Armaturen und Gasversorgungssysteme für Spezialgase

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1 Armaturen und Gasversorgungssysteme für Spezialgase Gase werden üblicherweise in geeigneten ehältern unter Druck gespeichert. Dabei können die Gase sowohl gasförmig verdichtet als auch unter Druck verflüssigt vorliegen. n jedem Fall spielt die Verwendung der geeigneten Armaturen zur Entnahme der Gase aus den ehältern eine zentrale Rolle für die Sicherheit und die Erhaltung der Gasqualität. Druckregelung Die wichtigste Aufgabe der Entnahmeeinrichtung ist dabei die Reduzierung des ehälterdruckes auf den in der jeweiligen Anwendung benötigten Druck. Hierzu werden Druckregler eingesetzt. Das Prinzip beruht auf dem Gleichgewicht der auf den Ventilkegel wirkenden Kräfte. Dies sind auf der einen Seite der Schließfeder- und ehälterdruck p1 und auf der anderen Seite der Stellfeder- und der Hinterdruck p2. Mittels der Stellschraube kann der Stellfederdruck und damit der gewünschte Hinterdruck eingestellt werden. Die Membran schließt den Gasraum dicht gegen die Umgebung ab. 1) Schließfeder 2) Ventilkegel 3) Membran 4) Stellfeder 5) Stellschraube

2 n diesem Kräftegleichgewicht ist der Hinterdruck auch abhängig vom Vordruck. Das bedeutet, dass bei sinkendem Vordruck, d.h. im Laufe der Entleerung der angeschlossenen Druckgasflasche, der Hinterdruck bei gleicher Einstellung der Stellschraube leicht ansteigt. Diesem oft störenden Effekt kann bei en Druckminderen konstruktiv durch einen Vordruckausgleich entgegengewirkt werden. ei hohen Anforderungen an die Druckkonstanz und niedrigen Hinterdrücken empfiehlt sich der Einsatz eines zweistufigen Druckreglers. Dabei reduziert die erste Stufe den Vordruck auf einen werksseitig fest eingestellten Zwischendruck (z.. 20 bar), der gewünschte Hinterdruck wird über die zweite Stufe geregelt. Zweistufige Druckregler zeigen praktisch keine Veränderung des Hinterdruckes bei fallendem Flaschendruck. Gasart Formel Acetylen Ammoniak Argon utan Chlor Chlorwasserstoff Distickstoffoid (Lachgas) Ethan Ethylen (Ethen) Ethylenoid Fluor (im Gasgemisch < 10%) Helium Kohlendioid Kohlenmonoid Krypton Methan Propan Prüfgas ohne korrosiven Anteil Prüfgas mit korrosivem Anteil Sauerstoff Schwefeldioid Stickstoff Stickstoffdioid Stickstoffmonoid Synthetische Luft Wasserstoff Xenon C 2H2 NH3 Ar C4H10 C2 HC N2O C 2H6 C 2H4 C2H4O F2 He CO2 CO Kr CH4 C 3H8 O2 SO2 N2 NO2 NO H2 Xe Armaturenauswahl Die Auswahl der geeigneten Armaturen hängt wesentlich von den folgenden Parametern ab Gasart / Gasqualität Versorgungsform (Einzelflasche / zentrale Gasversorgung) Ma. ehälterdruck / Arbeitsdruck / Durchflussmenge Spezielle Anforderungen (Druckkonstanz, Spülbarkeit, ) Materialauswahl Die Gasart bzw. Gasqualität bestimmt im Wesentlichen die Materialauswahl für die Gasversorgungseinrichtungen. Während bei technischen Anwendungen mit eher geringen Anforderungen an die Gasqualität durchaus Messingarmaturen mit Gummimembranen (Messer Produktreihe Spectrotec) eingesetzt werden können, sollten im Spezialgasebereich Gummi und ähnliche Kunststoffe grundsätzlich vermieden werden. Druck (bar) Eigenschaft Spectro lab Spectrocem 20 C 18 8,6 2,1 6,8 42,6 50,6 37,6 1,5 57,3 8,4 ma. ma. 3,3 0,96 50,5 Materialauswahl (=rennbar, G=Giftig, =nert, K=Korrosiv, O=Oidierend) O G G K(G) O O

3 Für nicht korrosive Reinstgase und Gemische bis zu 6.0-Qualitäten wird der Einsatz von MessingArmaturen (verchromt) mit Metallmembranen (z.. Edelstahl, Hastelloy) und entsprechenden Dichtungsmaterialien (z.. Viton, PVDF, PCTFE) empfohlen. Ventile sollten als Membranventile ausgeführt sein. Die Messer-Produktreihe Spectrolab erfüllt alle diese Anforderungen und kann für alle nicht korrosiven Reinstgase und Gasgemische eingesetzt werden. Für korrosive Gase und empfindliche, niedrig konzentrierte Gasgemische ist grundsätzlich der Einsatz von Edelstahlarmaturen besser geeignet. Einerseits gilt es die Armatur vor Korrosion zu schützen, andererseits wird, vor allem bei Gasgemischen mit niedrigen Konzentrationen (ppb-ereich) vermieden, dass die Oberfläche die beigemengten Spuren aufnimmt und sich die Konzentrationen im Prüfgas entscheidend verändern. Wichtig ist hier auch die Angabe der Gasart, da möglicherweise Dichtungsmaterialien angepasst werden müssen. Alle Armaturen für diesen Anwendungsbereich sind in der MesserProduktreihe Spectrocem zusammengefasst. Spezielle Armaturen für die Anforderungen aus dem medizinischen ereich finden Sie in unserer Produktreihe Spectromed. Für etremste Qualitätsanforderungen, wie z.. im Halbleiterbereich haben wir unsere Armaturen aus der Produktreihe Spectropur entwickelt. itte sprechen Sie uns hierzu an! Flaschendruckregler Flaschendruckregler kommen vor allem dann zum Einsatz, wenn nur ein Gerät zu versorgen ist und der Aufstellungsort der Flasche sich in unmittelbarer Nähe zum Gerät befindet. Der Flaschendruckregler wird mittels eines Anschlussstutzens direkt an eine Flasche angeschlossen und reduziert den Druck auf den gewünschten Wert. Druckleger sind in den Produktreihen Spectrolab und Spectrocem jeweils, zweistufig oder mit Vordruckausgleich und in verschiedenen augrößen verfügbar (s. Übersichtstabelle). Alle Druckregler sind mit Abblaseventilen zum Schutz der nachgeschalteten Apparaturen und zwei Manometern für die Anzeige des Flaschen- und des Hinterdruckes ausgestattet. Die Anzeigebereiche der Manometer richten sich nach den gewählten Druckstufen. Flaschenentnahmeventil Für unter Druck verflüssigte Gase mit geringerem Dampfdruck kann unter Umständen auf eine Druckreduzierung ganz verzichtet werden. Hier kann das Gas mit einem Entnahmeventil, welches direkt am Flaschenventil angebracht wird, entnommen werden. Das Flaschenentnahmeventil Spectrocem RVE6 ist bis zu einem Druck von maimal 40 bar einsetzbar. Versorgungsform: Flaschendruckregler oder zentrale Gasversorgung? Unabhängig von der Anwendung können grundsätzlich zwei verschiedene Versorgungsformen unterschieden werden, die Einzelflaschenversorgung am Verbrauchsort mit Flaschendruckreglern und die zentrale Gasversorgung. Zentrale Gasversorgung die sichere Lösung

4 Produktreihe Vordruck (bar) Hinterdruck (bar) Produkt Armaturen für nicht korrosive Gase und Gasgemische bis Qualität 6.0 Flaschendruckregler mit Vordruckausgleich mit eact-technologie zweistufig Gasversorgungssysteme Entspannungsstationen für eine Flasche für eine Flasche, zweistufig für zwei Flaschen, manuell Erweiterung Entnahmestelle Zubehör Dosierventil Mengenmesser ma. 300 ma. 300 ma. 230 ma. 300 ma ,5/4//150/ 0,1-10 Spectrolab FM 51 Spectrolab FM 61 Spectrolab FM 45 Spectrolab FM 52eact Spectrolab FM 62 ma. 300 ma. 300 ma. 300 ma. 300 ma. 300 ma. 300 ma /50/100 Spectrolab M 65-1 Spectrolab M 66-1 Spectrolab M 65-2 Spectrolab M 65-2U Spectrolab M 65-2L Spectrolab M 65-E Spectrolab EM 65 ma. 50 1,4/4 Spectrolab V6M Spectrolab FLM 32 Armaturen für korrosive Gase und/oder toische Gasgemische bis Qualität 6.0 Flaschenentnahmeventil ma. 40 Spectrocem RVE6 Flaschendruckregler mit Spüleinrichtung mit Vordruckausgleich mit eact-technologie zweistufig Spül- und Anschlussblock ma. 25 ma. 25 ma. 300 ma. ma. 230 ma. 300 ma. ma. 0,05-1,5 0,05-1,5 1,5/4//150/ 20/50/100 0,1-10 Spectrocem FE 121 Spectrocem FE 121 SP Spectrocem FE 51 Spectrocem FE 61 Spectrocem FE 45 Spectrocem FE 52eact Spectrocem FE 62 Spectrocem SE/3 ma. 300 ma. 300 ma. 300 ma. 300 ma. 300 ma. 2 ma. 25 ma. ma. 300 ma /50/100 1,5/4 10 Spectrocem E 65-1 Spectrocem E 66-1 Spectrocem E 65-2 Spectrocem E 65-2U Spectrocem E 65-2L Spectrocem SE 40 Spectrocem SE 125 Spectrocem SE 65 Spectrocem E 65-E Spectrocem EE ,4/4 Gasversorgungssysteme Entspannungsstationen für eine Flasche für eine Flasche (zweistufig) für zwei Flaschen (manuell) mit Spülblock mit Spülblock mit Spülblock Erweiterung Entnahmestelle Zubehör Dosierventil Mengenmesser Spectrocem V6E Spectrocem FLE 32

5 Zentrale Gasversorgung Grundsätzlich sollten Druckgasbehälter außerhalb von Arbeitsräumen aufgestellt werden. Dies wird durch eine zentrale Gasversorgung realisiert, die aus Entspannungsstationen, Rohrleitungen und Entnahmestellen an den jeweiligen Verbrauchsstellen besteht. Entspannungsstationen sind in den Produktreihen Spectrolab und Spectrocem sowohl für den Anschluss eines Einzelbehälters (z.. Einzelflasche oder ündel) als auch für zwei ehälter erhältlich. Die wesentlichen Vorteile einer zentralen Gasversorgung sind: Qualität: Moderne Entspannungsstationen für den Reinstgasebereich sind immer mit einer Spüleinrichtung ausgestattet, welche es erlaubt die Umgebungsluft nach dem Flaschenwechsel aus der Regeleinheit zu entfernen. Kosten: Nicht für jeden Verbraucher wird eine eigene Gasflasche benötigt, dadurch sinken die Kosten für die evorratung. Der Flaschenwechsel und die Nachbestellung erfolgen zentral, wodurch der Zeitaufwand hrer Mitarbeiter und damit die Kosten reduziert werden. Arbeitssicherheit: Gasflaschen an einer zentralen Gasversorgungseinrichtung erhöhen die Sicherheit im Umgang mit Druckgasbehältern. Der Flaschenwechsel erfolgt nur durch wenige geschulte Personen außerhalb des eigentlichen Arbeitsbereichs. Die Druckgasbehälter werden an einem Ort, z.. außerhalb des Gebäudes oder einem separatem Raum, aufgestellt und an so genannte Entspannungsstationen angeschlossen. Die Entspannungsstation ist eine Einheit bestehend aus Druckregler, Ventilen und Montageplatte, welche mittels Hochdruckschläuchen oder Edelstahlwendeln mit einer oder mehreren Flaschen (ündeln) verbunden ist. Eingestellt wird der benötigte Leitungsdruck. Entspannungsstation Spectrolab M 65-2U ei einer kontinuierlichen Gasabnahme wird der parallele Anschluss von zwei ehältern empfohlen. Die Gasentnahme erfolgt dabei stets aus einem ehälter, der zweite steht angeschlossen bereit. m einfachsten Fall erfolgt die Umschaltung von einem auf den nächsten ehälter manuell. Es sind aber auch Optionen mit einer automatischen Umschaltung zwischen den ehältern erhältlich (siehe Tabelle). Entspannungsstationen sind mit Manometern zur Messung des ehälter- und des Hinterdruckes ausgestattet. Optional können die Stationen auch mit Kontaktmanometern geliefert werden, die ein Signal bei Unterschreiten eines voreingestellten Flaschendruckes geben. Dieses Signal kann auf eine Gasmangel-Warneinrichtung gegeben werden.

6 Über Erweiterungsmodule können auch mehrere ehälter gleichzeitig angeschlossen und entleert werden. Über fest verlegte Rohleitungen wird das Gas bis zu den einzelnen Verbrauchsstellen geführt, wo die Verbraucher über Entnahmestellen angeschlossen werden. Entnahmestellen bestehen aus Eingangsventil und Druckregler zur Einstellung des gewünschten Arbeitsdruckes für den Verbraucher. Das Manometer an der Entnahmestelle zeigt den eingestellten Arbeitsdruck an. Zum direkten Einbau in Labormöbel bieten wir die Entnahmestellen der aureihe Spectrolab plus an (siehe seperate nformation). Durch die Kombination von Entspannungsstation und Entnahmestelle sind zentrale Gasversorgungen immer zweistufig, da die Entspannungsstation die erste und die Entnahmestelle die zweite Druckstufe darstellen. Entnahmestellen Spectrolab EM 65 und Spectrolab plus EM 55 Entspannungsstationen sind hierzu grundsätzlich mit Spülgasventilen ausgestattet. An Flaschendruckreglern der Spectrocem-Serie ist eine Spüleinrichtung als Option erhältlich. Die besten Ergebnisse werden mit dem separaten Spülblock SE/3 erzielt, da hier über eine Kapillare mit separatem Spülgas bis in den ereich des Flaschenventils gespült wird. Service Einzelheiten zu den jeweiligen Armaturen können den separaten Datenblättern entnommen werden. Gerne beraten wir Sie bei der Planung hrer Gasversorgung und überwachen die fachgerechte Abwicklung der Montage. Sprechen Sie uns an! Spülblock Spectrocem SE/3 Flaschenanschluss ei jedem Flaschenwechsel wird ein gewisses Volumen Umgebungsluft in den Anschlussteil des Systems eingebracht. Um eine Verunreinigung des Gases und des gesamten Systems zu verhindern, muss vor der erneuten Gasentnahme der Anschluss gespült werden. ei nicht korrosiven Gasen kann dies durch eine mehrfache Druckaufbauspülung mit Eigengas erfolgen. ei korrosiven und toischen Gasen oder empfindlichen Gasgemischen ist eine spezielle Spüleinrichtung mit Fremdgas zu empfehlen. Messer ndustriegase GmbH Messer-Platz ad Soden Tel. +49 (0) Fa +49 (0) info.de@messergroup.com