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Explosionssicherer Behälter aus Metall, insbesondere Gehäuse für Schlagwetterschutz
Die Erfindung bezieht sich auf explosionssichere Behälter aus Metall, besonders
auf Gehäuse für Schlagwetterschutz für elektrische Steuerapparate.
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Die bekannten explosionssicheren Behälter und Gehäuse für Motoranlasser
und andere Steuerapparate sind schwere und kostspielige Kästen aus Gußeisen oder
aus starkem Kesselblech. Die Behälter wurden derart gebaut, daß sie mit Sicherheit
im Behälter stattfindende Explosionen aushielten, die verhältnismäßig hohe Drücke
hervorriefen. Diese Behälter genügen zwar den technischen Anforderungen, sie sind
aber kostspielig in der Herstellung und wegen ihres Gewichtes schwer zu bewegen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen explosionssicheren Behälter zu
schaffen, der einfach in der Bauart, zuverlässig im Betrieb und wirtschaftlich herzustellen
ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der aus Gehäuse und
Deckel bestehende explosionssichere Behälter aus dünnerem Blech besteht und mindestens
eine Öffnung hat, die den Durchtritt von Gas gestattet, den Durchtritt von Flammen
aber verhindert. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß eine poröse Filterplatte zur
Lüftung eines explosionssicheren Behälters geschaffen, die es ermöglicht, den Behälter
aus verhältnismäßig leichtem, schwachem Metallblech herzustellen.
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Gemäß der weiteren Erfindung werden elastische und poröse Dichtungsmittel
an den Fugen zwischen Behälter und Deckel geschaffen, um das Heraustreten von Flammen
aus dem Behälter zu verhindern.
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Außerdem wird die poröse Filterplatte gegen Schaden durch explosive
Kräfte aus dem Innern des Behälters und gegen Stöße von außen gegen den Behälter
geschützt, ohne daß dadurch das Entweichen von durch eine Explosion entstehenden
Gasen beschränkt wird.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß eine Öffnung
in einem kastenähnlichen Behälter aus Blech von einer porösen Metallfilterplatte
verschlossen und daß die Filterplatte durch eine jalousieartige Klemmplatte gehalten
wird, die die Filterplatte gegen innere und äußere Kräfte schützt. Am Rand der Öffnung
ist eine elastische Metallgewebeschicht zwischen der Filterplatte und der Oberfläche
des Behälters angebracht, um eine Dichtung zu schaffen, die zwar nicht gasdicht,
aber wegen der Länge der Kanäle durch das zusammengedrückte Dichtungsmaterial flammensicher
ist, d. h. das Hindurchtreten von Flammen verhindert. Ferner ist um die Öffnung
für einen Deckel für den Behälter eine elastische Metallgewebedichtung angeordnet,
um eine flammensichere Abdichtung zwischen dem Deckel und dem Behälter zu schaffen.
Auf diese Weise kann Gas aus dem Behälter entweichen, um hohe Drücke im Behälter
zu vermindern. Flammen werden aber in den Kanälen durch die zusammengedrückten Dichtungsteile
der porösen Filterplatte so weit abgekühlt, daß sie nicht nach außen durchschlagen
können.
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Die Fig. 1 bis 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines Teiles eines explosionssicheren
Gehäuses mit den hauptsächlichen Merkmalen der Erfindung; Fig. 2 zeigt die einzelnen
Teile einer Entlüftungsöffnung; Fig. 3 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung
einer Dichtung an der Öffnung für den Deckel des Gehäuses; Fig. 4 ist eine Darstellung
ähnlich der Darstellung in der Fig. 3 und zeigt die vom Deckel zusammengedrückte
Dichtung; Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil der Entlüftungsanordnung
bei einem Überdruck im Gehäuse.
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In der Fig. 1 ist ein kastenähnliches Gehäuse 10
dargestellt,
das vorzugsweise aus Stahlblech besteht. Die einzelnen Teile des Kastens sind vorzugsweise
miteinander verschweißt. Eine Seite 11 des Kastens ist offen. Die Öffnung
ist von einem Flansch 12 umgeben. Sie kann mit einem abnehmbaren Deckel
13,
mit einem Flansch 14 verschlossen werden.
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Das Gehäuse 10 dient zur explosionssicheren Unterbringung von Motoranlassern
oder von anderen
Steuerapparaten, mit denen elektrische Stromkreise
unter Last geöffnet werden können. Bisher wurden diese Gehäuse aus schweren Gußstücken
oder aus Walzstahl von solcher Stärke gebaut, daß sie die Drücke aushalten, die
im Gehäuse durch eine Explosion des Gases erzeugt- werden, die z. B. durch den bei
der Unterbrechung des elektrischen Stromkreises gebildeten Lichtbogen eingeleitet
wird. Gemäß der Erfindung wird das Gehäuse aus verhältnismäßig leichtem Stahlblech
hergestellt und derart gebaut, daß das Gehäuse durch flammensicheres, d. h. den
Durchtritt von Flammen verhütendes Material hindurch entlüftet werden kann, um das
Entstehen von Überdrücken im Gehäuse zu verhindern.
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In einer Seitenwand 15 des Gehäuses 10 ist eine Öffnung 20 vorgesehen
(vgl. Fig. 2). Die Öffnung 20 wird durch eine starre, poröse, gesinterte Metallfilterplatte
16 abgedeckt, die an der Seitenwand 15 unter einer jalousieartigen Klemmplatte 17
befestigt ist. Eine Metallgewebedichtung 18 ist_ um die Öffnung 20 zwischen der
Filterplatte 16 und der Seitenwand 15 angeordnet.
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Die Filterplatte 16 kann aus feinen Teilchen oder aus Pulver von Metallen
mit guter Wärmeleitfähigkeit gebildet werden, wie z. B. Bronze oder einer Mischung
von Kupfer- und Zinnteilchen. Sie kann durch die bekannten Verfahren der Pulvermetallurgie
durch Zusammendrücken der Metallteilchen und Sintern der zusammengedrückten Masse
hergestellt werden, so daß die Teilchen zusammenschweißen (hartlöten), wobei zahlreiche
gewundene miteinander verbundene Poren zwischen den gesinterten Teilchen entstehen.
Das Ergebnis ist eine starre Metallplatte von entsprechender Stärke mit einer Vielzahl
von feinen miteinander verbundenen Zwischenräumen. Diese bilden viele feine Kanäle,
die vollständig durch die Platte hindurchgehen und durch die das Gas auf einem vielfach
gewundenen Wege ausströmen kann, wobei es abgekühlt wird, so daß keine Flamme hindurchtreten
kann. Die Filterplatte 16 stellt also eine beachtliche Metallmasse mit einer guten
Wärmeleitfähigkeit und Porosität dar. Die Platte gestattet den Durchtritt von Gasen,
verhindert jedoch die Flammen herauszutreten.
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Die Metallgewebedichtung 18 kann aus nichtrostendem Stahl, Bronze,
Kupfer oder anderen korrosionsfesten Metallen bestehen. Eine korrosionsfeste Legierung
mit hohem Nickel- und Kupfergehalt eignet sich besonders für diese Dichtung, da
sie einen -verhältnismäßig hohen Elastizitätsgrad besitzt und nach dem Einspannen
ihre ursprüngliche Form wieder annimmt.
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Die Klemm- und Stützplatte 17 hat eine Vielzahl von jalousiestreifen
19 und einen die Kante der Platte 16 bedeckenden Flansch 21. Der Flansch 21 erhöht
die Steifigkeit der Platte 17. Die Jalousiestreifen 19 schützen die Filterplatte
16 gegen von außen kommende Stöße. Gemäß der Fig. 5 bilden die Jalousiestreifen
19 auf der Innenseite der Klemmplatte 17 in Abständen angeordnete Stützen, die gegen
die nach außen gerichtete Oberfläche der porösen gesinterten Metallplatte 16 drücken.
Diese Anordnung hat Vorteile, weil die Platte 16 aus gesinterten Metallteilchen
keine hohe mechanische Festigkeit besitzt und durch die Explosion der brennbaren
Gase innerhalb des Gehäuses zerbrochen werden könnte. Auf diese-Weise wird die etwas
zerbrechliche Platte 16 durch die jalousieplatte 17 im wesentlichen über ihre ganze-Fläche
gestützt. Die jalousiestreifen 19 sind für diesen Zweck besonders geeignet, da sie
aus dem Blech nach außen heraus gebogen sind und sich nur mit ihren Kanten gegen
das Filter legen. Dadurch wird eine hohe mechanische Festigkeit erreicht, gleichzeitig
aber das Ausströmen von Gas aus der Oberfläche der porösen Platte nicht verhindert.
Ferner kann die Filterplatte Drücke aushalten, die im Gehäuse 10 entstehen können.
Auf diese Weise wird die Filterplatte 16 geschützt und gestützt, ohne daß der Gasstrom
durch die Filterplatte merklich beschränkt wird.
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Die Klemmplatte 17 kann an der Seitenwand 15 durch Schrauben 22 befestigt
werden, die durch hintereinander befindliche Öffnungen in der Klemmplatte 17, der
Filterplatte 16, der Dichtung 18 gehen und in Gewindelöcher 23 in der Seitenwand
15 geschraubt werden. Die Metallgewebedichtung 18 gestattet, Filterplatten
16 mit einer unebenen Oberfläche auf die Seitenwand 15 zu spannen, die auch eine
leicht unebene Oberfläche haben kann. Die durch die Dichtung 18 geschaffene Abdichtung
ist nicht gasdicht, aber verhindert wegen der Anzahl von Kanälen durch das zusammengedrückte
Dichtungsmaterial ein Durchschlagen der Flamme. Auf diese Weise wird das Durchschlagen
von Flammen durch die Öffnung 20 hindurch ins Freie verhindert.
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Der abnehmbare Deckel 13 ermöglicht den Zugang zur elektrischen Steuerausrüstung
im Gehäuse 10. Der Flansch 14 an dem Deckel 13 erhöht dessen Steifigkeit, der an
dem Gehäuse 10 durch Klemmschrauben 24 befestigt werden kann. Die Schrauben
24 werden auf den Flansch 14 durch U-förmige Bügel 25 gehalten. Sie können in Winkeleisen
26 geschraubt werden, die an den Seitenwänden des Gehäuses 10 befestigt sind.
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Eine aus einem Stück bestehende Metallgewebedichtung 27 mit einem
zylindrischen Teil 28 und einem flachen Teil 29 ist auf dem Flansch 12 rings um
die Öffnung 11 angeordnet. Die Dichtung 27 kann aus dem gleichen Material wie die
Dichtung 18 zusammengesetzt sein. Der flache Teil 29 der Dichtung kann durch
Klemmleisten 31 am Flansch 12 befestigt sein. Die Klemmleisten 31 können
am Flansch 12 des Gehäuses 10 angepunktet, angeschraubt oder angenietet sein.
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Der zylindrische Teil 28 der Dichtung 27 wird (s. Fig.4) zusammengedrückt,
wenn der Deckel 13
auf das Gehäuse aufgesetzt und durch die Befestigungsschrauben
24 festgeschraubt wird. Auf diese Weise wird eine flammensichere Abdichtung zwischen
dem Deckel 13 und dem Gehäuse 10 geschaffen, ohne daß die Oberfläche des Deckels
13 und des Kastens vollkommen glatt oder gerade zu sein brauchen. Die Elastizität
der Packung gewährleistet eine gute Dichtung, die ein Entweichen von Flammen durch
die Öffnung 11 hindurch ins Freie verhindert. Auch hier werden die Flammen durch
die Kanäle in den zusammengepreßten Dichtungsteilen abgekühlt.
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Da Gase an den Rändern der Öffnungen 11 und 20 durch die Metallgewebedichtungen
entweichen können, wird verhindert, daß der Druck im Gehäuse so groß wird, daß ihm
die Festigkeit des Gehäuses nicht gewachsen ist. Die Dichtungen helfen der Filterplatte
also, das Gehäuse zu entlüften.
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Die Erfindung ist nicht an das in den Zeichnungen gezeigte Ausführungsbeispiel
gebunden. Es kann z. B. das Gehäuse einen äußeren Flansch- an Stelle eines inneren
Flansches um die Öffnung 11 haben. Auch kann die Dichtung 27 auf der Innenseite
des Deckels 13 anstatt auf dem Flansch 12 angeordnet sein.
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Durch die Erfindung wird durch einfache, zuverlässige und verhältnismäßig
billige Mittel das Gehäuse entlüftet und so abgedichtet, daß man verhältnismäßig
leichtes Stahlblech zum Bau eines explosionssicheren Gehäuses verwenden kann. Die
Verwendung von
elastischen Metallgewebedichtungen um die Öffnungen
des Gehäuses verhindert das Entweichen von Flammen aus dem Gehäuse, gestattet aber
Gasen durch die Dichtungen zu entweichen, wodurch der Druck im Gehäuse verringert
wird. Ein nach der Erfindung gebautes explosionssicheres Gehäuse ist im Gewicht
leichter als Gehäuse aus schwerem Gußeisen oder aus Kesselblech aus Stahl.