DE4138920C2 - Flammdurchschlagsichere Einrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine flammdurchschlag­ sichere Einrichtung für die Einlaßöffnung eines Behäl­ ters oder für Vorrichtungen zum Befüllen und Entleeren eines Gefäßes zur Aufnahme von brennbaren Materialien, insbesondere von brennbaren Flüssigkeiten, über die die Materialien bzw. brennbaren Flüssigkeiten in das Gefäß eingebracht werden, wobei die flammdurchschlagsichere Einrichtung aus einem im Einfüllbereich durchlässigen, porösen und nicht-metallischen Werkstoffkörper besteht.

Es ist bereits eine flammdurchschlagsichere Einrich­ tung der eingangs ausgeführten Art allgemein bekannt, die aus einem Lochsieb besteht, das in den Einfüllstut­ zen eines Behälters eingesetzt wird. Derartige aus hochwertigen Legierungen bestehende Lochsiebe korrodie­ ren relativ schnell, wenn aggressive Stoffe in den Be­ hälter eingefüllt werden. Außerdem lassen sie sich sehr schlecht reinigen, so daß sie häufig ausgewechselt wer­ den müssen.

Ferner ist eine flammdurchschlagsichere Einrichtung für die Einlaßöffnung eines Behälters zur Aufnahme von Flüs­ sigkeiten bekannt (US-PS 1 266 665), über die die Mate­ rialien bzw. Flüssigkeiten in das Gefäß eingebracht werden, wobei die flammdurchschlagsichere Einrichtung aus einem im Einfüllbereich durchlässigen, porösen, als Streifenmaterial ausgebildeten Drahtgewebe besteht, das nur auf sehr umständliche Weise in den Einfüllstutzen einsetzbar ist und sich nach längerem Gebrauch zusetzt, so daß das Drahtgewebe zu erneuern ist. Daher sind der­ artige flammdurchschlagsichere Einrichtungen sehr unge­ eignet für Behälter zur Aufnahme von aggressiven Flüs­ sigkeiten. Außerdem läßt sich ein Drahtgewebe gar nicht oder äußerst umständlich reinigen, wobei Hitze oder auch Säure für den Reinigungsvorgang nicht verwendet werden kann. Aus diesem Grund werden Drahtgewebe nach längerem Einsatz nicht gereinigt, sondern durch ein neues ersetzt, was teuer ist. Da das Drahtgewebe nicht 100% korrosionsbeständig ist, kann es nicht beliebig, insbesondere nicht für sehr aggressive Flüssigkeiten, eingesetzt werden.

Die gleichen Nachteile weist auch die Vorrichtung nach der US-PS 1 039 006 auf, die als flammdurchschlag sichere Einrichtung ebenfalls ein Drahtgewebe verwen­ det.

Nach der US-PS 1 755 624 ist ein Einfüllstutzen mit einer flammdurchschlagsicheren Einrichtung bekannt, die aus Kieselsteinen gebildet ist, die nur für bestimmte nicht aggressive Flüssigkeiten mit geringerer Viskosi­ tät einsetzbar ist, da sonst der Einfüllvorgang sehr lange dauern würde. Die Kieselsteine sind unterschied­ lich, d. h. willkürlich, groß und auch nur geringfügig hitzebeständig. Um also eine gute Dichte erreichen zu können, ist eine sehr hohe Schichtung der Kieselsteine erforderlich, so daß sie daher nur in bestimmten Fäl­ len, jedoch nicht als Flammschutz, eingesetzt werden können. Auch der Reinigungsvorgang ist sehr umständ­ lich, da sie nur gewaschen werden können, so daß die Kieselsteine der Einfachheit halber nach einer bestimm­ ten Gebrauchszeit ersetzt werden.

Aus der DE-PS 10 44 736 ist ein Explosionsunterbrecher für Gasleitungen bekannt, mittels dessen die Explo­ sionswelle durch eine Schwammkeramik in Richtung der Explosionswelle vernichtet werden soll. Hierzu ist hin­ ter der Schwammkeramik noch ein Rückschlagventil vorge­ sehen, das infolge der Druckerhöhung bei einem Flamm­ rückschlag den Zutritt des Gases vom Gaserzeuger aus­ schließen soll. Eine derartige Schwammkeramik ist zwar für den beschriebenen Anwendungsfall und auch nur in der in der Zeichnung dargestellten Lage einsetzbar. Sie läßt sich aufgrund ihrer inneren engmaschigen, schwamm­ artigen Materialstruktur und der damit verbundenen ge­ ringen Durchlaßfähigkeit für Flüssigkeit mit sehr un­ terschiedlichen Viskositäten ganz beschränkt oder gar nicht einsetzen. Aus diesem Grund ist die bekannte Ein­ richtung gemäß der DE-PS 10 44 736 nur für Gase ver­ wendbar. Durch die dem Keramikteil zugeordnete Ventil­ einrichtung kann, wie bereits erwähnt, die Flammsiche­ rung nur in einer vertikalen Lage eingesetzt werden.

Nach der US-PS 1 328 485 ist ein Einfüllstutzen mit einer flammdurchschlagsicheren Einrichtung bekannt, die aus leicht schmelzenden Metallkügelchen besteht, so daß diese wie bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht einsetzbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flammdurchschlagsichere, leicht und kostengünstig her­ stellbare und wartungseinfache Einrichtung zu schaffen, die sich für Flüssigkeiten mit sehr unterschiedlicher Viskosität einsetzen läßt und die derart auszubilden ist, daß sie sich nicht leicht mit Schmutzpartikeln zu­ setzt.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die flammdurchschlagsichere Einrichtung aus einem im Einfüllbereich durchlässigen, porösen, kammerartige Hohlräume aufweisenden Werkstoffkörper besteht, der aus einem feuerfesten, korrosionsbeständigen, wabenartigen, zahlreiche Zellen aufweisenden Keramikmaterial und/oder aus Aluminiumoxyd gebildet ist.

Derartige Werkstoffkörper können in Einlaufstutzen mit geringem baulichen Aufwand eingesetzt werden und sind aufgrund ihrer porösen Beschaffenheit sehr gut ge­ eignet, Brand- und Explosionsgefahren auszuschließen, da sie über Oberflächenkonvektion die im Behälter auf­ tretenden Dämpfe vollständig abschirmen, so daß auch kein Flammschlag auf die Oberfläche des Materials bzw. der Flüssigkeit gelangt. Durch die kammerartige Struk­ tur des eine hohe Feuerfestigkeit aufweisenden Werk­ stoffkörpers läßt er sich insbesondere in Einfüllstut­ zen von Flüssigkeitsbehältern einsetzen und auch Flüs­ sigkeiten passieren, die sehr unterschiedliche Viskosi­ täten aufweisen. Die kammerartige Struktur verhindert auch ein zu schnelles Zusetzen des Werkstoffkörpers, so daß dieser sehr sicher und zuverlässig über lange Zeit verwendet werden kann. Ferner gestattet die kammer­ artige Struktur des Werkstoffkörpers ein leichtes Aus­ brennen der Schmutzpartikel, das bei den bekannten Ein­ richtungen aufgrund ihres Aufbaus nicht möglich ist, insbesondere weil diese ein viel zu dichtes Gewebe bzw. eine viel zu dichte Dichtmasse aufweisen.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbil­ dung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß die Zellen in mehreren Lagen, ungeordnet bzw. jeweils versetzt zu­ einander angeordnet sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, daß die ein­ zelnen Wände der Zellen durchbrochen sind, wobei je­ weils eine Zelle mit der angrenzenden Zelle über min­ destens eine in den Wänden vorgesehene Durchbrechung verbunden ist.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfin­ dung, daß der Werkstoffkörper in einen Einfüllstutzen eines Gefäßes lösbar einsetzbar und über ein einziges Sicherungselement arretierbar ist.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, daß der Werkstoffkör­ per eine Hitzebeständigkeit bis zu 1700°C hat. Hier­ durch kann der Werkstoffkörper auch bei sehr hohen Tem­ peraturen, die unterhalb der Schmelztemperatur des Werkstoffkörpers liegen, gereinigt werden. Vorteilhaft ist es außerdem, daß der Werkstoffkörper, der den di­ rekten Durchblick in den Behälterinnenraum verhindert, aus einem durchlässigen Material für fließ- oder schüttbare Materialien besteht.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung aufgeführt und in den Figuren dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzel­ merkmalen erfindungswesentlich sind. Es zeigt:

Fig. 1 ein explosionsgeschütztes Gefäß zur Aufname von brennbaren Flüssigkeiten mit einer flammdurchschlagsicheren Ein­ richtung im Einfüllstutzen,

Fig. 2 eine Teilansicht des Aufbaus des flamm­ durchschlagsicheren Werkstoffkörpers.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Behälter zur Aufnahme von brennbaren Materialien, insbesondere von brennbaren Flüssigkeiten 2 gezeigt. Der Behälter 1 kann beispiels­ weise aus einem aus nahtlos gezogenem Stahl gefertigten Körper mit einem Boden 9 sowie einer zylindrischen Sei­ tenwand 10 bestehen, wobei der Behälter an seinem obe­ ren Ende mit einem gewölbten Deckel 11 verschlossen ist.

Der Deckel 11 kann als Klappdeckel ausgebildet und am oberen Rand der Seitenwand 10 des Behälters 1 über ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Drehgelenk mit der Seitenwand 10 verbunden oder mit ihr verschweißt sein.

In dem Deckel 11 ist eine Einlaßöffnung 12 vorgesehen, in der ein Einfüllstutzen 13 eingebaut ist, der mit dem Deckel 11 fest verbunden beispielsweise verschweißt ist.

Der Einfüllstutzen 13 besteht aus einem Trichter 14, der über einen verschwenkbar angeordneten Deckel 15 verschließbar ist. Der Deckel 15 ist über einen Len­ ker 16 und einen Gelenkbolzen 17 an einer Halterung 18 schwenkbar angeschlossen. Sie bilden das Drehgelenk 21, das mit dem Wandteil des Einfüllstutzens 13 fest ver­ bunden ist.

An den Trichter bzw. Einfüllstutzen 13 schließt sich ein zylinderförmiges Rohr 19 mit einem Absatz 20 an, auf dem ein zylinderförmiger Werkstoffkörper 4 auf­ sitzt.

Der zylinderförmige Werkstoffkörper 4, der auch als Davyscher Flammschutzkörper bezeichnet wird, stellt die erfindungsgemäße flammdurchschlagsichere Einrichtung 3 dar, die bewirkt, daß sich erhitzte Luft oder Flamm­ schlag sich durch Hitzekonvektion auf der Oberfläche des Werkstoffkörpers 4 verteilt und dadurch nicht in den Behälterinnenraum 22 eindringen kann.

Der Werkstoffkörper 4 ist hierzu in vorteilhafter Weise aus einem durchlässigen, porösen und nichtmetallischen Material gebildet. Der Werkstoffkörper 4 kann aus einem feuerfesten, korrosionsbeständigen Material bestehen und ist in vorteilhafter Weise aus einem Keramikwerk­ stoff mit großer Hitzebeständigkeit hergestellt. Die Hitzebeständigkeit sollte nicht unterhalb von 1700°C liegen.

Der Werkstoffkörper 4 (Fig. 2) ist aus einem waben­ artigen, zahlreiche Zellen 5 aufweisenden Gebilde ge­ formt, wobei die Wände 6 der Zellen 5 ebenfalls aus ei­ nem feuerfesten, korrosionsbeständigen Material bspw. aus dem erwähnten Keramikmaterial bzw. aus Aluminium­ oxyd gebildet sein können. Hierdurch erhält man zur Verteilung des Flammschlages mittels Hitzekonvektion eine sehr große Oberfläche auf dem Werkstoffkörper 4, der auch einen direkten Durchblick in den Behälter­ innenraum 22 verhindert.

Die einzelnen nebeneinander angeordneten Zellen 5 kön­ nen in mehreren Lagen, ungeordnet bzw. jeweils versetzt zueinander und untereinander angeordnet sein. Ferner können die einzelnen Wände 6 der Zellen 5 durchbrochen sein, wobei jeweils eine Zelle 5 mit der angrenzenden Zelle über mindestens eine in den Wänden 6 vorgesehene Durchbrechung 7 verbunden ist.

Der Werkstoffkörper 4 ist in dem Rohr 19 des Einfüll­ stutzens 13 lösbar eingesetzt und über ein Sicherungs­ element 8, insbesondere durch einen Spannring arre­ tiert.

Das hat den Vorteil, daß bei Verunreinigungen der Werk­ stoffkörper, der auch als Sieb fungiert, ohne weiteres gereinigt werden kann. Hierzu wird der Werkstoffkör­ per 4 nach Entfernen des Sicherungselementes 8 heraus­ genommen und dann entweder in einer Flüssigkeit oder in einem Härteofen bei sehr großer Hitze gereinigt. Es ist auch möglich, den Werkstoffkörper bzw. das feuerbestän­ dige Sieb 4 mit einer Flamme zu reinigen, so daß die Schmutzpartikel verbrannt werden. Auf diese Weise läßt sich der Werkstoffkörper 4 nach seiner Reinigung immer wieder einsetzen.

An das Rohr 19 ist ein Metallband 23 mit einer Schraube 24 angeschlossen, an das ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Massekabel anschließbar ist.

Bezugszeichenliste

1 Gefäß
2 Flüssigkeit
3 flammdurchschlagsichere Einrichtung
4 Werkstoffkörper, Sieb
5 Zelle
6 Wand
7 Durchbrechung
8 Sicherungselement, Spannring
9 Boden
10 Seitenwand
11 Deckel
12 Einlaßöffnung
13 Einfüllstutzen
14 Trichter
15 Deckel
16 Lenker
17 Gelenkbolzen
18 Halterung
19 Rohr
20 Absatz
21 Drehgelenk
22 Behälterinnenraum
23 Metallband
24 Schraube

Claims (6)

1. Flammdurchschlagsichere Einrichtung (3) für die Einlaßöffnung eines Behälters oder für Vorrich­ tungen zum Befüllen und Entleeren eines Ge­ fäßes (1) zur Aufnahme von brennbaren Materia­ lien, insbesondere von brennbaren Flüssigkei­ ten (2), über die die Materialien bzw. brennbaren Flüssigkeiten (2) in das Gefäß (1) eingebracht werden, wobei die flammdurchschlagsichere Ein­ richtung (3) aus einem im Einfüllbereich durch­ lässigen, porösen und nicht-metallischen Werk­ stoffkörper besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die flammdurchschlagsichere Einrichtung (3) aus einem im Einfüllbereich durchlässigen, porösen, kammerartige Hohlräume aufweisenden Werkstoffkör­ per (4) besteht, der aus einem feuerfesten, kor­ rosionsbeständigen, wabenartigen, zahlreiche Zel­ len (5) aufweisenden Keramikmaterial und/oder aus Aluminiumoxyd gebildet ist.

2. Flammdurchschlagsichere Einrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zel­ len (5) in mehreren Lagen, ungeordnet bzw. je­ weils versetzt zueinander angeordnet sind.

3. Flammdurchschlagsichere Einrichtung nach An­ spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Wände (6) der Zellen (5) durchbrochen sind, wobei jeweils eine Zelle (5) mit der an­ grenzenden Zelle über mindestens eine in den Wän­ den (6) vorgesehene Durchbrechung (7) verbunden ist.

4. Flammdurchschlagsichere Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoffkörper (4) in einen Einfüllstut­ zen eines Gefäßes (1) lösbar einsetzbar und über ein einziges Sicherungselement (8) arretierbar ist.

5. Flammdurchschlagsichere Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoffkörper (4) eine Hitzebeständig­ keit bis zu 1700°C hat.

6. Flammdurchschlagsichere Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoffkörper (4), der den direkten Durchblick in den Behälterinnenraum (22) verhin­ dert, aus einem durchlässigen Material für fließ- oder schüttbare Materialien besteht.