DE2319033A1 - Detektor zum anzeigen brennender oder gluehender teilchen - Google Patents

Description

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Detektor zum Anzeigen brennender oder glühender Teilchen

Die Erfindung betrifft einen Detektor zum Anzeigen bei der Förderung einer Teilchenmasse auftretender heisser, d.h. brennender oder glühender Teilchen. Ein Beispiel für ein Gebiet, auf dem die Erfindung zur Anwendung kommen kann, sei die Druckluftförderung brennbarer Teilchen, wie Zellstoffasern, in Rohrleitungen im Zusammenhang mit Bearbeitung oder Trocknung des Stoffes genannt. Hierbei können Teilchen so stark erhitzt werden» dass sie in einer Gefahrenzone Funken oder feurige Schwebeteilchen bilden oder vom Fordergas durch eine solche Zone gefördert werden. Derartige glühende Teilchen können, wenn sie eine genügende Energiemenge enthalten, einen Brand, oder eine Explosion auslösen, wodurch grosse Schaden und damit zusammenhängende Betriebsunterbrechungen verursacht werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die glühenden Teilchen in sicherer V/eise entdecken zu können, auch wenn ihre Geschwindigkeit hoch ist, und sie bezweckt, in kürzester

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Zeit, wie Millisekunden, Gegenmittel zur Abschirmung des Gefahrenbereichs und/oder zum Zuführen von Lösch- oder Erstickungsmitteln einzusetzen, bevor ein Brand oder eine Explosion entsteht. Dies wird im wesentlichen dadurch erzielt, dass ein Fühler in dem Gesichtsfeld für die Teilchen mit mindestens zwei voneinander getrennten Abfühlzonen ausgeformt ist, die so angeordnet sind, dass sie bei verschiedenen Lagen eines heissen Teilchens während dessen Bewegung und damit an aufeinander folgenden Zeitpunkten die Wärmestrahlung des Teilchens auf mindestens ein, mit jeder der einzelnen Zonen zusammenarbeitendes, lichtempfindliches Element übertragen, derart, dass von den Zonen ausgehende Signale eine Pulsfolge bilden, die über einen Verstärker zum Unschädlichmachen der Teilchen ausnutzbar ist. Infolgedessen, dass wenigstens zwei Zonen mit sehr kurzem Zeitintervall von den glühenden Teilchen betätigt werden, wird eine Auslösung von Alarm durch ungefährliche Lichtoder Wärmeveränderungen im Gesichtsfeld, z.B. durch Ein- * schalten von Lampen, öffnen von Fensterläden für Tageslicht o.dgl., verhindert.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf einige in den anliegenden Zeichnungen beispielsweise dargestellter Ausführungsformen näher beschrieben werden, und dabei sollen auch weitere, die Erfindung kennzeichnende Eigenschaften angegeben werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführung eines Detektors mit einem auf einer Rohrleitung sitzenden Fühler, und

Fig. 2 - k in vergrössertem Masstab Schnitte durch drei Ausführungsformen des Fühlers.

In der Fig. 1 ist ein Rohr 10 angedeutet, durch das ein Stoff in Teilchenform, wie Zellstoffasern, mit Hilfe eines gasförmigen Mittels, wie einem Gemisch von Luft und Verbrennung· gasen, gefördert wird. Auf dem Rohr sitzt ein generell mit bezeichneter Fühler, der im einzelnen nach Massgabe einer der Fig. 2-4 ausgeführt sein kann. Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist auf einer Platte IU ein Gehäuse 16 angebracht, das eine Mehrzahl, im vorliegenden Fall sechs Zellen

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bildet, die durch Zwischenwände 20 voneinander getrennt und oben durch ein als Raster ausgebildetes Dach 22 überdeckt sind. Das Dach 22 ist mit zueinander parallelen geraden Schlitten oder Spalten 24 versehen, und zwar mit je einem für jede Zelle 18. Das Dach ist von einer licht- oder wärmedurchlässigen Schicht 25 überdeckt, die das Eindringen von Fremdteilchen in die Zellen 18 verhindert. Die Schlitze oder Spalten 2t verlaufen senkrecht zur Längsrichtung des Rohres Die einzelnen Zellen 18 sind voneinander und abgesehen von den Schlitzen 24 auch von der Umgebung abgeschirmt. Am Boden jeder Zelle, und zwar zweckmässig in 4er Mitte der ebenso wie die Schlitze 24 langgestreckten Zellen 18, sitzt ein lichtempfindliches Element 24, wie z.B. eine Photozelle,, das innerhalb einer Abfühlzone mit kleinem, von Ebenen 28,3 0 begrenzten Raumwinkel vom Innern des Rohres her ausgesandte Wärme- bzw. Lichtstrahlung aufzufangen vermag. Jede Abfühlzone bildet somit senkrecht zur Ebene der Zeichnung einen Spalt, der von den Ebenen 28, 30 begrenzt ist. Die verschiedenen Zonen sind bei der Ausführung nach Fig. 2 voneinander getrennt, und wenn daher ein glühendes Teilchen entlang der Linie 33 durch das Rohr hindurchgeht, befindet es sich innerhalb des Gesichtsfeldes des lichtempfindlichen Elements 26 der ersten Abfühlzone von der Lage 32 bis zur Lage 32". Danach hört die Betätigung des Fühlers 12 durch das Teilchen auf, bis es die Begrenzungsfläche 28 der nächsten Abfühlzone erreicht, wobei das nächste lichtempfindliche Element 26 eine Wärmestrahlung während des Durchgangs des Teilchens durch diese Abfühlzone bis zu der Lage 32' empfängt usw. Das glühende Teilchen 32 wird also nacheinander und während voneinander getrennter Zeitpunkte.seine Wärmestrahlung an die hintereinander angeordneten lichtempfindlichen Elemente 26 abgeben.

An die Elemente 26 ist ein oder sind mehrere Verstärker in einer Sicherheitsüberwachungseinrichtung 36 angeschlossen. Die als Pulsfolge von den verschiedenen lichtempfindlichen Elementen ausgesandten Signale gehen dann durch eine Filtereinheit 3 8 hindurch, die so beschaffen ist, dass sie nur Pulse durchlässt, deren Steilheit (Pulsfront) einen eingestellten Wert übersteigt. Dies trägt dazu bei, den Detektor für

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unzugehörige Störungen unempfindlich zu machen. Die Pulsfolge geht danach durch einen Impulsformer M-O,-"eine Z$hieinheit 42 und eine Alarmeinheit 44 hindurch, und von letzterer gehen dann die Alarmsignale aus. Damit ein Alarm ausgelöst wird, müssen bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 sechs lichtempfindliche Elemente 2 6 nacheinander der Strahlung von dem glühenden Teilchen ausgesetzt werden. Der Sinn dieser Ausgestaltung ist die Ausschaltung solcher einfallender Lichteffekte, die ungefährlich sind, trotzdem aber die lichtempfindlichen Elemente betätigen und von der Filtereinheit nicht aussortiert werden. Die Anzahl durchgelassener und genehmigter Pulse wird von dem Zählwerk 42 gezählt, das selbsttätig den Detektor auf Null stellt, wenn eine nichteingestellte Anzahl von Pulsen während eines normalen Zeitabschnitts eingegangen ist. Hierdurch wird falscher Alarm verhindert.

Normalerweise liegt die von glühenden Teilchen herrührende Strahlung innerhalb des infraroten Bereichs. Durch geeignete Wahl lichtempfindlicher Elemente kann der Fühler für normales Tageslicht und das Licht von beispielsweise Leuchtröhren unempfindlich gemacht werden. Ferner stellt die Filtereinheit dadurch, dass sie nur eingehende Pulse mit einer Front mit steilem Charakter durchlässt, sicher, dass brandungefährliche Störungen keinen Alarm auslösen können. Der-Detektor ist also in mehrfacher Hinsicht so ausgestaltet, dass Fehlauslösungen vorgebeugt sind. Dagegen spricht der Detektor auf glühende Teilchen auch an, wenn die Strömungsgeschwindigkeit im Gesichtsfeld wie im Rohr 10 sehr hoch ists und daher reicht die für die Sicherheitsüberwachungseinrichtung 3 6 zur Verfügung stehende Zeit zur schnellen Unterbrechung des Prozessverlaufs ehe ein Brand oder eine Explosion in der Anlage auftreten können.

Die Fig. 3 zeigt einen Fühler mit drei lichtempfindlichen Elementen 45, die in einem Raum 48 untergebracht sind, dessen Dach 22 als Raster ausgestaltet ist» Das Dach 22 hat die Form einer Halbkugel und ist mit parallel zueinander verlaufenden Schlitzen oder Spalten 50 versehen, die der Halbkugel

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bis zur Höhe der lichtempfindlichen Elemente hinab einschneiden, lieber dem Dach 22 ist eine Glasschicht 57 vorgesehen. Durch Verwendung einer Halbkugel werden die Schlitze 50 quer zur Bahn der Teilchen mit untereinander ungleichen Langen erhalten. Der Mittelschlitz 50 wird also langer als die seitlich neben ihm liegenden Schlitze. Ein zentral durch die Leitung hindurchgehendes Teilchen 32 wird dreimal an Schlitzen in der Abfühlzone vorbeigehen. Jedes Mal, wenn ein lichtempfindliches Element 46 der von dem Teilchen 32 herrührenden Strahlung ausgesetzt wird, gelangt ein Puls zuvder Sieherheitsüberwachungseinrichtung 36 und betätigt den Detektor in derselben Weise, wie oben bereits im Zusammenhang mit der Fig„ 1 besehrieben wurde. Die Ausführungsform gemSss der Fig. 3 ist von der Förderrichtung des Teilchens unabhängig.

Bei der Ausführungsform nach der Figo H ist der Fühler 12 durch eine Zwischenwand 52 in zwei voneinander getrennte Abfühlzonen aufgeteilt, die jede über den verhältnismässig grossen Raumwinkel ν' reicht. Jede Zone hat ein:.lichtempfindliches Element 5fe„ Der Fühler ist in' ein kuppel·⁰ förmigess durchsichtiges Gehäuse 56 eingeschlossen,, Bei dieser Ausführung wird der Fehler zweimal bei dem Vorbeigang des glühenden Teilchens an dem Raster betätigt mit einer Unterbrechung über eine Strecke, deren Lange von der Zwischenwand 52 bestimmt wird.

Ein Gebiet, auf dem die Erfindung mit Vorteil zur Anwendung kommen kann, ist das Trocknen von durch einen oder mehrere Mahlvorgänge hergestellter Zellstoffasernο Die feuchten Fasern werden zum Durchgang durch eine Trockeneinrichtung gebracht, der heisse Gase von einen Brenner zugeführt werden. Die getrockneten Fasern werden dann von dem Gasstrom mitgenommen und mittels zweckgeeigneter Luft™ zieher zu einem Wirbelabseheider geführt, wo die getrockneten Fasern von dem Gas und einem grossen Teil ihres Wassergehalts befreit werden.Der Detektor nach der Erfindung wird hierbei in die Leitung zwischen Trockeneinrichtung und Wirbelab-

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scheider eingesetzt, um zu verhindern, dass in der Trockeneinrichtung zum Glühen erhitzte Faserteilehen zum Wirbelabscheider bzw. einem nach diesem vorgesehenen Stabfilter mitfolgen. Hierdurch wird die sonst hohe Brand- und Explosionsgefahr dadurch beseitigt,, dass der Detektor praktisch augenblicklich den Trocknungsverlauf unterbricht und/oder brandhemmende Mittel in die Anlage einleitet.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigten Ausführungsfarrnen begrenzt, sondern lässt sich im weitesten Sinne innerhalb des Rahmens des ihr zugrunde liegenden Leitgedankens abwandeln» Durch die Wahl verschiedener Typen lichtempfindlicher Elemente oder die Verwendung verschiedener Filtertypen kann der Fühler¹ for eine Strahlung gewünschter Frequenz empfindlich gemacht werden.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   { l) Detektor für Anzeigen bei der Förderung einer Teilchenmasse auftretender heisser, d.h. brennender oder glühender Teilchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fühler (12) in dem Gesichtsfeld für die Teilchen (32) mit mindestens zwei Abfühlzonen geformt ist, die angeordnet sind, dass sie bei verschiedenen Lagen eines Teilchens während dessen Bewegung und damit an zwei verschiedenen Zeitpunkten die Wärmestrahlung des Teilchens auf mindestens ein mit jeder der Zonen zusammenarbeitendes, lichtempfindliches Element (26, 46, 54) übertragen, derart, dass von den Zonen ausgehende Signale eire Pulsfolge bilden, die über einen Verstärker (34) für die Unschädlichmachung des Teilchens ausnutzbar ist.
2. 2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zone ihr eigenes lichtempfindliches Element (26, 54) hat.
3. 3. Detektor nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η- ζ e i c hn e t, dass die Zonen ein gemeinsames lichtempfindliches Element haben.
4. 4» Detektor nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekenn ze ichnet, dass der Fühler (12) mit einem Raster (42) ausgeformt ist, das zueinander parallele, die Abfühlzonen begrenzende freie'Schlitze oder Spalten (24, 50/ bildet.
5. 5. Detektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Raster kuppeiförmig ist.
6. 6. Detektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Raster gleichmittige, kreisförmige Schlitze oder Spalten aufweisen, die die von einem Teilchen (32) unter verschiedenen Winkeln einfallende Wärmestrahlung an ein gemeinsames, lichtempfindliches Element übertragen.

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