DE741620C

DE741620C - Device for preventing the propagation of ignition or explosion waves

Info

Publication number: DE741620C
Application number: DEI66039D
Authority: DE
Inventors: Rh Dipl-Ing Dr Fr Ludwigshafen
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1939-11-28
Filing date: 1939-11-28
Publication date: 1953-05-26

Description

Vorrichtung zur Verhinderung des Fortschreitens von Zündungen oder Explosionswellen Um das Fortschreiten von Zündungen oder Explosionswellen in Leitungen, die zündfähige Stoffe enthalten, zu verhindern, verwendet man Flammenlöscher oder Sicherheitstöpfe, z B. in Form von Kiestöpfen, Glas- oder Metallfritten. Man verwendet beispielsweise eine Bauart, bei der abwechselnd gewellte und glatte Metallbänder derart um eine Achse aufgewickelt sind, daß sie im aufgewickelten Zustand eine Scheibe bilden, durch die in axialer Richtung das Gas strömt. Allen diesen Vorrichtungen liegt der Gedanke zugrunde, je Raumeinheit eine möglichst große, Wärme ableitende Oberfläche und eine möglichst große, Wärme aufnehmende Masse unterzubringen, die die Temperatur des verbrennenden Stoffs unter die Zündtemperatur herunterkühlen. Es ist dabei wichtig, daß die Vorrichtung dem Gas gleichzeitig einen möglichst geringen Strömungswiderstand entgegensetzt.Device for preventing the progress of ignitions or Explosion waves To prevent ignition or explosion waves from progressing in lines, which contain ignitable substances, one uses a flame extinguisher or Safety pots, e.g. in the form of gravel pots, glass or metal frits. One uses for example, a design in which corrugated and smooth metal strips alternate are wound around an axis in such a way that they are a disc in the wound state form through which the gas flows in the axial direction. All of these devices is based on the idea that each room unit should have as large a heat dissipation as possible Surface and to accommodate the largest possible heat-absorbing mass, the cool the temperature of the burning material below the ignition temperature. It is important that the device is at the same time as low as possible to the gas Opposed to flow resistance.

Die bisher bekanntgewordenen Vorrichtungen haben in baulicher Hinsicht Nachteile, die sich dann zeigen, wenn es darauf ankommt, innerhalb größerer Mengen strömender Gase und Dämpfe die Fortpflanzung von Zündungen oder.Explosionswellen zu verhindern. Hier ist es notwendig, den vom Gas durchströmten Gesamtquerschnitt der Leitung mindestens an der Stelle, an der sich die Löschvorrichtung befindet, genügend groß zu bemessen, damit die Strömungsgeschwindigkeit des Gases durch die Löschvorrichtung genügend niedrig wird und die Durchströmzeit der Gase und Dämpfe durch die Löschvorrichtung ausreicht, um so viel Wärme aus den Gasen und Dämpfen abzuführen, daß die Temperatur unter die Zündtemperatur sinkt. Dabei muß die Vorrichtung trotz des notwendigen großen Strömungsquerschnitts mechanisch genügend fest sein, um den mit den Zündungen verbundenen mechanischen Beanspruchungen eines Explosionsstoßes standhalten zu können, und sie muß eine Form haben, die praktisch brauchbar und handlich ist. Diese Forderungen erfüllt die nachstehend beschriebene Vorrichtung besser als die bisher bekanntgewordenen Bauformen.The previously known devices have in structural terms Disadvantages that show up when it comes down to it, within larger quantities flowing gases and vapors prevent ignition or explosion waves to prevent. Here it is necessary to measure the total cross-section through which the gas flows the line at least at the point where the extinguishing device is located, large enough to allow the flow rate of the gas through the Extinguishing device is sufficiently low and the flow time of the Gases and vapors through the extinguishing device are sufficient to remove as much heat from the gases and vapors dissipate that the temperature drops below the ignition temperature. Included the device must be mechanical despite the necessary large flow cross-section be sufficiently strong to withstand the mechanical stresses associated with the ignitions to be able to withstand an explosion shock and it must have a shape that is practical is useful and handy. These requirements are met by the one described below Device better than the previously known designs.

Die Vorrichtung besteht aus nicht gelochten, ringförmigen Blechscheiben, die, gegebenenfalls durch Nocken, Rippen oder Prägungen, in kurzen Abständen gehalten und durch Halter befestigt sind, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Blechscheiben senkrecht zur Achse der Leitung auf einem axialen Halter angeordnet sind. Zweckmäßig ist hierbei der Abstand zwischen den Blechscheiben durch kanalförmige, radial verlaufende Prägungen in den Blechscheiben gebildet. Die in den Blechscheiben eingeprägten Kanäle sind vorteilhaft derart gekrümmt, daß ihre senkrechte Breite vom inneren bis zum äußeren Umfang der Blechscheibe gleichbleibt, wobei die in die Blechscheiben eingeprägten Kanäle mehr als einmal um die Blechscheibe herumlaufen können.The device consists of non-perforated, ring-shaped sheet metal disks, which, if necessary, held at short intervals by cams, ribs or embossing and are fastened by holders, and is characterized in that the sheet metal washers are arranged perpendicular to the axis of the line on an axial holder. Appropriate is the distance between the sheet metal disks by channel-shaped, radially extending Embossings formed in the sheet metal disks. The channels embossed in the sheet metal disks are advantageously curved so that their vertical width from the inner to the outer circumference of the sheet metal disk remains the same, with the embossed in the sheet metal disks Channels can run around the sheet metal disc more than once.

Die Leitung ist an dieser Stelle zweckmäßig erweitert, oder man kann ein Zwischengefäß mit der beschriebenen Anordnung einschalten. Bei dieser Vorrichtung strömen die Gase oder Dämpfe zwischen den Blechscheiben in im wesentlichen radialer Richtung zur Leitung.The line is expediently expanded at this point, or you can Switch on an intermediate vessel with the arrangement described. With this device the gases or vapors flow between the sheet metal disks in a substantially radial direction Direction to lead.

Es sind zwar schon Vorrichtungen für den genannten Zweck bekannt, bei denen in der zu schützenden Leitung Platten in der Gasströmungsrichtung in geringem Abstand gelagert sind. Hierbei muß, um Verbiegungen der Platten und Verstopfungen zu vermeiden, der Abstand durch Anwendung mehrerer Halter gewahrt werden. Demgegenüber hat die vorliegende Anordnung den großen Vorteil, daß man mit einem einzigen Halter auskommt, so daß diese Vorrichtung viel einfacher auseinanderzunehmen und zu reinigen ist. Auch erleidet durch die senkrechte Anordnung der Blechscheiben der Gasstrom eine Umlenkung, wodurch die dynamische Energie etwa auftretender Zündungen oder Explosionen stark gehemmt wird.There are already devices known for the purpose mentioned, in those in the line to be protected plates in the direction of gas flow in a small amount Are stored at a distance. This must be done in order to avoid bending of the plates and blockages to avoid, the distance must be maintained by using several holders. In contrast The present arrangement has the great advantage that you can use a single holder gets by, so that this device is much easier to disassemble and clean is. The gas flow also suffers from the vertical arrangement of the sheet metal disks a deflection, whereby the dynamic energy of any ignitions or Explosions are strongly inhibited.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert: Bei der Ausführungsform des Gegenstands der Erfindung nach den Abb. x und 2 sind ringförmige Blechscheiben A auf einem aus zwei gekreuzten Blechen bestehenden Halter B in geringen Abständen zu einem langen zyliti-- drischen Paket aufgereiht. Die einzelnen Scheiben werden durch Zwischenlagen C, wie Nocken, Rippen od. dgl., in unveränderlichen, bestimmten Abständen voneinander gehalten. Die zu löschenden brennenden Gase oder Dämpfe strömen auf dem Wege D-E in radialer Richtung durch die Zwischenräume zwischen den ringförmigen Blechscheiben A hindurch.The invention is explained in more detail with reference to the drawing: In the embodiment the subject of the invention according to Figs. x and 2 are annular sheet metal disks A on a holder B consisting of two crossed metal sheets at short intervals Lined up in a long cylindrical package. The individual slices will be by intermediate layers C, such as cams, ribs or the like. In unchangeable, certain Keep a distance from each other. The burning gases or vapors to be extinguished flow on the path D-E in the radial direction through the spaces between the annular Sheet metal washers A through.

Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß es ohne wesentlichen Aufwand an Werkstoff möglich ist, dem Blechpaket eine große mechanische Festigkeit gegen Explosionsschläge zu geben, weil die ringförmigen Blechscheiben der von innen nach außen gerichteten Beanspruchung des Explosionsstoßes in sich selbst eine hohe Festigkeit entgegensetzen. Die von dem Explosionsschlag getroffene Fläche besteht im wesentlichen aus der schmalen inneren Kante der Blechringe, die sich selbst tragen.A particular advantage of this arrangement is that it is without substantial expenditure on material is possible, the laminated core a large mechanical To give strength against explosion shocks, because the ring-shaped sheet metal washers the stress of the explosion, directed from the inside to the outside oppose even a high strength. The one hit by the explosion The surface consists essentially of the narrow inner edge of the sheet metal rings, which carry yourself.

Die Anordnung gestattet ferner, Geräte für sehr verschiedene Anforderungen herzustellen. So läßt sich durch verschiedene Länge des Halters B, auf den die Blechscheiben A aufgereiht werden, erreichen, daß bei gegebener Gasmenge die Gasgeschwindigkeit zwischen den Blechen bis auf ein beliebig niedriges 3#laß herabgesetzt wird.The arrangement also allows devices to be manufactured for very different requirements. Thus, by varying the length of the holder B on which the sheet metal disks A are lined up, the gas velocity between the sheets is reduced to an arbitrarily low 3 ° for a given amount of gas.

Ferner kann man, wie in Abb. 3 dargestellt ist, mehr als einen Halter B in der Leitung bzw. einem in die Leitung eingeschalteten erweiterten Gefäß F in paralleler Anordnung vereinigen. Die lange zylindrische Form der Blechpakete und ebenso der Halter selbst eignen sich besonders gut für diese Anordnung.Furthermore, as shown in Fig. 3, more than one holder can be used B in the line or an enlarged vessel F in connected to the line unite parallel arrangement. The long cylindrical shape of the laminated cores and likewise the holder itself are particularly well suited for this arrangement.

Des weiteren läßt sich durch verschiedene -Größe der zwischen den Blechringen befindlichen Nocken, Rippen oder Zwischenlagen erreichen, daß die Abstände zwischen den ringförmigen Blechscheiben verschieden weit sind. Schwierig zu löschende Explosionsflammen werden dann durch sehr eng geschichtete Blechpakete gelöscht, während für leicht zu löschende Flammen entsprechend weiter geschichtete Pakete ausreichen.Furthermore, the different sizes of the between the Metal rings located cams, ribs or intermediate layers achieve that the distances are of different distances between the annular sheet metal disks. Difficult to delete Explosive flames are then extinguished by very tightly layered sheet metal packages, while for easy-to-extinguish flames, packets are layered accordingly sufficient.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der beschriebenen Anordnung liegt darin, daß sie sich zur Reinigung leicht vollständig auseinandernehmen läßt und ohne weiteres wieder genau zusammengesetzt werden kann. Das ist besonders bei Gasen oder Dämpfen wichtig, die unter Bildung von Rückständen verbrennen oder zerfallen, z. B. von Ruß beim Zerfall von Acetylen. Ein vollständiges Auseinandernehmen ist deshalb wichtig, weil gegebenenfalls nur eine restlose und vollständige Reinigung aller Stellen, die mit den Gasen oder Dämpfen in Berührung kommen, katalytische Wirkungen etwa zurückbleibender Bestandteile ausschließt. Dieser Vorteil ist bei Glas oder Metallfritten nicht gegeben, da sich diese vollständig zusetzen, ebensowenig bei Metallbändern, die um eine Achse zur Scheibenform aufgewickelt sind.Another important advantage of the described arrangement is that that it can be easily and completely disassembled for cleaning can be reassembled exactly. This is especially true with gases or vapors important that burn or disintegrate with the formation of residues, e.g. B. from Soot from the decomposition of acetylene. A complete disassembly is therefore important because possibly only a complete and complete cleaning of all places, that come into contact with the gases or vapors, catalytic Excludes effects of any remaining components. This advantage is with Glass or metal frits are not given, as they clog up completely, just as little in the case of metal strips that are wound around an axis to form a disk.

Es ist vorteilhaft, an Stelle der Nocken od. dgl. zur Wahrung des Abstands in die Blechscheiben radial verlaufende Kanäle einzuprägen und wechselweise eine geprägte und eine glatte, nichtgeprägte Blechscheibe auf den Halter aufzureihen. Um zu erreichen, daß die Geschwindigkeit des Gases in den in Blechscheiben eingeprägten Kanälen von innen nach außen nicht abnimmt, wie das bei radial verlaufenden Kanälen der Fall ist, und um gleichzeitig für die Prägung des Blechs eine j e Quadratzentimeter Blech gleichmäßige Blechverformung zu erzielen, gibt man vorteilhaft den Strömungskanälen eine solche Form, daß ihre senkrechte Breite vom inneren bis zum äußeren Umfang gleichbleibt.It is advantageous, instead of the cams or the like. To maintain the Distances in the sheet metal disks radially extending channels and alternately one embossed and one smooth, non-embossed sheet metal disc to be lined up on the holder. In order to achieve that the speed of the gas is impressed in the sheet metal disks Channels does not decrease from the inside to the outside, as is the case with radially extending channels is the case, and at the same time for the embossing of the sheet metal one square centimeter To achieve uniform sheet metal deformation, it is advantageous to give the flow channels such a shape that its perpendicular width is from the inner to the outer periphery remains the same.

In Abb. q. ist eine solche Anordnung der Strömungskanäle dargestellt. Die senkrechte Breite ist mit G bezeichnet. Der Winkel a, den der Kanal mit dem jeweiligen Kreisumfang bildet, verändert sich dabei bei dem gezeigten Beispiel von a=9o° am inneren Radius zu a=3o° am äußeren Radius. Der Verlauf des Kanals, d. h. der jeweilige Winkel a läßt sich rechnerisch bestimmen. Die gleichbleibende Kanalbreite bringt es mit sich, daß der Winkel a mit wachsendem Durchmesser immer flacher wird. Man hat damit die Möglichkeit, den. Kanal gegebenenfalls mehrmals spiralförmig auf der Scheibe herumzuführen. Dadurch werden die Kanäle sehr lang, und in Verbindung mit niedriger Kanalhöhe besteht so die Möglichkeit, auch sehr schwer zu löschende Flammen unschädlich zu machen.In Fig.q. such an arrangement of the flow channels is shown. The vertical width is denoted by G. The angle a made by the canal with the forms the respective circumference, changes in the example shown from a = 9o ° on the inner radius to a = 3o ° on the outer radius. The course of the canal, i.e. H. the respective angle a can be determined arithmetically. The constant channel width it means that the angle a becomes flatter with increasing diameter. This gives you the opportunity to use the. Channel if necessary several times in a spiral around the disc. This makes the channels very long and connected With a low channel height there is the possibility of also very difficult to erase To render flames harmless.

Der flache Austrittswinkel a am äußeren Radius des Blechrings, bei dem Beispiel a= 30°, hat noch einen weiteren Vorteil strömungstechnischer Art. Wenn man nämlich die Scheiben so schichtet, daß die gekrümmten Kanäle abwechselnd mit dem Drehsinn nach rechts und nach links liegen, dann wird bei hohen Gasgeschwindigkeiten die bei den einzelnen Scheiben in entgegengesetzter Richtung austretende Gasmasse zu einer sehr starken Wirbelbildung führen und den Explosionsstoß abbremsen helfen. Dieser Vorteil tritt besonders dann in Erscheinung, wenn die Gase und Dämpfe sehr langsam durch die Sicherheitsvorrichtung strömen und erstbeimExplosionsstoß hohe Geschwindigkeiten bekommen.The flat exit angle a on the outer radius of the sheet metal ring, at the example a = 30 °, has a further advantage in terms of flow technology namely, the panes are layered in such a way that the curved channels alternate with them the direction of rotation to the right and to the left, then at high gas velocities the gas mass exiting in the opposite direction from the individual panes lead to a very strong vortex formation and help slow down the explosion. This advantage is particularly evident when the gases and vapors are very flow slowly through the safety device and only high in the event of an explosion Get speeds.

Schichtet man die Bleche so, daß die Kanäle im gleichen Drehsinn liegen, dann kann man, soweit der Explosionsstoß von innen nach außen geht, im äußeren Ringraum um das Blechscheibenpaket bei richtiger Neigung der Kanäle eine sehr starke Rotation der Gase erzielen. Durch die Fliehkraft entsteht wie bei den bekanntgewordenen Rückschlagsicherungen ein Gegendruck, der um so größer wird, je schneller das Gas ausströmt. Auf diese Art erzielt man eine dynamische Abbremsung des Explosionsstoßes mit Hilfe der Energie des Explosionsstoßes selbst.If you stack the sheets so that the channels are in the same direction of rotation, then you can, as far as the explosion shock goes from the inside to the outside, in the outer annulus a very strong rotation around the sheet-metal disk package with the correct inclination of the channels of the gases. As with the well-known kickback devices, the centrifugal force creates a back pressure that increases the faster the gas flows out. To this Art one achieves a dynamic deceleration of the explosion shock with the help of the energy of the explosion shock itself.

Um zu erreichen, daß die Sicherheitsvorrichtung Explosionsstöße von beiden Strömungsrichtungen abbremst, kann man, wie in Abb. 5 dargestellt ist, die Scheiben in zwei Pakete aufteilen und die Gase in dem einen Paket von innen nach außen und in dem anderen von außen nach innen strömen lassen. Wenn die Scheiben in beiden Paketen im gleichen Drehsinn liegen, muß, je nachdem von welcher Seite die Explosionsstöße kommen, die bremsende Fliehkraftwirkung in dem einen oder in dem anderen Blechpaket auftreten.In order to prevent the safety device from blasting brakes in both directions of flow, one can, as shown in Fig. 5, the Divide the slices into two packages and move the gases inside out in one package flow outside and inside the other from outside to inside. When the slices must lie in the same direction of rotation in both packages, depending on which side the blasts come, the decelerating centrifugal force in one or the other the other laminated core occur.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for preventing the progress of ignitions or explosion waves in flammable or explosive gases or vapors in lines using non-perforated annular sheet-metal disks, which are held at short intervals, if necessary by cams, ribs or embossing, and fastened by holders, characterized in that the sheet metal disks are arranged perpendicular to the axis of the line on an axial holder.

2. Device according to Claim i, characterized in that the distance between the sheet metal disks by channel-shaped, radially extending embossments is formed in the sheet metal disks.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the embossed in the sheet metal disks. Channels are curved in such a way that their vertical width remains the same from the inner to the outer circumference of the sheet metal disc. 4 .. Device according to claim 3, characterized in that the channels embossed in the sheet metal disks run around the sheet metal disk more than once. To distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following documents are required in the granting procedure. have been considered: German patent specifications No. 350 ... 2.a., 509 333, 661 8oi, 686 3 0 9.