DD294878A5

DD294878A5 - ARRANGEMENT FOR THE PROTECTION OF PLANTS FOR DUST EXPLOSIONS

Info

Publication number: DD294878A5
Application number: DD34123790A
Authority: DD
Inventors: Udo Barthel; Ulrich Krause
Original assignee: Fz Fuer Mechanisierung Patentbuero,De
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1990-06-01
Publication date: 1991-10-17

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Schutz von Anlagen bei Staubexplosionen. Das spezielle Anwendungsgebiet wird in Mahlanlagen mit pneumatischer Produktabfuehrung im Bereich der Land- und Nahrungsgueterwirtschaft gesehen. Nach stattgefundener Explosion wird der Explosionsueberdruck und der Mahlgutstrom ueber eine Druckentlastungsklappe in eine Druck- und Flammensperre abgeleitet. Gleichzeitig wird durch den Explosionsdruck eine in der Foerderleitung angeordnete Entkopplungseinrichtung betaetigt, um den Gutstrom in der Foerderleitung zu stoppen und damit eine Explosionsausbreitung in nachfolgende Anlagenteile zu verhindern. Durch einen zusaetzlich angeordneten Inertgasspeicher, dessen Ventil durch die Druckentlastungsklappe betaetigt wird, wird ebenfalls die Entkopplungseinrichtung beaufschlagt, wie auch eine Anlageninertisierung vorgenommen. Fig. 2{Staubexplosion; Druckentlastungsklappe; Entkopplungseinrichtung; Druck- und Flammensperre; Inertgasspeicher; Anlageninertisierung}The invention relates to an arrangement for the protection of plants in dust explosions. The special field of application is seen in grinding plants with pneumatic product discharge in the field of agriculture and food industry. After the explosion has occurred, the explosion pressure and the grinding material flow are diverted via a pressure relief flap into a pressure and flame arrester. At the same time, a decoupling device arranged in the conveyor line is actuated by the explosion pressure in order to stop the flow of material in the conveyor line and thus to prevent an explosion propagation into subsequent system parts. By an additionally arranged inert gas, whose valve is actuated by the pressure relief flap, the decoupling device is also applied, as well as a plant inerting made. Fig. 2 {dust explosion; Pressure relief valve; Decoupling device; Pressure and flame arrestor; Inertgasspeicher; Anlageninertisierung}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Das Anwendungsgebiet erstreckt sich auf technische Bereiche, in denen explosible Staub/Luftgemische entstehen, wie z. B. im Bereich der Land- und Nahrungsgüterwirtschaft, der chemischen Industrie und der Holzverarbeitungsindustrie. Speziell ist der Einsatz der Erfindung in Mahlanlagen mit pneumatischer Produktförderung vorgesehen.The field of application extends to technical areas in which explosive dust / air mixtures arise, such. In the field of agriculture and food industry, the chemical industry and the wood processing industry. Specifically, the use of the invention is provided in grinding plants with pneumatic product promotion.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es sind technische Lösungen zum Staubexplosionsschutz bekannt, bei welchen Staubexplosionen vorbeugend durch eine hinreichende Herabminderung der ursächlichen Explosionsbedingungen, wie Sauerstoffgehalt, Luftgemischkonzentration oder Wirksamwerden von Zündquellen verhindert werden (OE 3145668, DE 2510737). Durch ihre hohen Betriebskosten bleibt deren Einsatz aber auf Spezialgebiete beschränkt, wie z. B. bei der Aluminiumverbindung mit Einsatz von Inertgas.There are known technical solutions for dust explosion protection, in which dust explosions are preventively prevented by a sufficient reduction of the underlying explosion conditions, such as oxygen content, air mixture concentration or effectiveness of ignition sources (OE 3145668, DE 2510737). Due to their high operating costs their use but limited to special areas, such. B. in the aluminum compound with the use of inert gas.

Es sind auch konstruktive Staubexplosionsschutz-Anordnungen für verschiedene technische Einrichtungen bekannt, z. B. Filter, Fördereinrichtungen und Silos. Diese Einrichtungen werden durch den Wirkmechanismus der Explosionsunterdrückung oder der Druckentlastung geschützt (DE 1708116, DD 116755, DE 2455325, CH 553702). Es wurde bereits auch vorgeschlagen, die Druckentlastung über eine gesonderte flexible Druckentlastungsleitung ins Freie vorzunehmen und die Entkopplung auf mechanischem Weg oder über Hilfsenergie mittels einer Doppelklappe zu realisieren.There are also constructive dust explosion protection arrangements for various technical devices known, for. As filters, conveyors and silos. These devices are protected by the mechanism of action of explosion suppression or pressure relief (DE 1708116, DD 116755, DE 2455325, CH 553702). It has also been proposed to carry out the pressure relief via a separate flexible pressure relief line to the outside and to realize the decoupling by mechanical means or by means of auxiliary power by means of a double flap.

Eine nachfolgende Inertisierung der Gesamtanlage zur Vermeidung von Sekundärexplosionen ist durch die Ableitung ins Freie ungünstig. Die Entkopplung des Explosionsherdes von den übrigen Anlagenteilen erfolgt konstruktionsbedingt relativ träge.A subsequent inerting of the entire plant to avoid secondary explosions is unfavorable by the discharge into the open. The decoupling of the explosion hearth of the other parts of the plant is due to the design relatively sluggish.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der Vermeidung gefährlicher Explosionsauswirkungen auf Bedienungspersonal, Einrichtungen und Gebäude.The object of the invention is to avoid hazardous explosion effects on operators, facilities and buildings.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die technische Aufgabenstellung besteht insbesondere in aer Schaffung einer Kombination von Druckentlastungs- und Entkopplungseinrichtung, die im Explosionsfall keine Betriebsunterbrechung der Anlage bedingt und für den Einsatz in geschlossenen Räumen geeignet ist.The technical task consists in particular in aer creation of a combination of pressure relief and decoupling device, which does not interrupt the operation of the system in the event of an explosion and is suitable for use in enclosed spaces.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabenstellung dadurch gelöst, daß im Anschluß an die bekannterweise in unmittelbarer Nähe des angenommenen Explosionszentrums angeordnete Druckentlastungsklappe eine Druck- und Flammensperre angeordnet ist. Diese Druck- und Flammensperre ist sackförmig gestaltet und besteht aus einem flexiblen, hitzebeständigen und luftdurchlässigen Material. Zwecks Begrenzung der Ausdehnung ist die Druck- und Flammensperre von einem korbförmigen Schutzgitter umgeben. Die Entkopplungseinrichtung besteht aus einem in die Förderleitung eingesetzten im normalen Förderbetrieb formstabil gehaltenen schlauchförmigen Gebilde, welches von einer oder mehreren Ringdüsen umgeben ist, die durch eine Druckleitung mit dem Anlagenteil verbunden ist, in welchem die Explosionsauslösung angenommen wird. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß an die Druckleitung über ein Ventil ein Inertgasspeicher angeschlossen ist. Über ein Betätigungselement ist das Ventil mit der Druckentlastungsklappe derart gekoppelt, daß bei Ansprechen derselben das Ventil des Inertgasspeichers geöffnet wird.According to the invention, this object is achieved in that arranged downstream of the known manner in the immediate vicinity of the assumed explosion center pressure relief flap a pressure and flame arrester. This pressure and flame arrester is designed bag-shaped and consists of a flexible, heat-resistant and air-permeable material. To limit the extent of the pressure and flame arrester is surrounded by a basket-shaped protective grid. The decoupling device consists of an inserted into the delivery line in the normal conveying operation dimensionally stable tubular structure, which is surrounded by one or more annular nozzles, which is connected by a pressure line to the plant part, in which the explosion triggering is adopted. Another feature of the invention is that an inert gas storage is connected to the pressure line via a valve. Via an actuating element, the valve is coupled to the pressure relief flap in such a way that when it is activated, the valve of the inert gas reservoir is opened.

Im Explosionsfall wird die Druckentlastungsklappe in Richtung Druck- und Flammensperre aufgeschlagen und somit der Explosionsüberdruck und der verbrennende Mahlgutstrom abgeleitet. Gleichzeitig bewirkt die Druckerhöhung im Explo8lonszentrum über diese Druckleitung das Zusammendrücken der schlauchförmigen Entkopplungseinrichtung. Bei der Ausführung mit Inertgasspeicher, welche als Variante selbständig wie auch in Kombination mit der ersten Lösung betrieben werden kann, wird durch Aufschlagen der Druckentlastungsklappe das Ventil des Inertgasspeichers geöffnet. Der Gasdruck wird einmal zum Zusammendrücken der Entkopplungseinrichtung über die Ringdüsen herangezogen, zum anderen wird über die Druckleitung die Anlageninertlsierung vorgenommen.In the event of an explosion, the pressure relief flap is opened in the direction of the pressure and flame arrestor, thus diverting the explosion overpressure and the burning ground material flow. At the same time the pressure increase in the Explo8lonszentrum via this pressure line causes the squeezing of the tubular decoupling device. In the version with inert gas storage, which can be operated as a variant independently as well as in combination with the first solution, the valve of the inert gas storage is opened by opening the pressure relief valve. The gas pressure is used once for compressing the decoupling device via the annular nozzles, on the other hand, the plant inerting is carried out via the pressure line.

AusführungsbelsplelAusführungsbelsplel

Im Ausführungsbeispiel werden die beiden Lösungsvarianten, welche sowohl einzeln, vorzugsweise aber kombiniert eingesetzt werden können, nachfolgend einzeln beschrieben. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen inIn the exemplary embodiment, the two solution variants, which can be used both individually, but preferably combined, are described individually below. The accompanying drawings show in

Fig. 1: die Anordnung, welche unter Ausnut ung des Explosionsdruckes arbeitet Fig. 2: die Anordnung mit nachfolgender Anlageninertisierung.Fig. 1: the arrangement, which works under exploitation of the explosion pressure Fig. 2: the arrangement with subsequent Anlageninertisierung.

Bei einer Mahlanlage mit pneumatischer Produktabförderung werden die Mühle und der Lüfter 1 als Orte der wahrscheinlichsten Explosionsentstehung angenommen. Im Explosionsfall breiten sich der Explosionsdruckund die Explosionsflamme vor allem in der Förderleitung 12 in Förderrichtung aus. Die Druckentlastungsklappe 2 spricht im Explosionsfall bei einer bestimmten Drucke-höhung an und gibt einen Öffnungsquerschnitt aus der Förderleitung 12 in Richtung der Druck- und Flammensperre 4 frei. Die Druck- und Flammensperre 4 besteht aus einem hitzebeständigen luftdurchlässigen Gewebe, durch welches der Explosionsdruck ohne Schäden zu verursachen in geschlossene Arbeitsräume abgeleitet werden kann, während das Mahlgut durch die Filterwirkung zurückgehalten wird. Das Schutzgitter 5 begrenzt die Ausdehnung der sackförmigen Druck- und Flammensperre 4 und verhindert damit auch ihre Zerstörung. Der ansteigende Explosionsdruck wird auch genutzt, um über die Druckleitung 6 und die Ringdüse 10 die Entkopplungseinrichtung 7, die aus einem Gewebeschlauch besteht, der im Normalbetrieb durch Federelemente 8 und Stabilisierungsringe 9 den vollen Förderquerschnitt freigibt, zusammenzudrücken. Dadurch wird das Mahlgut kurzzeitig gestaut und die Übertragung der Flammenfront über die Förderleitung 12 in weitere Anlagenteile wird verhindert. Da die Druckleitung 6 an der Mühle bzw. am Lüfter 1 an der Stelle des geringsten statischen Druckes im Normalbetrieb angeordnet ist, wird nach Abbau des Explosionsdruckes, durch den Förderdruck unterstützt, die Entkopplungseinrichtung 7 mit Hilfe der Federelemente 8 in die Ausgangslage zurückgeformt. Bei bestimmten Mahlgütern besteht die Gefahr von verbleibenden glimmenden Staubherden in der Förderleitung 12 und daraus resultierenden Sekundärexplosionen in nachfolgenden Anlagenteilen. Für diese Fälle ist eine Anordnung nach Figur 2 vorgesehen. Hierbei ist an der Rückstelleinrichtung 3 der Druckentlastungsklappe 2 ein Betätigungselement 15 angeordnet, welches mit dem Ventil, vorzugsweise einer Berstmembran 14, des Inertgasspeichers 13 verbunden ist. Bei Ansprechen der Druckentlastungsklappe 2 wird die Berstmembran 14 zerstört, und das Inertgas strömt einerseits in die Ringdüse 10 und drückt damit die Entkopplungseinrichtung 7 zusammen und andererseits über die Druckleitung 6 in die vorgeschalteten Anlagenteile. Da dor an der Entkopplungseinrichtung 7 wirksam werdende Inertgasanteil in Förderrichtung abströmt, erfolgt somit eine Inertisierung aller Anlagenteile, so daß bei Wiederaufnahme de', normalen Mahlprozesses in der Mahlanlage eine minimale zündgefährliche Sauerstoffkonzentration vorherrscht, Diese Bedingung kann jedoch nur mit Ausbildung eines pneumatischen Kreislaufsystems durch Einsatz einer zusätzlichen Reinluftrückführleitung 16 realisiert werden. Der durch das Inertisieren in der Anlage entstehende Überdruck wird über die Druckentlastungsklappe 2 und dem Überdruckventil 17 ausgeglichen. Die erfindungsgemäße Anordnung sieht nach beiden Varianten vor, daß nach erfolgter Explosion nicht abgeschaltet werden muß. Mit der Rückstellung der Druckentlastungsklappe 2 durch die Rückstellvorrichtung 3 wird die Reinigungsöffnung 11 freigegeben. In der Druck- und Flammensperre 4 vorhandenes Mahlgut wird entfernt. Der Inertgasspeicher 13 mit Berstmembran 14 ist nach jeder Explosion auszutauschen.In a grinding plant with pneumatic product removal, the mill and the fan 1 are assumed to be the locations of the most likely explosion. In the event of an explosion, the explosion pressure and the explosion flame spread, especially in the conveying line 12, in the conveying direction. The pressure relief flap 2 responds in the event of an explosion at a certain pressure increase and releases an opening cross-section from the delivery line 12 in the direction of the pressure and flame arrester 4. The pressure and flame arrestor 4 is made of a heat-resistant air-permeable fabric, through which the explosion pressure without causing damage can be derived in closed work spaces, while the ground material is retained by the filtering effect. The guard 5 limits the expansion of the sack-shaped pressure and flame arrester 4 and thus prevents their destruction. The rising explosion pressure is also used to compress via the pressure line 6 and the annular nozzle 10, the decoupling device 7, which consists of a fabric tube which releases the full conveying cross section in normal operation by spring elements 8 and stabilizing rings 9. As a result, the material to be ground is jammed for a short time and the transmission of the flame front via the delivery line 12 into other parts of the system is prevented. Since the pressure line 6 is arranged at the mill or the fan 1 at the point of lowest static pressure during normal operation, the decoupling device 7 is formed by means of the spring elements 8 after the explosion pressure, supported by the delivery pressure, in the starting position. For certain ground products, there is the risk of remaining smoldering dust stoves in the delivery line 12 and resulting secondary explosions in subsequent system parts. For these cases, an arrangement according to FIG. 2 is provided. Here, an actuating element 15 is arranged on the restoring device 3 of the pressure relief flap 2, which is connected to the valve, preferably a bursting membrane 14, of the inert gas reservoir 13. When the pressure relief flap 2 responds, the bursting membrane 14 is destroyed, and the inert gas flows on the one hand into the annular nozzle 10 and thus presses the decoupling device 7 together and on the other hand via the pressure line 6 in the upstream system parts. Since dor acting on the decoupling 7 effective Inertgasanteil flows in the conveying direction, thus an inerting of all system components, so that when resuming de 'normal grinding process in the grinding a minimum ignitable oxygen concentration prevails, However, this condition can only with the formation of a pneumatic circuit system by use an additional clean air return line 16 can be realized. The resulting from the inerting in the system pressure is compensated via the pressure relief valve 2 and the pressure relief valve 17. The arrangement according to the invention provides for both variants that must not be switched off after the explosion. With the provision of the pressure relief flap 2 by the return device 3, the cleaning port 11 is released. In the pressure and flame arrester 4 existing regrind is removed. The inert gas storage 13 with bursting membrane 14 is replaced after each explosion.

Claims

1. Arrangement for the protection of equipment in dust explosions, especially for grinding and pneumatic conveying systems using a pressure relief valve in the immediate vicinity of the assumed explosion center and a decoupling device in the delivery line at a defined distance from the assumed explosion center, characterized in that following the Druckentlaatungsklappe (2 ) a pressure and flame barrier (4) is arranged, which consists of a bag-shaped structure made of flexible, hitiebeständigem and luftdurchlässigem material whose extension is bounded by a basket-shaped protective grid (5) and in that the decoupling device (7) from a into the delivery line ( 12) used tubular, flexible structure, which is held dimensionally stable in the normal conveying operation and is surrounded by an annular nozzle (10) which is connected via a pressure line (6) to the plant part, in which the explosion triggering is taken.

2. Arrangement for the protection of equipment in dust explosions according to claim 1, characterized in that the pressure line (6) via a valve (14) an inert gas reservoir (13) is connected and the valve (14) via an actuating element (15) with the Pressure relief flap (2) is coupled.