DE19826911A1

DE19826911A1 - Verfahren zur Führung von im Innern eines Gehäuses gebildeten Explosionsgasen durch zünddurchschlagsicher ausgebildete Spalte und explosionsgeschütztes Gehäuse

Info

Publication number: DE19826911A1
Application number: DE1998126911
Authority: DE
Inventors: Uwe Klausmeyer
Original assignee: BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND VERTRETEN DURCH DAS BUNDESMINISTERIUM fur WIRTSCHAFT; Bundesrepublik Deutschland
Current assignee: R Stahl Schaltgeraete 74638 Waldenburg De GmbH
Priority date: 1998-06-17
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2000-01-05
Anticipated expiration: 2018-06-18
Also published as: EP1088383B1; AU5369699A; EP1088383A1; DE19826911C2; WO1999066626A1

Abstract

Die Führung von im Innern eines explosionsgeschützten Gehäuses (1) gebildeten Explosionsgasen durch konstruktiv bedingte, nach den Anforderungen für druckfest gekapselte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildete Spalte (5, 7) mit zueinander parallelen Spaltoberflächen läßt sich unter Verminderung der Anforderungen an die Spaltenge dadurch verbessern, daß die Menge der in die Spalte (5, 7) eintretenden Gase vermindert wird DOLLAR A und/oder die Strömung der durch den Spalt (5, 7) hindurchtretenden Gase durch konstruktive Gestaltungen des Spaltes (5, 7) behindert wird DOLLAR A und/oder die aus dem Spalt (5, 7) in den Außenraum austretenden Gase durch eine konstruktive Gestaltung des Spaltes (5, 7) auf eine gegenüber der Spaltfläche vergrößerte Außenfläche verteilt werden DOLLAR A und/oder die Zündfähigkeit der hindurchtretenden Gase durch konstruktive Ausbildungen des Spaltes (5, 7) herabgesetzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Führung von im Innern eines explosionsgeschützten Gehäuses gebildeten Explosionsgasen durch konstruktiv bedingte, nach den Anfor derungen für druckfest gekapselte Gehäuse zünddurchschlag sicher ausgebildete Spalte mit zueinander parallelen Spalt oberflächen. Die Erfindung betrifft ferner ein explosions geschütztes Gehäuse mit konstruktiv bedingten, nach den Anforderungen für druckfest gekapselte Gehäuse zünddurch schlagsicher ausgebildeten Spalten mit im wesentlichen zueinander parallelen Spaltoberflächen zur Durchführung des Verfahrens.

Zur Verhinderung von Explosionen in explosionsgefährdeten Bereichen ist es bekannt, besondere Maßnahmen vorzusehen, die verhindern, daß der explosionsgefährdete Bereich von einer Explosion erfaßt wird. Dies kann dadurch geschehen, daß beispielsweise bei elektrischen Geräten durch Steuerung der dabei wirksamen Energien dafür gesorgt wird, daß eine Zündung der potentiell explosiblen Atmosphäre nicht erfolgt. In vielen Fällen läßt sich aufgrund der Natur des Gerätes, beispielsweise bei der Verwendung einer Flamme oder bei energiereicheren elektrischen Anlagen, nicht ver meiden, daß es zu einer Explosion kommen kann. In diesem Fall wird das Gerät durch sein Gehäuse druckfest gekapselt, also dafür gesorgt, daß durch das druckfeste Gehäuse die Explosion im Innern des Gehäuses bleibt und nicht in den explosionsgefährdeten Außenbereich gelangt. Ein derartiges Gerätegehäuse muß in aller Regel geöffnet werden können oder es müssen Leitungen oder bei einem elektrischen Motor eine Welle nach außen geführt werden. In allen Fällen ent stehen Spalte, die so ausgebildet sein müssen, daß sie eine etwaige Explosionsflamme im Innern des Gehäuses löschen und abkühlen, bevor die entsprechenden Explosionsgase in den Außenraum gelangen und dort etwaige explosible Gase zünden.

Zur Gewährleistung einer ausreichenden Sicherheit für die Vermeidung des Austritts von Explosionen in den Außenraum eines druckfest gekapselten Gehäuses spielen die Parameter Spaltlänge und Spaltweite eine entscheidende Rolle. Die Spalte müssen so eng und so lang bemessen sein, daß eine Flamme der Gasexplosion gelöscht wird und die nachfolgenden Rauchgase der Explosion ausreichend abgekühlt nach außen strömen, um eine Wiederzündung im Außenbereich zu verhin dern. Die genannten Vorschriften sehen auch detaillierte konstruktive Ausführungen der Flammenlöschspalte vor. Für die konstruktive Verlängerung der Spaltlänge können dabei Labyrinthspalte, z. B. am Austritt einer Welle, zur Anwen dung kommen, die sich jedoch nur außerordentlich aufwendig realisieren lassen.

Die bekannte Variation von Spaltlänge und Spaltweite, also die Ausbildung möglichst enger und möglichst langer Spalte, stößt im Einzelfall auf erhebliche konstruktive Schwierig keiten, die zu einer erheblichen Verteuerung des Gerätes führen. Sollte sich bei der experimentellen Prüfung eines Gerätes herausstellen, daß die vorgesehenen Spaltlängen und Spaltweiten keine ausreichende Sicherheit gegen austretende Explosionen gewährleisten, muß der getestete Prototyp umkonstruiert und noch aufwendiger gestaltet werden.

Der Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, Verbesserungen der Konstruktionen der Gehäuse von explo sionsgeschützten Geräten zu ermöglichen, die sich nicht in der Veränderung der Parameter Spaltlänge und Spaltweite erschöpfen.

Ausgehend von dieser Problemstellung ist ein Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeich net,
daß die Menge der in die Spalte eintretenden Gase vermin dert wird
und/oder die Strömung der durch den Spalt hindurchtretenden Gase durch konstruktive Gestaltungen des Spaltes behindert wird
und/oder die aus dem Spalt in den Außenraum austretenden Gase durch eine konstruktive Gestaltung des Spaltes auf eine gegenüber der Spaltfläche vergrößerte Außenfläche verteilt werden
und/oder die Zündfähigkeit der hindurchtretenden Gase durch konstruktive Ausbildungen des Spaltes herabgesetzt wird.

Die Erfindung beruht auf der durch intensive Untersuchungen gefundenen Erkenntnis, daß die die Explosionsfortpflanzung unterdrückende Wirkung eines Spaltes durch konstruktive Ausbildungen des Spaltes und/oder des Gehäuses verbessert werden kann, so daß eine gleiche Sicherheit auch mit einer größeren Spaltweite oder geringeren Spaltlänge erzielbar ist, wodurch die Anforderungen an Toleranzen o. dgl. ver mindert und daher der Produktionsaufwand erheblich herabge setzt werden kann. Insbesondere ermöglicht die vorliegende Erfindung, eine bestehende, sich nicht als ausreichend erweisende Konstruktion durch Zusatzmaßnahmen, insbesondere Zusatzteile, so zu verbessern, daß die erforderliche Sicherheit gewährleistet ist.

Die Maßnahmen zur Verminderung der Menge der in die Spalte eintretenden Gase kann erfindungsgemäß durch einen den Spalt zum Innenraum hin begrenzenden, in den Innenraum ragenden Strömungsteiler erfolgen, der auf seiner dem Spalt abgewandten Seite gegenüber der betreffenden Gehäusewand hervorsteht. Der Strömungsteiler ist dabei vorzugsweise mit einer Spitze ausgebildet und mündet mit einer schräg ver laufenden Seite in die Gehäusewand ein. Dieser konstrukti ven Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß im Falle einer Explosion eine Explosionsfront auf den Spalt zuläuft, die eine lokale Druckerhöhung beinhaltet. Durch einen Strömungsteiler wird dafür gesorgt, daß ein Teil der auf den Spalt zulaufenden Explosionsfront vom Spalt wegge leitet wird und sich so im Innern des Gehäuses verläuft. Dieser Effekt kann noch dadurch unterstützt werden, daß das den Spalt gegenüberliegend von dem Strömungsteiler begren zende Bauelement gegenüber der Spaltanordnung zurücksprin gend angeordnet ist. Im Extremfall ist der Spalt auch auf der anderen Seite mit einem Strömungsteiler begrenzt. Die durch die genannten Anordnungen reduzierte Gasmenge läßt sich naturgemäß mit einem Spalt löschen und abkühlen, der geringeren Anforderungen entspricht als ein Spalt, der die gesamte Gasmenge der auf ihn treffenden Explosionsfront transportieren muß. Besonders schädlich ist bei vorbekann ten Spaltanordnungen eine häufig vorgesehene Entgratungs fase, die die von der Explosionsfront in den Spalt gedrück te Gasmenge noch erhöht.

Die Reduzierung der durch den Spalt zu löschenden und abzu kühlenden Gasmenge kann auch dadurch erfolgen, daß in der Gehäusewand Entlastungsöffnungen vorgesehen sind, durch die Gas aus dem Innern des Gehäuses in den Außenraum austreten kann. Derartige Entlastungsöffnungen können mit fest einge setzten Flammensperren, meist aus porösem, gut wärmeleiten den Material, unproblematisch so ausgebildet werden, daß sie Flammen und Explosionsgase sicher löschen bzw. abküh len. Die wesentlich problematischere konstruktive Ausbil dung von flammenlöschenden Spalten, die als Flächenspalte oder Ringspalte für Wellendurchführungen o. ä. ausgebildet sind, können dementsprechend wesentlich vereinfacht werden.

Ein wirksames Mittel zur Behinderung der Strömung der durch den Spalt hindurchtretenden Gase kann dadurch erfolgen, daß wenigstens ein in Strömungsrichtung des Spaltes verlaufen der geschlossener Kanal vorgesehen ist, der über einen gegen die Strömungsrichtung des Spaltes gerichteten Verbin dungskanal in den Spalt mündet. Durch diese Anordnung wird im Spalt eine Gegenströmung verursacht, die naturgemäß den Transport durch den Spalt nach außen verlangsamt und so einen intensiveren Kontakt zwischen Explosionsgasen und der abkühlenden Gehäusewand bewirkt. Ist der Spalt ein ringför miger Wellendurchtrittsspalt, sollten über den Umfang des ringförmigen Wellendurchtrittsspalts wenigstens drei Kanäle in dieser Weise angeordnet sein. Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Kanäle als einen äußeren, geschlossenen Ringspalt auszubilden, der über Verbindungsbohrungen mit dem Wellendurchtrittsspalt verbunden ist.

Eine weitere konstruktive Maßnahme zur Behinderung der Strömung der durch den Spalt hindurchtretenden Gase kann in der Strukturierung wenigstens einer Spaltoberfläche des Spaltes bestehen, um dadurch die Gasströmung zu verwirbeln und einen intensiveren Kontakt zwischen dem Gas und der kühlenden Spaltoberfläche zu erzielen.

Die Verteilung der aus dem Spalt in den Außenraum austre tenden Gase auf eine gegenüber der Spaltfläche vergrößerte Außenfläche gelingt beispielsweise dadurch, daß der Spalt ausgangsseitig mit einem erweiterten Querschnitt, vorzugs weise konisch erweiterten Querschnitt, abgeschlossen ist. Die gegenüber der Außenatmosphäre heißeren Gase, die den Spalt verlassen, werden dadurch auf ein größeres Gasvolumen verteilt als bei der herkömmlichen, bis zum Ausgangsende parallelen Spaltausbildung. In dem größeren Gasvolumen reduziert sich durch Mischung mit der Außenatmosphäre naturgemäß die mittlere Temperatur, so daß die Gefahr einer Wiederzündung im Außenraum reduziert wird.

Auf einem ähnlichen Effekt beruht die Maßnahme, bei einem Wellendurchtrittsspalt eine rotierende Spaltoberfläche des Wellendurchtrittsspalts mit der Mantelfläche eines mit der Welle zu einem Bauteil verbundenen ringförmigen Ansatzes zu bilden. Hierdurch wird erreicht, daß der Ringspalt einen größeren Durchmesser als die Welle aufweist, so daß die durch den Spalt tretenden Gase auch auf ein größeres Volu men in der Außenatmosphäre verteilt werden.

Die Herabsetzung der Zündfähigkeit der durch den Spalt hin durchtretenden Gase gelingt beispielsweise dadurch, daß der Spalt teilweise durch einen porösen, einen Gasdurchtritt erlaubenden Körper, vorzugsweise aus gut wärmeleitendem Material, begrenzt ist. Dadurch kann erreicht werden, daß ein Teil der durch den Spalt hindurchtretenden Gase den porösen Körper durchläuft und dabei abgekühlt wird. Es ist aber auch möglich, den porösen Körper so anzuordnen, daß das gesamte Gas, das durch den Spalt hindurchtritt, auch den porösen Körper durchläuft und so eine zusätzliche Abkühlung erfährt.

Eine Herabsetzung der Zündfähigkeit der durch den Spalt hindurchtretenden Gase kann auch durch eine katalytisch wirksame Ausbildung wenigstens einer der Spaltoberflächen erzielt werden. Dabei kann die katalytische Ausbildung nicht nur durch eine katalytische Beschichtung der Spalt oberfläche sondern auch durch die Ausbildung des porösen Körpers aus katalytischem Material realisiert werden. Durch die katalytische Beschichtung können reaktive Gruppen der Explosionsgase rekombinieren, also "nachverbrennen", so daß aus dem Spalt überwiegend inerte Reaktionsprodukte austre ten, also die Gefahr einer die Zündung im Außenraum hervor rufenden exothermen Reaktion herabgesetzt wird. Da bei die ser Ausbildung des Spaltes exotherme Reaktionen innerhalb des Spaltes ablaufen, muß darauf geachtet werden, daß die aus dem Spalt austretenden Gase ausreichend abgekühlt wer den, beispielsweise durch Nachschaltung eines porösen Kör pers zur Durchführung dieser Abkühlung.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen beruhen somit alle auf der Beeinflussung der Strömung der Gase oder der Gase selbst beim Eintritt in den Spalt, während der Strömung innerhalb des Spaltes und/oder beim Austritt aus dem Spalt. Die genannten Maßnahmen können einzeln realisiert werden.

Bevorzugt wird es aber sein, mehrere dieser Maßnahmen mit einander zu kombinieren, um die erzielbare Sicherheit zu vergrößern.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Elektro motor in einem druckfest gekapselten Gehäuse,

Fig. 2 bis 7 Detail-Schnittdarstellungen für Spaltausbildungen mit einem in den Innenraum ragenden Strömungsteiler,

Fig. 8 eine Schnittdarstellung eines Spaltes mit Entlastungsöffnungen,

Fig. 9 eine Schnittdarstellung für einen ringförmigen Wellenabdichtspalt mit einem Kanal zur Ausbildung einer Gegenströmung,

Fig. 10 eine Schnittdarstellung mit einer schematisch dargestellten Strukturie rung der Spaltoberflächen zur Verwir belung der Strömung innerhalb der Spalte,

Fig. 11 bis 13 Ausführungsformen für an der Aus trittsseite erweiterte Spalte,

Fig. 14 und 15 gegenüber dem Wellendurchmesser nach außen verlegte Wellenabdichtspalte,

Fig. 16 bis 19 durch poröse, gasdurchlässige Körper gebildete Bypass-Wege für einen Spalt,

Fig. 20 bis 22 Anordnungen von porösen, gasdurch lässigen Körpern als von der gesamten Gasmenge durchströmte Eingänge und Ausgänge von Spalten,

Fig. 23 eine Ausbildung eines porösen gasdurchlässigen Körpers mit einer Kugelschüttung,

Fig. 24 eine Ausbildung eines Wellendicht spalts unter Realisierung einer Kombination mehrerer Maßnahmen.

Fig. 1 zeigt ein druckfest gekapseltes Gehäuse 1, das ei nen aus Rotor 2 und Stator 3 bestehenden Elektromotor bein haltet. Der Rotor 2 ist mit Wellen 4 beidseitig aus dem druckfest gekapselten Gehäuse 1 herausgeführt. Zur Heraus führung der Welle 4 bildet das Gehäuse einen Spalt 5 in Form eines Wellenabdichtspaltes zwischen der Welle 4 und einem Lagerschild 6, das über einen Flachspalt 7 an dem Gehäuse 1 anliegt und mit diesem beispielsweise verschraubt ist. Das Lagerschild 6 trägt ein Kugellager 8 zur Führung der Welle 4.

Das Gehäuse ist mit einem aufgesetzten Anschlußkasten 9 versehen an dem ebenfalls Flachspalte 7 ausgebildet sind. Rotor 2 und Stator 3 befinden sich im Innenraum 10 des Gehäuses 1, der über einen Kabelkanal 11 mit dem Innenraum des Anschlußkastens 9 verbunden ist.

Die nachfolgenden Zeichnungsfiguren befassen sich mit der Ausbildung der Spalte 5, 7. Die zwischen feststehenden Ge häuseteilen ausgebildeten Spalte 7 können als flache und/ oder konzentrische Spalte ausgebildet sein.

Fig. 2 zeigt einen rechtwinklig abgewinkelten Spalt 7 zwi schen zwei feststehenden Teilen des Gehäuses 1. Zum Innen raum 10 hin ist der Spalt auf einer Seite mit einem in den Innenraum 10 ragenden Strömungsteiler 13 ausgestattet, der als Spitze ausgebildet ist und mit einer schräg verlaufen den Seite 14 in die zugehörige Gehäusewand einmündet. Fig. 2 zeigt schematisch, daß eine gegen den Spalt 7 laufende Explosionsfront 15 durch den Strömungsteiler 13 aufgeteilt wird, so daß ein Teil der Gase der Explosionsfront 15 auf der schräg verlaufenden Seite 14 abgeleitet wird und sich so im Innenraum 10 verläuft, also nicht in den Spalt 7 gelangt.

Eine ähnliche Ausführungsform zeigt Fig. 3, bei der die dem Strömungsteiler 13 gegenüberliegende Wand des Spaltes 7 den Verlauf der schrägen Seite 14 fortsetzt und so eine Ausnehmung 16 bildet, durch die die zugehörige Seitenwand somit gegenüber dem Spalt 7 zurückspringt, wodurch die Auf teilung der Gase der Explosionsfront 15 noch unterstützt wird.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, das wirkungsmäßig mit dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungs beispiel übereinstimmt, ist der Spalt 7 mit Abstand zu der dem Strömungsteiler 13 gegenüberliegenden Innenwand ange ordnet, so daß die Innenwand aus diesem Grund gegenüber dem Spalt 7 zurückspringend ausgebildet ist.

Fig. 5 zeigt eine durch ein Gehäuse 1 hindurchgeführte Welle 4 mit einem ringförmigen Wellendichtspalt 5. Auch der Spalt 5 ist mit einem Strömungsteiler 13 zur Innenseite 10 des Gehäuses 1 hin abgeschlossen, so daß die anlaufenden Explosionsfronten 15 die oben erläuterte Aufteilung erfah ren. Der Strömungsteiler 13 ist dabei ringförmig ausgebil det, mit einer die Spaltoberfläche des Gehäuses 1 fortset zenden Innenwand und einer schräg nach außen zur Gehäuse wand 1 verlaufenden Außenseite 14.

Die Fig. 6 zeigt die Realisierung einer Ausnehmung 16, die in diesem Fall an der Welle 4 erfolgt ist und mit der die schräge Seite 14 im Bereich der Welle 4 etwas fortgesetzt ist, um die Aufteilung der Explosionsfront 15 zu begünsti gen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 erfolgt der glei che Effekt analog zu der Ausführungsform gemäß Fig. 4, in dem der Spalt 5 durch einen entsprechenden Ansatz 17 der Welle 4 um ein Stück radial nach außen verlegt worden ist.

Fig. 8 zeigt analog zur Fig. 1 einen Spalt 7. In die Wand des Gehäuses 1 sind dabei zwei Entlastungsöffnungen 18 ein gebracht, durch die der Innenraum 10 mit der äußeren Atmo sphäre verbunden ist. In die Entlastungsöffnungen 18 sind Flammensperren 19 fest eingesetzt, die beispielsweise durch poröse, gasdurchlässige und gut wärmeleitende Körper gebil det sind. Der Einsatz der Flammensperren 19 in die Entla stungsöffnungen 18 ist nicht problematisch, da in der Ent lastungsöffnung 18 keine relativ zueinander bewegten Teile vorhanden sind. Demgegenüber ist die Ausbildung der Spalte 5, 7 mit gegeneinander bewegbaren Teilen deutlich problema tischer. Durch die Entlastungsöffnungen 18 wird ein Teil der mit der Explosionsfront 15 anlaufenden Explosionsgase sicher in das Äußere des Gehäuses 1 geleitet, so daß der Druck auf den Spalt 7 deutlich reduziert wird.

Fig. 9 verdeutlicht eine Welle 4 mit dem zugehörigen Ring spalt 5. Radial außen von dem Ringspalt 5 ist eine Bohrung 20 angeordnet, die zur Außenseite mit einem Verschluß 21 sicher verschlossen ist. Die einen Kanal bildende Bohrung 20 ist durch einen im spitzen Winkel zurückgerichteten Ver bindungskanal 22 mit dem Ringspalt 5 verbunden.

Die über die Explosionsfront 15 auf die dargestellte Anord nung unter Druck auftreffenden Gase werden durch den Ring spalt 5 einerseits und andererseits in die Bohrung 20 ge drückt. Da die Bohrung 20 durch den Verschluß 21 verschlos sen ist, strömen die Gase über den rückwärts gerichteten Verbindungskanal 22 in den Ringspalt 5, also mit einer überwiegend rückwärts gerichteten Bewegungsrichtung. In dem Ringspalt 5 wird daher im Bereich der Einmündung des Ver bindungskanals 22 eine Gegenströmung erzeugt, die das Aus strömen der Gase der Explosionsfront 15 durch den Ringspalt 5 behindert und verringert. Aufgrund der geringeren Strö mung kann bereits ein Zünddurchschlag verhindert werden.

Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist sowohl an das Lagerschild 6 des Gehäuses 1 ein Ansatz 23 als auch an die Welle 4 ein Ansatz 24 angebracht. Der Ring spalt 5 zwischen Welle 4 und Lagerschild 6 wird durch den Abstand zwischen den beiden Ansätzen 23 und 24 fortgesetzt. Der Ansatz 23 ist am Lagerschild 6 ortsfest, während der Ansatz 24 mit der Welle 4 rotiert. Die beiden zueinander zeigenden Oberflächen 25, 26 der Ansätze 23, 24 sind mit sägezahnförmigen Rillen 27 versehen, die dazu dienen, die Strömung in dem Ringspalt 5 zu verwirbeln und daher den Kontakt zwischen Explosionsgasen und den Gehäuseteilen 23, 24 zu verbessern, wodurch eine verbesserte Abkühlung der Gase erzielt wird.

Fig. 11 zeigt einen Ringspalt 5 zwischen einer Welle 4 und einem Lagerschild 6, der in üblicher Weise ausgebildet ist. Auf das Lagerschild 6 ist jedoch ein ringförmiges Ansatz teil 28, z. B. durch Aufschrauben, aufgesetzt, das eine den Ringspalt 5 konisch erweiternde Innenfläche 29 aufweist. Die durch den Spalt 5 hindurchtretenden Gase gelangen daher nicht in konzentrierter und gerichteter Form in den Außen raum, sondern verteilen sich fächerartig unter sofortiger Verdünnung und Abkühlung, wie dies die schematisch einge zeichneten Pfeile verdeutlichen.

Eine ähnliche Ausbildung eines Ausganges eines Spaltes 7 zeigt Fig. 12, wo beide Gehäuseteile des Spaltes 7 mit einer schrägen Seitenwand zur Ausbildung einer konischen Erweiterung des Spaltes 7 versehen sind.

Fig. 13 verdeutlicht schematisch eine Gasaustrittswolke 30 für die Ausbildungsform gemäß Fig. 12, und im Unterschied dazu gestrichelt eingezeichnet, eine Gasaustrittswolke 301 für eine herkömmliche Spaltausbildung. Es ist erkennbar, daß die bei der erfindungsgemäßen Ausbildung auftretende Gasaustrittswolke 30 eine erhebliche Verdünnung und damit Abkühlung der Explosionsgase bewirkt.

Fig. 14 zeigt wiederum einen Ringspalt 5 zwischen einer Welle 4 und einem Lagerschild 6. Ähnlich wie bei der Aus führungsform gemäß Fig. 10 ist auch hier ein Ansatzteil 31 am Lagerschild 6 und ein Ansatzteil 32 an der Welle 4, bei spielsweise durch Schweißen, befestigt. Zwischen den Ansatzteilen 31, 32 und dem Lagerschild 6 wird der Ring spalt 5 fortgesetzt, endet somit jedoch auf einem deutlich größeren Radius als durch die Welle 4 vorgegeben. Aufgrund des Austritts auf einem größeren Radius liegt für das den Ringspalt 5 durchlaufende Gas eine wesentlich größere Aus trittsfläche vor als bei einem geradlinig verlaufenden Ringspalt 5. Die größere Austrittsfläche wiederum bewirkt unmittelbar eine größere Verdünnung der austretenden Gase.

Bei der in Fig. 15 dargestellten Ausführungsform wird der gleiche Effekt der Radiusvergrößerung für den Ringspalt 5 bewirkt. Allerdings in diesem Fall dadurch, daß auf die Welle 4 das Ansatzteil 32' aufgesetzt oder einstückig mit der Welle 4 verbunden ist und das Lagerschild 6 radial fluchtend mit dem Ansatzstück 32 positioniert ist, so daß der Ringspalt 5 zwischen dem Lagerschild 6 und dem Ansatz teil 32' entsteht.

Auch dieser Ringspalt weist somit einen wesentlich größeren Radius, auf als er durch die Welle 4 vorgegeben ist.

Bei den in den Fig. 16 und 17 dargestellten Ausführungs beispielen ist wiederum ein Ringspalt zwischen einer Welle 4 und dem Lagerschild 6 ausgebildet, der sich zwischen den Ansatzteilen 31, 32 fortsetzt, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Ansatzzeile 31, 32 so ausgebildet sind, daß sie eine Art Labyrinthspalt zwischen sich ein schließen. Ein Teil 31' des feststehenden Ansatzes 31 ist dabei als poröser, gasdurchlässiger Körper ausgebildet, der über eine erhebliche Länge den gebildeten Labyrinthspalt begrenzt. Der poröse Körper bildet somit eine Art Bypass für das sonst im Spalt transportierte Gas. Da der poröse Körper 31' vorzugsweise aus gut wärmeleitendem Material, beispielsweise Sintermetallen gebildet ist, kühlt sich das ihn durchlaufende Gas schnell ab und tritt in den Aus trittsteil des Spaltes 5 in stark abgekühlter Form ein.

In gleicher Weise wirken die porösen Körper 33 für die Spalte 7 gemäß den Ausführungsformen in Fig. 18 und Fig. 19. Fig. 19 zeigt eine Variante, bei der auch der Spalt 7 als ein Labyrinthspalt ausgebildet ist und in diesem Bereich von dem porösen Körper 33 begrenzt wird.

In Fig. 20 ist ein poröser Körper 33 im Innenraum 10 am Spalteingang angeordnet und wird mit einem Federelement 34 gegen eine als Deckel wirkende Gehäusewand gedrückt.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 21 befindet sich der po röse Körper 33 am ausgangsseitigen Ende des Spaltes 7. In beiden Fällen durchströmen die gesamten, vom Spalt 7 trans portierten Gase den porösen Körper 33, wodurch sie die ge wünschte erhebliche Abkühlung erfahren.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 22 zeigt eine Anord nung, die wirkungsmäßig der Anordnung in Fig. 21 ent spricht, jedoch für das Ausführungsbeispiel einer Kabel durchführung 35 vorgesehen ist. Der dabei gebildete Ring spalt 5 wird durch einen ringförmigen porösen Körper 33 zur Außenseite hin abgeschlossen, wodurch der Abkühlungseffekt erzielt wird.

Fig. 23 verdeutlicht, daß ein poröser Körper 31', 33 auch durch eine Kugelschüttung 36 gebildet sein kann, die sich in einem Gehäuse befindet, das die beiden Oberflächen 37 eines Spaltes bildet und an den axialen Enden verschweißt sein kann. Die Wände 37 können dabei ein gasdurchlässiges Sieb oder Lochblech sein. Die Ausbildung einer Kugelschüt tung 36 ermöglicht die Verwendung von katalytisch wirksamen Pellets, die die Nachverbrennung der Explosionsgase ermög lichen und so bewirken, daß praktisch nur noch inerte Gase nach außen gelangen. Ggf. muß noch eine Abkühlstrecke aus nicht katalytisch wirksamen Kugeln oder einem entsprechen den porösen Körper 33 vorgesehen werden, um eine Wieder zündung durch die aufgeheizten Gase im Außenraum zu verhin dern.

Fig. 24 zeigt schließlich eine Kombination verschiedener Maßnahmen an einem Ringspalt 5 zwischen einer Welle 4 und einem Lagerschild 6. Auf der Innenseite ist auf die Welle 4 ein Ansatz 32 mit der Ausbildung eines Strömungsteilers 13 angebracht. Ein ähnlicher Ansatz mit ebenfalls einem Strö mungsteiler 13 befindet sich auf der Innenseite des Lager schilds 6. Der Ringspalt 5 ist dabei als Labyrinthspalt ausgebildet und teilweise durch einen porösen Körper 31', der am Lagerschild 6 angebracht ist, begrenzt. Eine spie gelsymmetrische Ausbildung mit Ansätzen 31' und 32 findet sich auf der Ausgangsseite des Ringspaltes 5, auf der der Ringspalt 5 mit einem gegenüber dem Durchmesser der Welle 4 stark vergrößertem Durchmesser austritt.

Mit einer derartigen Kombination von Maßnahmen wird eine höchstmögliche Sicherheit erreicht. Diese erlaubt die Her absetzung der sonst sehr engen Toleranzen für die Weite des Spaltes 5, wodurch erhebliche Einsparungen in der Fertigung erzielbar sind.

In allen beschriebenen Ausführungsformen kann vorgesehen werden, die jeweiligen Spaltoberflächen katalytisch zu beschichten, um die Nachverbrennungs- und Rekombinations effekte zu erzielen.

Claims

l. Verfahren zur Führung von im Innern (10) eines explo sionsgeschützten Gehäuses (1) gebildeten Explosions gasen (15) durch konstruktiv bedingte, nach den Anfor derungen für druckfest gekapselte Gehäuse zünddurch schlagsicher ausgebildete Spalte (5, 7) mit zueinander parallelen Spaltoberflächen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Menge der in die Spalte (5, 7) eintretenden Gase vermindert wird
und/oder die Strömung der durch den Spalt (5, 7) hin durchtretenden Gase durch konstruktive Gestaltungen des Spaltes (5, 7) behindert wird
und/oder die aus dem Spalt (5, 7) in den Außenraum aus tretenden Gase durch eine konstruktive Gestaltung des Spaltes (5, 7) auf eine gegenüber der Spaltfläche ver größerte Außenfläche verteilt werden
und/oder die Zündfähigkeit der hindurchtretenden Gase durch konstruktive Ausbildungen des Spaltes (5, 7) her abgesetzt wird.
2. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv bedingten, nach den Anforderungen für druckfest gekap selte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5, 7) mit im wesentlichen zueinander paralle len Spaltoberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen den Spalt (5, 7) zum Innenraum (10) hin begrenzenden, in den Innenraum (10) ragenden Strömungsteiler (13), der auf seiner dem Spalt (5, 7) abgewandten Seite gegenüber der betreffenden Gehäusewand hervorsteht.
3. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsteiler mit einer Spitze ausgebildet ist und mit einer schräg ver laufenden Seite (14) in die Gehäusewand einmündet.
4. Explosionsgeschützes Gehäuse (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den Spalt (5, 7) gegenüberliegend vom Strömungsteiler (13) begrenzende Bauelement gegenüber der Spaltanordnung zurückspringend ausgebildet ist.
5. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv bedingten, nach den Anforderungen für druckfest gekap selte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5, 7) mit im wesentlichen zueinander paralle len Spaltoberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gehäusewand mit Flammensperren (19) versehene Entla stungsöffnungen (18) vorgesehen sind.
6. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv bedingten, nach den Anforderungen für druckfest gekap selte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5, 7) mit im wesentlichen zueinander paralle len Spaltoberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein in Strömungsrichtung des Spaltes (5) verlaufender geschlossener Kanal (20) vorgesehen ist, der über einen gegen die Strömungsrichtung des Spaltes (5) gerichteten Verbindungskanal (22) in den Spalt (5) mündet.
7. Explosionsgeschütztes Gehäuse nach Anspruch 6, bei dem der Spalt ein ringförmiger Wellendurchtrittsspalt (5) ist, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang des ringförmigen Wellendurchtrittsspaltes wenigstens drei Kanäle (20) angeordnet sind.
8. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv bedingten, nach den Anforderungen für druckfest gekap selte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5, 7) mit im wesentlichen zueinander paralle len Spaltoberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Oberfläche (24, 25) des Spaltes (5) zur Verwirbe lung der hindurchtretenden Gasströmung strukturiert ist.
9. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv bedingten, nach den Anforderungen für druckfest gekap selte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5, 7) mit im wesentlichen zueinander paralle len Spaltoberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (5, 7) ausgangsseitig mit einem erweiterten Querschnitt abgeschlossen ist.
10. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv bedingten, nach den Anforderungen für druckfest gekap selte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5, 7) mit im wesentlichen zueinander paralle len Spaltoberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei dem der Spalt ein ringförmiger Wellendurchtrittsspalt (5) ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine rotierende Spaltoberfläche des Wellendurch trittsspalts (5) mit der Mantelfläche eines mit der Welle (4) zu einem Bauteil verbundenen ringförmigen Ansatzes (32, 32') gebildet ist.
11. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv bedingten, nach den Anforderungen für druckfest gekap selte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5, 7) mit im wesentlichen zueinander paralle len Spaltoberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (5, 7) teilweise durch einen porösen, den Gasdurchtritt erlaubenden Körper (31', 33) begrenzt ist.
12. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Körper (31', 33) aus einem gut wärmeleitenden Material bestehen.
13. Explosionsgeschütztes Gehäuse (1) mit konstruktiv bedingten, nach den Anforderungen für druckfest gekap selte Gehäuse (1) zünddurchschlagsicher ausgebildeten Spalten (5, 7) mit im wesentlichen zueinander paralle len Spaltoberflächen, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Spaltoberflächen katalytisch wirksam ausgebil det ist.
14. Explosionsgeschütztes Gehäuse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den Spalt (5, 7) eingesetz ter poröser Körper (31', 33) eine katalytisch wirksam ausgebildete innere Oberfläche aufweist.
15. Explosionsgeschützes Gehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die konstruktive Maßnahme durch ein zusätzlich angebrachtes Bauelement verwirklicht ist.