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Die
Erfindung betrifft eine Sicherheitswerkbank mit einem von einem
Gehäuse
umschlossenen Arbeitsinnenraum, dessen unterer Abschluss von einer
Bodenwanne gebildet wird und der auf einer Gehäusefrontseite über eine
mit einer verstellbaren Frontscheibe verschließbare Arbeitsöffnung zugänglich ist.
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Sicherheitswerkbänke erfüllen verschiedene Funktionen.
Sie dienen vor allem dem Schutz der Bedienperson vor der direkten
Exposition gegenüber
infektiösen
Aerosolen, dem Schutz der unmittelbaren Laboratoriumsumgebung vor
einer Kontamination durch freigesetzte Aerosole (Umwelt,- und Personenschutz)
und dem Schutz des Produktes und der verwendeten Materialien vor
Kontamination durch Mikroorganismen aus der Umgebung.
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Der
Grundaufbau von Sicherheitswerkbänken
umfasst einen von einem Gehäuse
umschlossenen Innenraum, der an der Gehäusefrontseite eine Arbeitsöffnung aufweist,
die von einer nach oben bzw. nach unten verstellbaren, transparenten
Frontscheibe verschließbar
ist. Der Innenraum wird im Sinne der Erfindung auch als Arbeitsraum
oder Arbeitsinnenraum bezeichnet. Solche Sicherheitswerkbänke sind
in verschiedensten Ausführungsformen bereits
aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der
DE 44 41 784 A1 ,
der
DE 102 17 903
C1 , der
DE
297 23 636 U1 und der
DE 100 17 196 A1 .
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Ferner
weisen Sicherheitswerkbänke
im unteren Abschnitt des Arbeitsraumes eine Bodenwanne auf. Derartige
Bodenwannen schließen
den Arbeitsraum nach unten dicht ab, fangen durch die Arbeitplatte
hindurchsickernde Substanzen auf und sollen verhindern, dass diese
unbeabsichtigt nach außen austreten
und die Umgebung der Sicherheitswerkbank verunreinigen. Eine Bodenwanne
des Standes der Technik ist zum Beispiel in der
DE 102 14 158 A1 beschrieben.
Die Bodenwanne ist aus einem einstückigen Metallblech herausgeformt
und entsprechend einwandig.
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Bei
den Sicherheitswerkbänken
kommt es vor allem darauf an, dass unter keinen Umständen schädliche Substanzen
oder Keime aus dem Innenraum der Werkbank in deren Aufstellungsraum
gelangen. Der Schutz der Bedienpersonen und der Umwelt stehen dabei
im Vordergrund. Sicherheitswerkbänke
in Laboratorien, insbesondere solche, die für mikrobiologische Arbeiten
geeignet sind, müssen
daher strengen Sicherheitsanforderungen genügen. Sie weisen Gebläse auf,
die gerichtete Luftströmungen erzeugen
und diese über
spezielle Filter führen,
um in der Luft mitgeschleppte Partikel oder Aerosole zu entfernen
und nicht zur Bedienperson oder aus der Sicherheitswerkbank heraus
gelangen zu lassen. Eine solche Sicherheitswerkbank ist zum Beispiel
in der
DE 10 2004
032 454 A1 beschrieben.
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Der
so genannte Personenschutz in Sicherheitswerkbänken wird durch das Ansaugen
von Außenluft
durch die Arbeitsöffnung
in den Arbeitsraum der Sicherheitswerkbank erreicht. Solange dieser Außenluftstrom
nicht behindert und ausreichend Luft angesaugt wird, können Partikel
und Aerosole nicht aus dem Innenraum der Sicherheitswerkbank nach außen gelangen.
Die angesaugte Außenluft
bildet also einen durch die Arbeitsöffnung strömenden Luftvorhang, der die
an der Sicherheitswerkbank arbeitende Person bzw. die Umwelt vor
Kontamination durch die Partikel schützt. Innerhalb des Arbeitsinnenraumes
der Sicherheitswerkbank herrscht durch die Strömungsführung ein gegenüber dem
Druck in der Umgebung der Sicherheitswerkbank verminderter Druck,
nachfolgend auch als Unterdruck bezeichnet. Der Unterdruck endet
an der dem Arbeitsraum zugewandten Oberfläche der Bodenwanne, welche den
unteren Abschluss des Arbeitsinnenraumes bildet.
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Um
sicherzustellen, dass im Bereich der Bodenwanne keine Leckagen auftreten,
ist üblicherweise
eine entsprechende Typenprüfung
für die
Zulassung der Sicherheitswerkbank zwingend vorgeschrieben. Allerdings
schließt
dies nicht aus, dass im Verlauf der Benutzung Leckagen im Bereich
der Bodenwanne auftreten, die eventuell nicht mehr erkannt werden.
Dies kann eine erhebliche Gefährdung
des Bedienpersonals und der Umwelt darstellen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Sicherheitswerkbank,
bei der das Risiko des Austretens von Kontamination durch eine beschädigte Bodenwanne
in die Umgebung der Sicherheitswerkbank gegenüber dem Stand der Technik deutlich
reduziert und möglichst ganz
ausgeschlossen wird.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe gelingt mit der Sicherheitswerkbank gemäß Anspruch
1. Weitere Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
wiedergegeben.
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Die
Erfindung betrifft demnach eine Sicherheitswerkbank mit einem von
einem Gehäuse
umschlossenen Arbeitsinnenraum, dessen unterer Abschluss von einer
Bodenwanne gebildet wird und der auf einer Gehäusefrontseite über eine
mit einer verstellbaren Frontscheibe verschließbare Arbeitsöffnung zugänglich ist.
Die Bodenwanne ist erfindungsgemäß doppelwandig
ausgebildet und weist eine innere und eine äußere Wandung auf, die einen
unter Unterdruck setzbaren Zwischenraum zwischen sich einschließen, wobei
wenigstens eine der Wandungen mindestens eine Öffnung aufweist, die mit einem
Mittel zum Erzeugen des Unterdrucks in Verbindung steht.
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Bei
der Verhinderung von Leckagen im Bereich der Bodenwanne erweist
sich bei der erfindungsgemäßen Ausbildung
als Vorteil gegenüber dem
Stand der Technik, dass die doppelwandige Ausbildung eine doppelte
Sicherheit gegenüber
den einwandigen Bodenwannen bietet, da hier zwei Wandungen durchstoßen werden
müssten,
bevor schädliches
Material aus dem Arbeitsinnenraum nach außen gelangen kann. Wird die
innere Wandung beschädigt,
werden Verunreinigungen in der die innere Wandung aufnehmenden äußeren Wandung
aufgefangen.
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Die
innere Wandung ist so in der äußeren Wandung
aufgenommen, dass zwischen beiden Wandungen ein unter Unterdruck
setzbarer Zwischenraum eingeschlossen ist. In wenigstens einer der
Wandungen ist mindestens eine Öffnung
vorgesehen, die mit einem Mittel zum Erzeugen des Unterdrucks in
Verbindung steht. Abgesehen von der mindestens einen Öffnung zum
Anlegen des Unterdrucks bilden innere und äußere Wandung also eine geschlossene
Struktur. Der Zwischenraum ist, abgesehen von der wenigstens einen Öffnung,
vollständig von
innerer und äußerer Wandung
eingeschlossen. Wird das Mittel zum Erzeugen des Unterdrucks in
Betrieb gesetzt, bildet sich also im Zwischenraum ein Unterdruck
aus. Sollten infolge einer Beschädigung der
Bodenwanne doch Verunreinigungen in den Zwischenraum gelangen, wird
deren Austreten aus dem Zwischenraum in die Umgebung der Werkbank
zumindest erschwert und üblicherweise
ganz verhindert. Die Verunreinigungen können beispielsweise durch das
Mittel zum Erzeugen des Unterdrucks aus dem Zwischenraum abgezogen
und einer Reinigungseinrichtung zugeführt werden, die die Verunreinigungen
aus der abgezogenen Luft entfernt.
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Das
Mittel zur Erzeugung des Unterdrucks ist prinzipiell nicht besonders
beschränkt.
Beispielsweise kann es sich um eine Pumpe oder ein Gebläse handeln.
Vorteilhaft ist es, als Unterdruckerzeugungsmittel ein solches zu
verwenden, das im Bereich der Sicherheitswerkbank ohnehin bereits
vorhanden ist. Beispielsweise könnte
der Zwischenraum der Bodenwanne über
die wenigstens eine Öffnung an
ein Abluftsystem angeschlossen werden, welches die Raumluft am Aufstellungsort
abführt
und reinigt. Falls gewünscht,
kann zwischen der Öffnung
der Bodenwanne und dem Abluftsystem noch ein Filter zwischengeschaltet
sein. Besonders vorteilhaft ist es, als Mittel zum Erzeugen des
Unterdrucks ein in der Sicherheitswerkbank bereits vorhandenes Gebläse zu verwenden.
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Als
Gebläse
in Sicherheitswerkbänken
gibt es üblicherweise
ein Abluftgebläse,
welches Luft über
einen Filter aus der Sicherheitswerkbank nach außen befördert, und in Sicherheitswerkbänken der Klasse
II zusätzlich
ein Umluftgebläse,
das Luft innerhalb der Sicherheitswerkbank zirkuliert, um den so genannten
Downflow zu erzeugen, bei dem Luft im Arbeitsinnenraum von oben
nach unten in Richtung auf die Arbeitsfläche geblasen und so eine Kreuzkontamination
(Verunreinigung von einer bearbeiteten Probe zur anderen) verhindert
wird. In der Regel wird die von den Gebläsen aus dem Arbeitsinnenraum heraus
geförderte
Luft zunächst
durch Öffnungen
in der Arbeitsfläche
und über
die dem Arbeitsinnenraum zugewandte Oberfläche der unter der Arbeitsfläche angeordneten
Bodenwanne in einen rückwärtigen Bereich
der Sicherheitswerkbank abgezogen. Dort wird die Luft dann durch
einen Kanal geleitet, der hinter einer der Arbeitsöffnung gegenüber liegenden
Rückwand
gebildet ist, die den Arbeitsinnenraum nach hinten abschließt. Der
Kanal verläuft
von unten nach oben in Richtung auf die üblicherweise oberhalb des Arbeitsinnenraums
angeordneten Gebläse.
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Es
bietet sich bei dieser Anordnung an und ist erfindungsgemäß bevorzugt,
wenn die mindestens eine Öffnung
der Bodenwanne, an die Unterdruck angelegt wird, mit einem der mit
Unterdruck beaufschlagten Bereiche des Lüftungssystems der Sicherheitswerkbank
verbunden ist, insbesondere mit dem vorstehend beschriebenen Kanal
hinter dem Arbeitsinnenraum. Bevorzugt ist daher auch die mindestens
eine Öffnung
der Bodenwanne in deren rückwärtigem Bereich – also von
der Gehäusefrontseite abgewandt – angeordnet.
Grundsätzlich
ist aber die Lage der Öffnung
nicht weiter beschränkt,
und sie kann sowohl in der inneren als auch in der äußeren Wandung
vorgesehen sein. Aufgrund der besseren Zugänglichkeit ist in der Regel
die mindestens eine Öffnung
aber vorzugsweise in der äußeren Wandung vorhanden.
Zur leichteren Verbindung kann über
der Öffnung
ein Ansaugstutzen vorgesehen sein.
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Form,
Größe, Anzahl
und Anbringungsort der Öffnung
werden zweckmäßig so gewählt, dass
im Zwischenraum ein hinreichender Unterdruck erzielt wird, der zweckmäßig in alle
Bereich des Zwischenraums reicht. Bei großen Bodenwanne kann eine räumliche
Verteilung der Öffnungen über die
Fläche der
Bodenwanne sinnvoll sein. Im übrigen
unterliegen die genannten Eigenschaften keiner besonderen Beschränkung.
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Die
Bodenwanne selbst kann – abgesehen von
der doppelwandigen Ausbildung und dem Anbringen der wenigstens einen Öffnung zum
Erzielen eines Unterdrucks im Zwischenraum – in üblicher Weise ausgebildet werden.
Sinnvoll ist es, den Boden wenigstens der inneren Wandung geneigt
auszubilden, damit in der Bodenwanne angesammelte Flüssigkeit
zu einem tiefsten Punkt hin abläuft.
Dort kann auf an sich bekannte Weise ein Auslass angeordnet sein,
durch den die angesammelte Flüssigkeit aus
der Bodenwanne abgelassen werden kann. Der Auslass wird dabei zweckmäßig so durch
innere und äußere Wandung
nach unten geführt,
dass in der Bodenwanne keine Öffnung
zum Zwischenraum entsteht, die das Ausbilden des Unterdrucks gefährdet. Bevorzugt
wird durch innere und äußere Wandung ein
Rohr geführt,
an dessen Außenumfang
innere und äußere Wandung
dicht anschließen.
Das Rohr kann an seinem unteren Ende mit einem Hahn, Ventil oder
auf ähnliche
Weise verschlossen sein.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung
der Bodenwanne wird zuverlässig
verhindert, dass Verunreinigungen in diesem Bereich unbeabsichtigt nach
außen
treten und die Umgebung der Sicherheitswerkbank kontaminieren. Selbst
wenn die Wandung der Bodenwanne beschädigt wird, verhindern die doppelwandige
Ausbildung und das Anliegen eines Unterdrucks am Zwischenraum Nachteile
für Benutzer
und Umgebung. Besonders vorteilhaft ist, dass erfindungsgemäß Mittel
vorgesehen werden können,
um eine Beschädigung
der Bodenwanne festzustellen. Hierfür kann beispielsweise ein Messmittel
vorgesehen sein, das den Unterdruck im Zwischenraum misst. Dieses
Messmittel kann aus jedem üblichen
Druckmesser bestehen und beispielsweise eine Druckdose sein, die
entweder im Zwischenraum selbst oder in der Nähe einer der Unterdrucköffnungen
der Bodenwanne angeordnet ist. Wird eine der Wandungen der Bodenwanne
beschädigt,
steigt der Druck im Zwischenraum. Dies wird vom Messmittel festgestellt.
In einer Sicherheitsüberwachungseinrichtung,
wie sie üblicherweise
in einer Sicherheitswerkbank vorhanden ist, kann ein Vergleichwert
hinterlegt sein, der einen bestimmten Druck im Zwischenraum als
Sollwert festlegt. Stellt nun eine Vergleichseinheit in der Sicherheitsüberwachungseinrichtung
eine Abweichung von diesem Sollwert fest, wird ein Alarmgeber veranlasst,
einen optischen und/oder akustischen Alarm auszugeben. Der optische
Alarm kann nicht nur von einer Blinklampe oder ähnlichem ausgegeben werden,
sondern es kann auch auf einem ebenfalls üblicherweise ohnehin vorhandenen
Display eine entsprechende Warnmeldung ausgegeben werden, die auf
eine Beschädigung
der Bodenwanne hinweist, damit diese repariert werden kann. Anstelle
eines punktuellen Vergleichswerts kann auch ein Vergleichswertebereich
abgespeichert sein, um gewisse unschädliche Druckschwankungen im
Zwischenraum zuzulassen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand von Zeichnungen
näher erläutert. Es
wird lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben,
auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.
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1 zeigt
schematisch eine erfindungsgemäße Sicherheitswerkbank
mit einer Bodenwanne in einer Seitenansicht,
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2 zeigt
schematisch die Bodenwanne aus 1 in perspektivischer
Darstellung,
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3 zeigt
schematisch eine Ansicht der Bodenwanne der 1 in einem
Querschnitt A-A,
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4 zeigt
schematisch eine Ansicht der Bodenwanne der 1 in einem
Querschnitt B-B, und
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5 zeigt
schematisch eine Ansicht der Bodenwanne der 1 in einem
Längsschnitt
C-C.
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1 zeigt
eine Sicherheitswerkbank 1, wie sie beispielsweise bei
mikrobiologischen Arbeiten eingesetzt werden kann. Der Arbeitsinnenraum 3 der Sicherheitswerkbank 1 wird
von einem Gehäuse 2 umschlossen.
An der Gehäusefrontseite 4 der
Sicherheitswerkbank 1 ist eine Frontscheibe 5 angebracht,
die so verstellt werden kann, dass Arbeiten an Proben im Arbeitsinnenraum 3 vorgenommen
werden können.
Die Proben können
auf einer Arbeitsebene 7 abgestellt werden, die mit Luftschlitzen 8 versehen
ist. Durch Luftschlitze 8 hindurch wird kontaminierte Luft
aus dem Arbeitsinnenraum 3 abgezogen, unterhalb der Arbeitsebene 7 nach
hinten in Richtung eines von unten nach oben verlaufenden, vom Arbeitsinnenraum
getrennten Kanals 11 weitergeführt und schließlich vom
Gebläse 12 eingesaugt.
Vor dem Verlassen der Sicherheitswerkbank 1 wird die kontaminierte
Luft über
einen hier nicht dargestellten Filter geleitet, um die Verunreinigungen
zu entfernen. Die Sicherheitswerkbank verlassende Luft wird durch Umgebungsluft
ersetzt, die durch die Arbeitsöffnung 6 eintritt.
Die eintretende Luftströmung
verhindert ein Austreten von Verunreinigungen.
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Unterhalb
der Arbeitsebene 7 ist eine Bodenwanne 9 so angeordnet,
dass sie den Arbeitsinnenraum 3 von unten gegen die Umgebung
der Sicherheitswerkbank 1 abschließt. Eine Beschädigung der Bodenwanne 9 birgt
die Gefahr, dass Verunreinigungen unmittelbar in die Umgebung der
Sicherheitswerkbank 1 gelangen. Um diese Gefahr zu reduzieren,
ist die Bodenwanne 9 erfindungsgemäß doppelwandig ausgebildet.
Dies ist 2 bis 5 zu entnehmen.
Die doppelwandige Bodenwanne 9 besteht aus einer inneren
Wandung 9a, die in eine größere äußere Wandung 9b eingesetzt
ist. Beide Wandungen sind an ihren Oberkanten umlaufend fest miteinander
verbunden und bilden, abgesehen von einer Öffnung 10, eine vollständig geschlossene
Struktur. Zwischen den Wandungen wird ein Zwischenraum 17 gebildet,
der sich praktisch über
die gesamte Fläche
der Bodenwanne erstreckt.
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Die Öffnung 10,
die den einzigen Zugang zum Zwischenraum 17 schafft, befindet
sich in einem rückwärtigen,
der Gehäusefrontseite 4 abgewandten Bereich
der äußeren Wandung 9b. Über der Öffnung 10 ist
ein Ansaugstutzen 18 mit der äußeren Wandung 9b verbunden.
Dieser Ansaugstutzen 18 mündet in den Kanal 11 des
Lüftungssystems
der Sicherheitswerkbank 1. Wird nun das Gebläse 12 betrieben,
entsteht durch die Luftströmung
von unten nach oben im Kanal 11 und damit von der Öffnung 10 weg ein
Unterdruck im Zwischenraum 17. Sollte aufgrund einer Beschädigung der
inneren Wandung 9a Material aus dem Arbeitsinnenraum 3 über die
Luftschlitze 8 in der Arbeitsebene 7 und durch
die Wandung 9a hindurch gelangen, tritt das Material nicht
gleich ungehindert in die Umgebung der Sicherheitswerkbank 1 aus.
Es wird vielmehr in der äußeren Wandung 9b aufgefangen,
von dort aus dem Zwischenraum 17 abgezogen und den Filtrationsvorrichtungen
der Sicherheitswerkbank 1 zugeführt. Erst wenn beide Wandungen 9a und 9b durchstoßen werden,
besteht eine ernsthafte Gefahr, dass die Umgebung der Sicherheitswerkbank 1 verunreinigt
wird. Auch hier ist die Gefahr jedoch reduziert, da im Zwischenraum 17 weiterhin
ein Unterdruck herrscht und so Verunreinigungen nicht völlig ungehindert
austreten können.
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Um
Beschädigungen
der Bodenwanne 9 oder sonstige Störungen des Unterdrucks im Zwischenraum 17 bemerken
zu können,
wird der Unterdruck zweckmäßig überwacht.
Dazu wird der Unterdruck mit einem Druckmesser wie einer Druckdose 13 gemessen,
die hier unmittelbar am Ausgang des Ansaugstutzen 18 angeordnet
ist. Die Druckmesswerte, die kontinuierlich oder in vorgegebenen
Abständen
gemessen werden können,
werden an ein Sicherheitsüberwachungssystem 19 übermittelt,
wie es üblicherweise
in Sicherheitswerkbänken
vorhanden ist. Dort wird der Druckmesswert mit einem Vergleichswert
oder Vergleichswertebereich verglichen, der den zulässigen Druck
oder Druckbereich im Zwischenraum 17 definiert. Weicht
der Messwert vom Vergleichswert oder Vergleichswertebereich ab – beispielsweise,
weil der Druck infolge einer Beschädigung der Bodenwanne gestiegen
ist – gibt
das Sicherheitsüberwachungssystem 19 einen
optischen und/oder akustischen Alarm aus. Beispielsweise kann auf
einem Display der Hinweis ausgegeben werden, dass der Druck in der
Bodenwanne 9 zu hoch ist und die Bodenwanne überprüft werden muss.
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Die
Form der Bodenwanne 9 entspricht im Großen und Ganzen auch bislang
für Bodenwannen von
Sicherheitswerkbänken üblichen
Formen. Die innere Wandung 9a weist hier eine rechteckige
Bodenplatte 16 und senkrecht über diese vorstehende oder nach
außen
geneigte Seitenwände 15 auf.
Die Bodenplatte 16 ist zur Gehäusefrontseite 4 hin
nach unten und nach links geneigt. Dadurch befindet sich die Öffnung für einen
Auslass 14 am tiefsten Punkt der inneren Wandung 9a.
Die äußere Wandung 9b entspricht
in ihrer Form der Wandung 9a, ist aber gegenüber dieser
vergrößert.
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Der
Auslass 14 wird von einem zylindrischen Rohr gebildet,
welches die innere und die äußere Wandung 9a, 9b durchdringt
und auf der Unterseite der Wandung 9b nach unten vorsteht
Das Rohr ist dort mit einem Hahn verschließbar. Es mündet beispielsweise in ein
Auffangsystem zur Entsorgung kontaminierter Abfälle. Damit der Unterdruck im
Zwischenraum 17 nicht aufgehoben wird, sind äußere und
innere Wandung dicht an den Außenumfang
des Rohr angeschlossen.
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Die
Bodenwanne 9 kann aus allen auch bisher zu diesem Zweck
verwendeten Materialien auf übliche
Weise hergestellt sein, vorausgesetzt, diese eignen sich zu Herstellung
der doppelwandigen Struktur. Bevorzugt besteht die Bodenwanne 9 aus Metall,
besonders korrosionsbeständigem
Metall wie insbesondere Edelstahl. Die Bodenwände 16 und die Seitenwände 15 können aus
Einzelteilen gefertigt sein oder durch Abkanten aus größeren Blechen.
Die Stöße der Kanten
und Ecken der Bodenwannenbleche werden beispielsweise durch ein
Löt-, Schweiß- oder
Laserverfahren miteinander verbunden.