical lines 62 to a control or evaluation device 64. When exceeding or falling below a defined limit value of the pressure and / or the flow is carried out by the evaluation or control device 64 generating an alarm signal and / or the immediate shutdown of the system.
  • monitoring device 58, 60, 64 it is thus possible to detect leaks of Fianschd ⁇ chtache 32 and / or 34 in a timely manner and thus to avoid the risk of leakage of large amounts of toxic and / or combustible gas. This also applies to the penetration of air or oxygen into the line system 18, 24, 26th

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Abstract

Ein Vakuum-Abgasleitungssystem zum Abführen von toxischen und/oder brennbaren Gasen weist einen ersten Leitungsabschnitt (10), mindestens einen mittleren Leitungsabschnitt (12) und einen letzten Leitungsabschnitt (14) auf. Flanschverbindungen (28) weisen zwei ringförmige Dichtefemente (32, 34) auf, zwischen denen eine Dichtkammer (36) ausgebildet ist Die Dichtkammer ist über Rohrleitungen (38, 48, 50, 52, 54) mit einer Druckeinrichtung (40) zur Zuleitung von Stickstoff oder einem anderen Inertgas verbunden. Mittels einer Uberwachungseinrichtung, die vorzugsweise einen Drucksensor (58) sowie einen Durchfiussmesser (60) aufweist, kann das Über- oder Unterschreiten von Grenzwerten des Drucks und/oder des Durchflusses detektiert werden. Über eine Steuereinrichtung (64) erfolgt das Erzeugen eines Warnsignals und/oder ein Abschalten der Anlage.

Description

2. März 2009
Vakuum-Abqasleitunqssvstem
Die Erfindung betrifft ein Vakuum-Abgasleitungssystem zum Abfuhren von toxischen und/oder brennbaren Gasen.
Mit Hilfe von Vakuumpumpen werden Gase aus Behandiungskammern abgesaugt. Je nach Behandlungsprozess können hierbei toxische und/oder brennbare Gase vorhanden sein bzw. entstehen, die abgesaugt werden und durch ein entsprechendes Vakuum-Abgasleitungssystem zu einer Abgasanlage gefördert werden. In der Abgasanlage erfolgt beispielsweise ein Reinigen und/oder Verbrennen der Gase, Derartige toxische und/oder brennbare Gase treten beispielsweise bei der Hersteilung von Kristallinen, Halb-Kristallinen oder Dunnfilmsolarzellen auf. Da die Gase nicht unmittelbar in die Atmosphäre ausgestoßen werden können, ist es erforderlich diese zu einer Abgasanlage zu fördern. Beim Fördern von brennbaren Gasen besteht die Gefahr, dass bei einer entsprechenden Anreicherung von Sauerstoff ein ggf. hochexplosives Gas entsteht. Dies kann durch Austreten des brennbaren Gases aus dem Abgasleitungssystem entstehen, aber auch durch das Eindringen von Sauerstoff in das Abgasleitungssystem. Das selbe Problem besteht bei selbstentzündbaren Stoffen, bzw. Gasgemischen, die bei Kontakt mit der Atmosphäre reagieren, insbesondere explodieren können.
Um ein Entzünden, Selbstentzunden oder Explodieren des Gases zu vermeiden, ist es bekannt, in das Abgasleitungssystem ein Inertgas zuzuführen, so dass ein Gasgemisch entsteht, dass in Verbindung mit Sauerstoff nicht mehr brennbar ist. Üblicherweise wird dem Abgasleitsystem als Inertgas Stickstoff zugeführt. Das Zufuhren von Inertgas hat jedoch den Nachteil, dass relativ große Mengen an Inertgas zugeführt werden müssen, so dass sich die Betriebskosten erhöhen. Ferner muss das zugefuhrte Inertgas zusätzlich zu dem aus der Behandlungskammer abgesaugten Gas von der Vakuumpumpe gefördert werden, so dass es erforderlich ist, größere und ieistungsstärkere Vakuumpumpen einzusetzen.
Ferner besteht bei derartigen Vakuum-Abgasieitungssystemen die Problematik, dass der in dem Abgasleitungssystem herrschende Druck in kurzen Zeiträumen stark schwanken kann, so dass in dem Abgasleitungssystem zeitweise Unterdruck und zeitweise Überdruck bezogen auf den Atmosphärendruck herrscht. Bei derartigen Prozessen schwankt der Druck in dem Vakuum-Abgasleitungssystem üblicherweise zwischen 900mbar und 12Q0rnbar Die Anforderung an ein Dichtelement ist daher äußerst hoch, da sowohl ein Austreten von toxischen und/oder brennbaren Gas aus dem Abgasleitungssystem sowie ein Eindringen von Luft bzw. Sauerstoff in das Abgasleitungssystem vermieden sein muss. Da diese Anforderung in jedem Betriebszustand stets gewährleistet sein muss, ist es nicht ausreichend in vorgegebenen Zeitintervalien, beispielsweise mit geeigneten Lecksuchegeräten, die Dichtigkeit der Dichtelemente zu überprüfen.
Ferner ist zu berücksichtigen, dass Vakuum-Abgasleitungssysteme häufig eine Länge von mehreren Metern, bisweilen mehr als 30 Metern aufweisen. Dies hat zur Folge, dass die einzelnen Leitungsabschnitte des Abgasleitungssystems über Flanschverbindungen miteinander verbunden werden müssen. Die Flanschverbindungen, die üblicherweise zwei scheibenförmige Fianschelemeπte aufweisen, zwischen denen die Dichtelemente angeordnet sind, müssen somit eine hohe Dichtigkeit aufweisen, wobei bei bekannten Systemen aufgrund der hohen Sicherheitsanforderungen dennoch ein Vermischen des toxischen und/oder brennbaren Gases mit inertem Gas erfolgt. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vakuum-Abgasleitungssystem zu schaffen, mit dem der Transport von toxischen und/oder brennbaren Gasen bei hoher Sicherheit möglich ist, ohne dem abzuführenden Gas ein Iπertgas oder dergleichen zuzuführen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Vakuum- Abgasleitungssystem nach Anspruch 1.
Das erfindungsgemäße Vakuurn-Abgasleitungssystem, das insbesondere zum Abfuhren von toxischen und/oder brennbaren Gasen geeignet ist, weist einen ersten Leitungsabschnitt auf, dessen Einiass mit einer Behandiungskammer verbindbar bzw. verbunden ist. Bei der Behandlungskammer handelt es sich um eine Kammer, in der über eine Vakuumpumpe Unterdruck erzeugt wird. Hierbei werden aus der Behandlungskammer toxische und/oder brennbare Gase abgepumpt. Da toxische und/oder brennbare Gase nicht in die Atmosphäre geleitet werden dürfen, ist ein letzter Leitungsabschnitt des Vakuum-Abgasleitungssystems über einen Auslass mit einer Abgasanlage verbindbar bzw. verbunden. In der Abgasaniage erfoigt beispielsweise ein Reinigen und/oder Verbrennen der geförderten Gase. Zwischen dem ersten Leitungsabschnitt und dem letzten Leitungsabschnitt ist mindestens ein mittlerer Leitungsabschnitt angeordnet. Je nach Gesamtlänge des Abgasleitungssystems sind mehrere mittlere Leitungsabschnitte vorgesehen. Die mittleren Leitungsabschnitte sind mit den beiden benachbarten Leitungsabschnitten über eine Flanschverbindung verbunden. Bei einem Abgasleitungssystem aus drei Leitungsabschnitten ist der eine mittlere Leitungsabschnitt auf der einen Seite mit dem ersten Leitungsabschnitt und auf der anderen Seite mit dem letzten Leitungsabschnitt verbunden. Die Flanschverbindung weist zwei üblicherweise scheibenförmige Flanschelemente auf. Beim Vorsehen von scheibenförmigen Flanschelementeπ liegen diese einander gegenüber, wobei zwischen den beiden Flanschelementen Dichtelemente angeordnet sind. Erfindungsgemäß bilden die Dichteiemente eine Dichtkammer aus. In bevorzugter Ausführungsform ist die Dichtkammer dadurch ausgebildet, dass je Fianschelement zwei Dichteiemeπte vorgesehen sind. Hierbei kann es sich bei den Dichtelementeπ insbesondere um O-Ringe handeln, die im Wesentlichen konzentrisch zueinander um die Abgasleitung zwischen den beiden Flanschelementen angeordnet sind. In radialer Richtung, zwischen den beiden Dichtelementen, ist somit in bevorzugter Ausführungsform eine ringförmige, die Abgasleitung vollständig umgebende Dichtkammer zwischen den beiden Flanschelementen ausgebildet.
Erfindungsgemäß weist das Vakuum-Abgasleitungssystem mindestens drei Leitungsabschnitte auf, so dass mindestens zwei Flanschverbindungen vorgesehen sind. Dementsprechend sind erfindungsgemäß auch mindestens zwei Dichtkammern vorgesehen. Die mindestens zwei Dichtkammern sind über Rohrleitungen mit einer Druckeinrichtung verbunden. Mit Hilfe der Druckeinrichtung wird in den Dichtkammern ein Gasdruck erzeugt. Ferner ist zur Überwachung des in den Druckkammern herrschenden Drucks und/oder zur Überwachung des Gasdurchflusses durch die Druckkammern bzw, die Rohrleitungen eine Überwachungseinrichtung vorgesehen. Erfindungsgemäß überprüft die Überwachungseinrichtung zeitlich ununterbrochen den Druck und/oder den herrschenden Durchfluss. Bei Über- oder Unterschreiten eines Grenzwertes wird ein Warnsignal erzeugt und ggf. unmittelbar der Prozess unterbrochen. Eine signifikante Änderung des Drucks und/oder des Durchflusses kann ausschließlich durch eine Undichtigkeit in dem die mindestens zwei Druckkammern verbindenden Rohrleitungssystemen hervorgerufen werden. Dies bedeutet jedoch, dass die die Druckkammern abdichtenden Dichtelemente schadhaft sind. Insofern besteht das Risiko, dass aus dem Abgasleitungssystem über die Flanschdichtungen toxisches und/oder brennbares Gas austritt, bzw. sauerstoffhaltige Luft in das Abgasleitungssystem eindringt. Aus Sicherheitsgründen ist ein unmittelbares Abschalten des Prozesses oder zumindest ein Erzeugen einer Warnung erforderlich. Nach dem Abschalten des Prozesses kann sodann beispielsweise mit Lecksuchgeräten überprüft werden, welche der Flanschverbindungen schadhaft ist. Besonders bevorzugt ist es, dass mehrere, insbesondere alle Druckkammern gemeinsam mit einer einzigen Druckeinrichtung verbunden sind. In bevorzugter Ausführungsform ist es ausreichend, eine Druckeinrichtung vorzusehen, da es zunächst ausreichend ist, festzustellen, dass eine der Flanschverbindungen undicht ist und der Prozess unterbrochen werden muss. Zur Gewährleistung der Sicherheit ist es zunächst nicht erforderlich, unmittelbar zu erkennen, welche der Flanschverbindungen schadhaft ist.
Die einzelnen Druckkammern sind vorzugsweise seriell miteinander verbunden, wobei es besonders bevorzugt ist, dass sämtliche Druckkammern des Abgasleitungssystem seriell miteinander verbunden sind. Die Druckeinrichtung, durch die ein Gasdruck in den Rohrleitungen sowie in den Druckkammern erzeugt wird, weist vorzugsweise einen Gas-Vorratsbehäiter auf. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von inertem Gas, insbesondere Stickstoff. Über die Druckeinrichtung wird das Gas aus dem Vorratsbehälter in die Rohrleitungen und somit zu den Druckkammern gepumpt. Hierbei ist es besonders bevorzugt, dass das durch die Rohrleitungen und die Druckkammern gepumpte Gas wieder in den Gas-Vorratsbehälter zurückgeführt wird.
An Stelle des Zurückführens des Gases durch eine weitere Rohrleitung zurück in den Gas-Vorratsbehälter, ist es auch möglich, die Rohrleitung in Strömungsrichtung nach der letzten Druckkammer zu verschließen. Ausgehend von der Druckeinrichtung, wie einer Pumpe, wird das Gas somit in die einzelnen, insbesondere seriell angeordneten Druckkammern gepumpt und ein Gasdruck aufrecht erhalten. Es erfolgt bei dieser Ausführungsform kein Pumpen des Gases im Kreis. Vielmehr ist das Rohrleitungssystem entsprechend einer Sackgasse ausgebildet. Hierbei kann die Rohrleitung in Strömungsrichtung nach der letzten Druckkammer verschlossen werden. Femer ist es möglich, dass das Rohrleituπgssystem durch die letzte Druckkammer verschlossen ist. Die letzte Druckkammer weist somit nur einen Gaseinlass, jedoch keinen Gasauslass auf.
Durch das erfindungsgemäße Vakuum-Abgasleϊtungssystem kann sichergestelit werden, dass insbesondere toxische und/oder brennbare und/oder selbstentzundbare Gase an den Flanschdichtungen nicht austreten, bzw. ein Austreten zeitnah detektiert wird und der Prozess abgeschaltet werden kann. Dies gilt auch für Gase wie Luft, die durch schadhafte Dichtungen in das Abgasleitsystem eindringt, da hierdurch ebenfalls eine Undichtigkeit der Dichtelemente bestehen würde, die unmittelbar detektiert werden kann. Da die Druckkammern in bevorzugter Ausfuhrungsform im Bereich der Flanschverbindung das Leitungssystem umgeben und die Druckkammer vorzugsweise mit Inertgas gefüllt sind, wäre ferner die durch eine Undichtigkeit des inneren Dichtelements bestehende Gefahr verringert, da zunächst nur Inertgas in das Leitungssystem strömt und das Einströmen von Sauerstoff somit zusätzlich verhindert ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Vakuum-Abgasleitsystem würden somit unmittelbar FehSmontagen an den Flanschverbindungen detektiert. Auch das Lösen von Flanschverbindungen durch Vibration oder thermische Beanspruchungen wurde unmittelbar durch die Überwachungseinrichtung festgestellt. Dies gilt ebenso für die Beschädigung einer Dichtung oder einen unsachgemäßen Einbau einer Dichtung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausfuhrungsform unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten
Ausfύhruπgsform des erfindungsgemäßen Vakuum-
Abgasleitungssystems und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten bevorzugten
Ausfύhrungsform des erfindungsgemäßen Vakuum-
Abgasleitungssystems.
Im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel (Fig, 1) handelt es sich um ein Vakuum-Abgasleitungssystem mit drei Leitungsabschnitten, einem ersten Leitungsabschnitt 10, einem mittlerem Leitungsabschnitt 12, sowie einem letzten Leitungsabschnitt 14, Selbstverständlich können bei längeren Systemen mehrere mittlere Leitungsabschnitte 12 vorgesehen sein.
Der erste Leitungsabschnitt 10 weist einen Einiass 16 auf, der mit einer nicht dargestefiten Behandlungskammer verbunden ist. Ferner ist in der Verbindungsleitung mit der Behandtungskammer mindestens eine Vakuumpumpe vorgesehen, die Gas aus der Behandlungskammer absaugt und in eine Abgasleitung 18 pumpt.
Der letzte Leitungsabschnitt 14 weist einen Auslass 20 auf, der mit einer nicht dargestellten Abgasanlage verbindbar ist. In der Abgasanlage erfolgt beispielweise ein Reinigen oder Verbrennen der durch das Abgasleitungssystem geförderten, insbesondere toxischen und/oder brennbaren Gase.
Das toxische und/oder brennbare und/oder selbstentzundbare Gas wird über eine Vakuumpumpe aus der Behandlungskammer abgesaugt und in Richtung der Pfeile 22 durch eine Rohrleitung 18 des ersten Leitungsabschnitts, in eine Rohrleitung 24 des mittleren Leitungsabschnitts 12 und sodann in eine Rohrleitung 26 des letzten Leitungsabschnitts 14 gefördert, um einer Abgasanlage zugeführt zu werden.
Die einzelnen Leitungsabschnitte 10, 12, 14 sind über Flanschverbindungen 28 miteinander verbunden. Jede Flanschverbindung 28 weist zwei im dargestellten Ausführungsbeispiel als kreisringsförmige Scheibe ausgebildete Flanschelemente 30 auf. Die Flanschelernente 30 sind in einem Abstand zueinander und zueinander parallel angeordnet. Die beiden Flanschelemente 30, die eine Flanschverbindung bilden, sind über nicht dargestelite Schrauben, Bolzen oder dergleichen, fest miteinander verbunden. Zwischen den beiden Flanschelementen 30 sind zwei Dichtelemente angeordnet. Im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel handelt es sich um zwei O-Rϊngef wobei ein inneres Dichtelement 32 einen geringeren Durchmesser ats das äußere Dichtelement 34 aufweist- Die beiden O-Ringe 32, 34 sind konzentrisch zueinander angeordnet und umgeben die Abgasleitungen 18, 24, 26. In radialer Richtung zwischen den beiden O-Ringen 32, 34 ist eine Dichtkammer 36 ausgebildet. Die Dichtkammer 36 ist ringförmig und umgibt entsprechend den beiden Dichtungen 32, 34 die Leitungen 18, 24, 26.
Die Dichtkammer 36 der ersten Flanschverbindung, die zwischen dem ersten Leitungsabschnitt 10 und dem mittleren Leitungsabschnitt 12 angeordnet ist, ist über eine Rohrleitung 38 mit einer Druckeinrichtung, wie einer Pumpe 40 verbunden. Die Pumpe 40 ist in der Rohrleitung 38 angeordnet und pumpt in bevorzugter Ausführungsform ein Inertgas wie Stickstoff aus einem Gas- Vorratsbehälter 42 in Richtung der ersten Dichtkammer 36. Die in Fig. 1 erste bzw. linke Dichtkammer 36 weist somit ein Gaseinlass 44 auf, dem im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Gasausiass 46 gegenüberliegend angeordnet ist. Mit dem Gasausiass 46 ist eine weitere Rohrleitung 48 verbunden, durch die das Inertgas in die nächste in Fig. 1 rechte Druckkammer 36 geleitet wird, die in der Flanschverbindung 28 zwischen dem mittleren Leitungsabschnitt 12 und dem letzten Leitungsabschnitt 14 angeordnet.
Über eine Rohrleitung 50 wird das Inertgas in den Gasvorratsbehälter 42 zurückgeführt. Hierbei ist in der Ruckfuhrleitung 50 eine Drossel 56 angeordnet, um in dem Rohrleitungssystem 38, 48, 50 einen Druck von beispielsweise 1300 bis 1400 mbar zu erzeugen.
Um eine Undichtigkeit der Flanschdichtungen 32, 34 zeitnah detektieren zu können, ist eine Uberwachungseinrichtung vorgesehen. Diese umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Drucksensor 58, sowie einen Durchflussmesser 60. Beide Sensoren sind über elektrische Leitungen 62 mit einer Steuer- bzw. Auswerteeiπrichtung 64 verbunden. Bei Über- oder Unterschreiten eines definierten Grenzwertes des Drucks und/oder des Durchflusses erfolgt durch die Auswerte- bzw. Steuereinrichtung 64 das Erzeugen eines Alarmsignais und/oder das unmittelbare Abschalten der Anlage.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Uberwachungseinrichtung 58, 60, 64 ist es somit möglich, Undichtigkeiten der Fianschdϊchtungen 32 und/oder 34 zeitnah zu detektieren und somit die Gefahr des Austretens größerer Mengen an toxischem und/oder brennbarem Gas zu vermeiden. Dies gilt auch für das Eindringen von Luft bzw. Sauerstoff in das Leitungssystem 18, 24, 26.
Bei der in Fig. 2 dargestellten zweiten bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung sind identische Bauteile mit den selben Bezugszeichen wie in Rg, 1 gekennzeichnet.
Der einzige Unterschied der beiden Ausführungsformen besteht darin, dass die letzte in Fig. 2 rechte Druckkammer 36 keinen Gasauslass 46 aufweist. Vielmehr enden die Rohrleitungen 38, 48 in der in Strömungsrichtung letzten Druckkammer 36. Die Rohrleitung 38, 48 ist somit entsprechend einer Sackgase ausgebildet, so dass durch die Druckeinrichtung bzw. Pumpe 40 bei intakten Dichtungen 32, 34 ein konstanter Druck in den Rohrleitungen 38, 48 sowie in den Druckkammern 36 erzeugt wird. Undichtigkeiten können entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform durch die Überwachungseinrichtungen 58, 60, 64 festgestellt werden.

Claims

Patentansprüche , Vakuum-Abgasleltungssystem zum Abführen von toxischen und/oder brennbaren Gasen, mit
einem ersten Leitungsabschnitt (10) dessen Einlass (16) mit einer Behandlungskammer verbindbar ist,
einem letzten Leitungsabschnitt (14) dessen Auslass (20) mit einer AbgasanSage verbindbar ist,
mindestens einem mittlerem Leitungsabschnitt (12) der mit den beiden benachbarten Leitungsabschnitten (10, 14) über eine zwei Flanschelemente (30) aufweisende Fianschverbindung (28) verbunden ist, und
zwischen den beiden Flanscheiementen (30) angeordneten Dichtelementen (32, 34), die eine Dichtkammer (36) ausbilden,
d a d ur c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass mindestens zwei Dichtkammern (36) über Rohrleitungen (38, 48, 50) mit einer Druckeinrichtung (40) zur Erzeugung eines Gasdrucks in den Druckkammern (36) verbunden sind, und
dass eine Überwachungseinrichtung (58, 60, 64) zur Überwachung des in den Druckkammern (36) herrschenden Drucks und/oder Durchflusses vorgesehen ist.
2. Vakuum-Abgasleitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere alle Druckkammern (36) gemeinsam mit einer einzigen Druckeinrichtung (40) verbunden sind.
3. Vakuum-Abgasleitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere alle Druckkammern (36) serieü miteinander verbunden sind.
4. Vakuum-Abgasieitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung (40) mit einem Gas- Vorratsbehälter (42) verbunden ist, der vorzugsweise mit Inertgas, insbesondere Stickstoff, gefüllt ist,
5. Vakuum-Abgasieitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung einen mit einer der Rohrleitungen (38) verbundenen Drucksensor (58) und/oder einen Durchflussmesser (60) aufweist,
6. Vakuum-Abgasieitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammern (36) ringförmig ausgebildet sind,
7. Vakuum-Abgasieitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtelemente (32, 34) eine in Richtung der Abgasleitung (18, 24, 26) abdichtendes inneres Dichtelement (32) und ein nach außen abdichtendes äußeres Dichtelement (34) aufweisen,
8. Vakuum-Abgasieitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass je Druckkammer (36) mindestens ein Gaseiniass (44) und mindestens ein Gasausiass (46) vorgesehen sind. ™ j. o
9. Vakuum-Abgasleitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (38, 48, 50) vorzugsweise in Strömungsrichtung hinter der letzten Druckkammer (36) eine Drosseleinrichtung (56) aufweist,
10. Vakuum-Abgasleitungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (38, 48, 50) zum Gas- Vorratsbehäiter (42), insbesondere entsprechend einer Ringleitung zurückgeführt ist.
11. Vakuum-Abgasleitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (38, 48) ausgehend vom Gas-Vorratsbehälter (42) nach oder durch die letzte Druckkammer (36) verschlossen ist.
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