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Wasservorlage In Apparateteile und Rohrleitungen, die explosible Gase
oder Gasgemische enthalten oder durchleiten, werden sogenannte Wasservorlagen als
Rückschlagsicherungen eingebaut, um die Fortpflanzung bzw. das Ausbreiten von Explosionen
zu Entwicklern, Gasbehältern usw. zu vermeiden. Es sind Wasservorlagen bekannt,
bei denen das zuströmende Gas oder Gasgemisch durch dieses Wasser hindurchperlen
muß. Solange die auf diese `'eise entstehenden einzelnen Gasblasen durch genügend
große Wasserhüllen voneinander getrennt sind, wird bekanntlich in diesem Fall die
Fortpflanzung einer Explosionswelle in die Gaszuleitung verhindert. Tritt aber bei
großem Gasdurchgang eine zusammenhängende Blasenkette bzw. ein geschlossener Gasstrom
auf, so bietet unter diesen Umständen die Wasservorlage keine Sicherheit mehr gegen
das weitere Zurückschlagen von Explosionen.
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Die vorerwähnte Wasserumhüllung der Gasblasen wurde bisher entweder
durch eine Unterteilung des Gasstromes beim Eintritt in das Sperrwasser oder durch
eine entsprechende Höhe des Wasserspiegels bewirkt. Es ist offensichtlich, daß bei
großem Gasdurchgang, z. B. bei Wasservorlagen bei Acetylen-Niederdruck-Entwicklern
mit einem Betriebsdruck von 3oo mm W. S., entweder durch die beiden genannten Verfahren
eine genügende Wasserumhüllung der Gasblasen nur bei erheblicher Drosselurig möglich
ist oder aber daß sich eine zusammenhängende Blasenkette bildet. Damit ist unter
Berücksichtigung der Sicherheit der Vt'asservorlagen dem Gasdurchgang, vor allem
bei geringen Uberdrucken, eine Grenze gesetzt, die den Erfordernissen des praktischen
Betriebes in keiner Weise entspricht.
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Bekannt ist ferner nach dem Patent .I83 008 eine Wasservorlage, bei
welcher der Explosionsdruck durch Einwirkung auf eine in einem Schacht befindliche
Wassermenge das Schließen eines Ventils herbeiführt und so ein Durchschlagen der
Explosionswelle verhindert. Die Sicherheit einer solchen Vorlage ist beim Versagen
des Ventils nicht gewährleistet, denn das Ventil kann sehr leicht im praktischen
Betrieb durch Verschmutzungen etwa infolge Abscheidung von Kondensationsprodukten
aus dem Gase, durch Korrosion u. dgl. undicht werden.
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Bei der in dem Patent 248 9z7 beschriebenen Wasservorlage wird durch
eine Umleitung der Explosionsdruck von der Berührung mit dem Sperrwasser so lange
abgehalten, bis die Zurückdrängung einer durch die Explosion zuerst getroffenen
Wassersäule erfolgt ist, so daß der Überdruck in die Atmosphäre entweichen kann.
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Das neue Verfahren benutzt den Druck der Explosionswelle, der auf
das Wasser im Gasableitungsraum, das mit dem Sperrwasser im Gaszuführungsraum in
Verbindung steht, derart einwirkt, daß ein Steigen des Sperrwasserspiegels im Gaszuführungsraum
und damit ein Auflösen des Gasstromes in einzelne, kleine, durch Wasser getrennte
Gasblasen und ein vorübergehender Abschluß im Gaszuleitungsrohr derart herbeigeführt
werden, daß beim Eintreffen der Explosionswelle, die durch eine Umleitung eine gewisse
Verzögerung erleidet, die Fortpflanzung dieser Welle in die Zuleitung verhindert
wird. Hierzu muß ein schnelles
Absinken des Druckes im äußeren Gasraum
vermieden werden, während bei den bekannten Verfahren eine Verminderung der Intensität
des Explosionsdruckes unmittelbar durch Zerreißscheiben oder ähnliche Entlastungsvorrichtungen
eintritt. Dieses wird in einfacher Art und Weise dadurch bewirkt, daß entsprechende
Stauvorrichtungen am Gasein- und Gasaustritt in der Gasaustrittskammer angeordnet
sind. In dem äußeren Gasraum wird hierdurch eine ungeschwächte Druckwirkung von
solcher Zeitdauer auf das Wasser erzeugt, daß eine Unterteilung des Gasstromes und
ein vorübergehender Wasserabschluß der Zuleitung beschleunigt herbeigeführt werden
und stets bis über den Zeitpunkt des Eintreffens der Explosionswelle im inneren
Gasraum hinaus gewährleistet bleiben. Eine nachträgliche Entlastung von dem Explosionsdruck
kann je nach Anwendung in bekannter Weise, z. B. durch eine Zerreißscheibe oder
andere Entlastungsvorrichtungen, bewirkt werden, wobei jedoch durch Stauvorrichtungen,
z. B. wie bei der Gasaustrittsöffnung (vgl. die Zeichnung bei 5), ein zu schnelles
Absinken des Druckes vermieden werden muß. Ferner werden im Gegensatz zu den bekannten
Vorlagen, die durch das durch eine Druckwirkung auf das Sperrwasser hervorgebrachte
Sinken des Sperrwasserspiegels eine Verdrängung des Wassers in das Gaszuleitungsrohr
herbeiführen wollen, das erfahrungsgemäß bei großen Gasdurchgangsmengen jedoch nicht
eintritt, bei dem neuen Verfahren durch die bereits geschilderte Druckwirkung das
Steigen des Sperrwasserspiegels und damit die Unterteilung des Gastromes und schließlich
in jedem Falle der Abschluß der Zuleitung bewirkt, wobei eine starke Verdrängung
des Wassers in das Gaszuleitungsrohr durch Stauvorrichtungen vermieden wird. Die
neue Vorlage hat also gegenüber den bisher gebräuchlichen den Vorteil, daß die Sicherheit
der Vorlage auch gewährleistet bleibt, wenn große Gasmengen hindurchgeleitet werden.
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Ein wesentlicher Vorteil der neuen Vorlage besteht ferner darin, daß
mit steigendem Gasdurchgang ein Sinken des Sperrwasserspiegels im Gaszuführungsraum
entsprechend der vermehrten Drosselung durch die Umleitung eintritt, während zunehmender
Gasdurchgang bei den bekannten Vorlagen mit einem Steigen des Sperrwassers verbunden
ist und bei vorhandener Umleitung noch ein weiterer steigender Druckverlust hinzukommt.
Der Gasstrom hat also bei verschiedener Gasdurchgangsmenge immer die gleiche geringe
Drosselung bis zum Gasaustrittsraum zu überwinden. Dies wird durch eine Unterteilung
der Vorlage in zwei Gasräume bewirkt, die im oberen Teil durch eine Leitung miteinander
verbunden und unten mit zwei unmittelbar miteinander in Verbindung stehenden Wassersäulen
abgeschlossen sind.
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Die Erfindung besteht darin, daß bei Wasservorlagen zwei Gasräume
für den Gaseintritt und Gasaustritt einerseits durch das Sperrwasser und andererseits
durch die Umleitung miteinander in Verbindung stehen und daß der Explosionsdruck
im Gasaustrittsraum das Sperrwasser in den Gaseintrittsraum und in das Gaseinleitungsrohr
zurückdrängt.
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Ein Beispiel der Ausführung zeigt die Abbildung. Die Wasservorlage
besteht aus einem äußeren und inneren Gasraum, die durch die Wand z und im unteren
Teil durch Wasser voneinander getrennt sind. ' Das Gas tritt durch das Rohr i und
das in dem inneren Raum befindliche Sperrwasser in den inneren Gasraum ein, strömt
dann durch die Umleitung 3, tritt durch die Öffnungen bei q. in den äußeren Gasraum
und verläßt diesen wieder durch die Öffnungen bei 5. Der Hahn 6 dient zur Einstellung
des richtigen Wasserstandes.
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Bei einem Flammenrückschlag, also bei der Ausbildung einer Explosionswelle
vollzieht sich die Wirkungsweise der neuen Vorlage in der Weise, daß der durch die
Öffnungen (bei 5) eintretende Explosionsdruck auf den Wasserspiegel in dem äußeren
Gasraum während solcher Zeitdauer einwirkt, daß der Wasserstand in dem inneren Gasraum
erhöht wird. Hierdurch wird ein Auflösen des Gasstromes in einzelne, kleine, durch
Wasser getrennte Gasblasen und zugleich ein vorübergehender Abschluß der Gaszuleitung
herbeigeführt. Beim Eintreffen der Explosionswelle, die in der Umleitung eine gewisse
Verzögerung erleidet, in dem inneren Gasraum ist in diesem Augenblick ein unterteilter
Gasstrom und eine durch Wasser abgeschlossene Zuleitung vorhanden, so daß die Explosionswelle
aufgehalten wird.