DE102004061366A1 - Explosion protection for a non-electrical device - Google Patents

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Explosionsschutz für ein nichtelektrisches, im Betriebszustand heißes Gerät oder Aggregat, insbesondere für eine Kreiselpumpe (2) für heiße Fördermedien. DOLLAR A Die Aufgabe, einen Ex-Schutz für ein solches Gerät oder Aggregat zu schaffen, der bei geringem Aufwand eine hohe Sicherheit gewährleistet, wird erfindungsgemäß gelöst durch eine die Oberfläche des Gerätes oder Aggregates (2) mit Abstand umschließende Einhausung (7), wobei ein nicht explosionsfähiges, Wärme abführendes Gas mit Überdruck in die Einhausung (7) geleitet und über Öffnungen (8) aus der Einhausung (7) abgeführt wird (Fig. 1).The invention relates to an explosion protection for a non-electric, hot in operation device or unit, in particular for a centrifugal pump (2) for hot media. DOLLAR A The task of creating a explosion protection for such a device or aggregate, which ensures high security with little effort, is achieved by a the surface of the device or unit (2) enclosing by far enclosure (7), said a non-explosive, heat dissipating gas with positive pressure in the housing (7) passed and via openings (8) from the housing (7) is removed (Fig. 1).

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Explosionsschutz für ein nichtelektrisches, im Betriebszustand heißes Gerät oder Aggregat, insbesondere für eine Kreiselpumpe für heiße Fördermedien.object The invention is an explosion protection for a non-electric, in Operating state hot Device or Aggregate, in particular for a Centrifugal pump for name is Fluids.

Der Explosionsschutz, kurz: Ex-Schutz, für Geräte oder Aggregate bezog sich in der Vergangenheit im wesentlichen auf die Ex-Schutz-konforme Auswahl elektrischer Bauteile und nichtfunkender Werkstoffkombinationen von Geräten. Durch eine neue europäische Richtlinie (RL 94/9 EG) werden nun auch nichtelektrische Geräte bezüglich ihres Gefahrenpotentials als Zündquelle betrachtet und dementsprechend Maßnahmen zum sicheren Einsatz im Ex-Bereich verlangt. So ist unter anderem sicherzustellen, daß die Oberflächentemperatur des Gerätes bzw. Aggregates unterhalb der maximal zulässigen Zündtemperatur des jeweils in Frage kommenden Ex-Bereiches liegt. Dabei werden die Zündtemperaturen üblicherweise in Temperaturklassen eingeteilt.Of the Explosion protection, in short: explosion protection, for devices or aggregates referred in the past, essentially to the explosion-proof selection electrical components and non-sparking material combinations of devices. Through a new European Directive (RL 94/9 EG) are now also non-electrical devices with respect to their Danger potential as ignition source and accordingly measures for safe use required in the ex-area. So, among other things, make sure that the surface temperature of the device or Aggregates below the maximum allowable ignition temperature of each in Question coming Ex area lies. The ignition temperatures are usually divided into temperature classes.

Aufgrund der nun gültigen Regelung müssen fallweise auch für Kreiselpumpen mit hohen Mediumstemperaturen Maßnahmen für den Ex-Schutz getroffen werden. Dies gilt beispielsweise für Pumpen, deren Mediumstemperatur 200°C überschreitet, die aber in Temperaturklasse T3 mit einer maximal zulässigen Temperatur von 200°C betrieben werden sollen. Hier bieten sich auf den ersten Blick verschiedene Maßnahmen an, die aber unter Umständen aus unterschiedlichen Gründen verworfen werden müssen:

  • – eine Isolierung der Pumpe ist unzulässig, da durch Leckage und Aufkonzentration eine Zündgefahr entstehen könnte;
  • – eine effektive Kühlung der Pumpe durch ein Fremdmedium, z.B. Wasser, erfordert hohen zusätzlichen Aufwand, der oft nicht bereitgestellt werden kann;
  • – eine „schwadenhemmende Kapselung" gemäß der europäischen Norm EN13463-3 ist bei bestimmten Ex-Zonen und aufgrund der komplexen Geometrie des abzudichtenden Gegenstandes häufig nicht anwendbar.
Due to the now valid regulation, precautionary measures must also be taken on a case by case basis for centrifugal pumps with high medium temperatures. This applies, for example, to pumps whose medium temperature exceeds 200 ° C, but which are to be operated in temperature class T3 with a maximum permissible temperature of 200 ° C. At first glance, various measures are available, but they may have to be discarded for different reasons:
  • - Isolation of the pump is not permitted as leakage and concentration could cause a risk of ignition;
  • - An effective cooling of the pump by a foreign medium, such as water, requires high additional effort, which can often not be provided;
  • - "anti-scale encapsulation" according to the European standard EN13463-3 is often not applicable for certain Ex zones and due to the complex geometry of the article to be sealed.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Ex-Schutz für ein nichtelektrisches, im Betriebszustand heißes Gerät oder Aggregat zu schaffen, der bei geringem Aufwand eine hohe Sicherheit gewährleistet.Of the The invention is thus based on the object of providing explosion protection for a non-electrical, hot in operation Device or To create aggregate, the low security and a high level of security guaranteed.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine die Oberfläche des Gerätes mit Abstand umschließende Einhausung, wobei ein nicht explosionsfähiges, Wärme abführendes Gas mit Überdruck in die Einhausung geleitet und über Öffnungen aus der Einhausung abgeführt wird.The Asked object is achieved by a the surface of the equipment enclosing by far Housing, wherein a non-explosive, heat dissipating gas with overpressure directed into the enclosure and via openings removed from the enclosure becomes.

Die Erfindung greift hier auf eine Technik zurück, die in ihrem Prinzip bereits bekannt ist, bisher jedoch für andere Zwecke und mit anderer Gestaltung verwandt wurde: die Kapselung von Maschinenaggregaten, die insbesondere zur Reduzierung der Geräuschemission eingesetzt wurde. Zu diesem Zweck war die Kapsel meist an ihrer Innenwandung noch mit einer schalldämpfenden Schicht versehen.The In this case, the invention is based on a technique that already exists in its principle is known, but so far for other purposes and with other design was related: the encapsulation of machine-tools, in particular for reducing the noise emission was used. For this purpose, the capsule was mostly on her Inner wall still provided with a sound-absorbing layer.

Die vorzugsweise aus Metall bestehende, geerdete Einhausung der Erfindung schirmt die heiße Oberfläche des Gerätes oder Aggregates gegenüber der Umgebung ab, wobei durch das in die Einhausung geförderte Gas verschiedene Wirkungen erzeugt werden: Um das Gerät oder Aggregat herum wird eine Ex-freie Zone geschaffen. Da durch das Gas ein Überdruck in der Einhausung erzeugt wird, kann kein Gas, also auch keine Ex-Atmosphäre, von außen eindringen. Vielmehr wird ein ständiger Strom des geförderten Gases nach außen aufrechterhalten, womit sich im übrigen ein stetiger Strom zur Abführung von Wärme ergibt, was wiederum die Oberflächentemperatur der Einhausung unter dem geforderten Grenzwert hält.The preferably made of metal, earthed housing of the invention shields the hot surface of the device or aggregates opposite the environment, with the gas pumped into the enclosure different effects are generated: To the device or aggregate around an ex-free zone is created. Because of the gas overpressure is generated in the enclosure, no gas, so no ex-atmosphere, from the outside penetrate. Rather, a constant Electricity of the subsidized Gas to the outside maintained, which incidentally a steady stream for exhaustion of heat which in turn results in the surface temperature the enclosure keeps below the required limit.

Die Beaufschlagung des Innenraumes der Einhausung erfolgt vorzugsweise durch ein inertes Gas. So kann beispielsweise Stickstoff verwendet werden. Es kann aber auch Systemluft oder Nicht-Ex-Umgebungsluft durch ein geeignetes Fördersystem in die Einhausung geleitet werden.The Loading of the interior of the enclosure is preferably carried out by an inert gas. For example, nitrogen can be used. It can also be system air or non-Ex ambient air through a suitable conveyor system be directed into the enclosure.

Die Abführung des eingeleiteten Gases aus der Einhausung kann auf verschiedene Weise und auf verschiedenen Wegen erfolgen. Bevorzugt werden nichtberührende Spalte zwischen der Oberfläche des Gerätes und der Einhausung. Dies hat den Vorteil, daß temperaturbeständige Dichtungen zwischen der heißen Oberfläche und der Einhausung ebenso eingespart werden wie eine separate Vorrichtung zur Abführung des eingeleiteten Gases.The removal of the introduced gas from the enclosure can be on different Done way and in different ways. Preference is given to non-contacting gaps between the surface of the equipment and the enclosure. This has the advantage that temperature-resistant seals between the hot ones surface and the enclosure can be saved as well as a separate device to the exhaustion of the introduced gas.

Zur Erreichung einer erhöhten Sicherheit wird empfohlen, eine Vorrichtung zur Überwachung der Oberflächentemperatur des Gerätes und der Einhausung vorzusehen. Hierdurch wird nicht nur die Einhaltung einer vorgeschriebenen Maximaltemperatur sichergestellt. Überdies werden Störungen, die sich durch einen Temperaturanstieg bemerkbar machen, frühzeitig erkannt, was wiederum die Übermittlung eines Störsignals und/oder die frühzeitige Abschaltung des betroffenen Gerätes oder Aggregates ermöglicht.to Achieving an elevated level Safety is recommended, a device for monitoring the surface temperature of the device and the enclosure. This is not just compliance a prescribed maximum temperature ensured. moreover become disorders, which are noticeable by an increase in temperature, early recognized, which in turn the transmission an interference signal and / or the early Shutdown of the affected device or aggregates.

Außerdem wird eine Vorrichtung zur Überwachung des Druckes innerhalb der Einhausung empfohlen. Hierdurch ergibt sich eine sehr früh ansprechende Warneinrichtung, die unter anderem bereits auf eine Beeinträchtigung in der Förderung des Wärme abführenden Gases reagiert. Ein unzulässig hoher Druckaufbau in der Einhausung wird hierdurch verhindert.There will also be a device for monitoring the pressure inside the enclosure recommended. This results in a very early warning device that reacts, inter alia, already on a deterioration in the promotion of the heat dissipating gas. An unacceptably high pressure build-up in the enclosure is thereby prevented.

Schließlich kann auch eine Vorrichtung zur Überwachung etwaiger Leckagen des Gerätes oder Aggregates von Nutzen sein, da auch diese ein frühzeitiges Reagieren auf mögliche Störungen erlaubt.Finally, can also a device for monitoring any leaks in the device or aggregates, since these too are an early one Respond to possible disorders allowed.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine durch einen separat aufgestellten Elektromotor 1 angetriebene Kreiselpumpe 2, die der Förderung eines mehr als 200°C heißen Mediums dient.Reference to an embodiment of the invention will be explained in more detail. The drawing shows a through a separately mounted electric motor 1 driven centrifugal pump 2 which serves to convey a medium that is more than 200 ° C hot.

Durch das über einen Saugstutzen 3 eintretende und über einen Druckstutzen 4 austretende Fördermedium wird das Gehäuse 5 der Kreiselpumpe 2 nach einer gewissen Förderdauer auf einen Maximalwert erhitzt, der bei nicht erfolgender Kühlung ebenfalls über 200°C läge. Um in der Ex-Temperaturklasse T3 einsetzbar zu sein, darf aber die der Atmosphäre 6 ausgesetzte Oberflächentemperatur des aus Elektromotor 1 und Kreiselpumpe 2 bestehenden Aggregates an keiner Stelle die Grenze von 200°C überschreiten. Um dieser Forderung zu genügen, muß die Oberfläche des Gehäuses 5 gegenüber der Atmosphäre 6 abgeschirmt werden. Dies kann allerdings nicht in einer Weise geschehen, wie bei den mit dem Saugstutzen 3 und dem Druckstutzen 4 der Kreiselpumpe 2 verbundenen – hier nicht dargestellten – Rohrleitungen, nämlich durch eine auf der Oberfläche angebrachte Isolierung. Würde nämlich am Pumpengehäuse 5 eine nicht mit Sicherheit auszuschließende Leckage auftreten, entstände eine Zündgefahr.Through that via a suction nozzle 3 entering and over a discharge nozzle 4 escaping fluid is the housing 5 the centrifugal pump 2 heated to a maximum value after a certain delivery time, which would also be above 200 ° C in the event of non-cooling. In order to be able to be used in the Ex-temperature class T3, however, the atmosphere may 6 exposed surface temperature of the electric motor 1 and centrifugal pump 2 existing aggregate at no point exceed the limit of 200 ° C. To meet this requirement, the surface of the housing must 5 opposite the atmosphere 6 be shielded. However, this can not be done in a way as with the suction nozzle 3 and the discharge nozzle 4 the centrifugal pump 2 connected - not shown here - pipes, namely by an attached on the surface insulation. Would namely on the pump housing 5 If a leak can not be excluded with certainty, there is a danger of ignition.

Die Abschirmung des Gehäuses 5 gegenüber der Atmosphäre 6 geschieht durch eine Einhausung 7, die die heiße Zone und einen angrenzenden kühleren Bereich der Kreiselpumpe 2 umschließt, ohne jedoch Kontakt mit den verschiedenen Oberflächenbereichen zu haben. Tatsächlich verbleiben Spalte 8 zwischen der Oberfläche der Kreiselpumpe 2 und der Einhausung 7.The shield of the housing 5 opposite the atmosphere 6 happens through an enclosure 7 containing the hot zone and an adjacent cooler area of the centrifugal pump 2 encloses, but without having contact with the various surface areas. Actually, columns remain 8th between the surface of the centrifugal pump 2 and the enclosure 7 ,

Die Einhausung 7 bildet einen Ex-geschützten Raum 9, der über eine Rohrleitung 10 mit einem nicht explosionsfähigen Gas aus einer – nicht dargestellten – Quelle beschickt wird. Dabei ist sichergestellt, daß der Druck im Raum 9 stets über dem Druck der umgebenden Atmosphäre 6 liegt. Daher kann keine Luft aus der Umgebung in die Einhausung 7 einströmen. Vor allem aber ergibt sich eine ständige, über die Spalte 8 abfließende Leckage des Gases aus dem Raum 9 in die Umgebung. Aufgrund des ebenfalls ständigen Nachfließens von Gas in den Raum 9 entsteht so ein steter Gasstrom, der einen Teil der im Raum 9 vorhandenen Wärme in die Umgebung 6 abführt. Ausgangstemperatur und Menge des in den Raum 9 gedrückten Gases sind so gewählt, daß die Oberflächentemperatur der Einhausung 7 stets unterhalb von 200°C bleibt. Dies wird mit Hilfe eines Thermometers 11 überwacht.The enclosure 7 forms an explosion-proof room 9 that is over a pipeline 10 with a non-explosive gas from a - not shown - source is charged. It is ensured that the pressure in the room 9 always above the pressure of the surrounding atmosphere 6 lies. Therefore, no air from the environment in the enclosure 7 flow. Above all, there is a constant, over the column 8th effluent leakage of gas from the room 9 in the nearby areas. Due to the constant flow of gas into the room 9 This creates a steady flow of gas that is part of the room 9 existing heat in the environment 6 dissipates. Initial temperature and amount of in the room 9 depressed gases are chosen so that the surface temperature of the enclosure 7 always stays below 200 ° C. This is done with the help of a thermometer 11 supervised.

Durch ein Thermometer 12 wird die Oberflächentemperatur des Pumpengehäuses 5 überwacht. Diese Überwachung erlaubt ein frühzeitiges Reagieren auf etwaige Störungen, da ein Ansteigen der Mediumstemperatur an dieser Stelle eher erkannt wird als an der Einhausung 7. Im übrigen läßt sich anhand der hier gemessenen Temperatur der Zeitpunkt bestimmen, zu dem die Einhausung 7 geöffnet werden darf: dies ist der Fall, wenn die Pumpentemperatur 195°C oder weniger beträgt.Through a thermometer 12 becomes the surface temperature of the pump housing 5 supervised. This monitoring allows an early response to any disturbances, as an increase in the medium temperature is detected at this point rather than at the enclosure 7 , Moreover, it is possible to determine, based on the temperature measured here, the time at which the enclosure 7 may be opened: this is the case when the pump temperature is 195 ° C or less.

Schließlich ist auch noch ein Druckwächter 13 vorgesehen, mit dem der Druck im Raum 9 überwacht wird. Eine Störung in dem System, welches das Gas für den Raum 9 liefert, eine zu starke Leckage aus dem Raum 9 oder ein unzulässiger Druckanstieg werden frühzeitig angezeigt, so daß abhelfende Maßnahmen rechtzeitig eingeleitet werden können.Finally, there is a pressure switch 13 provided with the pressure in the room 9 is monitored. A fault in the system, which is the gas for the room 9 delivers, too much leakage from the room 9 or an impermissible increase in pressure is indicated early, so that remedial measures can be initiated in time.

Claims (8)

Explosionsschutz für ein nichtelektrisches, im Betriebszustand heißes Gerät oder Aggregat, insbesondere für eine Kreiselpumpe (2) für heiße Fördermedien, gekennzeichnet durch eine die Oberfläche des Gerätes oder Aggregates (2) mit Abstand umschließende Einhausung (7), wobei ein nicht explosionsfähiges, Wärme abführendes Gas mit Überdruck in die Einhausung (7) geleitet und über Öffnungen (8) aus der Einhausung (7) abgeführt wird.Explosion protection for a non-electric hot device or unit, in particular for a centrifugal pump ( 2 ) for hot conveyed media, characterized by a surface of the device or aggregate ( 2 ) enclosing by far enclosing ( 7 ), wherein a non-explosive, heat dissipating gas with overpressure into the enclosure ( 7 ) and via openings ( 8th ) from the enclosure ( 7 ) is discharged. Explosionsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein inertes Gas in die Einhausung (7) geleitet wird.Explosion protection according to claim 1, characterized in that an inert gas enters the enclosure ( 7 ). Explosionsschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abführung des eingeleiteten Gases nichtberührende Spalte (8) zwischen der Oberfläche des Gerätes oder Aggregates (2) und der Einhausung (7) vorgesehen sind.Explosion protection according to claim 1 or 2, characterized in that for the discharge of the introduced gas non-contacting column ( 8th ) between the surface of the device or aggregate ( 2 ) and the enclosure ( 7 ) are provided. Explosionsschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der Oberfläche des Gerätes oder Aggregates (2) und der Einhausung (7) vorhandenen Spalte (8) mit einem temperaturbeständigen isolierenden Dichtmittel verschlossen sind, wobei für die Abführung des eingeleiteten Gases eine separate Vorrichtung vorgesehen ist.Explosion protection according to claim 1 or 2, characterized in that between the surface of the device or unit ( 2 ) and the enclosure ( 7 ) existing column ( 8th ) are sealed with a temperature-resistant insulating sealant, wherein a separate device is provided for the discharge of the introduced gas. Explosionsschutz nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (11, 12) zur Überwachung der Oberflächentemperatur des Gerätes oder Aggregates (2) und der Einhausung (7).Explosion protection according to one of the preceding claims, characterized by a device ( 11 . 12 ) for monitoring the surface temperature of the device or unit ( 2 ) and the enclosure ( 7 ). Explosionsschutz nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (13) zur Überwachung des Druckes innerhalb der Einhausung (7).Explosion protection according to one of the preceding claims, characterized by a device ( 13 ) for monitoring the pressure within the enclosure ( 7 ). Explosionsschutz nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Überwachung etwaiger Leckagen des Gerätes oder Aggregates (2).Explosion protection according to one of the preceding claims, characterized by a device for monitoring any leaks in the device or unit ( 2 ). Explosionsschutz nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhausung (7) aus Metall besteht und geerdet ist.Explosion protection according to one of the preceding claims, characterized in that the enclosure ( 7 ) is made of metal and grounded.
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