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Explosionsschutz in derVokuumtechnikJürgen Dirscherl

Der Ex-SchufzvonVokuumonlogen umfossf neben dem eigenflichen Prozess den gesomfen Bereichvon der Erzeugung ttber die Bereitsfellung bis hin zur Messung des Vokuums. Die ob/igotodsche Be-urfeilung der Exp/osionsrisiken ob/iegt zwar dem Befreiber, doch lst dieser offmo/s ouf dos Know-howund die Unterstützung der Gerötehersfeller angewiesen. Bei der Anolyse von Vokuumonlogen musszwischen Innen- und Außenbereich unferschieden werden. ZurVakuumerzeugung biefen sich ATEX-

konforme Chemie-Membronvokuumpumpen on. Für die Vokuummessung im Ex-Bereich hoben sichhochkorrosionsfesfe Keromik-Membronvokuummefer bewöhrt. Die Vokuumbereifsfe//u na erfolat ombesfen mif anfistatischen PTFE-Sch/o uchen.

f ahlreiche chemische Prozesse, wie4beispielsweise Eindompfen, Destil-lleren und Trocknen, werden vorteilhofloder zwingend unter Vokuum durchge-fuhrt. Viele der in der Chemie göngi-gen Lösemillel sind bei Atmosphören-druck brennbor und besitzen einen ho-hen Domp{druck, können olso explo-sionsföhige Gemische mit Lu{t bilden.Anlogen, die mit solchen Stoffen orbei-ten, müssen vom Betreiber sicherheits-technisch beurteilt werden. Wöhrend fürgroße Produktionsonlogen und Techni-kumsbereiche eine Ex-Bewertung ülo-

liche Proxis ist, werden Loboronlogennicht immer in dieser Hinsicht beurteilt.Houplkrilerium für eine Ex-Einstufungist meist die verwendete Lösemittelmen-ge: 1 bis 2 | Lösemitlel pro Versuch wer-

den houfig ols Grenze ongesehen.

Erzeugung von Vokuum fürEx-Anwendungen

Gerode im chemischen Lobor und in

kleineren Anlogen hot sich in den letz-ien zwei Johrzehnten die Chemie'Mem-bronvokuumpumpe, bei der olle medi-enberührten Komponenten ous che-misch bestöndigen Moleriolien oufge-bout sind, durchgeselzl. Chemie-Mem-hrnnnrrmnen hieten Donk ihrer hohenChemiko lienbesta ndigkeit, ihrer Olfrei-heit und der hermetischen Abdichtungdes Schöp{roumes gegen den Antriebs-hcrcirh nhne nlcilende OberflöchenV,",,",,.

hervorrogende Voroussetzungen {ür dieVermeidung von Zündquellen.

Stellt die Vokuumpumpe nur für eineeinzelne Anwendung dos Vokuum be-reil, ist die Ge{öhrdungsbeurteilungmeist problemlos durch{ührbor. Die Lö-

semittelort und -menge sowie der Pro-zessoblouf erlouben meist eine genoueAbschötzung, ob und wie höufig eineexplosionsfohige Atmosphöre vorliegt.Au{wendiger wird es, wenn unterschied-lirhe Prozesse crefahren werden. Grund-sötzlich müssen fur die Sicherheitsono-lyse von Vokuumonlogen der Außenbe-reich (olso zum Beispiel im Loborroum)und der Innenbereich (im Kontokt mitden gepumpten Medien) getrennt be-irochtet werden. Hou{ig gelongt mon

zu sehr unterschiedlichen Beurteilungenund demenlsprechenden Anforderun-gen on den Innen- und Außenbereichder Geröte.

Typische Anwendungen Ex-geschützterChemie-Membronvokuumpumpen sindnrößere Rntntinns- .tder Porollelver-dompfer, Vokuum-Trockenschrönke mitihren oft erheblichen Lösemittelmen-gen sowie Mini-Plonts und Technikums-onlogen. VACUUBRAND bietet ATEX-

kon{orme Chemie-MerTr oro nvc KUU rn-

pumpen mit einem Sougvermögen von

1,9 ms/h bis B,l ms/h sowie Endvokuovon l2 bis 2 mbor für dos gelegentlicheFördern (Gerötekoteg orie 2) von explo-sionsföhigen Gemischen on (Bild l).Domit lossen sich viele Anwendun-

Bild l: ATEX-kon-forme Chemievoku-umpumpe, Soug-vermögen 8,1 m3/h,Endvokuum 2 mbor

32 lndustriepumpen + Kompressoren He{t l/2010 Mörz

gen mit explosionsföhigen Gemischen Bild 2: Chemie-

im Lobor und Technikum ohne großen pumpstond' Soug-

^ r r tr I Vermögen3,7m3/h,Aulwono oooecKen Endvokuum 3 mbor

Auch ATEX-konforme Chemiepump-stönde mit sougseitigem Abscheider und

Emissionskondensotor zur Lösemittel-rückgewinnung sind erhaltlich (Bild 2).

Bei Pumpstönden ist ou{grund der {rei-

stehenden Glosteile onwenderseitig ein

Stoß- rnd Splillerschutz, beispielsweise

durch Einbou in einen Schronk oder Ab-zug, vorzusehen.

Zenlrale Vo ku u mversorg u ngso n logen(sogenonnte ,,Housvokuumonlogen")stellen ein inhörentes Risiko im Hin-

blick ouf die Bildung zünd{öhiger Ge-mische der obgepumpten Medien mitLuft dor. Dozu trögt sowohl die Mengeder gepumpten Stof{e infolge der Viel-zohl on Anschlussstellen, ols cruch die

Unierschiedlichkeit der Anwendungenbei (zum Beispiel höufig nohezu Atmo-sphörendruck im System infolge hoherGoslost).

Lokole Vokuumnetzwerke, die nur einenLobortisch oder einen Loborroum ver-

sorgen, sind wesentlich übersichtlicher.Die verschiedenen Benutzer stehen in

unmiitelborem Kontokt miteinonderund können gegebenenfolls Gegen-moßnohmen wie Evokuieren oder Spü-

len mit lnertgos einleiten. Meist können

solche lokolen Netzwerke ols Nicht-Ex-Bereich eingestuit werden, folls sie per-

monent unter Vokuum geholten werden.In diesem Folle wird höufig nur der In-

nenbereich der Netzwerk-Vokuu mpum-pe (wegen der Verdichlung ouf Atmo-sphörendruck) ols Ex-Zone eingestuft.

Vokuum zum Ex-Prozess

Höufig wird gerode im Lobor überse-

hen, doss bei Ex-Anlogen ouch die Zu-

behörteile den Anforderungen gemößATEX genügen müssen. So müssen

ouch die Vokuumleitungen beispiels-

weise von der Ex-Pumpe zum (Groß-)

Rototionsverdompfer oder Trocken-scnronk orlistotisch ousgelegl sein. In

Verbindung mit korrosiven Medien stellt

dies ein nicht zu vernochlössigendesProblem dor. Höufig werden für Ex-An-

wendungen Edelstohlwellschlöuche ein-gesetzt. Gepumpte Medien tendieren

iedoch dozu, sich in den tie{en Wellenim Schlouchinneren zu sommeln. Nicht

selten führt dies zu Korrosion om dünn-wondigen Edelstohl und Leckoge.

Eine deutlich bessere Alternotive be-

züglich chemischer Bestondigkeit sind

PTFE-Schlöuche. Herkömmiiche PTFE-

Rohre sind iedoch insbesondere bei

größeren Nennweilen sehr steif oderknicken leicht, und sind meist nicht on-tistolisch. Seii einiger Zeit sind von VA-

CUUBRAND PTFE-Wellschlöuche mitgroßer Nennweite erhöltlich, die ous

ontistotischem PTFE ge{ertigt sind, und

zudem eine nohezu glotte Innenwondoufweisen (Bild 3). Dies ist nicht nur

strömungstechnisch sehr günstig, son-

dern vermeidet ouch die Ansommlungvon Kondensoten.

Diese PTFE-Schlöuche sind nicnt nur {ürEx-Anwendungen, sondern ouch {ür vie-

le ondere Vokuumonwendungen in derChemie mit größeren Dompfmengenoder tie{em Vokuum (unter 10 mbor)

dos ideole Verbindungselement.

Vokuummessung imEx- Bereich

Auch heute kommen fur die Vokuum-Messung im Ex-Bereich houfig noch

mechonische Messgeröte zum Ein-

sotz. Obwohl bezuglich des Ex-Schut-

zes sehr vorteilhoft, sind solche Mess-

geröte koum mehr zeitgemöß, do sehr

teuer, groß und empfindllch (ou{ Gos-stöße und Vibrotionen). Eine elektroni-sche Dotenouslesung ist koum möglich.Als Alternotive werden teilweise e{ekt-

ronische Vokuum-Messgeröte mit Edel-

stohl-Membron eingesetzt. Diese sind

iedoch sehr nochteilig bezüglich Kor-

rosion oder oußerordentlich teuer, folls

ous hochkorrosionsfesten Edelstöhlen

o ufgebo ut.

Bild 3: Wellschlcruch ous crniistctischemPTFE mit Ede stcrhlf onsch, innen nohezu

glcrttwondig

Bild 4: Vo elektronisches Grobvokuummessgeröt {ür Anschluss on Ex-Zone 0

33Industriepumpen + Kompressoren Fle+t l/2010 MöE

Als hervorrogende Alternotive hobensich vollelektronische Vokuum-Mess-geröte mit Aluminiumoxid-Keromik-Membron bewöhrt. Die druckobhöngi-oe Verhieorrnn dcr Keromik-MembronY" '"',wird kopozitiv ousgelesen. Die Keromik-Membron zusommen mit den entspre-chend ousgelegten onderen Moterioli-en im Vokuumsensor bietet größimögli-che Korrosionsbestö nd ig keit, besonderswichtig für Anwendungen in der chemi-schen Verfohrenstechnik. Der Vokuum-sensor erloubt prözise Absolutdruck-messungen mit hoher Temperotur- undLongzeitstobilitöi. Die Messgeröte besit-zen keine empfindliche Mechonik undsind weitgehend erschütterungs- unddruckstoßunemp{indlich. Eine integ-

rierte Stromschnittstelle ermöglicht dosfernoesterrerte Finschollen und Ausle-con .]o. N/cccnorÄla

Die Dotenverorbeitung erfolgt mit Hilfeeiner eigensicher ousgelegten Elektro-nik für explosionsge{öhrdete Bereiche.Solche Geröte (Bild 4) er{ullen höchs-te Anforderungen on den Ex-Schutz (bisFinsntz on Tane O\ Besonders vorteil-hoft ist der netzunobhöngige Betriebmit Hilfe einer integrierten Stromversor-gungseinheil mit eigener Ex-Zulossung,so doss diese ouch im Ex-Bereich ous-getouscht werden dorf.

Mit diesen Geröten werden neue Moß-stöbe in Bezug ouf Genouigkeit, Zu-

verlössigkeit, Kompoktheit und Bedie-nungsfreundlichkeit gesetzt. Domit gibtes heute ouch für den Ex-Bereich mo-derne elektronische Messgeröte, diecreoenirher mechnnischen Vokuum-messgeröten die gleichen Vorteile bie-ten, die mon im Nicht-Ex-Bereich löngstr' ' ..hÄ+'o^ nolo'^+ h^+

Dr. Jürgen DirscherlVACUUBRAND GMBH +CO KG

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