DE9313685U1

DE9313685U1 - Protective housing

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Publication number: DE9313685U1
Application number: DE9313685U
Authority: DE
Original assignee: HEINRICHS MESSGERAETE JOSEF
Current assignee: HEINRICHS MESSGERAETE JOSEF
Priority date: 1993-09-10
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1993-12-16
Anticipated expiration: 2003-09-11

Description

Bezeichnung: Schutzgehäuse
Beschreibung:Description: Protective housing
Description:

Die Erfindung betrifft ein drucksicheres Schutzgehäuse für eine an einen elektrischen Stromkreis angeschlossene Armatur.The invention relates to a pressure-resistant protective housing for a fitting connected to an electrical circuit.

An eine Rohrleitung angeschlossene Armaturen durchbrechen oder unterbrechen immer in irgendeiner Form die geschlosseneValves connected to a pipeline always break through or interrupt the closed

²^ Rohrwandung, so daß der Anschlußbereich der Armatur gesondert abgedichtet werden muß. Hierbei ist vielfach aus Sicherheitsgründen die Anordnung eines drucksicheren Schutzgehäuses vorgesehen, das die Armatur und den mit der Armatur in Verbindung stehenden Teil der Rohrleitung umschließt. ² ^ pipe wall, so that the connection area of the valve must be sealed separately. For safety reasons, a pressure-resistant protective housing is often provided which encloses the valve and the part of the pipeline connected to the valve.

Hierbei war es bisher üblich, das Schutzgehäuse mit einer Belüftungsvorrichtung oder auch mit einem Überdruckventil zu versehen. Insbesondere bei großen Masseströmen des durch die Rohrleitung geförderten Stoffes besteht bei einem Bruch der Dichtung zwischen Armatur und Rohrleitung bei fast allen chemischen Stoffen die Gefahr einer erheblichen Umweltbelastung. Bei Rohrleitungen für den Transport von brennbaren Stoffen besteht darüber hinaus eine erhöhte Explosionsgefahr.In the past, it was usual to equip the protective housing with a ventilation device or a pressure relief valve. In particular, with large mass flows of the material being conveyed through the pipeline, there is a risk of significant environmental pollution if the seal between the valve and the pipeline breaks for almost all chemical substances. In addition, there is an increased risk of explosion in pipelines used to transport flammable materials.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein drucksicheres Schutzgehäuse für den genannten Einsatzzweck zu schaffen, das auch bei einem Bruch der Dichtung den Austritt des Stoffes in die Umgebung verhindert, wobei insbesondere eine Explosionsgefahr durch den elektrischen Stromkreis des Betriebsmittels der Armatur vermieden wird, wenn brennbare Stoffe gefördert werden.The invention is based on the object of creating a pressure-resistant protective housing for the stated purpose, which prevents the substance from escaping into the environment even if the seal breaks, whereby in particular a risk of explosion caused by the electrical circuit of the operating equipment of the valve is avoided when flammable substances are conveyed.

Dadurch, daß erfindungsgemäß das Gehäuse die Armatur und den mit der Armatur in Verbindung stehenden Teil der Rohrleitung druckdicht umschließt und mit einem Druckfühler zum Erfassen des Gehäuseinnendrucks versehen ist, der mit einer Schalteinrichtung zum Abschalten des Stromkreises der Armatur bei einer Überschreitung eines vorgegebenen Gehäuseinnendrucks in Verbindung steht, ist der gefährdete Bereich der Armatur gegenüber der Umgebung hermetisch abgeschlossen. Der Gehäuseinnenraum steht hierbei unter einem Druck, der in etwa dem Außendruck der Umgebung entspricht. Bricht nun die Dichtung zwischen Rohrleitung und Armatur, so füllt sich der Gehäuseinnenraum mit dem in der Rohrleitung transportierten brennbaren Stoffe, wobei der Innendruck im Gehäuseinnenraum auf den Betriebsdruck der Rohrleitung ansteigt. Das Schutzgehäuse wird in vorteilhafter Weise auf mindestens das l,5fache des Betriebsdruckes der Rohrleitung ausgelegt. Hierdurch ist sichergestellt, daß im Falle eines Bruches der Dichtung der Armatur der aus der Rohrleitung in das Schutzgehäuse austretende Stoff mit Sicherheit nicht in die Umgebung austritt. Bei nichtbrennbaren Stoffen wird so eine Umweltbelastung und bei brennbaren Stoffen zusätzlich die Explosionsgefahr vermieden.Because, according to the invention, the housing encloses the fitting and the part of the pipeline connected to the fitting in a pressure-tight manner and is provided with a pressure sensor for detecting the internal pressure of the housing, which is connected to a switching device for switching off the electrical circuit of the fitting if a predetermined internal pressure of the housing is exceeded, the endangered area of the fitting is hermetically sealed from the environment. The interior of the housing is under a pressure that roughly corresponds to the external pressure of the environment. If the seal between the pipeline and the fitting breaks, the interior of the housing fills with the flammable substances transported in the pipeline, whereby the internal pressure in the interior of the housing rises to the operating pressure of the pipeline. The protective housing is advantageously designed to withstand at least 1.5 times the operating pressure of the pipeline. This ensures that if the seal of the fitting breaks, the substance escaping from the pipeline into the protective housing will definitely not escape into the environment. In the case of non-flammable materials, this avoids environmental pollution and in the case of flammable materials, it also avoids the risk of explosion.

Elektrische Stromkreise an Armaturen, die im Bereich brennbarer Stoffe eingesetzt werden, sind üblicherweise eigensicher ausgebildet, d. h. die im elektrischen Stromkreis fließende elektrische Energie ist so gering, daß die Explosionssicherheit gewährleistet ist. D. h. die im elektrischen Stromkreis vorhandene elektrische Energie reichtElectrical circuits on fittings that are used in the area of flammable materials are usually designed to be intrinsically safe, i.e. the electrical energy flowing in the electrical circuit is so low that explosion safety is guaranteed. This means that the electrical energy present in the electrical circuit is sufficient

als Zündenergie im Falle einer Funkenbildung nicht aus, um den brennbaren Stoff zu entzünden. Dies gilt jedoch nur für atmosphärischen Druck. Steht jedoch der brennbare Stoff, insbesondere beim Vorhandensein von Luft, unter einem höheren Druck als dem atmosphärischen Druck, so wird die Zündwilligkeit erhöht, so daß je nach Stoff auch eine elektrische Energie als Zündenergie ausreichen kann, wie sie normalerweise bei eigensicherem Stromkreis vorhanden ist, so daß die Explosionssicherheit nicht mehr gegeben ist. Diesen Nachteil vermeidet die Erfindung dadurch, daß beim überschreiten eines vorgegebenen Gehäuseinnendrucks der elektrische Stromkreis des elektrischen Betriebsmittels der Armatur abgeschaltet wird. Damit ist gewährleistet, daß das die Armatur druckdicht umgebende Schutzgehäuse sich mit dem brennbaren Stoff unter Betriebsdruck füllen kann ohne daß hier die Gefahr einer Zündung gegeben ist. Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn der Druckfühler auf einen Schaltpunkt von maximal 0,5 bar Überdruck eingestellt ist, so daß die jeweilige Zündgrenzkurve eingehalten wird.as ignition energy in the event of spark formation is not sufficient to ignite the flammable material. However, this only applies to atmospheric pressure. However, if the flammable material, particularly in the presence of air, is under a higher pressure than atmospheric pressure, the ignitability is increased, so that, depending on the material, electrical energy can also be sufficient as ignition energy, as is normally the case with an intrinsically safe circuit, so that explosion safety is no longer guaranteed. The invention avoids this disadvantage by switching off the electrical circuit of the electrical equipment of the fitting when a predetermined internal housing pressure is exceeded. This ensures that the protective housing surrounding the fitting in a pressure-tight manner can fill with the flammable material under operating pressure without there being any risk of ignition. It is particularly useful here if the pressure sensor is set to a switching point of a maximum of 0.5 bar overpressure, so that the respective ignition limit curve is adhered to.

Unter einer an einen elektrischen Stromkreis angeschlossenen Armatur ist im Sinne der Erfindung jede Armatur zu verstehen, die in aktiver oder passiver Weise mit elektrischer Energie beaufschlagt wird. Hierzu zählen insbesondere Meßgeräte aller Art, die elektrische Meßsignale erzeugen oder für ihre Funktion mit elektrischer Hilfsenergie versorgt werden.For the purposes of the invention, a fitting connected to an electrical circuit is any fitting that is actively or passively supplied with electrical energy. This includes in particular measuring devices of all kinds that generate electrical measuring signals or are supplied with auxiliary electrical energy for their function.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles, nämlich der Anwendung bei einem Massedurchflußmesser, näher erläutert.The invention is explained in more detail using an embodiment, namely the application to a mass flow meter.

Wie die Zeichung zeigt, ist in eine Rohrleitung 1, durch die ein brennbarer Stoff in Richtung des Pfeiles 2 strömt, der Massedurchflußmesser 3 eingebaut. Der Massedurchflußmesser 3 besteht im wesentlichen aus zwei parallelen U- oder -förmigen Schwingrohren 4.1 und 4.2, die von dem durch die Rohrleitung 1 strömenden Stoff durchströmt werden.As the drawing shows, the mass flow meter 3 is installed in a pipeline 1 through which a combustible substance flows in the direction of arrow 2. The mass flow meter 3 essentially consists of two parallel U-shaped or U-shaped oscillating tubes 4.1 and 4.2 through which the substance flowing through the pipeline 1 flows.

Die beiden Schwingrohre 4.1 und 4.2 sind in ihrem Scheitelbereich mit einem Erregermagnetsystem 5 versehen, das im wesentlichen aus einem Anker und einer Spule besteht, die mit einem Wechselstrom beaufschlagt wird, so daß die beiden Schwingrohre 4.1 und 4.2 gegenläufig zueinander in Schwingung versetzt werden können. Die beiden Schwingrohre 4.1 und 4.2, die hier der besseren Übersicht halber versetzt zueinander gezeichnet sind, sind in der Praxis identisch ausgebildet, weisen die gleiche Eigenfrequenz auf und sind in der Praxis in zwei parallelen Ebenen übereinander, also deckungsgleich, angeordnet, so daß über das Erregermagnetsystem 5 mit nur einer geringen elektrischen Energie die beiden Schwingrohre in ihrer Resonanzfrequenz in Schwingung versetzt werden können.The two vibrating tubes 4.1 and 4.2 are provided in their apex area with an excitation magnet system 5, which essentially consists of an armature and a coil that is supplied with an alternating current, so that the two vibrating tubes 4.1 and 4.2 can be set in vibration in opposite directions to each other. The two vibrating tubes 4.1 and 4.2, which are shown offset from each other here for the sake of clarity, are in practice identical, have the same natural frequency and are in practice arranged in two parallel planes one above the other, i.e. congruent, so that the two vibrating tubes can be set in vibration at their resonance frequency using only a small amount of electrical energy via the excitation magnet system 5.

Jeweils seitlich vom Erregermagnetsystem 5 sind die beiden Schwingrohre 4.1 und 4.2 jeweils mit einem elektrischen Schwingwegaufnehmer 6.1 und 6.2 versehen, über den die relative Schwingweite der beiden Schwingrohre zueinander erfaßt werden kann.On each side of the excitation magnet system 5, the two oscillating tubes 4.1 and 4.2 are each provided with an electrical vibration displacement sensor 6.1 and 6.2, via which the relative oscillation range of the two oscillating tubes to each other can be recorded.

Die Stromversorgung für den Schwingerreger 5 einerseits sowie die elektrischen Meßsignale der Schwingwegaufnehmer andererseits, erfolgt mit einer Kabelanordnung 7 über eine entsprechende Stromversorgung und Signalverarbeitungseinrichtung 8.The power supply for the vibration exciter 5 on the one hand and the electrical measuring signals of the vibration displacement sensors on the other hand are provided by a cable arrangement 7 via a corresponding power supply and signal processing device 8.

Soll nun dieser Massedurchflußmesser 3 in einem explosionsgefährdeten Bereich betrieben werden, so muß die elektrische Energie zwischen dem Stromversorgungsteil 8 und dem Massedurchflußmesser und zwar sowohl für das Erregermagnetsystem als auch die von den Schwingwegaufnehmern 6 erzeugten elektrischen Signale in ihrer elektrischen Energie so gering sein, daß die sogenannte Eigensicherheit gewährleistet ist.If this mass flow meter 3 is to be operated in an area where there is a risk of explosion, the electrical energy between the power supply unit 8 and the mass flow meter, both for the excitation magnet system and the electrical signals generated by the vibration sensors 6, must be so low in terms of their electrical energy that the so-called intrinsic safety is guaranteed.

Da nun die beiden Schwingrohre 4 unter einer Dauerschwingbeanspruchung in der Resonanzfrequenz betrieben werden, besteht hierbei die Gefahr, daß nach entsprechend langer Betriebszeit ein Schwingrohr bricht, so daß der durch die Rohrleitung 1 geförderte Stoff austritt. Um dies zu verhindern, sind die beiden Schwingrohre 4, die hier zugleich einen Teil der Rohrleitung bilden, da der gesamte Massestrom durch die Schwingrohre 4 geführt ist, von einem druckdichten Gehäuse 9 vollständig umschlossen. Das Gehäuse ist in seiner Festigkeit so ausgelegt, daß es mindestens dem l,5fachen des Betriebsdruckes der Rohrleitung standhält. Bei einem Bruch eines Schwingrohres kann dann der Stoff in das Gehäuse einströmen und dieses vollständig ausfüllen, ohne daß hierbei der Stoff in die Umgebung austritt. Da das Gehäuse 9 im Normalfall im Innenraum unter atmosphärischem Druck steht, steigt beim Bruch eines Schwingrohres der Druck im Gehäuseinnenraum auf den Betriebsdruck der Rohrleitung an. Wird nun durch die Rohrleitung ein brennbarer Stoff hindurchgeführt, kann je nach Art des Stoffes infolge des Druckanstiegs die Zündwilligkeit erhöht werden, so daß bereits der Erregerstrom für das Erregermagnetsystem 5 ausreicht, um hier den Stoff zu entzünden.Since the two vibrating tubes 4 are now operated under a permanent vibration load at the resonance frequency, there is a risk that after a correspondingly long operating time, one of the vibrating tubes will break, causing the material conveyed through the pipeline 1 to escape. To prevent this, the two vibrating tubes 4, which also form part of the pipeline, since the entire mass flow is guided through the vibrating tubes 4, are completely enclosed by a pressure-tight housing 9. The strength of the housing is designed so that it can withstand at least 1.5 times the operating pressure of the pipeline. If a vibrating tube breaks, the material can then flow into the housing and fill it completely, without the material escaping into the environment. Since the housing 9 is normally under atmospheric pressure inside, if a vibrating tube breaks, the pressure inside the housing rises to the operating pressure of the pipeline. If a flammable substance is now passed through the pipeline, depending on the type of substance, the ignitability can be increased as a result of the increase in pressure, so that the excitation current for the excitation magnet system 5 is sufficient to ignite the substance.

Um dies zu vermeiden, steht der Gehäuseinnenraum mit einem Druckfühler 10 in Verbindung, der über eine Schalteinrichtung beim Überschreiten eines vorgegebenen maximalen Druckes den elektrischen Stromkreis des Massedurchflußmessers abschaltet. Der Druckfühler kann hierbei mit der Schalteinrichtung in Form eines sogenannten Druckschalters kombiniert sein. Sobald der Druckfühler 10 den Stromkreis zum Erregermagnetsystem 5 unterbrochen hat, ist der Gehäuseinnenraum vollständig stromlos, so daß die Gefahr einer Zündung beseitigt ist.To avoid this, the interior of the housing is connected to a pressure sensor 10, which switches off the electrical circuit of the mass flow meter via a switching device when a predetermined maximum pressure is exceeded. The pressure sensor can be combined with the switching device in the form of a so-called pressure switch. As soon as the pressure sensor 10 has interrupted the circuit to the excitation magnet system 5, the interior of the housing is completely de-energized, so that the risk of ignition is eliminated.

Claims

Protection claims:

1. Pressure-proof protective housing for a fitting (4) connected to an electrical device (5, 6) which is connected to a pipeline (1) for transporting flowable substances, the housing (9) enclosing the fitting (4) and the part of the pipeline (1) connected to the fitting (4) in a pressure-tight manner and being provided with a pressure sensor (10) for detecting the internal housing pressure, which is connected to a switching device for switching off the circuit of the fitting (4) if a predetermined internal housing pressure is exceeded.

2. Protective housing according to claim 1, characterized in that it is designed for at least the nominal pressure, preferably 1.5 times the operating pressure of the pipeline.

3. Protective housing according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure sensor (10) is set to a switching point of maximum 0.5 bar overpressure.