用于惰性气体壳体的气体清洁装置的制作方法

惰性气体壳体在工业制造工艺中用于在受保护的气氛中制造高品质产品。在考虑到允许的泄漏的情况下，这种惰性气体壳体气密地包围容纳空间。在容纳空间中可导入期望的惰性气体，例如氮气或氩气。在工作室完全充满惰性气体且相应地从工作室中抽走环境空气之后，工作室准备好进行生产。在生产工艺期间出现惰性气体杂质。例如由于化学反应可产生h2o或氧气。在确定的生产工艺中也将溶剂引入容纳空间中。此外可想到，产生灰尘颗粒。为了使这些物质不会不利地影响生产工艺的效果，必须将它们从惰性气体中清洁出去。为此提供气体清洁装置。气体清洁装置大多布置在容纳空间之外且经由排气管路和进气管路与容纳空间连接。经由排气管路将气体从容纳空间中运出且移入气体清洁装置中。然后，在气体清洁装置的反应器中将不期望的物质清洁出来。然后，经清洁的惰性气体又经由进气管路运输到容纳空间中。

背景技术

这种系统是已知的。气体清洁装置的尺寸足够大，使得能可靠地清洁保持在容纳空间中的惰性气体体积。此时可发生，生产设备要求容纳空间在空间上扩展。在这种情况下也必须调整气体清洁装置的容量。相应地，将现有的气体清洁装置拆除且安装新的、相应更大尺寸的气体清洁装置。

在该过程中出现用于改装气体清洁装置的巨大费用。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种气体清洁装置，该气体清洁装置可成本有利地且以简单的方式匹配惰性气体壳体的扩展。

该目的通过权利要求1的特征实现。相应地提出用于惰性气体壳体的气体清洁装置，该气体清洁装置具有基础模块和至少一个扩展模块，其中，在基础模块中且在扩展模块中分别布置至少一个反应器以便清洁来自惰性气体壳体的气体流，且其中，基础模块的至少一个反应器与扩展模块的至少一个反应器经由进气管路和排气管路彼此并联或串联。

因此，根据本发明提供结构组。对此，基础模块形成基础单元，该基础单元配备有确定的清洁容量。如果该清洁容量对于需要进行的清洁任务不足够，则可使一个或多个扩展模块与基础模块相结合。例如对此，根据本发明可使基础模块和扩展模块的反应器并联。以这种方式提高可用的总清洁容量。额外地或可替代地，也可根据需要进行的或改变的清洁任务进行调整。例如如果首先在现有的设备中使溶剂自由工作，然后建立与溶剂相关的生产工艺，由此在此也能够以简单的方式调整根据本发明的气体清洁装置。在这种情况下在基础模块和扩展模块中或在扩展模块之间进行反应器的串行流通。对此，首先在第一个反应器中将溶剂清洁出来。然后例如可在第二个反应器中将水和氧气清洁出来。

优选地，经由可松开的联接件、例如经由可旋拧的法兰连接来连接基础模块和扩展模块的进气管路和排气管路。以这种方式能够快速地改装设备，而不会因此需要耗费成本的烧制和焊接任务。

基础模块和扩展模块优选构造成可单独操作的壳体单元。以这种方式简单地完成设备的安装。尤其基础模块和扩展模块可形成预制单元，预制单元可直接安装在期望的安装位置处。在此仅还需要建立在各个模块之间的管路连接以及必要时建立电连接。

对此尤其可根据本发明的变型方案设置成，使得基础模块和扩展模块的进气管路和排气管路具有连接端，借助连接端可联接基础模块和扩展模块的进气管路和/或排气管路，和/或可联接扩展模块的进气管路和/或排气管路。

如果设置成，基础模块和/或扩展模块具有框架，则该框架由竖向构型和水平构型组成，且其中，框架的侧面的至少一部分借助面板零件封闭或可封闭，此时提供基础模块或扩展模块的成本有利且简单构造的结构。在取下面板零件的情况下可接触框架以便维修和安装。设备的各个部件能可靠地固定在竖向和水平构型上。

本发明的可能的变型方案设置成，基础模块形成有顺序连接侧，扩展模块可以一个顺序连接侧安装在该顺序连接侧上，和/或扩展模块在相对侧上形成有顺序连接侧，以便顺序连接其他的扩展模块。以这种方式可使各个模块节省空间地彼此设置成一排。经由顺序连接侧可保护电连接线路和/或运输流体的连接管路且在模块之间的短的路径上引导。

为了可以简单的方式以低的管路敷设费用实现基础模块和/或扩展模块的反应器的并联，本发明的变型方案规定，从基础模块和/或至少一个扩展模块的进气管路中引出支线管路，该支线管路间接地或直接地引至反应器。在此如果额外地设置成，在支线管路和反应器之间布置过滤器，则可从来自惰性气体壳体的体积流中除去颗粒。

为了改善设备的运行可靠性以及简单的控制可规定，至少基础模块和/或扩展模块具有测量单元，测量单元具有氧气传感器、体积流传感器和/或湿气传感器，以便测量在流动方向上在反应器之前的气体流。特别优选地，将测量单元的测量信号发送给中央控制设备，该中央控制设备评估该测量信号。然后，根据评估信号可有针对性地通过控制设备有目的地操控基础模块和扩展模块的各个部件。在这种情况下此时不是一定要为每个基础模块和每个扩展模块分配测量单元。而是利用以下知识，即，例如仅在基础模块中或仅在一个扩展模块中布置测量单元时就能够得到有代表性的结论。当然，在设备配置较大的情况下也可使多个、但不是所有的扩展模块具有测量单元。

为了能够保证尽可能无间断的设备运行可规定，基础模块和/或至少一个扩展模块具有两个反应器，且借助调节单元能可选地使两个反应器中的一个与进气管路和排气管路接通引导流动的连接。由此能可选地运行反应器。在一个反应器处于清洁运行时，可还原或更换另一反应器。

本发明的可能的变型方案规定，为基础模块和/或至少一个扩展模块分配鼓风机，以便使气体流输送经过反应器。因此，例如设备结构可为，为基础模块和每个扩展模块分配鼓风机。这实现了高度的运行可靠性。也可想到，不是为所有的模块分配鼓风机，而是两个或多个模块分享一个鼓风机，其中，此时该鼓风机或者被分配给基础模块或者被分配给扩展模块。

本发明的可能的变型方案的特征是，反应器构造在基础模块中和/或构造在至少一个扩展模块中，以便从气体流中至少部分地除去氧气和/或水，或以便从气体流中至少部分地除去溶剂。已经显示出，对于设备简明有利的是，一个模块具有用于清理氧气和h2o的反应器。另一模块，例如基础模块或扩展模块可配备一个或多个用于除去溶剂的反应器。由此形成结构组，在该结构组中根据需要进行的清洁任务必须考虑一个或多个“溶剂清洁模块”，或是否能够仅使用“h2o/o2清洁模块”。

如果规定，基础模块和至少一个扩展模块分别具有排气管路，排气管路连接在反应器上且经由排气管路将在反应器中清洁出来的物质(例如o2、h2o、溶剂)从反应器中排走，且基础模块和扩展模块的排气管路经由接口彼此连接，以便集中排走物质，此时可实现进一步简化的设备结构。在此尤其也可设置成，排气管路此时经由上述顺序连接侧在模块之间引导。

本发明的可能的变型方案可设置成，在基础模块中或在扩展模块中布置泵，借助泵可给基础模块和至少一个间接或直接连接的扩展模块的反应器抽真空。此时无需为每个模块分配泵，这同样降低了设备费用。

根据本发明的气体清洁装置的简单的中央控制设备以简单的方式由此实现，即，为基础模块分配控制单元，控制单元具有中央计算单元，其中，信号线路、尤其信号总线从控制单元引至基础模块和扩展模块的电单元。对此，控制单元例如可以壳体的形式安装在基础模块上。

附图说明

下面根据在附图中示出的实施例详细阐述本发明。其中：

图1示出了气体清洁装置的基础模块的透视侧视图；

图2示出了气体清洁装置，该气体清洁装置具有基础模块和连接在其上的一个扩展模块；

图3示出了根据图1的示意图，但是从基础模块上取下了面板零件；

图4示出了根据图1和图3的基础模块的从上方看的视图；

图5示出了气体清洁装置的另一构造方案，该气体清洁装置具有基础模块和连接的五个扩展模块；

图6示出了根据图5的气体清洁装置，但是其中，基础模块和扩展模块的面板零件被取消；

图7示出了用于根据图5和图6的气体清洁装置的工艺流程图；以及

图8示出了用于根据本发明的气体清洁装置的另一工艺流程图。

具体实施方式

图1示出了气体清洁装置的基础模块10。该基础模块10具有框架20。框架20由四个竖向构型21和8个水平构型组成。对此，水平构型形成深度支柱22和宽度支柱23。在框架20的下部角部区域中安装调节脚24。框架20的竖向侧可敷设侧壁26。框架的上侧可用顶壁25封闭。为了维修或为了安装，顶壁25和侧壁26都可拆卸。这在图3中清楚示出。在基础模块10的一侧上可安装控制单元30。控制单元30具有壳体31。壳体例如可配设一个或多个门32，使得可接触壳体31的内部空间。在控制单元30中尤其安装中央计算单元。

图2示出了根据图1的基础模块10。在基础模块10上安装一个扩展模块60。扩展模块60可如同基础模块10那样具有框架20。如附图所示，基础模块10具有一个顺序连接侧(anreihseite)。扩展模块60在相对侧上分别配设有一个顺序连接侧。基础模块10和扩展模块60在其顺序连接侧的区域中彼此顺序连接。优选地，框架20在顺序连接侧的区域中在框架此处的竖向构型21以及深度支柱22构造成相同的。以这种方式实现了统一的接合部位，必要时也可轻松密封该接合部位。特别优选地，使用相同的框架20和相同的侧壁26和顶壁25。

在根据图2的实施例中，仅有一个扩展模块60与基础模块10构造在一起。该扩展模块60由此同时形成终端模块70。

在图3和图4中更详细地描述基础模块10，其中，为了更清楚取下了侧壁26和顶壁25。如示意图所示，基础模块10具有进气管路11和排气管路19。两个管路可在基础模块10的顶盖区域中引导。进气管路11在顺序连接侧的区域中具有连接端11.1。该连接端11.1位于框架20的由两个竖向构型21和深度支柱22包围的区域之内。从进气管路11中分支出支线管路11.2。支线管路11.2引至过滤器12，过滤器构造成颗粒过滤器。在图3中为了更加清楚没有示出过滤器12，但是在图4中可清楚看出过滤器。过滤器12过渡到构造成测量单元13的管段中。相应地，测量单元13具有氧气传感器13.1。也可想到使用两个或更多个氧气传感器13.1。尤其例如可使用具有ppm测量范围的氧气传感器13.1。也可想到使用具有百分比测量范围的氧气传感器13.1。特别有利地，使用在ppm范围中测量的氧气传感器13.1和具有百分比测量范围的另一氧气传感器13.1。此时，在此可根据气体清洁装置的运行状态使用相应合适的传感器。在惰性气体循环运行中ppm氧气传感器13.1定期检测。例如在为了维修用呼吸空气给惰性气体壳体扫气时，为了监测使用具有百分比测量范围的氧气传感器13.1。此外，可设置体积流传感器13.2和/或湿气传感器13.3。在测量单元13上连接分配器14。分配器14提供在测量单元13的管段和两个反应器15.1、15.2之间的空间连接。为反应器15.1、15.2分别分配阀，阀紧接在分配器14上。可选地打开或关闭阀。相应地，可选地使两个反应器15.1、15.2中的一个与进气管路11形成在空间上的连接。从两个反应器15.1、15.2中引出鼓风机输入部16。鼓风机输入部引至鼓风机17。紧接着鼓风机17地设置冷却机构17.1。在冷却机构17.1上连接冷却剂输入部17.2和冷却剂输出部17.3。紧接着鼓风机17地设置鼓风机引出管路17.4，鼓风机引出管路通入连接管路18中。在连接管路18中集成有过滤器18.1，该过滤器同样构造成颗粒过滤器。从过滤器18.1伸出连接管路18.2，连接管路被引导至排气管路19。排气管路19如同进气管路11一样具有连接端19.1，连接端保持在框架20的顺序连接侧的区域中。

经由控制单元30对基础模块10进行控制。相应地，通过控制单元30将信号线路，例如信号总线从控制单元30引导至基础模块10。此外可设置成，直接经由控制单元30为基础模块10供电。也可想到，在基础模块10中集成自身的电压馈电部。此时，电压馈电部优选地通过控制单元30的电压馈电部供给。以这种方式无需在基础模块10之外敷设单独的线路至基础模块10用于供电。而是能够使线路从控制单元30直接引至由框架20包围的区域中。

从图3中还可看出，泵80集成在基础模块10中。泵80用于对反应器15.1、15.2抽真空，如之后详细阐述。此外，泵80也能够用于惰性气体壳体的压力调控。

扩展模块60在其他区域中可类似于基础模块10那样构造。这在图5和图6中详细示出。因此下面应说明在基础模块10和扩展模块60之间的区别。扩展模块60同样具有进气管路11和排气管路19。进气管路11和排气管路19在扩展模块60的相对的顺序连接侧上具有连接端11.1、19.1。经由连接端11.1、19.1可在扩展模块60的两侧上建立到基础模块10的进气管路11或到另一顺序连接的扩展模块60的进气管路11的管路连接。

如同在基础模块10的情况下那样，进气管路11经由支线管路11.2过渡到过滤器12中。再次设置管引导区域，该管引导区域可具有测量单元13。同样地，两个反应器15.1、15.2经由分配器14连接。也设有鼓风机输入部16和具有冷却机构17.1的鼓风机17。最后，紧接着鼓风机17地也设置连接管路18和过滤器18.1，其中，连接管路18.2从过滤器18.1引至排气管路19。

因为基础模块10和扩展模块60的结构可以前述方式相同地构造，可经由构件的统一化实现较低的零件费用。优选地，每个扩展模块60具有配电箱，配电箱连接在控制单元30上，由此，控制信号优选可经由信号总线引入扩展模块60。电压馈电部也可如在基础模块10中那样在中央处从控制单元30引入。

在图6所示的实施例中，在基础模块10上顺序连接五个扩展模块60，其中，最后的扩展模块60构造成终端模块70。只有基础模块10具有用于给反应器15.1、15.2抽真空的泵80。借助泵80也可给扩展模块60的反应器15.1、15.2抽真空。对此设置相应的管。管引至基础模块10和扩展模块60以及终端模块70的所有反应器15.1、15.2。

如根据图6的示意图所示，在基础模块10的顺序连接侧上可安装扩展模块60。对此，进气管路11和排气管路19在顺序连接侧的区域中借助连接端11.1、19.1流体密封地彼此联接。在扩展模块60的与基础模块10相对的一侧上可安装另一扩展模块60。而且在此，进气管路11和排气管路19在顺序连接侧的区域中又彼此连接。以相同的方式可联接其他的扩展模块60且最终也联接在一排中最后的扩展模块60，在一排中最后的扩展模块此时形成终端模块70。

在终端模块70的自由侧上的连接端11.1和19.1以合适的方式连接在惰性气体壳体上，使得产生在惰性气体壳体的工作室和进气管路11或排气管路19之间的用于引导气体的连接。

由上述实现了，依据要求的设备容量，在基础模块10上能够可选地安装一个扩展模块60或多个扩展模块60。

在图7中示出了用于根据图6的气体清洁装置的工艺流程图。下面参照附图详细阐述功能。

通过终端模块70的连接端11.1，工作气体从惰性气体壳体进入终端模块70的进气管路11中。工作气体从此处流入扩展模块60和基础模块10的所有进气管路11中。然后，工作气体经由支线管路11.2、过滤器12和分配器14流入相应连接的反应器15.1、15.2中。通过鼓风机17引起工作气体的输送。鼓风机通过鼓风机输入部16吸入工作气体。在基础模块10和扩展模块60的反应器15.1、15.2中清洁工作气体，该反应器彼此并联。在该实施例中，在反应器15.1、15.2中将氧气和水从工作气体中分离出来。然后，经清洁的工作气体经由鼓风机17压缩且被输送给冷却机构17.1。在此，取决于在鼓风机17中工作气体的压缩，从工作气体中排出热量。然后，经清洁的且经冷却的工作气体经由连接管路18流至过滤器18.1。工作气体从此处经由连接管路18.2进入排气管路19中。在排气管路19中再次收集工作气体且从终端模块70经由其连接端19.1引回惰性气体壳体中。以这种方式闭合回路。

在反应器15.1、15.2中清洁工作气体时，收集清洁出来的物质(氧气和水)。气态物质经由排气管路50排走。如从图6可看出，基础模块10和所有的扩展模块60以及终端模块70分别具有排气管路50。排气管路50在基础模块10和扩展模块60的顺序连接侧的区域中分别具有接口50.1。经由接口50.1可使排气管路50在顺序连接侧上彼此联接。以这种方式能够使气态物质通过串联的排气管路50运输到终端模块70。终端模块70具有排气管路50的在其自由侧上的连接端52.1。在此，排气管路50可连接在中央房屋排气上。清洁掉的物质由此可被释放到周围环境中。

在反应器15.1、15.2中分离掉的液态物质(水)经由冷凝液引出管路51从反应器15.1、15.2引出。对此，每个扩展模块60、终端模块70和基础模块10分别具有冷凝液引出管路51。类似于排气管路50，冷凝液引出管路51也在顺序连接侧的区域中彼此联接。以这种方式可集中排走冷凝液。在该实施例中，冷凝液引出管路引至冷凝液收集管路51.1。该冷凝液收集管路在基础模块10、终端模块70和扩展模块60的框架20的底部之下的区域中引导，如在图3中象征性地示出。在基础模块10之下可设置冷凝液收集池。在此冷凝液统一被收集且可被清除。

在图7中进一步示出，基础模块和扩展模块60以及终端模块70的反应器15.1、15.2经由收集管路81与泵80连接。如果在运行期间连接的反应器15.1、15.2已经用尽，则阻断至该用尽的反应器15.1、15.2的流动路径且使另一反应器15.1、15.2接入至进气管路11的引导流动的连接中。由此可保持无间断的运行。此时也能够使用尽的反应器15.1、15.2还原。对此，此时可启动反应器15.1、15.2的还原运行。从图7中可进一步看出，为此在基础模块10上设置还原气体连接端80.1。该还原气体连接端80.1可从基础模块10经由合适的管路敷设串行地输送至各个反应器15.1、15.2，合适的管路敷设同样可经由顺序连接侧引导。如果反应器15.1、15.2已经还原，此时首先将还原的反应器15.1、15.2经由合适的管路连接串联在基础模块10的收集管路81上。然后，泵80将工作气体的留在用尽的反应器15.1、15.2中的残余物吸出。

以相同的方式也设置工作气体连接端80.2。经由工作气体连接端可将工作气体串行地经由合适的、在图7中象征性标出的管路敷设输送给基础模块10和扩展模块60或终端模块70的排气管路19。然后，工作气体从此处进入惰性气体壳体中。以这种方式可用工作气体对惰性气体壳体进行初始化填充。如果惰性气体壳体充分充满工作气体，则阻断工作气体连接端80.2。然后此时循环运行气体清洁装置，如上所述。

最后，在基础模块10上也设置控制气体连接端80.3。经由控制气体连接端可将控制气体引至基础模块10且经由合适的管路敷设串行地引至扩展模块60和终端模块70。对此，管路敷设同样经由顺序连接侧进行。可为基础模块10、扩展模块60和/或终端模块70中的气动单元供给控制气体。

在图8中示出了气体清洁装置的另一变型方案。如该示意图所示，在基础模块10上连接两个扩展模块60和终端模块70。对此类似于参考图6所述那样彼此排列。为了避免重复，因此参考上面所述并且仅说明区别。

如从图8中可看出，基础模块10的进气管路11与顺序连接的扩展模块60的排气管路19连接。以相同的方式，第二扩展模块60的进气管路19连接在终端模块70的排气管路19上。第一扩展模块60的进气管路11连接在终端模块70的进气管路11上。

基础模块10和第一扩展模块60和终端模块70的反应器15.1、15.2构造成从来自惰性气体壳体的工作气体中分离出溶剂。相应地，在第一扩展模块60或终端模块70的可选地连接的反应器15.1、15.2中将溶剂清洁出来。然后，将从溶剂中放出的工作气体输送给第二扩展模块60和基础模块10。在该第二扩展模块60和基础模块10中反应器15.1、15.2构造成从工作气体中清洁出氧气和水。最终，紧接着第二扩展模块60和基础模块10，将经清洁的工作气体输送给惰性气体壳体。

从前面阐述中明白，在本发明中提出一种用于惰性气体壳体的气体清洁装置，该气体清洁装置具有基础模块10和至少一个扩展模块60，其中，在基础模块10以及在扩展模块60中分别布置至少一个反应器15.1、15.2以便清洁来自惰性气体壳体的气体流。对此，基础模块10的至少一个反应器15.1、15.2与扩展模块60的至少一个反应器15.1、15.2经由进气管路11和排气管路19彼此并联和/或串联。如果进行并联连接，则实现了容量的提高。如果串联连接，则能够在依次排列的模块中过滤出不同的物质。如上所述，例如能够在一个或多个模块中清洁出溶剂且在其他的串联模块中清洁出氧气和/或水。当然也能够结合并联连接和串联连接，如例如图8所示。以这种方式实现了容量提高且同时实现分开的清洁。

本发明不仅限于该实施例。而是从上面描述中明白，能够将任意数量的扩展模块60与基础模块10结合。