DE964307C

DE964307C - Einrichtung zur Anzeige des Energieanstiegs beim Beginn einer Explosion

Info

Publication number: DE964307C
Application number: DEF15053A
Authority: DE
Inventors: Bradford T Joyce; Albert F Krueger
Original assignee: Electronics Corp of America
Current assignee: Electronics Corp of America
Priority date: 1953-06-25
Filing date: 1954-06-26
Publication date: 1957-05-23
Also published as: GB752253A; US2799781A

Description

AUSGEGEBEN AM 23. MAI 1957

F15053XI/Sie

einer Explosion

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Anzeige des Beginns einer Explosion and auf eine Einrichtung zu deren Unterdrückung, bevor sie ein gefährliches Ausmaß angenommen hat. Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf die Anzeige und Unterdrückung von Explosionen, welche in Mischungen von Luft mit brennbaren Dämpfen oder Gasen, mit versprühten Flüssigkeiten, mit einem Nebel, einem Staub od. dgl. beginnen und auf die Verhinderung oder Löschung eines Brandes infolge dieser Explosion.

Im Vergleich zur Explosion einer Substanz, welche ihren eigenen Sauerstoff enthält, hat die Explosion einer Mischung, z. B. von Luft und Benzin, die Eigenschaft, daß der Druckanstieg verhältnismäßig langsam ist. So steigt beispielsweise der Druck bei der Explosion einer Mischung von Luft und versprühtem Paraffin erst in etwa 0,5 Sekunden auf seinen Maximalwert an.

Die Explosion einer Mischung eines brennbaren ao Dampfes mit Luft beginnt somit mit einem verhältnismäßig langsamen Energieanstieg und mit einem

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entsprechend langsamen Drück-, Wärme- und Strahlungsanstieg. Dieser Anstieg kann einige hundertstel Sekunden andauern, bevor ein kritischer Energiepegel erreicht ist und sich ein gefährlicher Explosionsdruck ausbildet.

Es ist bereits eine Einrichtung zur Anzeige und ZUi Unterdrückung einer Explosion vorgeschlagen worden, bei welcher die Anzeigeeinrichtung eine auf Druck ansprechende Membran enthält, welche ίο den Druckanstieg der beginnenden Explosion anzeigt. Der Druckanzeiger liegt in einer elektrischen Schaltung, der einen Kontakt enthält, welcher eine die Explosion oder den Brand unterdrückende Substanz auslöst. Die Anzeigeeinrichtung spricht auf geringe Druckanstiege an, wenn der Druckanstieg 0,42 kg/cm² je Sekunde übersteigt, und vermag den Kontakt innerhalb 0,02 Sekunden vom Beginn des Druckanstiegs anzuschließen. DieUnterdrückungseinrichtung ist in der Lage, die Explosions- oder Brandiumterdrückungssubstanz innerhalb 0,05 Sekunden vom Beginn des Druckanstiegs an zu verteilen. Die Unterdrückungseinrichtong enthält einen zerbrechlichen Behälter für die Brandunterdrückungssubstanz. Ein schnell wirkender Sprengsatz, der bei Schließung des Detektorkontakts gezündet wird, zerstört das Gefäß und zerstreut dadurch seinen Brandlöschungsinhalt. Diese Einrichtung ist im einzelnen in der britischen Patentschrift 643 188 beschrieben.

Der Hauptzweck der Erfindung iist, einen Explosionsanzeiger zusammen mit einer Unterdrückungseinriehtung der beschriebenen Art anzugeben, bei welchem ein verbesserter Explosions anzeiger mit einer schneller ansprechenden und empfindlicheren Unterdrückungseinrichtung· kombiniert ist.

Der erfmdungsgemäße Explosionsanzeiger ist im wesentlichen eine Vorrichtung, welche auf den Anstieg elektromagnetischer Strahlung anspricht, die in einer beginnenden Explosion auftritt. Dieser Anzeiger enthält eine Photozelle, welche über eine differenzierende. Schaltung an eine Elektronenröhre angeschlossen ist. Diese Röhre ist normalerweise gesperrt und beginnt Strom zu führen, wenn die Photozelle einen Anstieg der bei Beginn einer Explosion auftretenden Strahlung anzeigt. Mittels des Röhrenstromes wird diann die Unterdrüekungseinrichtung betätigt.

Fig. ι zeigt eine Auisführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform und

Fig. 3 einen Brennstofrbehärteir, der mit der erfindungsgemäßen Explosionsanzeige- und Unterdrückungseinrichtung ausgerüstet ist.

Fig. ι zeigt einen Explasionsunterdrücker 3 mit einer verhältnismäßig starken Montageplatte; die ein Gehäuse für den Sprengsatz 9 enthält. Die Wand des Gehäuses 7 ist am Ende des Sprengsatzes 9 sehr dünn gehalten. An der Montageplattes ist ein zerbrechlicher Becher 11,. der aus einem mit Phenolharz imprägnierten Stoff besteht, befestigt, so daß ein abgeschlossener Hohlraum 13 entsteht, in welchem sich die Feuerlöschflüssigkeit befindet. Die zur Füllung und zur Befestigung der Unterdrückungseinrichtungs dienenden Mittel sind in der genannten britischen Patentschrift behandelt und werden daher hier nicht beschrieben.

Der Explosionsanzeiger enthält eine Photozelle 15, die bei Belichtung anspricht. Die eine Klemme 16 liegt an einer Gleichspannungsquelle 17, während die andere Klemme 18 über einen Widerstand 19 geerdet ist. Das Potential an der Klemme 16 ist positiv tttnd kann etwa 150 Volt betragen. Die Klemme 18 ist über ein differenzierendes Glied 21 und über einen Widerstand 23 mit dem Steuergitter 25 einer Elektronenröhre 27 verbunden, die als gittergesteuerte Gasentladungsröhre dargestellt ist. Das Glied 21 enthält einen Kondensator 29 und einen Widerstand 31, der zwischen dem Kondensator 29 und dem Widerstand 23 angeschlossen ist und am unteren Ende an einer Vorspannung liegt. Unter einem differenzierenden Glied versteht man ein Widerstandskondensatorglied, dessen Zeitkonstante so bemessen ist, daß an seinem Widerstand ein in seiner Amplitude der Steilheit des Spannungsanstiegs an seiner Eingangsseite entsprechender Spannungsimpuls auftritt Die Vorspannung wird von einem Potentiometer 33, das von einer einseitig geerdeten Spannungsquelle 35 gespeist' wird, abgenommen·. Die Anode 36 ist über den Widerstand 37 an die Spannungsquelle 17 und über go einen Kondensator 39 an Erde gelegt. Die Kathode 41 liegt über den Sprengsatz 9, der geringen Widerstand aufweist, an Erde.

Die Einrichtung nach Fig. 1 arbeitet folgendermaßen: Die Photozelle 15 «und der Widerstand 19 bilden einen Spannungsteiler zwischen der Klemme 16 und Erde. Das Potential an der Klemme 18 schwankt somit mit dem Widerstand der Photozelle 15 und hängt daher von der diese Zelle treffenden Strahlung ab. Über die Widerstände 31 und 23 liegt am Steuergitter 25 der Röhre 27 eine Sperrspannung. Die Zeitkonstante des differenzierenden Gliedes 21 soll so gewählt werden, daß ein positiver Impuls zur Entriegelung der Röhre 27 und zu ihrer Zündung nur auftritt, wenn die Geschwindigkeit des Potentialanstiegs' an der Klemme 18 dem bei Beginn einer Explosion auftretenden entspricht. Zur Anzeige und Unterdrückung von Explosionen in einer Mischung von Sprengstoff und Luft hat sich eine Zeitkonstante von 10 Millisekunden be- no währt. Wenn die Vorspannung dar Röhre 27 überwunden wird und die Röhre zündet, so entlädt sich der Kondensator 39, der vorher über den Widerstand 37 geladen worden war, über die Röhre 27 und der Sprengsatz 9 wird gezündet. Dabei wird dann der Behälter 11 zerstört und die Löschflüssigkeit versprüht.

Die Einrichtung nach Fig. 2 .unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß die Anode der Röhre 27 über die Hochspanniungswicklung 42 eines Transformators 43 an eine Wechselspannungsquelle der in Flugzeugen gebräuchlichen Art angeschlossen ist. Die Niederspannungswicklung 47 des Transformators liegt an dem Sprengsatz 9. Diese Anordnung ist vorteilhaft, da der große elektrolytische Kondensator 39 in Fig. 1 vermieden wird.

Die Röhre 27 wird wie in Fig. 1 gesperrt, bis Strahlungsenergie auf die Photozelle 15 auffällt.

Dann führt die Röhre 27 Strom, und der Strom in der Sekundärwickliuög 47 zündet den Sprengsatz 9 und betätigt somit die Unterdrückungseinrichtung.

Die Photozelle 15 ist vorzugsweise eine Bleisul-

fidzelle, die eine gute Empfindlichkeit im Infraroten hat. Die Löschflüssigkeit kann Methylbromid, Kohlenstoff tetrachlorid oder ein anderes Löschmittel sein. Bei manchen Prüfungen ist auch Wasser benutzt worden, welches hauptsächlich eine Kühlwirkung ausübt. Benzin ist ebenfalls mit Erfolg benutzt worden und unterdrückt eine Explosion durch Erzeugung eines zu großen Brennstoffanteils der Brennstoff-Luft-Mischung.

Fig. 3 veranschaulicht den Brennstoffbehälter 49 eines Flugzeugs, mit einem schematisch dargestellten und mit 51 bezeichneten Explosionsanzeiger und einem Explosionsunterdrücker 3. Die Zündungsstelle ist mit 53 bezeichnet und die Brennfront der Explosion mit 55. Die von der beginnenden Explosion ausgestrahlte Energie wandert mit Lichtgeschwindigkeit auf die Photozelle 51. Diese betätigt dann die Unterdrückungseinrichtu!ng3, von der die Löschflüssigkeit in Richtung der punktierten Linien in Fig. 3 versprüht wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Einrichtung zur Anzeige des steilen Energieanstiegs beim Beginn einer Explosion und zur Betätigung einer angeschlossenen Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Photozelle enthält und daß eine differenzierende Schaltung zwischen der Photoaelle und der angeschlossenen Vorrichtung liegt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angeschlossene Vorrichtung eine Elektronenröhre ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenröhre eine im Ruhezustand verriegelte gittergesteuerte Gasoder Dampfentladungsröhre ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle bei Belichtung leitfähig wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle eine Bleisulfidzelle ist.
6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die an das differenzierende Glied angeschlossene Vorrichtung eine Explosionsunterdrückungseinrichtung betätigt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Unterdrückungseinrichtung einen Sprengsatz und einen zerbrechlichen Behälter für ein Löschmittel enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 854 753;
britische Patentschrift Nr. 643 188.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 710/227 11.56 (709 522/342 5.57)