WO2018153501A1 - Vorrichtung und verfahren zum austausch eines gases aus einem arbeitsraum eines begehbaren inertgas-gehäuses - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum austausch eines gases aus einem arbeitsraum eines begehbaren inertgas-gehäuses Download PDF

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WO2018153501A1
WO2018153501A1 PCT/EP2017/058448 EP2017058448W WO2018153501A1 WO 2018153501 A1 WO2018153501 A1 WO 2018153501A1 EP 2017058448 W EP2017058448 W EP 2017058448W WO 2018153501 A1 WO2018153501 A1 WO 2018153501A1
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housing
gas
inert gas
line
working
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PCT/EP2017/058448
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Inventor
Gerhard SPREITZER
George SAYED
Original Assignee
M. Braun Inertgas-Systeme Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B15/00—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area
    • B08B15/02—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area using chambers or hoods covering the area
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/16—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
    • F24F3/167—Clean rooms, i.e. enclosed spaces in which a uniform flow of filtered air is distributed

Definitions

  • the invention relates to a device for safe replacement of a working gas from a working space of a walk-in inert gas housing against a safe breathing air atmosphere. This is done via a housing discharge, which is connected to the inert gas housing and by means of which the gas from the inert gas housing can be discharged, and a housing supply line, which is adapted to, by means of a conveyor, in particular a fan breathing air into the inert gas housing conduct.
  • the condition in the working room is permanently monitored by measuring instruments.
  • the invention further relates to a method for safely replacing a working gas from a working space of a walk-in inert gas housing against safe breathing air atmosphere. This is done by means of a housing discharge from the inert gas housing, a housing supply line, measuring sensors and a conveyor, preferably a breathing air blower, which directs fresh air into the inert gas housing. The condition is permanently monitored.
  • clean gas cabins which have a closed working space.
  • the working space can be filled with an inert gas, for example nitrogen or argon, so that appropriate work requiring a protective gas atmosphere can be carried out.
  • the Clean cabins are accessible through maintenance access for service personnel.
  • the inert gas atmosphere in the clean cabin is lethal to maintenance personnel when inhaled. It is therefore necessary to rinse the workspace of the clean gas cabin and fill with breathing air. This happens, for example, using compressed gas devices in which breathing air is held in a pressure vessel or is supplied with simple fans. If the clean cabin is to be made accessible for maintenance purposes, then the working gas treatment is initially switched off. Then, the breathing air held in the compressed gas device is released into the working area of the clean cabin. At the same time the working gas is discharged via a deduction.
  • oxygen sensors are mounted in the work area. These are monitored. As soon as the oxygen sensors report an admissible oxygen concentration, the maintenance personnel can get into the working area of the clean gas cabin. For safety reasons, there is typically a person outside the clean cabin who can intervene in the event of an accident.
  • the object of the invention to provide a device or a method of the type mentioned above, with low effort reliable breathing air monitoring a clean cab is possible.
  • the object of the invention relating to the device is achieved by arranging at least one sensor, preferably an oxygen sensor of a respiratory air monitor, in the housing outlet.
  • the object of the invention relating to the method is achieved in that the gas flowing therein is measured in the housing outlet by means of at least one sensor, preferably an oxygen sensor of a breathing air monitor
  • the breathing air monitoring is no longer arranged in the work area or any other area of the inert gas housing, but it is integrated into the housing discharge. Accordingly, it is then sufficient to use only one sensor and, if necessary, for safety's sake one or more redundancy sensors for breathing air monitoring. As a result, the construction effort for the breathing air monitoring is significantly reduced.
  • the device according to the invention operates more reliably than the arrangements known from the prior art. The inventors make use of the knowledge that the atmosphere extracted from the working area of the inert gas housing provides a reliable and sufficiently representative statement as to which respiratory air content is present in the entire work area. As soon as the permissible concentration of respiratory air in the area of the housing outlet is measured, it can be assumed that the entire working area of the inert gas housing can be entered by maintenance personnel for maintenance purposes without the risk of accidents.
  • the blower sucked in ambient air from the environment, and that the blower promotes this sucked breathing air via the housing supply line relative to the ambient pressure in the overpressure.
  • the use of ambient air to flood the inert gas housing does not offer only cost advantages over the compressed gas systems used in which breathing air is provided in compressed air supply systems alone. This also ensures that always natural breathing air is provided. This rules out that airborne pollutants, such as those in pressurized systems can be avoided. Since the ambient air is supplied in excess pressure to the inert gas housing, can be dispensed with a suction fan in the housing discharge.
  • the breathing air coming from the fan is cooled by means of a cooling unit
  • a possible variant of the invention may be characterized in that the housing supply line is associated with a filter that filters the funded in the housing supply breathing air before it is supplied to the inert gas housing, and / or that sucks in a suction via which the fan, the breathing air Filter is integrated to filter the aspirated air.
  • the housing supply line is associated with a filter that filters the funded in the housing supply breathing air before it is supplied to the inert gas housing, and / or that sucks in a suction via which the fan, the breathing air Filter is integrated to filter the aspirated air.
  • the respiratory air monitoring has two oxygen sensors, both of which measure the oxygen content of the guided gas in the housing outlet, additional safety is provided.
  • the monitoring in the event of failure of a sensor, the monitoring can continue to be reliably continued or a shutdown of the system can already be initiated after failure of a sensor.
  • a third oxygen sensor is used, which monitors the function of the two other oxygen sensors. This provides a particularly high level of security. It is sufficient for breathing air monitoring to use oxygen sensors operating in the percent measuring range.
  • a device according to the invention can be designed in such a way that a line section which is part of a trigger is connected to the housing outlet following the sensors of the breathing air monitoring in order to at least partially remove the gas guided via the housing outlet into the environment. This ensures that the gas in the housing outlet is controlled before it is pumped into the environment.
  • a further alternative of the invention may be such that at least two line sections are connected in parallel to the housing outlet, and that at least a portion of these line sections are selectively lockable or releasable by means of trigger valves, and that the line sections are part of the trigger to at least the guided over the housing discharge gas partially dissipate into the environment.
  • a control of the volume flow can be carried out for the gas coming from the housing outlet. If, for example, the pressure in the inert gas housing rises inadmissibly high during the flushing process, then individual extraction valves can be actuated one after the other. This results in additional line capacities to lead the gas from the housing discharge into the environment.
  • the housing discharge at least partially promotes a reactor for treatment of discharged from the inert gas housing working gas, and that the housing discharge, for example by means of a valve, optionally connected to the trigger or the reactor.
  • the housing drain can be used to draw off the gas from the inert gas housing during the breathing air purge.
  • the housing discharge can be connected during operation to the reactor.
  • the suction line of the blower can be selectively connected to the reactor via a reactor valve. Then the blower can be used both for the breathing air purge, as well as in the working operation for the inert gas circulation.
  • an oxygen sensor and / or a moisture sensor of a working gas monitoring is arranged to measure in the housing outlet, and that this oxygen sensor and / or the humidity sensor with a measuring accuracy in ppm range is executed.
  • the housing discharge can also be used for the inert gas operation, which reduces the piping costs.
  • this ensures that no second implementation in the inert gas housing must be installed, which would not bring an additional parts and assembly costs alone. Rather, such an implementation also always offers a risk of leakage.
  • a particularly preferred variant of the invention provides that indirectly or directly to the suction line a lockable connection line is connected, which is connected after the breathing air monitoring to the housing outlet or other coming from the inert gas housing supply line.
  • a lockable connection line is connected, which is connected after the breathing air monitoring to the housing outlet or other coming from the inert gas housing supply line.
  • a conceivable variant of the invention is such that an inert gas supply is provided with an inert gas source, so that the working gas of the inert gas source is supplied to the inert gas housing by means of a working gas supply line and that the working gas supply line can be shut off by means of at least one shut-off valve.
  • the working gas supply line opens into the housing supply line. This also avoids that a further breakthrough must be provided on the inert gas housing for the inert gas inlet
  • two shut-off valves are provided in the working gas supply line. Between these two Shut-off valves, a pressure sensor is integrated in the working gas supply line. With the pressure sensor a failure of one of the two shut-off valves can be reliably detected.
  • At least one warning light and / or an acoustic warning unit and / or an emergency switch is arranged in the working space of the inert gas housing. If an inadmissible operating state is determined by the respiratory air monitoring, then a corresponding warning signal can be transmitted to the warning light or the acoustic warning unit via a control unit. This is then signaled accordingly in the work area.
  • the emergency switch can be coupled to the control unit so that, when actuated, the flooding of the working area is interrupted with inert gas and the breathing air purge is activated.
  • Figure 1 shows a schematic representation of an inert gas housing with a connected gas supply
  • Figures 2 to 4 are flowcharts illustrating different modes of operation of the apparatus of Figure 1
  • FIG. 1 shows, by way of example, an accessible inert gas housing 10.
  • inert gas housings 10 serve, for example, for accommodating production facilities with the aid of which production processes can be carried out in a protected atmosphere.
  • an inert gas for example, nitrogen or argon can be used.
  • the inert gas housing 10 has a working space 13, within which the production facilities, such as machines 70 are set up. Often in inert gas casings fully automated handling devices are used, like this Figure 1 illustrates.
  • a plenum 11 is separated above the working space 13 by means of a cover 12.
  • a chamber 15 is divided off by means of a bottom 14.
  • the invention can also be used in differently constructed inert gas housings 10, in which, for example, no plenum 1 1 or no bottom-side chamber 15 is used.
  • the inert gas housing 10 has a maintenance opening, which can be tightly locked with a housing closure 19.
  • a door is used as a housing closure 19.
  • the locking of the housing closure 19 can take place via a lock 19.1, which is electrically actuated for the purpose of opening.
  • the housing closure 19 is equipped with an electric closing and / or opening mechanism. Maintenance personnel 71 thus obtains access to the working space 13 of the inert gas housing 10 when the housing closure 19 is open.
  • FIG. 1 further reveals 10 different warning devices can be accommodated in the interior of the inert gas housing.
  • a warning light 16 and / or an acoustic warning unit 17 may be arranged in the region of the working space 13.
  • an emergency stop switch 18 can be arranged easily accessible in the working space 13.
  • a device for exchanging a gas from the working space 13 of the inert gas housing 10 is connected.
  • This device has a housing outlet 50.1 which is in spatial communication with the working space 13 of the inert gas housing.
  • the housing discharge line 50.1 is introduced sealed into the interior of the inert gas housing 10 via an opening in the outer skin of the inert gas housing.
  • the housing outlet 50.1 is connected in the bottom region of the inert gas housing 10, as FIG. 1 illustrates.
  • the housing outlet 50.1 preferably opens below the bottom 14 into the chamber 15.
  • a filter 50 may be attached.
  • the two sensors are designed so that they have a ppm measuring range.
  • the housing outlet 50.1 is connected to a valve line 50.2. From the valve line 50.2 go line sections 50.3 to 50.7 from. In the line sections 50.3 to 50.7 exhaust valves 34 to 37 are arranged. In flow directions behind the trigger valves 34 to 37 stub lines 31 to 33 are provided. The branch lines 31 to 33 open into further line sections 50.8 to 50.10. The line sections 50.8 to 50.10 are then connected to a collective withdrawal 39. The collection vent 39 then opens in a suitable manner in the environment, in an area which is away from the site of the inert gas housing 10. With the trigger valves 34 to 37, either a spatial connection between the manifolds 50.2 and the environment can thus be enabled or disabled.
  • a respiratory air monitoring 40 is arranged upstream of the line section 50.3 in the flow direction.
  • the breathing air monitor 40 has two oxygen sensors 41. These oxygen sensors 41 are designed such that they preferably measure the oxygen content of the gas carried in the valve line 50.2 in the percentage range.
  • the valve line 50.2 is fed to a reactor 21 of a gas treatment 20 following the line section 50.3.
  • the reactor 21 is designed to allow a cleaning of the gas supplied to it via the housing outlet 50. 1. In this case, moisture, oxygen, solvents and / or other impurities are removed from the gas.
  • the gas purified in the reactor 21 passes via a fan supply line 50.12 to a fan 24.
  • the fan 24 is part of the gas treatment 20.
  • the reactor 21 and the fan 24 are housed together in a housing unit of the gas treatment 20.
  • the valve line 50.2 and the blower supply line 50.12 two reactor valves 22, 23 are integrated. With these reactor valves 22, 23, the line connection to the reactor 21 can be closed.
  • the fan supply line 50.12 opens a suction line 50.1. 1
  • the suction line 50.1 1 can be shut off by means of a valve 27. It opens into the environment and, as shown in FIG. 1, it is associated with a filter 26 of the suction line 50.1 1.
  • a connecting line 50.16 connects the suction line 50.1 1 with the line section 33rd
  • the blower 24 serves to compress the gas supplied via the blower supply line 50.12 and to feed it into a housing supply line 50.15.
  • a cooling unit 25 is arranged in the housing supply line 50.15.
  • the cooling unit 25 can also be integrated into the gas treatment 20, as the drawing shows.
  • the housing feed line 50.15 opens into the inert gas housing 10.
  • a sealed housing passage in the outer wall of the inert gas housing 10 is provided.
  • the housing lead 15.15 opens in the plenum 1 1.
  • There is also a filter 80 is arranged, which filters the gas before it flows into the inert gas housing 10.
  • the filter 80 may also be arranged at any other location in the region of the housing feed line 50.15.
  • the device shown in FIG. 1 furthermore has an inert gas supply 60.
  • the inert gas supply 60 has an inert gas source 61, in particular a pressurized inert gas source 61, which is connected to a working gas inlet 60.1.
  • two shut-off valves 62, 63 are integrated with which the working gas supply line 60.1 can be either released or shut off.
  • two shut-off valves 62, 63 are provided in the working gas supply line 60.1. Between these two shut-off valves 62, 63, a pressure sensor 64 is integrated into the working gas supply line 60.1. With the pressure sensor 64, a failure of one of the two shut-off valves 62, 63 can be reliably detected.
  • FIG. 2 shows an operating state of the device according to FIG. 1 in the flow chart.
  • the individual plant components which were explained above with reference to FIG. 1 are also reproduced in FIG.
  • FIG. 2 illustrates the procedure for flooding the working area 13 of the inert gas housing 10 with breathing air. Accordingly, the discharge of the working gas held in the inert gas housing 10 and the introduction of the breathing air for the preparation of maintenance activities are shown here.
  • FIG. 2 illustrates that two blowers 24 may be used to compensate for the failure of a blower 24. This ensures increased reliability.
  • the two fans 24 are connected in blower discharges 50.13, 50.14 in parallel. Furthermore, it can be provided that two suction lines 50.1 1 and correspondingly two filters 26 are used. This also improves the reliability.
  • ambient air is sucked into the filters 26 via the suction line 50.1.
  • the ambient air flows through the suction lines 50.1 1 past the open valves 27.
  • the sucked air enters the fan supply line 50.12. From here, the ambient air flows through the fan 24 and is compressed here.
  • the compressed ambient air is cooled in cooling units 25.
  • the cooling units 25 are integrated in the blower discharges 50.13, 50.14. There are two cooling units 24 used for redundancy reasons. After the compressed ambient air has been cooled at the cooling units 25, it passes into the housing supply line 50.15.
  • a re-filtering of the ambient air is carried out to filter out any impurities before the ambient air is introduced into the inert gas housing 10.
  • the compressed ambient air is introduced into the working space 13 of the inert gas housing 10. Since the ambient air is supplied under pressure to the working area 13, the working gas atmosphere held here escapes through the opened housing outlet 50.1. This gas then flows into the valve line 50.2. Since the valve 36 is opened, the gas escapes through the collection vent 39 of the trigger 30 into the environment.
  • the pressure in the inert gas housing 10 is continuously monitored.
  • the breathing air monitor 40 continuously measures with its two oxygen sensors 41, the oxygen content of the gas. These measured values are transmitted via signal paths to a controller in the gas processing 20. As soon as the controller determines a permissible oxygen content in the measured gas flow, the lock 19.1 is released and the housing closure 19 can be opened for maintenance purposes; for example, the lock 19.1 can be unlocked if the oxygen concentration in the gas is greater than 18%, preferably greater than 18.5% ,
  • the housing closure 19 If the housing closure 19 has been opened, however, the introduction of ambient air via the housing supply line 50.15 is still maintained. However, since the housing closure 19 has been opened, the breathing air introduced into the working area 13 in relation to the environment escapes through the housing closure 19. Now there is no longer any excess pressure available which would press the ambient air into the housing outlet 50.1 for monitoring purposes. Thus, in order to be able to continue monitoring the breathing air in the working area 13 when the housing closure 19 is open, the line valve 50.17 is opened as soon as the opening of the housing closure 19 is detected by the control. Accordingly, the housing closure 19 is associated with a corresponding sensor, which signals the door opening to the control of the gas treatment 20.
  • the housing outlet 50.1 is connected to the suction line 50.1 1, which leads to the blower 24.
  • gas from the working area 13 is therefore actively sucked through the housing outlet 50.1, the valve line 50.2 the line section 50.3 and the connecting line 50.16 in the suction line 50.1 1 active. Accordingly, the air volume in the working area 13 can then be monitored further with the respiratory air monitoring 40.
  • a warning signal can be emitted into the inert gas housing 10. Accordingly, for example, the warning light 16 can be controlled. Alternatively or additionally, an acoustic warning signal can be output to the acoustic warning unit 17. The maintenance staff then has sufficient time to leave the inert gas housing 10 through the housing closure 19 again.
  • the fans 24 are activated in order to achieve an increased delivery rate and thus an increased supply of breathing air.
  • the housing closure 19 is properly closed, this will be detected by the controller. Then, the supply of inert gas, for example, nitrogen or argon is introduced.
  • the inert gas is provided from the inert gas source 61 of the inert gas supply 60.
  • the two shut-off valve 62, 63 are open.
  • the two reactor valves 22, 23 remain closed.
  • the blowers 24 are deactivated and the valve 27 is closed. Alternatively, one or more of the valves 34 to 37 of the trigger 30 are opened.
  • the inert gas flows through the working gas supply line 60.1 into the housing feed line 50.15 and from here into the inert gas housing 10.
  • the inert gas Since the inert gas is supplied from the inert gas supply 60 in the overpressure to the environment, it flows into the inert gas housing 10 accordingly. Since a spatial connection to the environment is created via the housing outlet 50.1 and the trigger 30, the breathing air, which is still held in the working area 13, is displaced and forced through the filter 50 into the housing outlet 50.1. The breathing air then passes through the trigger 30 into the environment. During this process of inertization, the working gas monitoring with its oxygen sensor 42 and the humidity sensor 43 is active. Accordingly, these two sensors now continuously measure the gas conducted through the housing outlet 50.1.
  • the valves 34 to 37 are closed.
  • the reactor valves 22 and 23 are open.
  • the valve 27 of the suction line 50.1 1 and the line valve 50.17 are closed.
  • working gas is removed from the inert gas housing 10 via the gas discharge 50.1 in the circulation operation. Since the working gas is in the working area 13 of the clean gas cabin in the positive pressure, the working gas flows automatically into the gas discharge 50.1 a. The working gas is passed through the filter 50. Furthermore, the working gas flows through a working gas discharge line 60.2 into a reactor feed line 60.3, as can be seen from FIG. 4, two reactors 21 can be connected in parallel for redundancy purposes and thus for improving process reliability.
  • two reactor feed lines 60.3 are used, each leading to a reactor 21.
  • the gas After the gas has been treated in the reactors 21, it flows via reactor outlets 60.4 into a collecting line 60.5. From here, the treated working gas enters the blower supply line 50.12. The treated working gas is sucked in by the two fans 24, compressed and conveyed into the blower discharges 50.13, 50.14. The compressed working gas is cooled at the cooling units 25. Subsequently, the cooled working gas leaves the two cooling units 25 and enters the housing supply line 50.15. Via the housing feed line 50.15, the working gas flows through the filter 60 into the inert gas housing 10. Thus, the circuit is closed. In the prescribed device, a further functionality can be integrated.
  • a pressure level monitoring is performed.
  • 10 pressure sensors are arranged in the inert gas housing.
  • the valves 34 to 37 are closed as described above. Since the inert gas housing 10 encloses the working area 13 in a sealed manner, the pressure in the working area 13 can not drop, taking into account permissible and customary leakage flows. If the pressure sensors still detect an impermissible pressure drop, then this is detected by the controller and issued a corresponding warning signal. For example, the inerting can then be stopped and the two shut-off valves 62, 63 closed.
  • an impermissible pressure drop indicates that an impermissible leakage is present.
  • an unmonitored housing cover may be open on the inert gas housing. In this way, it can be reliably prevented that the factory building, in which the inert gas housing 10 is set up, is rendered inert and persons are endangered here.
  • a plurality of inert gas housing 10 are lined up to form a large work area 13.
  • Transfer valves can then be arranged between the individual inert gas housings 10. The or the transfer valves can then be assigned sensors that signal the opening state or the closed state of the transfer valves. Accordingly, an inertization can then only be made if, for example, the transfer valve is closed. Otherwise, the two shut-off valve 62,63 are not released by the controller.
  • the emergency switch 18 may be provided in the work area 13.
  • the warning light 16 is activated and / or an acoustic warning signal is output via the acoustic warning unit 17.
  • the control immediately causes the closure of the two shut-off valves 62 and 63.
  • the flooding of the working area 13 with breathing air is caused (see, for example, FIG. 2).
  • the controller can also cause the opening of the housing closure 19 by unlocking the lock 19.1.

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Abstract

Vorrichtung zum Austausch eines Gases aus einem Arbeitsraum (13) eines begehbaren Inertgas-Gehäuses (10) mit einer Gehäuseableitung (50.1), die an das Inertgas-Gehäuse (10) angeschlossen ist und mittels der das Gas aus dem Inertgas-Gehäuse (10) abführbar ist, und wobei eine Gehäusezuleitung (50.15) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist mittels einer Fördereinrichtung, vorzugsweise einem Gebläse (24) Atemluft in das Inertgas-Gehäuse (10) zu leiten. Um mit geringem Aufwand eine zuverlässige Atemluftüberwachung des Inertgas-Gehäuses zu ermöglichen ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in der Gehäuseableitung (50.1) zumindest ein Sensor, vorzugsweise ein Sauerstoffsensor (41) einer Atemluftüberwachung (40) angeordnet ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Austausch eines Gases aus einem Arbeitsraum eines begehbaren Inertgas-Gehäuses
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum sicheren Austausch eines Arbeitsgases aus einem Arbeitsraum eines begehbaren Inertgas-Gehäuses gegen eine sichere Atemluft-Atmosphäre. Dies erfolgt über eine Gehäuseableitung, die an das Inertgas- Gehäuse angeschlossen ist und mittels der das Gas aus dem Inertgas-Gehäuse abführbar ist, und eine Gehäusezuleitung, die dazu ausgebildet ist, mittels einer Fördereinrichtung, insbesondere eines Gebläses Atemluft in das Inertgas-Gehäuse zu leiten. Der Zustand im Arbeitsraum wird permanent über Messgeräte überwacht.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum sicheren Austausch eines Arbeitsgases aus einem Arbeitsraum eines begehbaren Inertgas-Gehäuses gegen sichere Atemluftatmosphäre. Dies erfolgt mittels einer Gehäuseableitung aus dem Inertgas-Gehäuse, einer Gehäusezuleitung, Mess-Sensoren und einer Fördereinrichtung, vorzugsweise einem Atemluft-Gebläse, die Frischluft in das Inertgas-Gehäuse leitet. Der Zustand wird permanent überwacht.
Aus dem Stand der Technik sind Reingaskabinen bekannt, die einen geschlossenen Arbeitsraum aufweisen. In dem Arbeitsraum können Maschinen oder sonstige Arbeitseinheiten untergebracht sein. Der Arbeitsraum kann mit einem Inertgas, beispielsweise Stickstoff oder Argon gefüllt sein, damit entsprechende, eine Schutzgasatmosphäre benötigende Arbeiten durchgeführt werden können. Die Reingaskabinen sind über Wartungszugänge für Wartungspersonal hindurch zugänglich. Die Inertgas-Atmosphäre in der Reingaskabine ist für das Wartungspersonal tödlich, wenn sie eingeatmet wird. Es ist daher erforderlich, den Arbeitsraum der Reingaskabine zu spülen und mit Atemluft zu befüllen. Dies geschieht z.B. unter Verwendung von Druckgasvorrichtungen, bei denen Atemluft in einem Druckbehälter gehalten ist oder mit einfachen Ventilatoren zugeführt wird. Wenn die Reingaskabine zu Wartungszwecken zugänglich gemacht werden soll, dann wird die Arbeitsgas Aufbereitung zunächst abgeschaltet. Dann wird die in der Druckgasvorrichtung gehaltene Atemluft in den Arbeitsbereich der Reingaskabine hinein entspannt. Gleichzeitig wird das Arbeitsgas über einen Abzug ausgefördert.
In der Reingaskabine sind typischerweise im Arbeitsbereich mehrere Sensoren, nämlich Sauerstoffsensoren angebracht. Diese werden überwacht. Sobald die Sauerstoffsensoren eine zulässige Sauerstoffkonzentration melden, kann das Wartungspersonal in den Arbeitsbereich der Reingaskabine gelangen. Aus Sicherheitsgründen befindet sich typischerweise zusätzlich noch außerhalb der Reingaskabine eine Person, die im Fall von Unfällen eingreifen kann.
Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung der Sauerstoffsensoren im Arbeitsbereich der Reingaskabine nicht immer zuverlässig ist. Die Sauerstoffsensoren müssen sorgfältig so in der Reingaskabine verteilt sein, dass sie an jeder Stelle des Arbeitsbereiches die Atemluftkonzentration messen. Dies ist insbesondere bei großen Reingaskabinen aufwendig und nicht immer zu gewährleisten. Es kann vorkommen, dass im Arbeitsbereich Zonen entstehen, die nicht zuverlässig mit der erforderlichen Sauerstoffkonzentration befüllt sind, obwohl die Sauerstoffsensoren eine Freigabe erteilt haben. Wenn sich Wartungspersonal in einem solchen Bereich aufhält, so sind Unfälle nicht auszuschließen. Darüber hinaus ist der Verdrahtungsund Steueraufwand zur Überwachung der einzelnen Sensoren erheblich.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, wobei mit geringem Aufwand eine zuverlässige Atemluftüberwachung einer Reingaskabine möglich ist. Die die Vornchtung betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass in der Gehäuseableitung zumindest ein Sensor, vorzugsweise ein Sauerstoffsensor einer Atemluftüberwachung angeordnet ist.
Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass in der Gehäuseableitung das darin strömende Gas mittels wenigstens eines Sensors, vorzugsweise einem Sauerstoffsensor einer Atemluftüberwachung gemessen wird
Erfindungsgemäß ist mithin die Atemluftüberwachung nun nicht mehr im Arbeitsbereich oder einem sonstigen Bereich des Inertgas-Gehäuses angeordnet, sondern sie ist in die Gehäuseableitung integriert. Dementsprechend ist es dann ausreichend nur einen Sensor und gegebenenfalls sicherheitshalber einen oder mehrere Redundanz-Sensoren zur Atemluftüberwachung zu verwenden. Hierdurch wird der bauliche Aufwand für die Atemluftüberwachung deutlich reduziert. Zudem arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung zuverlässiger, als die aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen. Die Erfinder machen sich die Erkenntnis zu Nutze, dass die aus dem Arbeitsbereich des Inertgas-Gehäuses abgesaugte Atmosphäre eine zuverlässige und ausreichend repräsentative Aussage darüber bietet, welcher Atemluftgehalt im gesamten Arbeitsbereich vorliegt. Sobald die zulässige Atemluftkonzentration im Bereich der Gehäuseableitung gemessen wird, kann davon ausgegangen werden, dass der gesamte Arbeitsbereich des Inertgas-Gehäuses zu Wartungszwecken von Wartungspersonal betreten werden kann, ohne dass dabei die Gefahr von Unfällen besteht.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Gebläse Umgebungsluft aus der Umgebung angesaugt, und dass das Gebläse diese angesaugte Atemluft über die Gehäusezuleitung bezogen auf den Umgebungsdruck im Überdruck fördert. Die Verwendung von Umgebungsluft zur Flutung des Inertgas-Gehäuses bietet gegenüber den verwendeten Druckgassystemen, bei denen Atemluft in Druckluftversorgungssystemen zur Verfügung gestellt wird nicht alleine nur Kostenvorteile. Hierdurch wird auch sichergestellt, dass stets natürliche Atemluft zur Verfügung gestellt wird. Dies schließt aus, dass Verunreinigungen der Atemluft, wie sie in Druckhaltesystemen vorliegen können, vermieden werden. Da die Umgebungsluft im Überdruck dem Inertgas-Gehäuse zugeführt wird, kann auf ein Sauggebläse in der Gehäuseableitung verzichtet werden.
Um eine unzulässige Erwärmung im Arbeitsbereich des Inertgas-Gehäuses zu verhindern, kann es vorgesehen sein, dass die vom Gebläse kommende Atemluft mittels einer Kühleinheit gekühlt wird
Eine mögliche Erfindungsvariante kann dadurch gekennzeichnet sein, dass der Gehäusezuleitung ein Filter zugeordnet ist, der die in der Gehäusezuleitung geförderte Atemluft filtert, bevor diese dem Inertgas-Gehäuse zugeführt wird, und/oder dass in eine Saugleitung über die das Gebläse die Atemluft ansaugt, ein Filter integriert ist, um die angesaugte Atemluft zu filtern. Hierdurch wird eine unnötige Verunreinigung im Arbeitsbereich des Inertgas-Gehäuses durch die eingebrachte Umgebungsluft ausgeschlossen.
Wenn gemäß einer Erfindungsvariante vorgesehen ist, dass die Atemluftüberwachung zwei Sauerstoffsensoren aufweist, die beide in der Gehäuseableitung den Sauerstoffgehalt des geführten Gases messen, so wird eine zusätzliche Sicherheit geboten. Insbesondere kann bei Ausfall eines Sensors dann weiterhin die Überwachung zuverlässig weitergeführt werden oder bereits nach Ausfall eines Sensors eine Abschaltung der Anlage veranlasst werden. Besonders bevorzugt kann es auch vorgesehen sein, dass ein dritter Sauerstoffsensor verwendet ist, der die Funktion der beiden anderen Sauerstoffsensoren überwacht. Dadurch wird ein besonders hohes Maß an Sicherheit geboten. Es ist ausreichend für die Atemluftüberwachung, Sauerstoffsensoren zu verwenden, die im Prozent- Messbereich arbeiten.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann derart gestaltet sein, dass an die Gehäuseableitung im Anschluss an die Sensoren der Atemluftüberwachung ein Leitungsabschnitt angeschlossen ist, der Teil eines Abzugs ist, um das über die Gehäuseableitung geführte Gas zumindest teilweise in die Umgebung abzuführen. Hierbei ist sichergestellt, dass das in der Gehäuseableitung geführte Gas kontrolliert wird, bevor es in die Umgebung gefördert wird.
Eine weitere Erfindungsalternative kann derart sein, dass an die Gehäuseableitung wenigstens zwei Leitungsabschnitte parallel angeschlossen sind, und dass zumindest ein Teil dieser Leitungsabschnitte mittels Abzugsventilen wahlweise sperrbar oder freigebbar sind, und dass die Leitungsabschnitte Teil des Abzugs sind, um das über die Gehäuseableitung geführte Gas zumindest teilweise in die Umgebung abzuführen. Über die parallel geführten Leitungsabschnitte kann für das, aus der Gehäuseableitung kommende Gas eine Steuerung des Volumenstroms vorgenommen werden. Wenn beispielsweise im Inertgas-Gehäuse während des Spülvorgangs der Druck unzulässig hoch ansteigt, so können nacheinander einzelne Abzugsventile angesteuert werden. Dadurch ergeben sich zusätzliche Leitungskapazitäten, um das Gas aus der Gehäuseableitung in die Umgebung zu führen.
Zur Verringerung des Verrohrungsaufwandes kann es vorgesehen sein, dass die Gehäuseableitung wenigstens teilweise einem Reaktor zufördert zur Aufbereitung des von dem Inertgas-Gehäuse ausgeförderten Arbeitsgases, und dass die Gehäuseableitung, beispielsweise mittels eines Ventils, wahlweise an den Abzug oder den Reaktor anschließbar ist. Dementsprechend kann die Gehäuseableitung zum einen zum Abzug des Gases aus dem Inertgas-Gehäuse bei der Atemluftspülung verwendet werden. Zum anderen kann die Gehäuseableitung während des Arbeitsbetriebes an den Reaktor angeschlossen werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es hierbei auch vorgesehen sein, dass die Saugleitung des Gebläses über ein Reaktorventil wahlweise an den Reaktor anschließbar ist. Dann kann das Gebläse sowohl für die Atemluftspülung, als auch im Arbeitsbetrieb für die Inertgasumwälzung verwendet werden.
Wenn vorgesehen ist, dass in der Gehäuseableitung ein Sauerstoffsensor und/oder ein Feuchtesensor einer Arbeitsgasüberwachung messend angeordnet ist, und dass dieser Sauerstoffsensor und/oder der Feuchtesensor mit einer Messgenauigkeit im ppm-Bereich ausgeführt ist. Dann kann die Gehäuseableitung ebenfalls für den Inertgas-Betrieb verwendet werden, wodurch sich der Verrohrungsaufwand verringert. Zudem wird hierdurch erreicht, dass keine zweite Durchführung im Inertgas-Gehäuse verbaut werden muss, die nicht alleine einen zusätzlichen Teile- und Montageaufwand mit sich bringen würde. Vielmehr bietet eine solche Durchführung auch stets ein Leckagerisiko.
Eine besonders bevorzugte Erfindungsvariante sieht vor, dass an die Saugleitung mittelbar oder unmittelbar eine absperrbare Verbindungsleitung angeschlossen ist, die nach der Atemluftüberwachung an die Gehäuseableitung oder eine sonstige von dem Inertgas-Gehäuse kommende Zuleitung angeschlossen ist. Wenn bei der Atemluftspülung die Wartungsöffnungen, beispielsweise die Tür, des Inertgas- Gehäuses geöffnet wird, so gelangt zumindest ein Teil der eingebrachten Atemluft über die geöffnete Wartungsöffnung in die Umgebung. Um bei einem solchen Betriebszustand eine zuverlässige Überwachung der Atemluft im Arbeitsbereich des Inertgas-Gehäuses dennoch sicherzustellen, ist die Verbindungsleitung eingesetzt. Die Verbindungsleitung stellt eine Verbindung zwischen dem Saugbereich des Gebläses und der Gehäuseableitung her. Dementsprechend wird dann Gas aus dem Inertgas-Gehäuse in die Gehäuseableitung eingesaugt. Dieses Gas wird dann von der Atemluftüberwachung kontrolliert und die Sicherheitsfunktion ist damit zuverlässig aufrechterhalten.
Eine denkbare Erfindungsvariante ist dergestalt, dass eine Inert-Gasversorgung mit einer Inertgas Quelle vorgesehen ist, so dass mittels einer Arbeitsgas Zuleitung das Arbeitsgas der Inertgas Quelle dem Inertgas-Gehäuse zugeleitet wird und dass die Arbeitsgas-Zuleitung mittels mindestens eines Absperrventils absperrbar ist. Zur Verringerung des Teile-und Montageaufwand kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Arbeitsgas Zuleitung in die Gehäusezuleitung mündet. Hierdurch wird ebenfalls vermieden, dass für die Inertgas Zuleitung ein weiterer Durchbruch am Inertgas-Gehäuse vorgesehen werden muss
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung sind in der Arbeitsgas Zuleitung zwei Absperrventile vorgesehen. Zwischen diesen beiden Absperrventilen ist ein Drucksensor in die Arbeitsgas Zuleitung integriert. Mit dem Drucksensor kann ein Ausfall eines der beiden Absperrventile zuverlässig erkannt werden.
Um dem Wartungspersonal eine ausreichende Sicherheit während des Wartungsbetriebs zu bieten, ist es vorgesehen, dass in dem Arbeitsraum des Inertgas-Gehäuses zumindest eine Warnleuchte und/oder eine akustische Warneinheit und/oder ein Notschalter angeordnet ist. Wenn von der Atemluftüberwachung ein unzulässiger Betriebszustand ermittelt wird, so kann über eine Steuereinheit ein entsprechendes Warnsignal an die Warnleuchte bzw. die akustische Warneinheit übermittelt werden. Dieses wird dann im Arbeitsbereich entsprechend signalisiert. Der Notschalter kann mit der Steuereinheit gekoppelt sein, so dass bei Betätigung die Flutung des Arbeitsbereiches mit Inertgas abgebrochen und die Atemluftspülung aktiviert wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 in schematischer Darstellung ein Inertgas-Gehäuse mit einer angeschlossenen Gasversorgung und
Figur 2 bis 4 Fließbilder, in denen verschiedene Betriebsarten der Vorrichtung gemäß Figur 1 veranschaulicht sind
Figur 1 zeigt beispielhaft ein begehbares Inertgas-Gehäuse 10. Solche Inertgas- Gehäuse 10 dienen beispielsweise zur Aufnahme von Produktionseinrichtungen mit deren Hilfe in einer geschützten Atmosphäre Produktionsabläufe durchgeführt werden können. Als Inertgas kann beispielsweise Stickstoff oder Argon eingesetzt werden.
Das Inertgas-Gehäuse 10 weist einen Arbeitsraum 13 auf, innerhalb dem die Produktionseinrichtungen, beispielsweise Maschinen 70 aufgestellt sind. Häufig sind in Inertgas-Gehäusen vollautomatisierte Handhabungsgeräte eingesetzt, wie dies Figur 1 veranschaulicht. Bei dem in Figur 1 gezeigten Inertgas-Gehäuse 10 ist oberhalb des Arbeitsraums 13 ein Plenum 1 1 mittels einer Decke 12 abgetrennt. Im Bodenbereich des Inertgas-Gehäuses 10 ist mittels eines Bodens 14 eine Kammer 15 abgeteilt. Selbstverständlich lässt sich die Erfindung auch bei anders aufgebauten Inertgas-Gehäusen 10 verwenden, bei denen beispielsweise kein Plenum 1 1 oder keine bodenseitige Kammer 15 verwendet ist. Das Inertgas-Gehäuse 10 weist eine Wartungsöffnung auf, die mit einem Gehäuseverschluss 19 dicht verriegelt werden kann. Im vorliegenden Fall ist als Gehäuseverschluss 19 eine Tür verwendet. Die Verriegelung des Gehäuseverschlusses 19 kann über ein Schloss 19.1 erfolgen, welches zum Zwecke des Öffnens elektrisch ansteuerbar ist. Entsprechend ist der Gehäuseverschluss 19 mit einem elektrischen Schließ- und/oder Öffnungsmechanismus ausgestattet. Wartungspersonal 71 erhält somit Zugang zu dem Arbeitsraum 13 des Inertgas-Gehäuses 10 bei geöffnetem Gehäuseverschluss 19.
Wie Figur 1 weiter erkennen lässt, können im Innenraum des Inertgas-Gehäuses 10 verschiedene Warneinrichtungen untergebracht sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel können eine Warnleuchte 16 und/oder eine akustische Warneinheit 17 im Bereich des Arbeitsraums 13 angeordnet sein. Weiterhin kann ein Notausschalter 18 gut zugänglich im Arbeitsraum 13 angeordnet sein.
An das Inertgas-Gehäuse 10 ist eine Vorrichtung zum Austausch eines Gases aus dem Arbeitsraum 13 des Inertgas-Gehäuses 10 angeschlossen. Diese Vorrichtung weist eine Gehäuseableitung 50.1 auf die mit dem Arbeitsraum 13 des Inertgas- Gehäuses in räumlicher Verbindung steht. Die Gehäuseableitung 50.1 ist über einen Durchbruch in der Außenhaut des Inertgas Gehäuses in den Innenraum des Inertgas-Gehäuses 10 abgedichtet eingeführt. Vorzugsweise ist die Gehäuseableitung 50.1 im Bodenbereich des Inertgas-Gehäuses 10 angeschlossen, wie dies Figur 1 veranschaulicht. Dabei mündet die Gehäuseableitung 50.1 vorzugsweise unterhalb des Bodens 14 in die Kammer 15. Am Ende der Gehäuseableitung 50.1 kann ein Filter 50 befestigt sein. In der Gehäuseableitung 50.1 sind ein Sauerstoffsensor 42 und ein Feuchtesensor 43 einer Arbeitsgasüberwachung integriert, um das in der Gehäuseableitung 50.1 strömende Arbeitsgas zu überwachen. Die beiden Sensoren sind dabei so ausgelegt, dass sie einen ppm-Messbereich aufweisen.
Die Gehäuseableitung 50.1 ist an eine Ventilleitung 50.2 angeschlossen. Von der Ventilleitung 50.2 gehen Leitungsabschnitte 50.3 bis 50.7 ab. In den Leitungsabschnitten 50.3 bis 50.7 sind Abzugsventile 34 bis 37 angeordnet. In Strömungsrichtungen hinter den Abzugsventilen 34 bis 37 sind Stichleitungen 31 bis 33 vorgesehen. Die Stichleitungen 31 bis 33 münden in weitere Leitungsabschnitte 50.8 bis 50.10. Die Leitungsabschnitte 50.8 bis 50.10 sind dann an einen Sammelabzug 39 angeschlossen. Der Sammelabzug 39 mündet dann in geeigneter Weise in die Umgebung, in einem Bereich, der abseits des Aufstellungsortes des Inertgas-Gehäuses 10 ist. Mit den Abzugsventilen 34 bis 37 kann mithin entweder eine räumliche Verbindung zwischen der Sammelleitungen 50.2 und der Umgebung freigegeben oder gesperrt werden.
Wie Figur 1 weiter zeigt, ist in Strömungsrichtung vor dem Leitungsabschnitt 50.3 eine Atemluftüberwachung 40 angeordnet. Die Atemluftüberwachung 40 weist zwei Sauerstoffsensoren 41 auf. Diese Sauerstoffsensoren 41 sind derart ausgelegt, dass sie den Sauerstoffgehalt des in der Ventilleitung 50.2 geführten Gases vorzugsweise im Prozentbereich messen. Die Ventilleitung 50.2 ist im Anschluss an den Leitungsabschnitt 50.3 einem Reaktor 21 einer Gasaufbereitung 20 zugeführt. Der Reaktor 21 ist dazu ausgelegt, eine Reinigung des ihm über die Gehäuseableitung 50.1 zugeführten Gases zu ermöglichen. Dabei werden aus dem Gas Feuchtigkeit, Sauerstoff, Lösungsmittel und/oder andere Verunreinigungen entfernt. Das im Reaktor 21 gereinigte Gas gelangt über eine Gebläse-Zuführleitung 50.12 zu einem Gebläse 24. Vorzugsweise ist das Gebläse 24 Teil der Gasaufbereitung 20. Dementsprechend sind der Reaktor 21 und das Gebläse 24 in einer Gehäuseeinheit der Gasaufbereitung 20 gemeinsam untergebracht. In die Ventilleitung 50.2 und die Gebläse-Zuführleitung 50.12 sind zwei Reaktorventile 22, 23 integriert. Mit diesen Reaktorventilen 22, 23 kann die Leitungsverbindung zum Reaktor 21 geschlossen werden. In die Gebläse Zuführleitung 50.12 mündet eine Saugleitung 50.1 1 . Die Saugleitung 50.1 1 ist mittels eines Ventils 27 absperrbar. Sie mündet in die Umgebung und es ist, wie dies Figur 1 erkennen lässt ein Filter 26 der Saugleitung 50.1 1 zugeordnet.
Eine Verbindungsleitung 50.16 verbindet die Saugleitung 50.1 1 mit dem Leitungsabschnitt 33.
Das Gebläse 24 dient dazu, das über die Gebläse-Zuführleitung 50.12 zugeführte Gas zu verdichten und in eine Gehäusezuleitung 50.15 zu fördern. Im Anschluss an das Gebläse 24 ist in der Gehäusezuleitung 50.15 eine Kühleinheit 25 angeordnet. Die Kühleinheit 25 kann, wie dies die Zeichnung zeigt ebenfalls in die Gasaufbereitung 20 integriert sein. Die Gehäusezuleitung 50.15 mündet in das Inertgas-Gehäuse 10. Hierzu ist eine abgedichtete Gehäuse-Durchführung in der Außenwand des Inertgas-Gehäuses 10 vorgesehen. Vorzugsweise mündet die Gehäusezuleitung 15.15 in dem Plenum 1 1 . Dort ist auch ein Filter 80 angeordnet, der das Gas filtert, bevor es in das Inertgas-Gehäuse 10 einströmt. Selbstverständlich kann der Filter 80 auch an einer beliebigen anderen Stelle im Bereich der Gehäusezuleitung 50.15 angeordnet sein.
Die in der Figur 1 gezeigte Vorrichtung weist weiterhin eine Inert-Gasversorgung 60 auf. Die Inert-Gasversorgung 60 weist eine Inertgas-Quelle 61 , insbesondere eine unter Druck stehende Inertgas-Quelle 61 auf, die an eine Arbeitsgas-Zuleitung 60.1 angeschlossen ist. In die Arbeitsgas-Zuleitung 60.1 sind zwei Absperrventile 62, 63 integriert mit denen die Arbeitsgas-Zuleitung 60.1 wahlweise freigegeben oder abgesperrt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung sind in der Arbeitsgas Zuleitung 60.1 zwei Absperrventile 62, 63 vorgesehen. Zwischen diesen beiden Absperrventilen 62, 63 ist ein Drucksensor 64 in die Arbeitsgas Zuleitung 60.1 integriert. Mit dem Drucksensor 64 kann ein Ausfall eines der beiden Absperrventile 62, 63 zuverlässig erkannt werden.
In Figur 2 ist ein Betriebszustand der Vorrichtung, gemäß Figur 1 im Fließbild näher veranschaulicht. Die einzelnen Anlagenkomponenten, welche vorstehend mit Bezug auf Figur 1 erläutert wurden, sind auch in Figur 2 wiedergegeben. Figur 2 veranschaulicht die Vorgehensweise zur Flutung des Arbeitsbereiches 13 des Inertgas-Gehäuses 10 mit Atemluft. Entsprechend wird also hier die Ableitung des in dem Inertgas-Gehäuse 10 gehaltenen Arbeitsgas und die Einbringung der Atemluft zur Vorbereitung von Wartungstätigkeiten gezeigt.
In dieser Betriebsstellung sind die beiden Reaktorventile 22 und 23 geschlossen. Das Leitungsventil 50.17 ist geschlossen und damit die Verbindungsleitung 50.16 gesperrt. Weiterhin ist das Ventil 27 geöffnet und somit die Saugleitung 50.1 1 freigegeben.
Figur 2 veranschaulicht, dass zwei Gebläse 24 verwendet sein können, um den Ausfall eines Gebläses 24 zu kompensieren. Hierdurch wird eine erhöhte Betriebssicherheit gewährleistet. Die beiden Gebläse 24 sind in Gebläseableitungen 50.13, 50.14 parallel geschalteten. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass zwei Saugleitungen 50.1 1 und entsprechend zwei Filter 26 verwendet sind. Auch hierdurch wird die Betriebssicherheit verbessert.
Wenn die Gebläse 24 aktiviert sind, so wird über die Saugleitung 50.1 1 Umgebungsluft in die Filter 26 eingesaugt. Die Umgebungsluft strömt durch die Saugleitungen 50.1 1 vorbei an den geöffneten Ventilen 27. Die angesaugte Luft gelangt in die Gebläse-Zuführleitung 50.12. Von hier aus strömt die Umgebungsluft durch die Gebläse 24 und wird hier komprimiert. Anschließend an die Gebläse 24 wird die komprimierte Umgebungsluft in Kühleinheiten 25 gekühlt. Die Kühleinheiten 25 sind in die Gebläseableitungen 50.13, 50.14 integriert. Es sind zwei Kühleinheiten 24 aus Redundanzgründen verwendet. Nachdem die komprimierte Umgebungsluft an den Kühleinheiten 25 gekühlt wurde, gelangt sie in die Gehäusezuleitung 50.15. In dem in die Gehäusezuleitung 50.15 integrierten Filter 80 wird eine erneute Filterung der Umgebungsluft durchgeführt, um eventuelle Verunreinigungen auszufiltern, bevor die Umgebungsluft in das Inertgas-Gehäuse 10 eingeleitet wird. Wie Figur 2 veranschaulicht, wird die komprimierte Umgebungsluft nach Passieren des Filters 80 in den Arbeitsraum 13 des Inertgas Gehäuses 10 eingeleitet. Da die Umgebungsluft unter Druck dem Arbeitsbereich 13 zugeführt wird, entweicht die hier gehaltene Arbeitsgas-Atmosphäre durch die geöffnete Gehäuseableitung 50.1 . Dieses Gas strömt dann in die Ventilleitung 50.2. Da das Ventil 36 geöffnet ist, entweicht das Gas durch den Sammelabzug 39 des Abzugs 30 in die Umgebung. Während der Flutung des Inertgas-Gehäuses 10 mit Atemluft wird kontinuierlich der Druck im Inertgas-Gehäuse 10 überwacht. Wenn nun der Druck im Inertgas- Gehäuse 10 einen gewissen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, so kann eine zusätzliche Leitungskapazität am Abzug 30 zur Verfügung gestellt werden. Dies ist einfach dadurch möglich, dass eines oder bedarfsweise mehrere der Ventile 34, 35 oder 37 geöffnet werden. Auf diese Weise lässt sich eine Ausleitung des Arbeitsgases aus dem Arbeitsbereich 13 innerhalb kürzester Zeit bewerkstelligen.
Während des Flutungsvorganges, bei dem Atemluft in das Inertgas-Gehäuse 10 eingebracht wird, erfolgt eine Überwachung des durch die Gasableitung 50.1 geführten Gases. Die Atemluftüberwachung 40 misst dabei kontinuierlich mit ihren beiden Sauerstoffsensoren 41 , den Sauerstoffgehalt des Gases. Diese Messwerte werden über Signalstrecken an eine Steuerung in der Gasaufbereitung 20 übermittelt. Sobald die Steuerung einen zulässigen Sauerstoffgehalt im gemessenen Gasstrom ermittelt, wird das Schloss 19.1 freigeschaltet und der Gehäuseverschluss 19 kann zu Wartungszwecken geöffnet werden, beispielsweise kann das Schloss 19.1 dann freigeschaltet werden, wenn die Sauerstoffkonzentration im Gas größer 18% vorzugsweise größer 18,5 % ist.
Wenn der Gehäuseverschluss 19 geöffnet wurde, so wird gleichwohl die Einbringung von Umgebungsluft über die Gehäusezuleitung 50.15 aufrechterhalten. Da nun allerdings der Gehäuseverschluss 19 geöffnet wurde, entweicht die gegenüber der Umgebung im Überdruck in den Arbeitsbereich 13 eingeführte Atemluft durch den Gehäuseverschluss 19. Nun steht damit kein Überdruck mehr zur Verfügung, der die Umgebungsluft zu Überwachungszwecken in die Gehäuseableitung 50.1 drücken würde. Um also bei geöffnetem Gehäuseverschluss 19 die Überwachung der Atemluft im Arbeitsbereich 13 fortführen zu können, wird das Leitungsventil 50.17 geöffnet, sobald die Öffnung des Gehäuseverschlusses 19 von der Steuerung erkannt wird. Dementsprechend ist dem Gehäuseverschluss 19 eine entsprechende Sensorik zugeordnet, die die Türöffnung an die Steuerung der Gasaufbereitung 20 signalisiert. Wenn nun das Leitungsventil 50.17 geöffnet und damit die Verbindungsleitung 50.16 freigegeben ist, so ist die Gehäuseableitung 50.1 an die Saugleitung 50.1 1 angeschlossen, die zum Gebläse 24 führt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird mithin Gas aus dem Arbeitsbereich 13 durch die Gehäuseableitung 50.1 , die Ventilleitung 50.2 den Leitungsabschnitt 50.3 und die Verbindungsleitung 50.16 in die Saugleitung 50.1 1 aktiv eingesaugt. Entsprechend kann dann das Luftvolumen im Arbeitsbereich 13 weiter mit der Atemluftüberwachung 40 überwacht werden.
Wenn eine unzulässige Abweichung von der Atemluftüberwachung 40 und der angeschlossenen Steuerung erkannt wird, so lässt sich ein Warnsignal in das Inertgas-Gehäuse 10 abgeben. Entsprechend kann beispielsweise die Warnleuchte 16 angesteuert werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein akustisches Warnsignal an die akustische Warneinheit 17 ausgegeben werden. Das Wartungspersonal hat dann genügend Zeit, das Inertgas-Gehäuse 10 durch den Gehäuseverschluss 19 wieder zu verlassen. In einer Weiterführung der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass bei unterschreiten eines gewissen Sauerstoff-Konzentration-Schwellwerts die Gebläse 24 angesteuert werden um eine erhöhte Förderleistung und damit eine vermehrte Zuleitung von Atemluft zu erreichen.
Wenn das Wartungspersonal 71 die Wartungsarbeiten im Inertgas-Gehäuse 10 abgeschlossen hat, so muss eine erneute Inertisierung vorgenommen werden. Dies ist in Figur 3 veranschaulicht. Wenn der Gehäuseverschluss 19 ordnungsgemäß geschlossen ist, wird dies durch die Steuerung erkannt. Dann wird die Zufuhr von Inertgas, beispielsweise Stickstoff oder Argon eingeleitet. Das Inertgas wird von der Inertgas-Quelle 61 der Inertgasversorgung 60 bereitgestellt. Die beiden Absperrventil 62, 63 sind geöffnet. Die beiden Reaktorventile 22, 23 bleiben geschlossen. Die Gebläse 24 sind deaktiviert und das Ventil 27 ist geschlossen Wahlweise eines oder mehrere der Ventile 34 bis 37 des Abzugs 30 sind geöffnet. Das Inertgas strömt durch die Arbeitsgas-Zuleitung 60.1 in die Gehäusezuleitung 50.15 und von hier in das Inertgas Gehäuse 10 hinein.
Da das Inertgas von der Inertgasversorgung 60 im Überdruck gegenüber der Umgebung zugeführt wird, strömt es entsprechend in das Inertgas-Gehäuse 10 ein. Da über die Gehäuseableitung 50.1 und den Abzug 30 eine räumliche Verbindung zu der Umgebung geschaffen ist, wird die Atemluft, welche noch im Arbeitsbereich 13 gehalten ist, verdrängt und durch den Filter 50 in die Gehäuseableitung 50.1 gedrückt. Die Atemluft gelangt dann über den Abzug 30 in die Umgebung. Während dieses Vorgangs der Inertisierung ist die Arbeitsgasüberwachung mit ihrem Sauerstoffsensor 42 und dem Feuchtesensor 43 aktiv. Entsprechend messen diese beiden Sensoren nun kontinuierlich das durch die Gehäuseableitung 50.1 geführte Gas. Sobald in Verbindung mit der Steuerung der Gasreinigung 20 von den beiden Sensoren Messwerte erkannt werden, die eine ausreichende Inertisierung des Inertgas-Gehäuses 10 erkennen, werden die beiden Absperrventil 62, 63 geschlossen und entsprechend die Arbeitsgas-Zuleitung 60.1 abgeriegelt. Anschließend wird der Umwälzbetrieb aktiviert, der in Figur 4 gezeigt ist.
Während des Umwälzbetriebes sind die Ventile 34 bis 37 geschlossen. Die Reaktorventile 22 und 23 sind geöffnet. Das Ventil 27 der Saugleitung 50.1 1 und das Leitungsventil 50.17 sind geschlossen. Wie Figur 4 erkennen lässt, wird im Umwälzbetrieb Arbeitsgas über die Gasableitung 50.1 aus dem Inertgas-Gehäuse 10 abgeführt. Da das Arbeitsgas in dem Arbeitsbereich 13 der Reingaskabine im Überdruck steht, strömt das Arbeitsgas selbsttätig in die Gasableitung 50.1 ein. Das Arbeitsgas wird über den Filter 50 geführt. Weiter strömt das Arbeitsgas durch eine Arbeitsgas-Ableitung 60.2 in eine Reaktorzuleitung 60.3, wie Figur 4 erkennen lässt, können zu Redundanzzwecken und damit zur Verbesserung der Prozesssicherheit zwei Reaktoren 21 parallel geschaltet sein. Entsprechend sind auch zwei Reaktorzuleitungen 60.3 verwendet, die jeweils zu einem Reaktor 21 führen. Nachdem das Gas in den Reaktoren 21 aufbereitet wurde strömt es über Reaktorableitungen 60.4 in eine Sammelleitung 60.5. Von hier aus gelangt das aufbereitete Arbeitsgas in die Gebläse-Zuführleitung 50.12. Das aufbereitete Arbeitsgas wird von den beiden Gebläse 24 angesaugt, komprimiert und in die Gebläseableitungen 50.13, 50.14 gefördert. Das komprimierte Arbeitsgas wird an den Kühleinheiten 25 gekühlt. Anschließend verlässt das gekühlte Arbeitsgas die beiden Kühleinheiten 25 und gelangt in die Gehäusezuleitung 50.15. Über die Gehäusezuleitung 50.15 strömt das Arbeitsgas durch den Filter 60 hindurch in das Inertgas-Gehäuse 10. Damit ist der Kreislauf geschlossen. In die vorgeschriebene Vorrichtung kann eine weitere Funktionalität integriert sein. Dementsprechend kann es vorgesehen sein, dass während der Inertisierung des Inertgas-Gehäuses 10 eine Druckstandsüberwachung vorgenommen wird. Zu diesem Zweck sind im Inertgas-Gehäuse 10 Drucksensoren angeordnet. Sobald die Arbeitsgasüberwachung mit dem Sauerstoffsensor 42 und/oder dem Feuchtesensor 43 eine ausreichende Inertisierung signalisiert, werden, wie oben beschrieben, die Ventile 34 bis 37 geschlossen. Da das Inertgas-Gehäuse 10 den Arbeitsbereich 13 abgedichtet umschließt, kann unter Berücksichtigung zulässiger und üblicher Leckageströme der Druck im Arbeitsbereich 13 nicht abfallen. Wenn die Drucksensoren dennoch einen unzulässigen Druckabfall erkennen, dann wird dies von der Steuerung erkannt und ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben. Beispielsweise kann dann die Inertisierung gestoppt und die beiden Absperrventile 62,63 geschlossen werden. Ein solcher unzulässiger Druckabfall deutet darauf hin, dass eine unzulässige Leckage vorhanden ist. Beispielsweise kann ein nicht überwachter Gehäusedeckel am Inertgas-Gehäuse offenstehen. Auf diese Weise kann zuverlässig verhindert werden, dass die Fabrikhalle, in der das Inertgas- Gehäuse 10 aufgestellt ist inertisiert und hier Personen gefährdet werden.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass mehrere Inertgas-Gehäuse 10 zur Bildung eines großen Arbeitsbereiches 13 aneinandergereiht sind. Zwischen den einzelnen Inertgas-Gehäusen 10 können dann Transferventile angeordnet sein. Dem oder den Transferventilen können dann Sensoren zugeordnet sein, die den Öffnungszustand bzw. den Schließzustand der Transferventile signalisieren. Entsprechend kann dann eine Inertisierung nur dann vorgenommen werden, wenn beispielsweise das Transferventil geschlossen ist. Anderenfalls werden die beiden Absperrventil 62,63 von der Steuerung nicht freigegeben.
Weiterhin kann folgende Funktionalität zur Selbstrettung des Wartungspersonals in der erfindungsgemäßen Vorrichtung integriert sein. Wie oben beschrieben, kann im Arbeitsbereich 13 der Notschalter 18 vorgesehen sein. Während der Inertisierung (Figur 3) ist die Warnleuchte 16 aktiviert und/oder es wird ein akustisches Warnsignal über die akustische Warneinheit 17 ausgegeben. Wenn versehentlich der Gehäuseverschluss 19 geschlossen und das Schloss 19.1 verriegelt ist, während sich Wartungspersonal 71 im Arbeitsbereich 13 aufhält, kann das Wartungspersonal 71 den Notschalter 18 betätigen. In diesem Fall veranlasst die Steuerung unmittelbar die Schließung der beiden Absperrventile 62 und 63. Gleichzeitig wird die Flutung des Arbeitsbereichs 13 mit Atemluft veranlasst (siehe beispielsweise Figur 2). Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung auch die Öffnung des Gehäuseverschlusses 19 durch Entriegelung des Schlosses 19.1 veranlassen.

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung zum Austausch eines Gases aus einem Arbeitsraum (13) eines begehbaren Inertgas-Gehäuses (10) mit einer Gehäuseableitung (50.1 ), die an das Inertgas-Gehäuse (10) angeschlossen ist und mittels der das Gas aus dem Inertgas-Gehäuse (10) abführbar ist,
und wobei eine Gehäusezuleitung (50.15) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist mittels einer Fördereinrichtung, vorzugsweise einem Gebläse (24) Atemluft in das Inertgas-Gehäuse (10) zu leiten,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Gehäuseableitung (50.1 ) zumindest ein Sensor, vorzugsweise ein Sauerstoffsensor (41 ) einer Atemluftüberwachung (40) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gebläse (24) Umgebungsluft aus der Umgebung angesaugt, und dass das Gebläse (24) die angesaugte Atemluft über die
Gehäusezuleitung (50.15) bezogen auf den Umgebungsdruck im Überdruck fördert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die vom Gebläse (24) kommende Atemluft mittels einer Kühleinheit (25) gekühlt wird.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gehäusezuleitung (50.15) ein Filter (80) zugeordnet ist, der die in der Gehäusezuleitung (50.15) geförderte Atemluft filtert, bevor diese dem Inertgas-Gehäuse (10) zugeführt wird, und/oder
dass in eine Saugleitung (50.1 1 ) über die das Gebläse (24) die Atemluft ansaugt ein Filter (26) integriert ist, um die angesaugte Atemluft zu filtern.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Atemluftüberwachung (40) zwei Sauerstoffsensoren (41 ) aufweist, die beide in der Gehäuseableitung (50.1 ) den Sauerstoffgehalt des geführten Gases messen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass an die Gehäuseableitung (50.1 ) im Anschluss an die Sensoren der Atemluftüberwachung (40) ein Leitungsabschnitt (50.3, 50.4) angeschlossen ist, der Teil eines Abzugs (30) ist, um das über die Gehäuseableitung (50.1 ) geführte Gas zumindest teilweise in die Umgebung abzuführen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass an die Gehäuseableitung (50.1 ) wenigstens zwei Leitungsabschnitte (50.3, 50.5, 50.6, 50.7) parallel angeschlossen sind,
dass zumindest ein Teil dieser Leitungsabschnitte (50.3, 50.5, 50.6, 50.7) mittels Abzugsventilen (34, 35, 36) wahlweise sperrbar oder freigebbar sind, und dass die Leitungsabschnitte (50.3, 50.5, 50.6, 50.7) Teil des Abzugs (30) sind, um das über die Gehäuseableitung (50.1 ) geführte Gas zumindest teilweise in die Umgebung abzuführen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gehäuseableitung (50.1 ) wenigstens einem Reaktor (21 ) zuforderbar ist, zur Aufbereitung des von dem Inertgas-Gehäuse (10) ausgeförderten Arbeitsgases,
und dass die Gehäuseableitung (50.1 ) wahlweise an den Abzug (30) oder den Reaktor (21 ) anschließbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Saugleitung (50.12) des Gebläses (24) über ein Reaktorventil (23) wahlweise an den Reaktor (21 ) anschließbar ist.
10.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass in die Gehäuseableitung (50.1 ) ein Sauerstoffsensor (42) und/oder ein Feuchtesensor (43) einer Arbeitsgasüberwachung messend angeordnet sind, und dass dieser Sauerstoffsensor (42) und/oder der Feuchtesensor (43) mit einer Messgenauigkeit im ppm-Bereich ausgeführt sind.
1 1 .Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass an die Saugleitung (50.12) mittelbar oder unmittelbar eine absperrbare Verbindungsleitung (50.16) angeschlossen ist, die nach der Atemluftüberwachung (40) an die Gehäuseableitung (50.1 ) oder eine sonstige von dem Inertgas-Gehäuse (10) kommende Zuleitung angeschlossen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Inert-Gasversorgung (60) mit einer Inertgas Quelle (61 ) vorgesehen ist,
dass mittels einer Arbeitsgas Zuleitung (60.1 ) das Arbeitsgas der Inertgas Quelle (61 ) dem Inertgas-Gehäuse (10) zuförderbar ist,
und dass die Arbeitsgas Zuleitung (60.1 ) mittels zumindest eines Absperrventils (62, 63) absperrbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Arbeitsgas Zuleitung (60.1 ) in die Gehäusezuleitung (50.15) mündet.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Arbeitsraum (13) des Inertgas-Gehäuses (10) zumindest eine Warnleuchte (16) und/oder eine akustische Warneinheit (17) und oder ein Notschalter (18) angeordnet ist.
15. Verfahren zum Austausch eines Gases aus einem Arbeitsraum (13) eines begehbaren Inertgas-Gehäuses (10), wobei mittels einer Gehäuseableitung (50.1 ) Gas aus dem Inertgas-Gehäuse (10) abgeleitet wird,
und wobei mittels einer Gehäusezuleitung (50.15) und einer Fördereinrichtung, vorzugsweise einem Gebläse (24) Atemluft in das Inertgas- Gehäuse (10) geleitet wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Gehäuseableitung (50.1 ) das darin strömende Gas mittels wenigstens eines Sensors, vorzugsweise einem Sauerstoffsensor (41 ) einer Atemluftüberwachung (40) gemessen wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
gekennzeichnet durch einen der Ansprüche 1 bis 14.
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