Vorrichtung zur Unterbrechung der Fortpflanzung -An grosse kinetische Energie und hohe Spannung besitzenden Detonationswellen oder Flammen in Zeitungen, die zur Förderung explosiver Gase dienen. In der Praxis hat man es oft mit Gasen und Dämpfen oder Gemischen derselben zu tun, die zu Selbstzersetzungen und Selbst entzündungen, welche zu gefährlichen Ex plosionen Anlass geben, neigen.
Mit Rücksicht auf das mit grosser Wucht und Geschwindigkeit vor sich gehende Um sichgreifen der Explosionen ist die Fortlei- tung solcher Gase und Dämpfe in Rohrlei tungen mit sehr grosser Gefahr verbunden.
Je nach der Art der in Betracht kommen den Gase und Dämpfe, der Zusammensetzung der Gemische, dem Durchmesser und der Länge der Rohrleitungen und einer Reihe von andern Faktoren können die Explosionen mehr oder weniger gefährlich sein.
Der Verlauf einer derartigen Explosion stellt sich ungefähr folgendermassen dar: Aus Ursachen verschiedenster Art, wie Funken bildung, Temperatursteigerung, Katalysa- toreneinwirkung und andere mehr kommt Entzündung zustande und die Flamme pflanzt sich in den Leitungen zunächst mit ziemlich geringer Gesehwindigkeit fort. Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit derselben kann jedoch nach Zurücklegung einer Di stanz eine plötzliche starke Steigerung er fahren. Die Verbrennung geht alsdann in Detonation über, deren Geschwindigkeit mit unter den Betrag von ungefähr 3000 Sekun denmetern erreicht.
Durch Explosion entstehen Druckwel len, deren Stärken nicht selten die Festig keit der für die Leitungen und die in densel ben vorhandenen Vorrichtungen verwendeten Materialien um ein Vielfaches übersteigen.
Zur Unterbrechung der Fortpfanzung der Explosions- und Detonationswelle in den Lei tungen wurde bereits vorgeschlagen, in diese Leitungen Einlagen einzuschalten, die aus Kugeln und Netzen, die zwischen gasdurch lässigen Platten eingelagert sind, bestehen. Im Falle grösserer kinetischer Energie der Detonationswelle löschen diese Mittel zwar die Flammen aus, lassen jedoch die Detona tionswelle selbst durch, die, indem sie sieh ausserhalb der Einlage fortpflanzt, eine neu erliche Explosion verursachen kann.
Zur Behebung dieses Übelstandes wurde die Verwendung von Membranen vorgeschla gen, die aus einem weniger widerstandsfähi gen Stoff, als die Leitungswände herzustellen sind. Diese Membranen wurden jedoch gegen über den Stirnflächen der Einlagen das ist parallel zu den Einlagen angeordnet. Sie schwächten zwar die Detonationswelle ab, waren jedoch nicht imstande dieselbe voll ständig aufzuhalten.
Die Erfindung betrifft nun eine Vorrich tung zur Unterbrechung der Fortpflanzung von grosse kinetische Energie und hohe Span nung besitzenden Detonationswellen oder Flammen in Leitungen, die zur Förderung explosiver Gase dienen, mit einer mit Sicher heitsmembranen versehenen Kammer, in wel cher ausserdem mindestens eine gasdurch lässige Einlage vorgesehen ist, welche durch zwei starre gasdurchlässige Platten zu sammengehalten ist, dadurch gekennzeichnet;
dass die Sicherheitsmembranen von kleinerer Zerreissfestigkeit als die Wände der Einlass- bezw. Auslassöffnungen der Kammer und senkrecht oder nahezu senkrecht zu der Ein lageoberfläche! angeordnet sind, wobei @diePlat- ten, die die Einlage zusammenhalten, aus mit einander verbundenen; Rosten bestehen, welche in die in die Leitung eingeschaltete Kammer parallel oder nahezu parallel zu den Lei tungsachsen eingebaut sind. Zwischen den Platten der gasdurchlässigen Einlage können Schichten von Kugeln oder von Netzen oder von beiden oder dergleichen gehalten sein.
In der Zeichnung sind verschieden,- Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstan des gezeigt.
Fig. 1 stellt einen teilweise vertikalen Querschnitt einer Einlage dar; Fig. 2 einen Schnitt durch eine eine Ein lage nach Fig. 1 aufweisende Vorrichtung, Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine andere Einlage für geräumige Leitungen, während Fig. 1 eine Vorrichtung mit der Einlage nach Fig. 3, Fig. 5 -eine Draufsicht auf die Vorrich tung nach Fig. 4,
und Fig. 6 die Verbindung der Einlage nach Fig. 3 mit ihrer Kammer zeigt; die Fig. 7 zeigt eine Rohrleitung, welche mit einer Vorrichtung gemäss der Erfindung ver sehen ist.
Die aus einer Anzahl von zwischen den Rosten b dichtgelagerten Kugeln und Netzen oder lediglich Netzen gebildete unter brechende Einlage ist im Rahmen a dicht schliessend angeordnet. Die Netze sind der Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht dargestellt. Die beiden Roste b sind miteinander mittelst Schrauben c - fest mit einander verbunden, so dass die Kugel- und Netzschichten bezw. nur Netzschichten gegen Auseinanderschieben oder Auseinanderfah- ren vollständig gesichert sind.
Wenn die un terbrechende Einlage beträchtliche Abmes sungen haben muss, so empfiehlt es sich, sie in gesonderte kleinere Einlagen einzuteilen, die in einem gemeinschaftlichen, gitterartigen Rahmen angeordnet werden.
Fällt die unterbrechende Einlage sehr gross aus, dann ist es überdies vonnöten, auch der sie aufnehmenden Kammer grössere Abmessungen zu geben.
Dies ist oft unpraktisch, so dass die in Fig. 2 dargestellte gewöhnliche Anbrin- gungsweise der unterbrechenden Einlage für Rohrleitungen mit einem verhältnismässig ge ringen Durchmesser Anwendung findet.
Für die grossräumigen Rohrleitungen hin gegen eignet sich die in Fig. 3 und 4 dargestellte Anordnungsweise der Unter brechungsvorrichtung besser. Das Ein- und Ausströmen der Gase muss in diesem Falle entsprechend gesteuert werden, und zwar ist die Richtung dieser Gasströme bei der Ein lage nach Fig. 3 senkrecht zur Zeichenebene.
Die Gase treten von der Aussenseite des durch die A-förmig aufgestellten Einlagen gebildeten Daches ein und strömen senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 3, dringen nach- her durch die zwischen den Kugeln und Netzen übrigbleibenden Räume oder durch die Netze der Einlage unter Änderung der Strö mungsrichtung um<B>90'</B> hindurch und treten unter nochmaliger Richtungsänderung um 90 " in ursprünglicher Richtung unter dem durch die unterbrechenden Einlagen gebilde te n Dach hervor.
Gegenüber der Strömungsrichtung der Detonationswelle werden in die Kammer der Unterbrechungsvorrichtung Sicherheitsmem branen aus dünnem Material und von gerin ger Festigkeit angebracht. Die Sicherheits membranen sind in Fig. 4, 5 und 7 mit d be zeichnet. Sie sind entweder durch dünne Bleche oder durch Platten aus verschiedenen Stoffen gebildet und sind sehr widerstands unfähig gegen gesteigerten Druck bezw. sie haben bei jeder Ausführung eine kleinere ZerreissfestiZkeit als die Wände der Einlass- bezw. Auslassöffnungen der Kammer A.
Eine derartige Schutzvorrichtung gegen das Auftreten eines übermässigen Druckes in den Leitungen kann auch an natürlichen oder absichtlich eingereihten Knickstellen der Rohrleitungen angeordnet werden. Damit auf die unterbrechende Einlage keinesfalls ge steigerte Druckkräfte einwirken können, wird sie selbst mittelst möglichst wenig widerstandsfähiger Bleche f mit der Kammer cler Vorrichtung verbunden. Diese bauliche Einzelheit ist in Fig. 6 veranschaulicht.
Wie schon oben erwähnt, ist die ein fachste Unterbrechungsvorrichtung in Fic,. 2 wiedergegeben. Diese Vorrichtung besitzt eine Kammer A. in welcher die Einlage nach Fig. 1 eingebaut ist und in den auf einer Seite derselben Gase in der Pfeilrichtung durch den Stutzen C eintreten. Entsteht eine Detonationswelle, so reissen die Gase das eine Sicherheitsmembran bildende Schutz blech d, das gegenüber dem Stutzen c liegt heraus, und strömen infolge der 'Saugwir kung durch die horizontale Unterbrechungs einlage E und treten, wieder in der anfäng lichen Richtung strömend, durch den Stut zen D heraus.
Der nach Passieren der Ein- lago etwa noch bestehende Gasüberdruck wird den Bruch des Schutzbleches d, hervor rufen. Wenn die Detonationswelle von der Seite des Stutzens D kommen sollte, dann geht der oben geschilderte Vorgang in der umgekehrten Richtung vor sich.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungs gemäss zur Anwendung auf Leitungen von grossem Durchmesser geeigneten Unter- brechungsvorrichtung ist,- wie erwähnt, in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt. In Fig. 3 und 5 ist der Weg der Gase durch Pfeile angedeutet. Die Kammer A ist mittelst der in ihrem Innern angeordneten Einlage in vier Teile eingeteilt. Die Gase bezw. Dämpfe treten über die Leitung F (Fig. 5), die sich zum Beispiel in- zwei Leitungen g verzweigt, ein.
Sie strömen nachher in der Kammer A in der Richtung nach den Schutzblechen oder Sicherheitsmembranen d; und d4 und treten senkrecht zu den Einlagen E unter Durchströmen derselben in den Raum B (Fig. 3 und 4) über. Nach Passieren dieser Einlagen stossen die Gase gegebenenfalls auf die nicht dargestellten, mit den Schutz blechen d, und<I>d4</I> identischen Sicherheits bleche, worauf sie durch die Leitung H hinausströmen. Falls die Detonationswelle von der Seite der Leitung H kommt, ist die Wirkungsweise der ganzen Vorrichtung die nämliche.
In Fig. 7 ist eine Anlage schematisch veranschaulicht, bei der die Gase von der Stelle P nach der Stelle 0 gesaugt werden. Die Leitung weist eine Reihe von Knick stellen<I>N,</I> Dl usw. mit den vor Drucksteige rung schützenden Wänden d, ein zum Fern halten von Staub dienendes Filter L, sowie eine Unterbrechungsvorrichtung mit Kam mer A auf, die eine Reihe von Einlagen E und nicht gezeichneten Sicherheitsmembranen enthält.
Die Vorrichtung nach der Erfindung er zielt vorzügliche Erfolge sogar mit so ge waltsam detonierenden Gasen, wie das Sauerstoff-Wasserstoff-Gemisch, das Ge misch der Ätherdämpfe mit Luft und andern.
Propagation interruption device -At high kinetic energy and high voltage detonation waves or flames in newspapers which are used to convey explosive gases. In practice, one is often dealing with gases and vapors or mixtures thereof, which tend to self-decompose and self-ignitions, which give rise to dangerous explosions.
In view of the explosions that are sweeping around with great force and speed, the forwarding of such gases and vapors in pipelines is very dangerous.
Depending on the nature of the gases and vapors involved, the composition of the mixtures, the diameter and length of the pipelines and a number of other factors, the explosions can be more or less dangerous.
The course of such an explosion is roughly as follows: There is an ignition due to the most varied of causes, such as spark formation, temperature increase, catalytic converters and others, and the flame initially propagates in the pipes at a relatively low speed. However, the speed of propagation of the same can experience a sudden strong increase after covering a distance. The combustion then turns into detonation, the speed of which reaches less than about 3000 seconds.
Explosion creates pressure waves, the strengths of which often exceed the strength of the materials used for the lines and the devices used in the same benches.
To interrupt the propagation of the explosion and detonation wave in the lines, it has already been proposed to turn on deposits in these lines, which consist of balls and nets that are embedded between gas-permeable plates. In the case of greater kinetic energy of the detonation wave, these means extinguish the flames, but let the detonation wave itself through, which, by propagating outside the insert, can cause a new explosion.
To remedy this drawback, the use of membranes was proposed that are made from a less resistant material than the pipe walls. However, these membranes were arranged opposite the end faces of the inserts that is parallel to the inserts. They weakened the detonation wave, but were unable to stop it completely.
The invention now relates to a Vorrich device for interrupting the propagation of large kinetic energy and high voltage owning detonation waves or flames in lines that are used to promote explosive gases, with a safety membrane-provided chamber, in wel cher also at least one gas-permeable insert is provided, which is held together by two rigid gas-permeable plates, characterized;
that the safety membranes of lower tensile strength than the walls of the inlet and respectively. Outlet openings of the chamber and perpendicular or almost perpendicular to the insert surface! are arranged, with @ the plates that hold the insert together from interconnected; There are grates which are installed in the chamber connected to the line parallel or almost parallel to the line axes. Layers of spheres or nets or both or the like can be held between the plates of the gas-permeable insert.
In the drawing are different - From exemplary embodiments of the subject invention are shown.
Figure 1 shows a partial vertical cross-section of an insert; Fig. 2 shows a section through a device having a layer according to FIG. 1, FIG. 3 shows a vertical section through another insert for spacious lines, while FIG. 1 shows a device with the insert according to FIG. 3, FIG. 5 - a plan view on the device according to Fig. 4,
and Fig. 6 shows the connection of the insert of Fig. 3 to its chamber; Fig. 7 shows a pipeline which is seen ver with a device according to the invention.
The break-up insert formed from a number of balls and nets or just nets tightly mounted between the grids b is arranged in a tightly closing manner in the frame a. For the sake of clarity, the networks are not shown in the drawing. The two grids b are firmly connected to one another by means of screws c, so that the spherical and net layers and / or. only the layers of the net are fully secured against sliding apart or moving apart.
If the uninterruptible insert must have considerable dimensions, it is advisable to divide it into separate smaller inserts that are arranged in a common, grid-like frame.
If the interrupting insert turns out to be very large, then it is also necessary to give the chamber that receives it larger dimensions.
This is often impractical, so that the usual way of attaching the interrupting insert shown in FIG. 2 is used for pipelines with a relatively small diameter.
For the large-scale pipelines on the other hand, the arrangement of the interruption device shown in Fig. 3 and 4 is better. The inflow and outflow of the gases must be controlled accordingly in this case, namely the direction of these gas flows in the A position of FIG. 3 is perpendicular to the plane of the drawing.
The gases enter from the outside of the roof formed by the A-shaped inserts and flow perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 3, then penetrate through the spaces remaining between the spheres and nets or through the nets of the insert, changing the currents direction by <B> 90 '</B> and emerge with another change of direction by 90 "in the original direction under the roof formed by the interrupting inserts.
Opposite the direction of flow of the detonation wave safety mem- branes made of thin material and of low strength are attached in the chamber of the interruption device. The safety membranes are marked in Fig. 4, 5 and 7 with d be. They are formed either by thin metal sheets or by plates made of different materials and are very resistant to increased pressure and / or. they have a smaller ZerreissfestiZkeit than the walls of the inlet and respectively. Chamber A.
Such a protective device against the occurrence of excessive pressure in the lines can also be arranged at natural or intentionally arranged kinks in the pipelines. In order that the interrupting insert cannot under any circumstances act with increased compressive forces, it is itself connected to the chamber of the device by means of metal sheets f which are as resistant as possible. This structural detail is illustrated in FIG.
As mentioned above, the simplest interruption device is in FIG. 2 reproduced. This device has a chamber A. in which the insert according to FIG. 1 is installed and in which gases enter through the nozzle C in the direction of the arrow on one side. If a detonation wave occurs, the gases tear the protective sheet d, which forms a safety membrane and which is located opposite the nozzle c, and, as a result of the suction effect, flow through the horizontal interruption insert E and, flowing again in the initial direction, through the Stub D out.
Any excess gas pressure that still exists after passing through the insert will cause the protective plate d to break. If the detonation wave should come from the side of the nozzle D, then the process described above takes place in the opposite direction.
An exemplary embodiment of the interruption device suitable according to the invention for use on lines of large diameter is shown, as mentioned, in FIGS. 3, 4 and 5. In Fig. 3 and 5, the path of the gases is indicated by arrows. Chamber A is divided into four parts by means of the insert arranged in its interior. The gases respectively. Vapors enter via line F (FIG. 5), which branches into two lines g, for example.
They then flow in chamber A in the direction of the protective sheets or safety membranes d; and d4 and pass perpendicular to the inlays E with flow through them into the space B (FIGS. 3 and 4). After passing through these deposits, the gases may encounter the security sheets (not shown), which are identical to the protective sheets d and <I> d4 </I>, whereupon they flow out through the line H. If the detonation wave comes from the side of the line H, the operation of the whole device is the same.
7 shows a system in which the gases are drawn in from point P to point 0. The line has a series of kinks <I> N, </I> Dl, etc. with the walls d protecting against pressure increase, a filter L serving to keep dust away, and an interruption device with chamber A, which has a Contains series of inserts E and safety membranes not shown.
The device according to the invention he aims excellent results even with so ge violently detonating gases such as the oxygen-hydrogen mixture, the Ge mixture of ether vapors with air and others.