CN107073306A - 由多个层序列构成的火焰保护过滤器以及火焰保护过滤器的系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种火焰保护过滤器(F)，其由多个层序列(S1、S2、S3)构成，其中，层序列(S1、S2、S3)中的每个都由彼此重叠布置的过滤层(1、2)构成。每个层序列(S1、S2、S3)都由第一过滤层(1)并且由第二过滤层(2)构成，第一过滤层和第二过滤层分别由网格形布置的材料构成，材料分别具有开口宽度(1.11、2.11)的开口(1.1、2.1)。具有自由侧面(6.3)的第一过滤层(1)是具有第一端部过滤开口宽度(3.11)的第一端部过滤层(3)，而具有自由侧面(6.4)的第二过滤层(2)是具有第二端部过滤开口宽度(4.11)的第二端部过滤层(4)。第二过滤层(2)的第二开口宽度(2.11)小于第一过滤层(1)的第一开口宽度(1.11)。第二过滤层(2)是不透明的。此外，本发明还涉及至少两个火焰保护过滤器(F1、F2)的布置(10)以及具有至少一个火焰保护过滤器(F、F1、F2)的抗压封装的壳体(9)。

Description

由多个层序列构成的火焰保护过滤器以及火焰保护过滤器的 系统及其应用

技术领域

本发明涉及一种火焰保护过滤器，如该火焰保护过滤器按类属地从DE 20 2011050 194 U1公知的那样。此外，本发明还涉及至少两个火焰保护过滤器组成的系统、火焰保护过滤器和系统的应用以及具有至少一个火焰保护过滤器的抗压的壳体。

背景技术

在不同的技术设施中，可能在局部发生能爆炸的气体、气体混合物和/或烟雾(气溶胶)的不期望的聚集。在将它们点燃的情况下，除了快速升高的爆炸压力以外，在大多情况下也形成火焰。由于这种火焰或已经由于结构元件(热能通过点燃或爆炸被传输给结构元件)的温度升高，可能发生二次反应，例如随后的在有关设施的另外的区域上的点燃。

这种设施的危险区域内的电动运行器件以受到爆炸保护的方式来实施，在设施中，能点燃的物质或混合物可以以能爆炸的浓度出现。如果可能在壳体的内部出现的爆炸不导致在壳体之外的点燃而且壳体经得起具有期望的变化过程和压缩比的峰值的至少一次爆炸，那么为此使用的壳体在受到爆炸保护的意义中被视为是抗压封装的。

同样可能的是，通过适当的技术措施避免壳体内的过高的压力值。这种措施例如可以是构造空隙、能移动的封闭装置和/或过滤装置，将形成的和/或已经形成的爆炸气体的一部分可以穿过过滤装置从壳体逸出。

因而，在设计有爆炸危险的设施时要特别注意的是，在爆炸时削弱由此造成的压力升高，从而不发生设施的零件以及逗留在有爆炸危险的设施的区域内的人和动物的不期望的损伤。此外，将形成的火焰应该在从设施的受到爆炸保护的区域逸出之前安全地被熄灭。同时必须确保的是，受到爆炸保护的壳体的朝外指向的表面通过爆炸和热传导不能够强烈地被加热到使得由于这种加热可能在受到爆炸保护的区域之外发生重新点燃。通过避免火焰的逸出和对逸出的(爆炸)气体的充分冷却以及避免将外表面加热得超过容许的温度防止了所谓的点燃击穿。

当移动的构件、例如旋转的轴必须引导穿过壳体的至少一个壁时，存在对受到爆炸保护的壳体的设计的特别要求。

在DE 198 26 911 C2中描述了一种用于引导出现在受到爆炸保护的壳体内部的爆炸气体的方法。为了将轴从壳体内部引导出来，在轴周围构造有轴密封空隙。在爆炸的情况下，通过对进入到空隙中的爆炸气体的数量进行限制来避免点燃击穿。通过布置在壳体内部的分流器或者通过使穿过空隙的爆炸气体大面积的分散或者通过针对性的流动阻力来产生这种限制，或者借助于整个或部分地能透过气体的并且起冷却作用的实体来实现对穿过空隙的爆炸气体的冷却。上述措施也可以彼此结合。此外，还可能存在配备有火焰闭锁装置的卸载开口。这种卸载开口利用多孔的而且良好导热的材料来封闭。气体可以经过卸载开口逸出，而且因此可以避免或者至少在时间上限制对不符合期望的压力峰值的构造。

避免点燃击穿的另一可能性在EP 1 081 493 A1中予以描述。在此，通过由金属纤维无纺布构成的火焰保护过滤器以及外部支撑网格形成壳体覆盖件，外部支撑网格布置在金属纤维无纺布上。金属纤维无纺布由具有直至100μm的厚度的金属纤维制成，金属纤维被堆叠、烧结并且滚压成随机分布纤维无纺布。在同时高的流过性的情况下，金属纤维无纺布具有狭窄的孔大小分布。外部支撑网格用于确保和获得火焰保护过滤器的机械稳定性，而到达的火焰前锋通过回旋以及通过与金属纤维无纺布的金属纤维强烈地发生接触而与爆炸的压力波分开并且被冷却。在金属纤维无纺布中可以加入内部支撑网格，内部支撑网格此外还可以具有与外部支撑网格不同的网眼宽度。

在EP 1 240 923 B1中公开了一种火焰闭锁构件(从此以后被称作火焰保护过滤器或者被简称作保护过滤器或者也只称作过滤器)，火焰闭锁构件具有由交替布置的平的并且有凹槽的带构成的线圈作为火焰闭锁元件。带约10mm宽，由此，每个这种火焰闭锁元件具有至少10mm的厚度。由于有凹槽的带，火焰闭锁元件具有0.1mm到1.5mm的网眼宽度。在火焰闭锁元件上相应布置有间距元件，通过间距元件确保了在相邻的火焰闭锁元件之间的中间空间。间距元件可以通过由金属构成的杆形成，但杆也可以由金属网格或者金属织物形成。在每种情况下，间距元件都至少逐点地分别与火焰闭锁元件牢固地连接，尤其是与火焰闭锁元件焊接。在火焰闭锁构件中布置有火焰闭锁元件和间距元件的多个序列。由于间距元件与各一个火焰闭锁元件的牢固的连接，所以即使当由于爆炸压力而有高的力作用于火焰闭锁元件上时，也确保了整个火焰闭锁构件的高的稳定性。爆炸气体在穿过这种火焰闭锁构件时可经过的长的路程，以及在此出现在中间空间内的回旋和通过热传导和热传输到火焰闭锁元件上引起的冷却在同时保护以防火焰击穿的情况下确保了压力卸载。对该解决方案不利的是火焰闭锁构件的必要的大的结构长度。

按照DE 10 2010 016 782 A1的用于受到爆炸保护的壳体的压力卸载设备具有多孔体，多孔体在其边缘处具有孔封闭件，以便防止这样形成的火焰保护过滤器由于火焰或者热气而侧向翻倒。多孔体此外可以由多个相叠地布置的网格构成。网格又可以由金属或者另外的耐高温的材料构成，而且具有彼此不同的网眼宽度。

用于压力卸载并且用于防止火焰击穿的多个形式为不同的网眼宽度的金属网格的单个火焰保护元件(从此以后：过滤层)在按照之前提到的DE 20 2011 050 194 U1的压力卸载设备中予以描述。在此，金属织物的多个层相叠地布置成火焰击穿保护装置(从此以后：火焰保护过滤器)。在爆炸的情况下，爆炸气体朝卸载方向流过火焰保护过滤器。在此，过滤层的网眼结构(从此以后：网眼宽度)选择为朝卸载方向变得越来越小。朝卸载方向流过火焰保护过滤器的爆炸气体在此越来越多地回旋，而且与具有更小的网眼宽度的过滤层的越来越大的表面接触并且冷却。同时，由于火焰保护过滤器的微小的流动损失确保了有效的压力卸载。附加地，封闭装置布置在多个过滤层之前，由于封闭装置的作用防止了气体、烟雾或者液体从外部进入到火焰保护过滤器中。在出现压力升高时、例如在爆炸时，封闭装置被打开。

通常，对压力卸载设备提出的要求可以通过如下情况来概括：降低在壳体内部中出现的气压升高，防止点燃击穿，维持所要求的最大容许表面温度、尤其是在壳体和火焰保护过滤器的外表面上的最大容许表面温度，确保在负载情况下必需的机械稳定性以及在多个负载情况(多个爆炸事件)下的耐久性。

在从现有技术公知的解决方案中，要么将要花费比较高地制造的材料用作火焰保护过滤器的组成部分，要么需要火焰保护过滤器的大的结构长度，以便确保防止点燃击穿的足够的安全性。然而，大的结构长度限制了这种火焰保护过滤器的应用可能性，而且除了高的空间需求之外也要求更高的材料投入。

发明内容

本发明所基于的任务在于提出一种火焰保护过滤器，该火焰保护过滤器在微小的结构长度的情况下提供了防止点燃击穿的高程度的安全性。

该任务通过由数目k(其中k＝1,...,n)个层序列构成的火焰保护过滤器来解决，其中，层序列中的每个都由彼此重叠布置的过滤层构成。根据本发明的火焰保护过滤器的特征在于，每个层序列都由第一过滤层并且由与第一过滤层平行的第二过滤层形成。过滤层中的每个分别由以网格的形式布置的材料构成。

在此，第一过滤层的第一网格具有相应第一开口宽度的开口，而第二过滤层的第二网格具有相应第二开口宽度的开口。相应第二开口宽度小于相应第一开口宽度。第二过滤层是不透明的，也就是说第二过滤层到与第二过滤层平行延伸的投影平面的所设想的垂直投影得到封闭的面。与此不同地，第一过滤层到与第一过滤层平行延伸的投影平面的所设想的垂直投影得到网格结构。

本发明的核心是由多个层序列构成的火焰保护过滤器的结构，其中，最小的火焰保护过滤器只由第一和第二过滤层构成。通过根据本发明的由作为单个单元的层序列构成的火焰保护过滤器的结构，有利地能够实现模块化的设计以及火焰保护过滤器与相应的使用条件和技术要求的匹配。此外，附加的设计方案是可能的，如将另外的过滤层布置在根据本发明的火焰保护过滤器上。

第一和第二过滤层被限定为第一或第二端部过滤层，通过第一和第二过滤层形成根据本发明的火焰保护过滤器的结束部，而且第一和第二过滤层因而具有自由侧面。端部过滤层的开口被称作端部过滤开口，而且分别具有端部过滤开口宽度。

如果根据本发明的火焰保护过滤器的第一和/或第二端部过滤层在根据本发明的火焰保护过滤器的另外的实施可能性中通过附加地施加的另外的过滤层来覆盖，那么在最初将相关的过滤层确定为第一端部过滤层或第二端部过滤层方面没有改变。

第一或第二端部过滤开口宽度可以与火焰保护过滤器的第一或第二开口宽度不同。

术语“网格”理解为过滤层的相应的材料的所有布置，其中，开口或端部过滤开口存在而且通过由相应的材料构成的隔片分开。因而，网格可以是规则的结构，其例如由彼此平行布置的金属线或杆构成，如这例如由金属线网格公知的那样。在另外的实施方案中，它们也可以通过经打孔的材料形成。因此，可以借助于充满能量的辐射(例如激光)或者借助于机械工具来给材料打孔。在另外的实施方案中，也可以在制造过滤层期间产生网格。因此，网格例如可以由预成形的并且紧接着被烧结的材料构成而且被用作过滤层。

在另外的实施方案中，网格也可具有不规则地布置的开口或端部过滤开口。

开口的形状可以任意地选择。形状在过滤层之间以及在过滤层之内可以是不同的。

在非常有利的、因为能价格低廉地制造的实施方案中，第一过滤层和第一端部过滤层由金属线织物来制造。

在根据本发明的火焰保护过滤器的优选的实施方案中，第二过滤层和第二端部过滤层通过形式为不透明的金属丝网(Tresse)的金属线织物构造。

开口宽度或端部过滤开口宽度通过开口或端部过滤开口的净宽度确定。在规则地结构化的过滤层中、例如在金属线织物中，在考虑由制造造成的公差的情况下，可以容易地测量和提高平均的开口宽度或平均的端部过滤开口宽度作为开口宽度或端部过滤开口宽度。此外还可能的是，通过测试方法确定开口宽度或端部过滤开口宽度，其中，通过过滤层来筛选已知的尺寸比例的测试体。可能已经通过相应的过滤层筛选的最大的测试体的尺寸是开口宽度或端部过滤开口宽度。此外，还可以使用被称作玻璃气泡测试或被称作毛细管压力方法(泡点测试(Bubble-Point-Test))的测试(DIN ISO 4003/1977)。

有利的是，开口宽度的值的分布或端部过滤开口宽度的值的分布是尽可能小的，以便可以可靠地估计相关的过滤层的流动技术特性和过滤层的熄灭火焰的能力，而且以便确保以相同的结构制造的层序列的相同类型的效果。

每个单位面积的开口或端部过滤开口的数目通过开口宽度或端部过滤开口宽度以及通过在开口或端部过滤开口之间的隔片的宽度来确定。

在该说明书的意义中，如果过滤层的隔片如此近地彼此间隔开和/或在过滤层的不同平面内的隔片相对彼此错开地布置，从而使得基本上垂直地到达过滤层的气流沿其流动方向强制地被偏转，那么第二过滤层是不透明的。应该也就是说，对于人员来说不可能从最大1m的目视距离、优选地从0.25m的目视距离透过第二过滤层以裸眼分辨出处在第二过滤层后面的对象的轮廓。因而，隔片优选地如此近地彼此间隔开和/或在过滤层的不同的平面内相对彼此错开地布置，从而使得光线不能沿着直线穿过第二过滤层，而是在其到达第二过滤层期间被衍射和/或反射。在本发明的意义中，第二过滤层也应该理解为不透明的，第二过滤层的开口宽度为最高200μm，更好地为最高150μm，优选地为最高100μm。

在根据本发明的火焰保护过滤器的设计的实施方案中布置数目n>1个、但至少两个(n＝2)层序列。因而，存在各一个第一和第二端部过滤层，以及n-1个第一过滤层和n-1个第二过滤层。在此，第一端部过滤开口宽度优选地与第一开口宽度不同。第一端部过滤开口宽度例如可以大于第一开口宽度。

此外还可能的是，第二端部过滤层和/或第一端部过滤层用由以网格形式布置的材料构成的另外的过滤层来盖上，其中，网格具有另外的开口宽度的开口，另外的开口宽度可等于或大于第二开口宽度或第二端部过滤开口宽度。在有利的设计方案中，另外的开口宽度等于第一端部过滤开口宽度。这种火焰保护过滤器在两侧被更大的开口宽度或端部过滤开口宽度的网格覆盖并且由此在机械上附加地被稳定化和被保护。

耐高温的材料优选作为过滤层、另外的一个或多个过滤层以及端部过滤层的材料。在爆炸的情况下，耐高温的材料经得起热负载而且有利地允许多次使用根据本发明的火焰保护过滤器。在此，材料优选地分别从如下材料中选择：金属、金属合金、塑料、陶瓷或者复合材料。复合材料可以是之前提到的材料的复合体。

已经证明为非常有利的是，第二过滤层的网格是形式为金属丝网的织物。

以不同的编织式样来制造织物。编织式样的最重要的基本类型是平纹编织或者平纹亚麻布编织(随后被称作平纹编织)和斜纹编织。在平纹编织的情况下，纬纱交替地在经纱之上和之下引导。在斜纹编织的情况下，纬纱引导到经纱之下，并且随后引导过至少两个经纱。通过下一纬纱，该顺序沿不变的方向相应移动了一个经纱。随后，纬纱也被称作纬纱金属线，而经纱也被称作经纱金属线。

金属丝网理解为织物，结合该说明书尤其是理解为金属线织物，其中，纬纱金属线沿纬纱方向，并且经纱金属丝沿经纱方向地彼此交织。金属丝网是如下织物，其中，经纱金属线通常比纬纱金属线厚。此外，纬纱金属线通常紧密地相互支承，从而形成所谓的零网眼。在本发明的意义中，织物也被视为金属丝网，金属丝网的纬纱金属线或经纱金属线彼此最高200μm，更好地最高150μm，而优选地最高100μm地间隔开。纬纱方向和经纱方向通常彼此正交地延伸。借助纬纱金属线和经纱金属线的编法以及厚度和数目来区别一系列不同的金属丝网。金属丝网的常见的类型是平的金属丝网、外套金属丝网(Panzertresse)以及用于特别的应用、诸如用于过滤流体的形状。

根据本发明的火焰保护过滤器的过滤层可以由材料的多个层构成。因此，尽管金属丝网的材料可以在多个平面内交织，但是上面提到的金属丝网还是分别被视为第二过滤层。

根据本发明的火焰保护过滤器优选地具有一个或多个第二过滤层，一个或多个第二过滤层构造为以平纹编织的金属丝网或者构造为以斜纹编织的金属丝网。如果在火焰保护过滤器中布置有多个第二过滤层，那么其中几个第二过滤层的金属丝网可以是以平纹编织的金属丝网，而且另外的第二过滤层的金属丝网可以是以斜纹编织的金属丝网。

如果根据本发明的火焰保护过滤器具有数目n(n大于1)个现有的层序列，那么有利地可以总是彼此错开地布置有两个与一个和同一第一过滤层相邻地布置的第二过滤层。通过这种错开的布置进一步减少了点燃击穿的危险，这是因为对于火焰击穿来说不存在穿过层序列的直线地穿过的路径，而且强制改变流经的爆炸气体的方向。

可以进行对第二过滤层的这种有利的错位，其方式是，第二过滤层彼此转动了由大于0°直至包括90°的角度范围选择的角度地布置，和/或第二过滤层沿平行于过滤层的侧面指向的方向彼此移动了一个区段地布置。

第二过滤层可以交替地转动一个角度、例如转动90°。也可能的是，第二过滤层分别转动了较小的角度值，例如转动了15°、30°、45°、60°或75°。

根据本发明的火焰保护过滤器例如由两个层序列和另外的过滤层制造，而且以等级II C(EN 60079-0：2011)成功地针对阻止点燃击穿得到检验。在此选择400μm作为第一开口宽度，而选择2mm作为另外的开口宽度。已经成功地对不同的这种火焰保护过滤器进行检验，其中，已经将150μm用作最小的第二开口宽度，而将315μm用作最大的开口宽度。

对第一、第二和另外的开口宽度的尺寸朝较小的值的选择只通过实际考虑和要求、例如用于保持足够的压力卸载的实际考虑和要求来限制。

如果在根据本发明的火焰保护过滤器中存在超过两个层序列，那么更大的第一、第二和另外的开口宽度也是对点燃击穿来说安全的。对于根据上面提到的标准的等级II A和II B来说，更大的第一、第二和另外的开口宽度是可能的。

也可以一起布置和使用多个根据本发明的火焰保护过滤器。在至少两个火焰保护过滤器的可能的布置中，火焰保护过滤器沿着共同的、垂直于火焰保护过滤器的过滤层的轴线布置。

有利的是，火焰保护过滤器以具有小于1mm，有利地0.5mm，0.25mm或0.1mm的间距的布置来布置。在相邻地布置的火焰保护过滤器之间的小的间距降低了在火焰保护过滤器上或在火焰保护过滤器之间出现火灾的危险。

在此可能的是，至少两个相邻地布置的火焰保护过滤器彼此保持直接接触。保持直接接触的火焰保护过滤器例如在它们的第一端部过滤层上接触，在它们的第二端部过滤层上接触或者在第一端部过滤层和第二端部过滤层上接触。如果在第二端部过滤层上存在另外的过滤层，那么也可以通过另外的端部过滤层与第一端部过滤层、与第二端部过滤层或者与其他另外的过滤层形成直接接触。

优选地，火焰保护过滤器在布置中通过第一过滤层或通过另外的过滤层彼此保持直接接触，第一过滤层或另外的过滤层具有大的第一端部过滤开口宽度或另外的开口宽度，其例如为1.0mm以及更大、诸如1.5mm、2mm或2.5mm。

如果相邻布置的火焰保护过滤器保持直接接触，那么令人吃惊地已经证明为有利的是，两个朝向彼此的过滤层虽然接触，然而该接触限于最小的接触面，最小的接触面由网格的突起部形成。通过这种设计能够实现现在被减小的、穿过被保持得最小的接触面的热传导。同时，比较大的待流过的体积被提供给流过的爆炸气体。当爆炸气体流过经过两个相互接触的过滤层的路径时，有利地实现了对爆炸气体的强烈的冷却。具有根据本发明的火焰保护过滤器的系统的实施方案非常可靠地防止了复燃。在壳体内有爆炸的情况下，由于对爆炸气体的有效冷却，在朝外指向的端部过滤层上可以低于对于温度等级T6来说所容许的80℃(EN 60079-0：2011)。

根据本发明的火焰保护过滤器的特别的优点在于，在同时高效的压力卸载的情况下实现点燃击穿。此外，能够在过滤层中，在网格的同样能价格低廉地制造的实施方案中使用价格比较低廉的材料，例如金属线。

根据本发明的火焰保护过滤器以及火焰保护过滤器的系统提供了如下的大的优点：火焰保护过滤器具有微小的压力损失系数。同时，火焰前锋经过的穿过火焰保护过滤器的路径是很长的，从而实现良好的冷却和防止点燃击穿的高的安全性。此外，火焰保护过滤器由于能使用的更大的材料厚度而得到在设施正常运行期间以及在爆炸事件或重复的爆炸事件的情况下相对变形的高的稳定性。

在进行质量控制时，对耐高温的材料的使用以及使用带有大的规格的、例如大的金属线直径的材料的可能性允许类型检验，替代花费高的零件检验。在此，检验可以涉及壳体或者火焰保护过滤器。

在此，壳体必须经得起4倍参考压力。否则，需要利用1.5倍参考压力进行零件检验。现在，如果可以通过压力卸载来充分地降低参考压力，那么取消否则可能必要的零件检验。金属线织物在几何形状上被限定。尺寸精密性是很高的。由此得到低得多的检验花费。

根据本发明的火焰保护过滤器以及根据本发明的火焰保护过滤器的系统可以设置用于一系列技术应用。因此，火焰保护过滤器或者布置可以用于防止点燃击穿并且用于在气压升高之后的压力卸载。

例如由于爆炸而形成这种气压升高。在爆炸时，压力波到达火焰保护过滤器上或到达在那里发生局部压力升高的布置上。如果爆炸发生在壳体的内部，那么在整个内部中的气压升高。由于火焰保护过滤爱的根据本发明的结构，在爆炸时，出现的压力波的前锋与出现的火焰前锋分开。在此，出现的压力波向壳体之外被卸载，而随后的火焰前锋没有穿过火焰保护过滤器。

为了确保根据本发明的火焰保护过滤器的外表面的最大容许温度，需要对火焰保护过滤器进行相对应的结构设计。在此，通过对火焰保护过滤器的厚度的选择，尤其是通过对层序列的数目n的选择可以实现遵循最大容许温度。如果在壳体中只能实现小的卸载面，那么可以使用火焰保护过滤器的系统。

不同的第一和第二过滤层的根据本发明的组合能够实现组合的卸载、过滤和支撑结构，用于在同时火焰保护过滤器的高机械稳定性和最大的压力卸载的情况下防止点燃击穿。

对于具体的应用情况，根据本发明的由层序列构成的火焰保护过滤器可以特定地组装，其中，层序列的第一和第二过滤层可以在分别使用的材料以及开口宽度方面单独地进行选择。此外，通过定位以及必要时通过错开的布置，尤其是第二过滤层彼此间的错开的布置可以影响火焰保护过滤器在防止点燃击穿以及可能的压力卸载方面的特性。

通过在根据本发明的火焰保护过滤器的一个层序列或多个层序列中的过滤层的作用，针对性地造成了火焰前锋的多次偏转和回转，由此使火焰熄灭并且使爆炸气体冷却。同时能够实现穿过火焰保护过滤器的高的气流，从而发生有效的压力卸载。

根据本发明的火焰保护过滤器可以以小的结构长度来制造和使用。因此例如可能的是，建立具有小于4mm的结构长度(厚度)的火焰保护过滤器，其由两个层序列和另外的过滤层构成。在适当地选择材料和开口宽度或端部过滤开口宽度的情况下，通过在小于8mm的布置的结构长度的情况下布置两个这种火焰保护过滤器，压力卸载与防止点燃击穿的可靠的安全性有关。

根据本发明的火焰保护过滤器可具有任意的横截面，而且例如可以是圆形、椭圆形、三角形、四边形或者多边形，或者可以具有横截面的不规则的形状。火焰保护过滤器可配备有支架，以便将火焰保护过滤器的系统中的火焰保护过滤器安装在壳体或另外的保持件中。根据本发明的火焰保护过滤器也可以设置为技术设备的、例如受到爆炸保护和/或压力卸载的壳体的完整构件。其例如可以直接材料锁合地添加在壳体壁中。

此外，层序列还可以设计为置入件，置入件在制造壳体时可以置入到壳体中，而且例如可以被注入或者被注塑到壳体中，这允许在制造壳体时的高精确度以及对火焰保护过滤器沿着其周边表面的可靠的密封。

根据本发明的火焰保护过滤器的和/或多个层序列的一个或多个第一、第二和/或另外的过滤层可以彼此材料锁合地连接、例如彼此焊接或烧结。此外，一个或多个第一、第二和/或另外的过滤层还可以形状锁合地相互连接，其方式是，过滤层例如通过拧接或卡接来保持或者布置在相对应地成形的保持件中。

附加地，可以给根据本发明的火焰保护过滤器以及火焰保护过滤器的系统配属至少一个装置，用于防止气态和/或固态物质以及混合物侵入。因此，可以存在薄膜、阀门、薄板或盖子作为保护装置，通过保护装置，例如防止物质和混合物穿过火焰保护过滤器侵入到壳体或设施的内部。这种侵入的物质和混合物可能导致弄脏、结冰而且可能导致另外的功能故障。在爆炸的情况下，至少一个保护装置优选地通过爆炸的压力波来操纵而且对于爆炸气体来说是能透过的。

通过对一个或所有过滤层的材料的涂层、通过对在火焰保护过滤器下游的排出开口或者排出通道的几何形状的设计以及通过主动进行操纵或者被动工作的装置可以形成保护装置。

根据本发明的火焰保护过滤器的机械稳定性能够实现将这些保护装置直接紧固/整合在火焰保护过滤器上。

在另一实施方案中，根据本发明的火焰保护过滤器可以环形地实施，以便因此防止在火焰保护过滤器的中间流过时形成温度热点。

根据本发明的火焰保护过滤器和火焰保护过滤器的系统的典型应用领域是如下设备，例如开关柜，在设备中可能出现高温，而且此外在设备中还存在点火器、如电开关。

根据本发明的火焰保护过滤器以及布置可以用作用于过滤介质的过滤器。在此，介质可以是气体、气体混合物、气溶胶、灰尘、烟雾、蒸汽、扩散物、悬浮物、粒状材料、粒状材料的混合物或者液体。

对根据本发明的火焰保护过滤器或者布置的另外的使用在于引导气体或气体混合物通过火焰保护过滤器或布置。因此，例如在空调中可以用于过滤空气或空气混合物。

另外的应用可能性在喇叭以及声学信号装置的结构的领域中。可以借助于根据本发明的火焰保护过滤器使作为潜在的点火器的声波源与周围环境隔离，其中，所发出的声波作为压力波能有效地穿过火焰保护过滤器。

至少一个火焰保护过滤器可以有利地使用在抗压封装的壳体内。

附图说明

随后，本发明借助实施例和附图进一步予以阐述。在此：

图1以分解图示出了根据本发明的火焰保护过滤器的第一实施例的示意图，

图2以分解图示出了根据本发明的火焰保护过滤器的第二实施例的示意图，

图3以示意性的侧视图示出了根据本发明的火焰保护过滤器的第三实施例的示意图，

图4以分解图示出了根据本发明的火焰保护过滤器的第四实施例的示意图，其中，只示出了第二过滤层以及第二端部过滤层，

图5示出了第一火焰保护过滤器和第二火焰保护过滤器的系统的第一实施例，

图6以示意性的侧视图示出了对两个根据本发明的火焰保护过滤器的系统的第二实施例，

图7示出了根据本发明的具有第二过滤层与第二端部过滤层的错位的火焰保护过滤器的第五实施例的示意图，和

图8示出了压力卸载的壳体的实施例。

随后的实施例是示意图并且不符合正确比例。如果没有不同的描述的话，相同的附图标记在不同的附图中表示相同的技术元件。

具体实施方式

根据本发明的火焰保护过滤器F的在图1中示意性地示出的第一实施例的重要的元件是第一层序列S1，第一层序列由第一过滤层1和第二过滤层2构成，第一过滤层和第二过滤层沿着共同的轴线7相叠地布置。第一过滤层1由金属线织物形成，具有圆形的横截面并且具有第一开口1.1。第一开口1.1通过隔片1.2来限界，都是一样大的而且相同类型地成形，而且具有400μm的第一开口宽度1.11作为在两个彼此平行延伸的隔片1.2之间的净宽度。

第二过滤层2同样由金属线织物形成。该金属线织物是以平纹编织的金属丝网，而且具有第二开口2.1，第二开口具有150μm的第二开口宽度2.11。

第一过滤层1具有自由侧面6.3，而且从此以后被称作第一端部过滤层3。第二过滤层2具有自由侧面6.4，而且从此以后被称作第二端部过滤层4。

相对应地，第一端部过滤层3的开口和开口宽度从此以后被称作第一端部过滤开口3.1或被称作第一端部过滤开口宽度3.11。

与此相应地，第二端部过滤层4的开口和开口宽度从此以后被称作第二端部过滤开口4.1或被称作第二端部过滤开口宽度4.11。

根据本发明的火焰保护过滤器F可以由数目n＝2个层序列S1和S2组成，如这在图2中示意性地示出的那样。

在图2中所示出的第二实施例中，示意性地示出了火焰保护过滤器F，在火焰保护过滤器中相叠地布置有第一层序列S1和第二层序列S2。第一和第二层序列S1、S2的结构对应于针对图1所描述的基本结构。

第一层序列S1通过第一端部过滤层3并且通过第二过滤层2形成，第一端部过滤层具有自由侧面6.3、带有第一端部过滤开口宽度3.11的第一端部过滤开口3.1(参见图1)，第二过滤层具有带有第二开口宽度2.11的第二开口2.1(参见图1)。

第二层序列S2通过第二层序列S2的第一过滤层1和第二端部过滤层4形成，第一过滤层具有带有第一开口宽度1.11的第一开口1.1(也参见图1)，第二端部过滤层具有自由侧面6.4以及带有第二端部过滤开口宽度4.11的第二端部过滤开口4.1(也参见图1)。

过滤层1和2以及端部过滤层3和4的材料是不锈钢丝。

在根据本发明的火焰保护过滤器F的另外的实施方案中，过滤层1和2以及端部过滤层3和4的材料可以彼此无关地是如下材料：金属、金属合金、塑料、陶瓷或者复合材料。在另外的实施方案中可存在另外的第一和第二开口宽度1.11、2.11(例如零网眼)以及另外的第一和第二端部过滤开口宽度3.11、4.11。

第一开口宽度1.11小于第一端部过滤开口宽度3.11。

在图3中，为了更清楚起见，作为示意性的侧视图示出了根据本发明的火焰保护过滤器F的第三实施例。所示出的火焰保护过滤器F由相叠地布置的第一和第二层序列S1和S2构成，如它们已经关于图2所描述的那样。第二端部过滤层4的自由侧面6.4用另外的过滤层5来覆盖，过滤层5具有带有另外的开口宽度5.11的另外的开口5.1(参见图5)。另外的开口宽度5.11大于第二端部过滤开口宽度4.11。

另外的过滤层5的材料是由不锈钢丝构成的金属线织物。

在图4中示意性地示出了根据本发明的火焰保护过滤器F的第四实施例，其中，相对于按照图2的实施例，第三层序列S3已经装入到层序列S1与S2之间，从而使得火焰保护过滤器F由三个层序列S1、S2和S3构成。在图4中，为了更清楚起见，只示出了火焰保护过滤器F的第二过滤层2和第二端部过滤层4。第二过滤层2和第二端部过滤层4又由以平纹编织的金属丝网为形式的金属线织物来构造，金属线织物分别相对于按照图4相邻布置的第二过滤层2或相对于按照图4相邻布置的第二端部过滤层4转动了10°的角度β地布置。沿不变的方向转动，从而使得在中间示出的第二过滤层2相对于上面的第二过滤层2转动了角度β地布置，而在最下面示出的第二端部过滤层4相对于最上面的第二过滤层2转动了角度2*β地布置。

在火焰保护过滤器F的另外的实施方案中，角度β可以被不同地选择。

如果气体，尤其是爆炸气体流过火焰保护过滤器F，那么通过微小的第二开口宽度2.11以及第二过滤层2或第二端部过滤层4的扭转造成了流动的爆炸气体的附加的方向改变。此外，爆炸气体所要流过的区段被延长，这支持了压力波11与火焰前锋12(参见图8)的分开。

在图5中示出了第一火焰保护过滤器F1和第二火焰保护过滤器F2沿着共同的轴线7的布置10的第一实施例。共同的轴线7垂直于第一和第二火焰保护过滤器F1和F2的过滤层并且延伸通过它们的表面中心点。第一火焰保护过滤器F1对应于按照图1的实施方案，而且由第一层序列S1构成，第一层序列具有第一端部过滤层3以及第二端部过滤层4。第二火焰保护过滤器F2对应于按照图3的实施方案，而且由第一层序列S1以及第二层序列S2构成。第二火焰保护过滤器F2的第一层序列S1通过第一端部过滤层3以及第二过滤层2形成。第二火焰保护过滤器F2的第二层序列S2通过第一过滤层1以及第二端部过滤层4形成。另外的过滤层5被施加在第二端部过滤层4的自由侧面6.4上，具有带有另外的开口宽度5.11的另外的开口5.1(也参见图3)。第一火焰保护过滤器F1和第二火焰保护过滤器F2以第一火焰保护过滤器F1的第二端部过滤层4与第二火焰保护过滤器F2的另外的过滤层5之间的间距A布置。

图6以示意性的侧视图示出了两个根据本发明的火焰保护过滤器F1、F2的布置10的第二实施例。第一火焰保护过滤器F1对应于按照图4的实施方案，而且由三个层序列S1、S3和S2构成。在第一层序列S1的第一端部过滤层3和第二过滤层2上存在第三层序列S3的第一过滤层1和第二过滤层2，而且在其上存在第二层序列S2的第一过滤层1和第二端部过滤层4。三个层序列S1、S3和S2彼此通过烧结过程牢固地连接。

第二火焰保护过滤器F2对应于按照图2的实施方案，而且通过两个层序列S1和S2形成。第二火焰保护过滤器F2的第一层序列S1由第一端部过滤层3以及第二过滤层2构成。第二火焰保护过滤器F2的第二层序列S2由第一过滤层1以及第二端部过滤层4构成。第一火焰保护过滤器F1和第二火焰保护过滤器F2沿着共同的轴线7来布置，而且通过它们的第一端部过滤层3彼此保持直接接触。两个第一端部过滤层3由金属线织物构成，通过金属线织物的隔片1.2，由用于制造金属线织物的编织方法导致地，在相应的第一端部过滤层3上局部地得到隆起部和凹陷部。在图6中没有按正确比例地放大地示出隆起部和凹陷部以及如下区域，两个第一端部过滤层3通过该区域相互接触。第一和第二火焰保护过滤器F1、F2彼此保持直接接触，从而使得至少几个隆起部在它们的最高区域上接触并且在那里形成在第一火焰保护过滤器F1与第二火焰保护过滤器F2之间的接触面K。通过接触面K能够实现在第一火焰保护过滤器F1与第二火焰保护过滤器F2之间的热传导。同时，通过大的第一端部过滤开口宽度3.11以及第一端部过滤层3的材料的直径来提供如下空间，该空间被爆炸气体沿卸载方向8流过。在此，爆炸气体强烈地被冷却，这大大支持了对也许仍存在的火焰的熄灭。

在根据本发明的火焰保护过滤器F的按照图7的第五实施例中，带有第一端部过滤层3和第二过滤层2的第一层序列S1以及带有第一过滤1和第二端部过滤层4的第二层序列S2相叠地布置。第二过滤层2和第二端部过滤层4相对于彼此错开了大概第二开口宽度2.11的一半地布置(参见局部片段图B)，从而使得第二开口2.1和第二端部过滤开口4.1不是重合地相叠。为了更清楚地图解说明，以局部片段图B仅简要地示出了第一端部过滤层3和第一过滤层1。

在图8中以部分截面图示出了压力卸载的壳体9，压力卸载的壳体在其其中一个壳体壁9.1中包含如在图6中描述的那样的布置10。在此，第二火焰保护过滤器F2的第二端部过滤层4(参见图6)朝向壳体内部9.2，而第一火焰保护过滤器F1的第二端部过滤层4朝向壳体9的周围环境。壳体壁9.1被布置10穿过。

在壳体内部9.2中非常简化地示出了刚刚发生的爆炸。从爆炸中心出发，爆炸气体以压力波11和火焰前锋12在所有侧面传播。在壳体内部9.2，由于爆炸而导致压力值的升高以及过压。由于壳体内部9.2的过压，爆炸气体的一部分沿卸载方向8穿过布置10地流出壳体9。

借助图6和8简化地描述了布置10中的过程。

压力波11和火焰前锋12到达布置10，其中，卸载面的大小、即布置10的对于爆炸气体来说能自由进入的横截面与在壳体内部9.2中相应存在的压力值共同作用地主要确定了爆炸气体的体积，爆炸气体在每个时间单位内都穿过布置10(体积流)。在爆炸气体穿过第一火焰保护过滤器F1的第二端部过滤层4时，爆炸气体由于小的第二端部过滤开口宽度4.11或主要由于不透明的设计方案已经得到方向改变和涡流，并且接着到达第一过滤层1。相同情况由随后的层序列S3和S1造成。由于涡流以及爆炸气体与第一火焰保护过滤器F1的材料的强烈的接触，实现了对爆炸气体的冷却以及压力波11与火焰前锋12的不断的分开。在流过第一火焰保护过滤器F1的第二过滤层2之后，在第一和第二火焰保护过滤器F1、F2的彼此保持直接接触的第一端部过滤层3的区域内进行对爆炸气体的进一步的强烈的冷却。上面概述的过程根据意义重复，而爆炸气体继续沿卸载方向8流过第二火焰保护过滤器F2。由于现在在壳体9中形成的负压，泄漏的气体强制地又被吸入到布置10中，从而使得在第一火焰保护过滤器F1中还可能会存在高的温度，从而使得在第一火焰保护过滤器的层序列S2或S3之内可能会导致点燃。通过所选择的将两个火焰保护过滤器F1和F2依次布置的布置10确保的是，一旦第一火焰保护过滤器F1的层序列S1具有小于点燃温度的温度，那么火焰前锋12不能穿过第二火焰保护过滤器F2离开壳体。

附图标记列表

F 火焰保护过滤器

F1 第一火焰保护过滤器

F2 第二火焰保护过滤器

S1 第一层序列

S2 第二层序列

S3 第三层序列

1 第一过滤层

1.1 第一开口

1.11 第一开口宽度

1.2 隔片

2 第二过滤层

2.1 第二开口

2.11 第二开口宽度

3 第一端部过滤层

3.1 第一端部过滤开口

3.11 第一端部过滤开口宽度

4 第二端部过滤层

4.1 第二端部过滤开口

4.11 第二端部过滤开口宽度

5 另外的过滤层

5.1 另外的开口

5.11 另外的开口宽度

6.3 (第一端部过滤层3的)自由侧面

6.4 (第二端部过滤层4的)自由侧面

7 共同的轴

8 卸载方向

9 壳体

9.1 壳体壁

9.2 壳体内部

10 (火焰保护过滤器F1和F2的)布置

11 压力波

12 火焰前锋

A 间距

β 角度

K 接触面

Claims (15)

1.一种火焰保护过滤器(F)，其由数目k个层序列(S1、S2、S3)构成，其中，k＝1,...,n，其中，所述层序列(S1、S2、S3)中的每个都由具有共同的轴线(7)的彼此重叠布置的过滤层构成，

其特征在于，

-每个层序列(S1、S2、S3)都由第一过滤层(1)并且由与所述第一过滤层平行的第二过滤层(2)构成，所述第一过滤层由第一网格形成，所述第二过滤层由第二网格形成，其中

-所述第一过滤层(1)的第一网格具有第一开口宽度(1.11)，而所述第一过滤层(1)到与所述第一过滤层平行地延伸的投影平面的假想的垂直的第一投影显示出网格结构，并且

-所述第二过滤层(2)的第二网格具有第二开口宽度(2.11)，而所述第二过滤层(2)到与所述第二过滤层平行地延伸的投影平面的假想的垂直的第二投影显示出封闭表面。

2.根据权利要求1所述的火焰保护过滤器(F)，其特征在于，具有自由侧面(6.3)的第一过滤层(1)是具有第一端部过滤开口宽度(3.11)的第一端部过滤层(3)，而具有自由侧面(6.4)的第二过滤层(2)是具有第二端部过滤开口宽度(4.11)的第二端部过滤层(4)。

3.根据权利要求1或2所述的火焰保护过滤器(F)，其特征在于，所述第一端部过滤层(3)和/或所述第二端部过滤层(4)用另外的过滤层(5)来盖上，所述另外的过滤层由具有另外的开口宽度(5.11)的另外的网格形成。

4.根据权利要求3所述的火焰保护过滤器(F)，其特征在于，所述另外的开口宽度(5.11)是所有开口宽度中的最大开口宽度，或者等于所述第一端部过滤开口宽度(3.11)或等于所述第一开口宽度(1.11)或等于所述第二端部过滤开口宽度(4.11)或等于所述第二开口宽度(2.11)。

5.根据权利要求1至4之一所述的火焰保护过滤器(F)，其特征在于，所述网格的材料分别从如下材料中选择：金属、金属合金、塑料、陶瓷或者复合材料。

6.根据权利要求1至5之一所述的火焰保护过滤器(F)，其特征在于，所述第二过滤层(2)的第二网格是形式为细金属丝网的织物。

7.根据权利要求6所述的火焰保护过滤器(F)，其特征在于，所述细金属丝网是以平纹编织的金属丝网或者是以斜纹编织的金属丝网。

8.根据权利要求1至7之一所述的火焰保护过滤器(F)，其特征在于，在现有的层序列(S1、S2、S3)的数目n大于1的情况下，至少两个相邻地布置的第二过滤层(2)相对于彼此错开地布置。

9.根据权利要求8所述的火焰保护过滤器(F)，其特征在于，至少两个相邻地布置的第二过滤层(2)彼此转动了从大于0°直至并包括90°的角度范围中选择的角度(β)地布置，和/或所述第二过滤层(2)沿平行于所述过滤层(1、2)的侧面指向的方向彼此移动了一个区段地布置。

10.至少两个根据权利要求1至9之一所述的火焰保护过滤器(F1、F2)构成的系统(10)，其特征在于，所有的火焰保护过滤器(F1、F2)都沿着所述共同的轴线(7)布置。

11.根据权利要求10所述的系统(10)，其特征在于，至少两个相邻地布置的火焰保护过滤器(F1、F2)彼此保持直接接触。

12.根据权利要求1至9之一所述的火焰保护过滤器(F)或根据权利要求10或11所述的系统(10)用于防止点燃击穿和用于在气压升高之后的压力卸载的应用。

13.根据权利要求1至9之一所述的火焰保护过滤器(F)或根据权利要求10或11所述的系统(10)作为过滤介质的过滤器的应用。

14.根据权利要求1至9之一所述的火焰保护过滤器(F)或根据权利要求10或11所述的系统(10)的应用，所述应用用于声学信号装置，用于使作为潜在的点火源的声波源与周围环境隔离，其中，所发出的声波作为压力波(11)能有效地穿过所述火焰保护过滤器(F)。

15.一种抗压封装的壳体(9)，其具有至少一个根据权利要求1至9之一所述的火焰保护过滤器(F)。