EP2827957A2 - Explosionsschutz mit umhausung - Google Patents

Explosionsschutz mit umhausung

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Publication number
EP2827957A2
EP2827957A2 EP13712714.8A EP13712714A EP2827957A2 EP 2827957 A2 EP2827957 A2 EP 2827957A2 EP 13712714 A EP13712714 A EP 13712714A EP 2827957 A2 EP2827957 A2 EP 2827957A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
protection device
enclosure
explosion
filter
explosion protection
Prior art date
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Granted
Application number
EP13712714.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2827957B1 (de
Inventor
Horst Keller
Ulrich Stolz
Norbert Frank
Morris KOCH
Jens Kuhn
Leopold RANG
Volker GERWIG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Keller Lufttechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Keller Lufttechnik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Keller Lufttechnik GmbH and Co KG filed Critical Keller Lufttechnik GmbH and Co KG
Publication of EP2827957A2 publication Critical patent/EP2827957A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2827957B1 publication Critical patent/EP2827957B1/de
Ceased legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C4/00—Flame traps allowing passage of gas but not of flame or explosion wave

Definitions

  • the invention relates to an explosion protection device according to the preamble of claim 1.
  • Such explosion protection devices are generally used to avoid the danger of explosions occurring in closed spaces.
  • the explosion protection device is generally assigned to a closed room in which there is a risk of explosion.
  • the relief element consists of a rupture disk, which breaks open in the event of an explosion by the resulting pressure wave, so that then a gas stream can escape from the room.
  • the disadvantage here is that no flameless pressure relief is achieved with this rupture disk, since flames can escape unhindered with the gas flow.
  • a relief valve is provided as a relief element in the boundary wall of the room.
  • a relief valve is known for example from DE 199 46 213 C2.
  • a pressure relief is obtained when an explosion occurs, as this opens automatically when a pressure wave occurs, so that a gas flow from the room via the relief valve can flow to the outside.
  • the relief valve has a flame barrier, which may be formed in particular in the form of stacked metal strips. With this flame barrier escape of flames from the room can be relatively well prevented.
  • a filter system for the separation of dust-like particles wherein the housing in which the filter system is integrated forms the closed space.
  • explosive metallic dusts can be deposited, for example, in the processing of metallic workpieces, which consist in particular of aluminum incurred.
  • the invention has for its object to provide an explosion protection device of the type mentioned, by means of which an improved flame protection is achieved in applications outside the intended use.
  • the explosion protection device serves as protection for a arranged in a closed space facility, with a arranged in a boundary wall relief element, by means of which a pressure explosion takes place in the event of an explosion within the room by via this a gas stream is discharged from the room.
  • To the boundary wall connects to a housing, in which at least one flame filter is arranged.
  • the enclosure is designed so that a gas flow emerging from the relief element is guided in the enclosure and thereby passes the flame filter.
  • a pressure relief achieved with the relief element is provided.
  • this relief element can be formed by a simple rupture disk in the boundary wall of the space to be protected, so that with the relief element a pure pressure relief is effected.
  • a relief valve is used. This relief valve has a flame barrier, by means of which a flame protection is already achieved, that is, escape of flames from the room to be protected is prevented when used as intended.
  • a second level of security explosion protection device then comprises on the outside of the room to the boundary wall, a housing.
  • This enclosure is designed so that the gas flow arising in the event of an explosion and discharged via the relief element from the room is guided into the interior of the enclosure.
  • the enclosure forms a guide channel, in which the gas flow is guided so that it can expand.
  • a reduction in the pressure of the gas stream is obtained, which represents another safety measure.
  • the enclosure is designed so that the gas flow emerging from the relief element is deflected on the walls of the enclosure, before it is guided onto the flame filter.
  • At least one flame filter is provided in the enclosure.
  • This flame filter is arranged in the enclosure so that the gas stream leaving the room via the relief element is first guided in the enclosure and can expand. Only then is the gas flow directed to the flame filter. With this flame filter again ignited or combustible particles from the gas stream are partially filtered out and the gas stream is cooled so that the gas exiting from the flame filter gas stream contains no more flames, that is, a complete flameless pressure relief is achieved.
  • the filtered in the flame filter, now completely harmless gas stream can then be carried out preferably via an outlet opening of the enclosure from this.
  • the at least one flame arrester is plate-shaped.
  • the or each plate-shaped flame filter a filter material consisting of a wire mesh package, made of a ceramic material, stainless steel, a metal foam or a glass fiber material whose flow resistance is so low that it does not lead to an unacceptable increase in pressure in the unloaded space.
  • the plate-shaped flame filter can be installed with little design effort in the interior of the housing.
  • the at least one flame filter extends over the entire cross-sectional area of the enclosure.
  • the flame filter is designed as dust retention in the form of a flexible sheet which is fastened to the edge of the outlet opening.
  • the dust retention is stored folded at the edge of the outlet opening. The dust retention is deployed in the event of an explosion by the effluent via the discharge element gas stream.
  • This embodiment operates on the airbag principle.
  • By flowing out of the relief element and guided in the enclosure gas flow forming the dust retention flexible fabric is deployed and inflated into a balloon.
  • the size of the flexible sheet is adapted to the dimension of the space to be protected and thus the amount of gas flowing from the room, so that when inflating the flexibleêtnchen element can absorb the entire gas flow and there is no risk of bursting of the fabric.
  • the flexible sheet consists of a textile filter material or the like, by means of which combustible particles contained in the gas stream can be completely retained.
  • the filter material is gas-permeable, so that the filtered gas stream can penetrate the filter material and thus the gas stream is discharged via the outlet opening.
  • the explosion protection device according to the invention also ensures reliable flameless pressure relief when fine dusts reignite due to high temperatures after the relief element.
  • the explosion protection device according to the invention can thus be used in particular as a protection device on filter systems, by means of which extremely fine, explosive, metallic dusts are deposited. This application is outside the intended use of the relief valves.
  • the explosion protection device according to the invention can thus generally for a variety of explosive environments, that is, for any facilities in closed rooms, are used, with the term facilities units of any kind are included, from which a risk of explosion can go out.
  • Figure 1 Perspective view of a first embodiment of a
  • Explosion protection device for a filter system Explosion protection device for a filter system.
  • FIG. 2 shows a sectional view of the arrangement according to FIG. 1.
  • Figure 3 Second embodiment of an explosion protection device for a filter system.
  • Figure 4 arrangement of Figure 3 at a deployed flame filter.
  • Figures 1 and 2 show a first embodiment of an explosion protection device 1 for a filter system 2.
  • the filter unit 2 is a Housing 3 provided.
  • the housing 3 of the filter system 2 forms a closed space and has in the present case a cuboid contour.
  • the housing 3 is preferably made of a metallic material.
  • the filter system 2 is assigned the explosion protection device 1.
  • the explosion protection device 1 comprises as a first component a relief element in the form of a relief valve 4, which is arranged in a side wall 3a of the housing 3, that is, a boundary wall of the space to be protected.
  • a rupture disk could be provided as a relief element instead of a relief valve 4.
  • the side wall 3a of the housing 3 is oriented in a vertical plane.
  • the relief valve 4 has, in a known manner, a valve arrangement which opens in the event of an explosion in the filter system 2 as a result of the generated overpressure, so that a gas stream can flow out of the housing 3 of the filter system 2.
  • the relief valve 4 further has a flame barrier, which may be formed, for example, of laminated metal strips. This flame barrier has a flame retardant effect.
  • a filter unit 2 are deposited with the extremely fine metallic dusts, with the relief valve 4 is not achieved complete retention of dusts. Since the metallic dusts become very hot in an explosion and can ignite spontaneously, metallic dusts, which pass through the relief valve 4 in the event of an explosion, cause flames in the gas flow outside the housing 3.
  • the explosion protection device 1 as a further component to a housing 5, which is advantageous as the housing 3 of the filter system 2 consists of a metallic material.
  • the housing 5 has a cuboid contour.
  • the enclosure 5 is closed to the bottom by a bottom part 5a and laterally by wall elements 5b, 5c.
  • At the top of the enclosure 5 there is an outlet opening 6, that is to say the enclosure 5 is open toward the top.
  • Two wall elements 5c open at the edges of the side wall 3a of the housing 3 and extend at right angles to this.
  • Another wall element 5b is oriented parallel to the side wall 3a of the housing 3 and connects to the wall elements 5c.
  • the housing 5 thus formed forms a guide channel for the gas stream flowing out of the relief valve 4 in the event of an explosion with overpressure.
  • the flow direction of this gas flow is indicated in Figure 2 by the arrows Gi, G 2 .
  • part of the gas flow on the wall element 5b is deflected by 90 °.
  • the gas stream is guided in the guide channel formed by the enclosure 5 upwards in the direction of the outlet opening 6.
  • the gas stream expands, that is, the overpressure of the gas stream is reduced.
  • the flame filters are in the present case as filter plates 7, that is formed as a plate-shaped body and contain a filter material of a wire mesh.
  • filter plates 7 that is formed as a plate-shaped body and contain a filter material of a wire mesh.
  • glass fiber materials, a metal foam, a ceramic material or even stainless steel can be used as filter materials, the flow resistance being so low that there is no undue pressure increase in the housing 3.
  • the identically formed filter plates 7 are mounted on holders on the inner sides of the wall elements 5b, 5c so that they extend over the entire cross-sectional area of the guide channel of the enclosure 5. This ensures that the entire gas flow is supplied to the flame filter.
  • the flame filters are dimensioned so that their filter surfaces are larger than the cross-sectional area of the enclosure 5. Therefore, the flame filter in the enclosure 5 are inclined. Due to the large filter area thus achieved, the resistance is kept as low as possible.
  • Flame filters can be used to filter out flammable particles contained in the gas stream, ie metallic dusts. Thus, a complete flameless pressure relief is achieved in the housing 5 with the flame filters. This means that there are no longer any flames or combustible parts at the outlet of the filter arrangement, consisting of the flame filters, so that no more flames escape via the outlet opening 6.
  • FIGS. 3 and 4 show a variant of the embodiment according to FIGS. 1 and 2.
  • the embodiment of FIGS. 3 and 4 differs from the embodiment according to FIGS. 1 and 2 in that no filter plates 7 but a flexible sheet 8 are provided as the flame filter is, which preferably consists of a textile filter material.
  • the flexible sheet 8 is peripherally attached to the edge of the outlet opening 6 and closes it off easily.
  • the area of the flexible sheet 8 is many times greater than the cross-sectional area of the outlet opening 6.
  • FIG. 3 shows the flexible sheet 8 in its installed position, in which it lies tightly folded in the outlet opening 6. This installation position retains the flexible sheet 8, as long as no explosion takes place in the filter system 2.
  • the flexible sheet 8 When an explosion occurs exits from the housing 3 via the relief valve 4, a gas flow with excess pressure and is guided in the enclosure 5 in the direction of the outlet 6.
  • the flexible sheet 8 By the gas flow, as shown in Figure 4, the flexible sheet 8 is unfolded and inflated like a triggering airbag.
  • the size of the flexible sheet 8 is adapted to the size of the housing 3 so that it can accommodate the entire gas flow without bursting.
  • the flexible fabric 8 filters in the Gas flow contained particles completely, so that no flames can escape through the outlet 6 to the outside.

Landscapes

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Abstract

Die erfindungsgemäße Explosionsschutzvorrichtung (1) dient als Schutz für eine in einem geschlossenen Raum angeordnete Anlage, mit einem in einer Begrenzungswand angeordneten Entlastungselement, mittels dessen bei Auftreten einer Explosion innerhalb des Raumes eine Druckentlastung erfolgt, indem über das Entlastungselemente in Gasstrom aus dem Raum ausgeleitet wird. An die Begrenzungswand schließt eine Umhausung (5) an, wobei in dieser wenigstens ein Flammenfilter angeordnet ist. Die Umhausung (5) ist so ausgebildet, dass ein aus dem Entlastungselement austretender Gasstrom in der Umhausung (5) geführt wird und dabei den Flammenfilter passiert.

Description

Explosionsschutz mit Umhausung
Die Erfindung betrifft eine Explosionsschutzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Explosionsschutzvorrichtungen werden generell eingesetzt um Gefahren bei in geschlossenen Räumen auftretenden Explosionen zu vermeiden. Die Explosionsschutzvorrichtung ist dabei generell einem geschlossenen Raum zugeordnet, in welchem die Gefahr einer Explosion besteht.
Als Maßnahme für einen Explosionsschutz ist es bekannt, in einer Begrenzungswand des geschlossenen Raumes ein Entlastungselement vorzusehen. Mittels des Entlastungselements erfolgt bei einer Explosion innerhalb des Raumes eine Druckentlastung derart, dass eine durch die Explosion bewirkte Druckwelle über das Entlastungselement aus dem Raum ausgeleitet wird.
Im einfachsten Fall besteht das Entlastungselement aus einer Berstscheibe, die bei Auftreten einer Explosion durch die entstehende Druckwelle aufbricht, so dass dann ein Gasstrom aus dem Raum austreten kann. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass mit dieser Berstscheibe keine flammenlose Druckentlastung erzielt wird, da mit dem Gasstrom ungehindert auch Flammen austreten können.
Ein verbesserter Explosionsschutz wird dadurch erhalten, dass als Entlastungselement in der Begrenzungswand des Raumes ein Entlastungsventil vorgesehen wird. Ein derartiges Entlastungsventil ist beispielsweise aus der DE 199 46 213 C2 bekannt. Mit einem derartigen Entlastungsventil wird bei Auftreten einer Explosion eine Druckentlastung erhalten, da sich dieses bei Auftreten einer Druckwelle selbsttätig öffnet, so dass ein Gasstrom aus dem Raum über das Entlastungsventil nach außen strömen kann. Zudem weist das Entlastungsventil eine Flammenschranke auf, die insbesondere in Form von übereinanderge- schichteten Blechstreifen gebildet sein kann. Mit dieser Flammenschranke kann ein Austreten von Flammen aus dem Raum relativ gut verhindert werden.
Bestimmte Anwendungen sind jedoch außerhalb der bestimmungsgemäßen Verwendung von derartigen Entlastungsventilen. Ein Beispiel hierfür ist eine Filteranlage zur Abscheidung von staubförmigen Partikeln, wobei das Gehäuse, in welchem die Filteranlage integriert ist, den geschlossenen Raum bildet. Mit einer derartigen Filteranlage können insbesondere auch explosionsfähige metallische Stäube abgeschieden werden, die beispielsweise bei der Bearbeitung metallischer Werkstücke, die insbesondere aus Aluminium bestehen, anfallen.
Bei Auftreten einer Explosion in einer solchen Filteranlage können auch mit als Entlastungsventilen ausgebildeten Entlastungselementen die feinen Stäube in dem entstehenden Gasstrom nicht vollständig aufgefangen werden. Bei Anwendungen außerhalb der bestimmungsgemäßen Verwendung werden die metallischen Stäube durch die Explosion sehr heiß und können sich auch nach Austritt durch das Entlastungsventil selbst entzünden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Explosionsschutzvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mittels derer ein verbesserter Flammenschutz bei Anwendungen außerhalb der bestimmungsgemäßen Verwendung erzielt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Explosionsschutzvorrichtung dient als Schutz für eine in einem geschlossenen Raum angeordnete Anlage, mit einem in einer Begrenzungswand angeordneten Entlastungselement, mittels dessen bei Auftreten einer Explosion innerhalb des Raumes eine Druckentlastung erfolgt, indem über dieses ein Gasstrom aus dem Raum ausgeleitet wird. An die Begrenzungswand schließt eine Umhausung an, wobei in dieser wenigstens ein Flammenfilter angeordnet ist. Die Umhausung ist so ausgebildet, dass ein aus dem Entlastungselement austretender Gasstrom in der Umhausung geführt ist und dabei den Flammenfilter passiert.
Mit der erfindungsgemäßen Explosionsschutzvorrichtung wird eine flammen- lose Druckentlastung erzielt, bei welcher ein unkontrolliertes Austreten von Flammen bei Auftreten von Explosionen in einem zu schützenden Raum mit hoher Sicherheit vermieden wird.
Dies wird erfindungsgemäß durch ein mehrstufig arbeitendes Sicherheitskonzept erreicht. Als erste Stufe ist eine mit dem Entlastungselement erzielte Druckentlastung vorgesehen. Im einfachsten Fall kann dieses Entlastungselement von einer einfachen Berstscheibe in der Begrenzungswand des zu schützenden Raumes gebildet sein, so dass mit dem Entlastungselement eine reine Druckentlastung bewirkt wird. Besonders vorteilhaft wird als Entlastungselement ein Entlastungsventil eingesetzt. Dieses Entlastungsventil weist eine Flammenschranke auf, mittels derer bereits ein Flammenschutz erzielt wird, das heißt ein Austreten von Flammen aus dem zu schützenden Raum bei bestimmungsgemäßer Verwendung verhindert wird.
Als zweite Sicherheitsstufe umfasst die erfindungsgemäße Explosionsschutzvorrichtung an der Außenseite des Raumes an die Begrenzungswand anschließend eine Umhausung. Diese Umhausung ist so ausgebildet, dass der bei Auftreten einer Explosion entstehende und über das Entlastungselement aus dem Raum ausgeleitete Gasstrom in den Innenraum der Umhausung geführt wird. Die Umhausung bildet dabei einen Führungskanal, in dem der Gasstrom so geführt wird, dass dieser expandieren kann. Dadurch wird eine Reduzierung des Drucks des Gasstroms erhalten, was eine weitere Sicherheitsmaßnahme darstellt. Besonders vorteilhaft ist die Umhausung so ausgebildet, dass der aus dem Entlastungselement austretende Gasstrom an den Wänden der Umhausung umgelenkt wird, bevor dieser auf den Flammenfilter geführt ist.
Durch die Umlenkung wird eine besonders effektive Expansion des Gasstroms erzielt. Weiter wird dadurch auch ein gewisser Abscheideeffekt erzielt, da sich Partikel im Gasstrom an den Wänden der Umhausung durch Verschweißen ablagern können.
Als dritte Sicherheitsstufe ist in der Umhausung wenigstens ein Flammenfilter vorgesehen. Dieser Flammenfilter ist in der Umhausung so angeordnet, dass der aus dem Raum über das Entlastungselement austretende Gasstrom zunächst in der Umhausung geführt ist und dabei expandieren kann. Dann erst wird der Gasstrom auf den Flammenfilter geführt. Mit diesem Flammenfilter werden erneut entzündete oder brennbare Partikel aus dem Gasstrom teilweise ausgefiltert und der Gasstrom wird abgekühlt, so dass der vom Flammenfilter austre- tende Gasstrom keine Flammen mehr enthält, das heißt es wird eine komplette flammenlose Druckentlastung erzielt. Der im Flammenfilter gefilterte, nunmehr völlig ungefährliche Gasstrom kann dann bevorzugt über eine Auslassöffnung der Umhausung aus diesem ausgeführt werden.
Gemäß einer ersten Variante der Erfindung ist der wenigstens eine Flammenfü- ter plattenförmig ausgebildet.
Dabei weist der oder jeder plattenförmige Flammenfilter ein Filtermaterial, bestehend aus einem Drahtgestrickpaket, aus einem Keramikmaterial, aus Edelstahl, einem Metallschaum oder einem Glasfaserwerkstoff auf, dessen Strömungswiderstand so gering ist, dass es nicht zu einer unzulässigen Dru- ckerhöhung im entlasteten Raum kommt.
Die plattenförmigen Flammenfilter können mit geringem konstruktiven Aufwand im Innenraum der Umhausung eingebaut werden. Vorteilhaft erstreckt sich der wenigstens eine Flammenfilter über die gesamte Querschnittsfläche der Umhausung.
Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der gesamte in der Umhausung geführte Gasstrom mit dem Flammenfilter vollständig erfasst und gefiltert wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Mehrfachanordnung von plat- tenförmigen Flammenfiltern vorgesehen.
Durch diese Mehrfachanordnung wird die Filterwirkung weiter erhöht.
Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung ist der Flammenfilter als Staubrückhaltung in Form eines flexiblen Flächengebildes ausgebildet, welches am Rand der Auslassöffnung befestigt ist. Die Staubrückhaltung ist gefaltet am Rand der Auslassöffnung gelagert. Die Staubrückhaltung wird bei Auftreten einer Explosion durch den über das Entlastungselement ausströmenden Gasstrom entfaltet.
Diese Ausführungsform arbeitet nach dem Airbag-Prinzip. Durch den aus dem Entlastungselement ausströmenden und in der Umhausung geführten Gasstrom wird das die Staubrückhaltung bildende flexible Flächengebilde entfaltet und zu einem Ballon aufgeblasen. Die Größe des flexiblen Flächengebildes ist dabei an die Dimension des zu schützenden Raumes und damit an die Gasmenge, die aus dem Raum strömt angepasst, so dass beim Aufblasen das flexible Flä- chenelement den gesamten Gasstrom aufnehmen kann und keine Gefahr eines Platzens des Flächengebildes besteht.
Das flexible Flächengebilde besteht aus einem textilen Filtermaterial oder dergleichen, mittels dessen im Gasstrom enthaltene brennbare Partikel vollständig zurückgehalten werden können. Gleichzeitig ist das Filtermaterial gasdurchläs- sig, so dass der gefilterte Gasstrom das Filtermaterial durchdringen kann und so der Gasstrom über die Auslassöffnung ausgeleitet wird. Die erfindungsgemäße Explosionsschutzvorrichtung sorgt auch dann für eine sichere flammenlose Druckentlastung, wenn sich feine Stäube aufgrund hoher Temperaturen nach dem Entlastungselement erneut entzünden. Die erfindungsgemäße Explosionsschutzvorrichtung kann damit insbesondere als Schutzvorrichtung an Filteranlagen, mittels derer extrem feine, explosionsfähige, metallische Stäube abgeschieden werden, eingesetzt werden. Diese Anwendung liegt außerhalb der bestimmungsgemäßen Verwendung der Entlastungsventile. Durch die nachfolgenden Sicherheitsstufen in Form der Umhausung und des Flammenfilters wird auch in diesem Fall mit der erfindungsgemäßen Explosionsschutzvorrichtung eine vollständige flammenlose Druckentlastung bei Auftreten einer Explosion im zu schützenden Raum erhalten.
Die erfindungsgemäße Explosionsschutzvorrichtung kann somit generell für unterschiedlichste explosions fähige Umgebungen, das heißt für beliebige Anlagen in geschlossenen Räumen, eingesetzt werden, wobei mit dem Begriff Anlagen Einheiten jeglicher Art umfasst sind, von welchen eine Explosionsgefahr ausgehen kann.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : Perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer
Explosionsschutzvorrichtung für eine Filteranlange.
Figur 2 Schnittdarstellung der Anordnung gemäß Figur 1.
Figur 3 Zweite Ausführungsform einer Explosionsschutzvorrichtung für eine Filteranlage.
Figur 4 Anordnung gemäß Figur 3 bei einem entfalteten Flammenfilter. Die Figuren 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform einer Explosionsschutzvorrichtung 1 für eine Filteranlage 2. Die Filteranlage 2 ist mit einem Gehäuse 3 versehen. Mit der Filteranlage 2 werden explosionsfähige Stäube, insbesondere metallische Stäube, wie sie beispielsweise bei der Bearbeitung von Aluminiumteilen in der Kraftfahrzeug-Industrie anfallen, abgeschieden.
Das Gehäuse 3 der Filteranlage 2 bildet einen geschlossenen Raum und weist im vorliegenden Fall eine quaderförmige Kontur auf. Das Gehäuse 3 besteht vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff.
Als Schutz bei auftretenden Explosionen ist der Filteranlage 2 die Explosionsschutzvorrichtung 1 zugeordnet.
Die Explosionsschutzvorrichtung 1 umfasst als erste Komponente ein Entlastungselement in Form eines Entlastungsventils 4, das in einer Seitenwand 3a des Gehäuses 3, das heißt einer Begrenzungswand des zu schützenden Raumes angeordnet ist. Prinzipiell könnte anstelle eines Entlastungventils 4 auch eine Berstscheibe als Entlastungselement vorgesehen sein. Die Seitenwand 3a des Gehäuses 3 ist in einer senkrechten Ebene orientiert.
Das Entlastungsventil 4 weist in bekannter Weise eine Ventilanordnung auf, die sich bei einer Explosion in der Filteranlage 2 infolge des generierten Überdrucks öffnet, so dass ein Gasstrom aus dem Gehäuse 3 der Filteranlage 2 ausströmen kann. Das Entlastungsventil 4 weist weiterhin eine Flammenschranke auf, die beispielsweise von übereinander geschichteten Blechstreifen gebildet sein kann. Diese Flammenschranke wirkt flammenhemmend. Bei einer Filteranlage 2, mit der extrem feine metallische Stäube abgeschieden werden, wird mit dem Entlastungsventil 4 keine vollständige Rückhaltung der Stäube erreicht. Da die metallischen Stäube bei einer Explosion sehr heiß werden und sich selbst entzünden können, können durch metallische Stäube, die das Entlastungsventil 4 bei einer auftretenden Explosion durchsetzen, Flammen im Gasstrom außerhalb des Gehäuses 3 entstehen. Um diese Gefahrenquelle abzufangen, weist die Explosionsschutzvorrichtung 1 als weitere Komponente eine Umhausung 5 auf, welche vorteilhaft wie das Gehäuse 3 der Filteranlage 2 aus einem metallischen Werkstoff besteht.
Die Umhausung 5 weist eine quaderförmige Kontur auf. Die Umhausung 5 ist zur Unterseite durch ein Bodenteil 5a und seitlich durch Wandelemente 5b, 5c geschlossen. An der Oberseite der Umhausung 5 befindet sich eine Auslassöff- nung 6, das heißt die Umhausung 5 ist zur Oberseite hin offen. Zwei Wandelemente 5c münden an den Rändern der Seitenwand 3a des Gehäuses 3 aus und verlaufen in rechtem Winkel zu dieser. Ein weiteres Wandelement 5b ist parallel zur Seitenwand 3a des Gehäuses 3 orientiert und schließt an die Wandelemente 5 c an. Die so ausgebildete Umhausung 5 bildet einen Führungskanal für den im Fall einer Explosion mit Überdruck aus dem Entlastungsventil 4 ausströmenden Gasstrom. Die Strömungsrichtung dieses Gasstroms ist in Figur 2 mit den Pfeilen Gi, G2 gekennzeichnet. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich, wird ein Teil des Gasstroms an dem Wandelement 5b um 90° umgelenkt. Der Gasstrom wird in den von der Umhausung 5 gebildeten Führungskanal nach oben in Richtung der Auslassöffnung 6 geführt. Dabei expandiert der Gasstrom, das heißt der Überdruck des Gasstroms wird abgebaut.
Als weitere Komponenten der Explosionsschutzvorrichtung 1 sind im oberen Bereich der Umhausung 5 und unterhalb der Auslassöffnung 6 zwei Flammenfilter eingebaut. Die Flammenfilter sind im vorliegenden Fall als Filterplatten 7, das heißt als plattenförmige Körper ausgebildet und enthalten ein Filtermaterial aus einem Drahtgeflecht. Generell können als Filtermaterialien auch Glas- faserwerkstoffe, ein Metallschaum, ein Keramikmaterial oder auch Edelstahl eingesetzt werden, wobei der Strömungswiderstand so gering ist, dass sich im Gehäuse 3 keine unzulässige Druckerhöhung ergibt.
Die identisch ausgebildeten Filterplatten 7 sind an Halterungen an den Innenseiten der Wandelemente 5b, 5c so gelagert, dass sich diese jeweils über die gesamte Querschnittsfläche des Führungskanals der Umhausung 5 erstrecken. Dadurch wird erreicht, dass der gesamte Gasstrom dem Flammenfilter zugeführt ist. Die Flammenfilter sind im vorliegenden Fall so dimensioniert, dass deren Filterflächen größer sind als die Querschnittsfläche der Umhausung 5. Daher sind die Flammenfilter in der Umhausung 5 schräg gestellt. Durch die so erzielte große Filterfläche wird der Widerstand so gering wie möglich gehalten.
Mit den Flammenfiltern können im Gasstrom enthaltene brennbare Partikel, das heißt metallischen Stäube, ausgefiltert werden. Damit wird in der Umhausung 5 mit den Flammenfiltern eine vollständige flammenlose Druckentlastung erzielt. Dies bedeutet, dass keine Flammen oder brennbaren Teile mehr am Ausgang der Filteranordnung, bestehend aus den Flammenfiltern, mehr vorhanden sind, so dass über die Auslassöffnung 6 keine Flammen mehr austreten.
Die Figuren 3 und 4 zeigen eine Variante der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 und 2. Dabei unterscheidet sich die Ausführungsform der Figuren 3 und 4 von der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 und 2 dadurch, dass als Flammenfilter keine Filterplatten 7 sondern ein flexibles Flächengebilde 8 vorgesehen ist, das bevorzugt aus einem textilen Filtermaterial besteht. Das flexible Flächengebilde 8 ist am Rand der Auslassöffnung 6 umlaufend befestigt und schließt diese leicht ab. Die Fläche des flexiblen Flächengebildes 8 ist um ein Vielfaches größer als die Querschnittsfläche der Auslassöffnung 6. Figur 3 zeigt das flexible Flächengebilde 8 in seiner Einbauposition, in welcher dies dicht zusammengefaltet in der Auslassöffnung 6 liegt. Diese Einbauposition behält das flexible Flächengebilde 8 bei, solange keine Explosion in der Filteranlage 2 stattfindet. Bei Auftreten einer Explosion tritt aus dem Gehäuse 3 über das Entlastungsventil 4 ein Gasstrom mit Überdruck aus und wird in der Umhausung 5 Richtung Auslassöffnung 6 geführt. Durch den Gasstrom wird, wie in Figur 4 dargestellt, das flexible Flächengebilde 8 wie ein auslösender Airbag aufgefaltet und aufgeblasen. Die Größe des flexiblen Flächengebildes 8 ist so an die Größe des Gehäuses 3 angepasst, dass es den gesamten Gasstrom aufnehmen kann ohne zu platzen. Das flexible Flächengebilde 8 filtert die im Gasstrom enthaltenen Partikel vollständig aus, so dass keine Flammen über die Auslassöffhung 6 nach außen dringen können.
Bezugszeichenliste
(1) Explosionsschutzvorrichtung
(2) Filteranlage
(3) Gehäuse
(3a) Seitenwand
(4) Entlastungsventil
(5) Umhausung
(5a) Bodenteil
(5b, 5c) Wandelement
(6) Auslassöffhung
(?) Filterplatte
(8) Flächengebilde

Claims

Patentansprüche
1. Explosionsschutzvorrichtung (1) für eine in einem geschlossenen Raum angeordnete Anlage, mit einem in einer Begrenzungswand angeordneten Entlastungselement, mittels dessen bei Auftreten einer Explosion innerhalb des Raumes eine Druckentlastung erfolgt, indem über dieses ein Gasstrom aus dem Raum ausgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass an die Begrenzungswand eine Umhausung (5) anschließt, wobei in dieser wenigstens ein Flammenfilter angeordnet ist, und dass die Umhausung (5) so ausgebildet ist, dass ein aus dem Entlastungselement austretender Gasstrom in der Umhausung (5) geführt ist und dabei den Flammenfilter passiert.
2. Explosionsschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlastungselement ein Entlastungsventil (4) ist.
Explosionsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhausung (5) eine Auslassöffnung (6) aufweist, wobei der Flammenfilter in der Umhausung (5) so angeordnet ist, dass der gesamte Gasstrom auf den Flammenfilter geführt ist, bevor der Gasstrom durch die Auslassöffnung (6) austritt.
Explosionsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhausung (5) so ausgebildet ist, dass der aus dem Entlastungselement austretende Gasstrom an den Wänden der Umhausung (5) umgelenkt wird, bevor dieser auf den Flammenfilter geführt ist.
Explosionsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Flammenfilter plattenförmig ausgebildet ist.
Explosionsschutzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der wenigstens eine Flammenfilter über die gesamte Querschnittsfläche der Umhausung (5) erstreckt.
Explosionsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrfachanordnung von plattenförmigen Flammenfiltern vorgesehen ist.
Explosionsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder plattenförmige Flammenfilter ein Filtermaterial bestehend aus einem Drahtgestrickpaket, aus einem Keramikmaterial, aus Edelstahl, einem Metallschaum oder einem Glasfaserwerkstoff aufweist.
Explosionsschutzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Flammenfilter ein flexibles Flächengebilde (8) ist, welches am Rand der Auslassöffnung (6) befestigt ist, dass der Flammenfilter gefaltet am Rand der Auslassöffnung (6) gelagert ist, und dass der Flammenfilter bei Auftreten einer Explosion durch den über das Entlastungselement ausströmenden Gasstrom entfaltet wird.
10. Explosionsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Filteranlage (2) ist.
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