ES2550427T3

ES2550427T3 - Explosion protection for a non-electric device

Info

Publication number: ES2550427T3
Application number: ES05023602.5T
Authority: ES
Inventors: Jochen Skatulla
Original assignee: KSB AG
Current assignee: KSB AG
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2015-11-06
Anticipated expiration: 2025-10-28
Also published as: DK1674732T3; SI1674732T1; EP1674732A3; EP1674732A2; PL1674732T3; DE102004061366A1; PT1674732E; EP1674732B1; HUE026420T2; CY1116857T1

Abstract

Protección contra explosiones para un aparato o grupo no eléctrico, caliente en estado de funcionamiento, especialmente para una bomba centrífuga (2) para medios de bombeo calientes, caracterizada por una carcasa (7) que encierra a una distancia sólo zonas parciales, especialmente una zona caliente, de la superficie del aparato o grupo (2), en la que un gas no explosivo que evacua calor se introduce con una sobrepresión en la carcasa (7) y se evacua de la carcasa (7) a través de aberturas (8), quedando intersticios entre la superficie del aparato o grupo (2) y la carcasa (7).Explosion protection for a non-electric device or group, hot in the operating state, especially for a centrifugal pump (2) for hot pumping means, characterized by a housing (7) that encloses only partial areas at a distance, especially an area hot, from the surface of the apparatus or group (2), in which a non-explosive gas that evacuates heat is introduced with an overpressure in the housing (7) and is evacuated from the housing (7) through openings (8) , leaving interstices between the surface of the apparatus or group (2) and the housing (7).

Description

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DESCRIPCIÓN DESCRIPTION

Protección contra explosiones para un aparato no eléctrico Explosion protection for a non-electric device

Objeto de la invención es una protección contra explosiones para un aparato o grupo no eléctrico, caliente en el estado de funcionamiento, especialmente para una bomba centrífuga para medios de bombeo calientes. Object of the invention is an explosion protection for a non-electric apparatus or group, hot in the operating state, especially for a centrifugal pump for hot pumping means.

El documento GB-A-2075643 da a conocer un grupo de máquinas encapsulado en una carcasa de máquina con aislamiento sonoro y/o térmico. El grupo de máquinas encapsulado se compone de un motor diesel y un compresor que están dispuestos en una carcasa de aislamiento acústico. La pared interior de la carcasa está cubierta con una capa de aislante. Para refrigerar el grupo, la pared interior está provista de superficies de refrigeración conectadas a una alimentación de refrigerante. Document GB-A-2075643 discloses a group of machines encapsulated in a machine housing with sound and / or thermal insulation. The encapsulated machine group consists of a diesel engine and a compressor that are arranged in an acoustic insulation housing. The inner wall of the housing is covered with an insulating layer. To cool the group, the inner wall is provided with cooling surfaces connected to a refrigerant supply.

En el pasado, la protección contra explosiones, abreviada por protección EX, para aparatos o grupos se refería sustancialmente a la elección, conforme a la protección Ex, de componentes eléctricos y combinaciones de materiales que no produzcan chispas. Por una nueva directiva europea (RL94/9EG), ahora, también los aparatos no eléctricos son considerados en cuanto a su potencial de peligro como fuente de encendido y, por consiguiente, se exigen medidas para el uso seguro en la zona Ex. Se ha de garantizar entre otras cosas que la temperatura superficial del aparato o grupo sea inferior a la temperatura de encendido máxima admisible de la zona EX en cuestión. Las temperaturas de encendido se dividen habitualmente en clases de temperatura. In the past, explosion protection, abbreviated by EX protection, for devices or groups referred substantially to the choice, in accordance with Ex protection, of electrical components and combinations of materials that do not produce sparks. By a new European directive (RL94 / 9EG), now, non-electrical appliances are also considered as regards their potential for danger as a source of ignition and, therefore, measures are required for safe use in the Ex zone. guarantee, among other things, that the surface temperature of the device or group is lower than the maximum permissible ignition temperature of the EX zone in question. The ignition temperatures are usually divided into temperature classes.

Debido al reglamento vigente ahora, dado el caso, se han de tomar medidas de protección Ex también para bombas centrífugas con elevadas temperaturas del medio. Esto se refiere por ejemplo a bombas, cuya temperatura del medio excede de 200ºC, pero que deben funcionar en la clase de temperatura T3 con una temperatura máxima admisible de 200ºC. Para ello, a primera vista, se ofrecen diferentes medidas que, sin embargo, han de desecharse eventualmente por diferentes razones: Due to the regulations in force now, if necessary, Ex protection measures must also be taken for centrifugal pumps with high ambient temperatures. This refers, for example, to pumps, whose medium temperature exceeds 200 ° C, but which must operate in temperature class T3 with a maximum permissible temperature of 200 ° C. To do this, at first glance, different measures are offered, which, however, should eventually be discarded for different reasons:

-no es admisible el aislamiento de la bomba, ya que por fugas y concentraciones podría producirse un peligro de - the isolation of the pump is not admissible, since due to leaks and concentrations a danger of

encendido; -una refrigeración efectiva de la bomba mediante un medio ajeno, por ejemplo agua, requiere un elevado gasto switched on; -an effective cooling of the pump through a foreign medium, for example water, requires a high expense

adicional que frecuentemente no se puede proporcionar; -un "encapsulamiento inhibidor de vapores" según la normativa europea EN13463-3 frecuentemente no es additional that frequently cannot be provided; -a "vapor inhibitor encapsulation" according to European standard EN13463-3 is often not

aplicable en determinadas zonas Ex y a causa de la geometría compleja del objeto que ha de ser estanqueizado. applicable in certain Ex zones and because of the complex geometry of the object to be sealed.

Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de proporcionar una protección Ex para un aparato o grupo no eléctrico, caliente en el estado de funcionamiento, que con un gasto reducido garantice una alta seguridad. Therefore, the object of the invention is to provide an Ex protection for a non-electric device or group, hot in the operating state, which, with a reduced expense, guarantees high safety.

Según la invención, el objetivo propuesto se consigue mediante una carcasa que encierra a una distancia sólo zonas parciales, especialmente una zona caliente, de la superficie del aparato o grupo, en la que un gas no explosivo que evacua calor se introduce con una sobrepresión en la carcasa y se evacua de la carcasa a través de aberturas, quedando intersticios entre la superficie del aparato o grupo y la carcasa. According to the invention, the proposed objective is achieved by means of a housing that encloses only partial areas at a distance, especially a hot zone, from the surface of the apparatus or group, in which a non-explosive gas that evacuates heat is introduced with an overpressure in the housing and is evacuated from the housing through openings, leaving interstices between the surface of the apparatus or group and the housing.

La invención recurre a una técnica, cuyo principio ya es conocido, pero hasta ahora se usaba para otros fines y con otra configuración: el encapsulamiento de grupos de máquinas que se empleaba especialmente para la reducción de la emisión de ruidos. Para este fin, la cápsula generalmente estaba provista además en su pared interior con una capa de aislamiento acústico. The invention uses a technique, the principle of which is already known, but until now it was used for other purposes and with another configuration: the encapsulation of groups of machines that were used especially for the reduction of noise emission. For this purpose, the capsule was generally also provided on its inner wall with a layer of sound insulation.

La carcasa puesta a tierra, preferentemente compuesta de metal, de la invención aísla frente al entorno la superficie caliente del aparato o grupo, produciendo diferentes efectos el gas transportado al interior de la carcasa: alrededor del aparato o grupo se crea una zona libre de Ex. Dado que por el gas se genera una sobrepresión dentro de la carcasa, no puede entrar desde fuera ningún gas y, por tanto, ninguna atmósfera Ex. Más bien, se mantiene un flujo constante hacia fuera del gas transportado, por lo que además resulta un flujo constante para la evacuación de calor, lo que mantiene a su vez la temperatura superficial de la carcasa por debajo del valor límite exigido. The grounded casing, preferably composed of metal, of the invention isolates the hot surface of the apparatus or group from the surroundings, producing different effects the gas transported inside the casing: around the apparatus or group a zone free of Ex is created. Since an overpressure is generated inside the housing by the gas, no gas can enter from outside and, therefore, no Ex atmosphere. Rather, a constant flow out of the transported gas is maintained, so it also results a constant flow for heat evacuation, which in turn keeps the surface temperature of the housing below the required limit value.

La carga del espacio interior de la carcasa se realiza preferentemente mediante un gas inerte. Se puede usar por ejemplo nitrógeno. Pero también se puede conducir al interior de la carcasa, mediante un sistema de transporte adecuado, aire del sistema o aire ambiente no Ex. The loading of the interior space of the housing is preferably carried out by an inert gas. Nitrogen can be used for example. But you can also drive inside the housing, using a suitable transport system, system air or non-Ex ambient air.

La evacuación del gas introducido de la carcasa puede realizarse de distintas maneras y por distintas vías. Resultan preferibles los intersticios sin contacto entre la superficie del aparato y la carcasa. Esto ofrece la ventaja de que permite prescindir tanto de juntas termoestables entre la superficie caliente y la carcasa como de un dispositivo separado para la evacuación del gas introducido. The evacuation of the gas introduced from the housing can be carried out in different ways and in different ways. The contactless interstices between the surface of the apparatus and the housing are preferable. This offers the advantage that it allows dispensing with both thermostable joints between the hot surface and the housing and a separate device for the evacuation of the introduced gas.

Para lograr una mayor seguridad se recomienda prever un dispositivo para vigilar la temperatura superficial del aparato y de la carcasa. De esta manera, se garantiza no sólo el cumplimiento de una temperatura máxima To achieve greater safety, it is recommended to provide a device to monitor the surface temperature of the device and the housing. In this way, not only the fulfillment of a maximum temperature is guaranteed

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prescrita. Además, se detectan precozmente fallos que se manifiestan por un aumento de temperatura, lo que permite a su vez la transmisión de una señal de fallo y/o la desconexión anticipada del aparato o grupo afectado. prescribed. In addition, failures that are manifested by an increase in temperature are detected early, which in turn allows the transmission of a fault signal and / or the early disconnection of the affected device or group.

Además, se recomienda un dispositivo para vigilar la presión dentro de la carcasa. De esta manera, resulta un dispositivo de advertencia de respuesta muy temprana que entre otras cosas reacciona ya a una merma en el transporte del gas que evacua calor. De esta manera, se impide el establecimiento de una presión inadmisiblemente alta dentro de la carcasa. In addition, a device is recommended to monitor the pressure inside the housing. In this way, it is a very early response warning device that among other things already reacts to a reduction in the transport of gas that evacuates heat. In this way, the establishment of an unacceptably high pressure inside the housing is prevented.

Finalmente, también puede resultar útil un dispositivo para vigilar posibles fugas del aparato o grupo, ya que este también permite una reacción precoz a posibles fallos. Finally, a device can also be useful to monitor possible leaks of the device or group, since this also allows an early reaction to possible failures.

La invención se describe en detalle con la ayuda de un ejemplo de realización. El dibujo muestra una bomba centrífuga 2 accionada por un electromotor 1 colocado por separado que sirve para bombear un medio con una temperatura superior a 200ºC. The invention is described in detail with the help of an exemplary embodiment. The drawing shows a centrifugal pump 2 driven by an electromotor 1 placed separately that serves to pump a medium with a temperature above 200 ° C.

Mediante el medio de bombeo que entra a través de una tubuladura de succión 3 y sale a través de una tubuladura de presión 4, la envuelta 5 de la bomba centrífuga 2 se calienta, tras cierta duración de bombeo, a un valor máximo que en caso de no realizarse la refrigeración también sería superior a 200ºC. Pero, para poder emplearse en la clase de temperatura Ex T3, la temperatura superficial, expuesta a la atmósfera 6, del grupo compuesto por el electromotor 1 y la bomba centrífuga 2 no debe exceder en ningún punto el límite de 200ºC. Para satisfacer este requisito, la superficie de la envuelta 5 ha de aislarse frente a la atmósfera 6. Sin embargo, esto no se puede realizar de la misma manera que en las tuberías -no representadas aquí -conectadas a la tubuladura de succión 3 y la tubuladura de presión 4 de la bomba centrífuga 2, a saber, mediante un aislamiento aplicado en la superficie. Es que, en caso de producirse una fuga en la envuelta de bomba 5, que no se puede excluir con toda seguridad, se produciría un peligro de encendido. By means of the pumping means that enters through a suction pipe 3 and exits through a pressure pipe 4, the casing 5 of the centrifugal pump 2 is heated, after a certain duration of pumping, to a maximum value that in case if refrigeration is not carried out, it would also be higher than 200 ° C. But, in order to be used in the Ex T3 temperature class, the surface temperature, exposed to the atmosphere 6, of the group consisting of the electric motor 1 and the centrifugal pump 2 must not exceed the limit of 200 ° C at any point. To satisfy this requirement, the surface of the shell 5 must be insulated against the atmosphere 6. However, this cannot be done in the same way as in the pipes - not shown here - connected to the suction pipe 3 and the pressure tubing 4 of the centrifugal pump 2, namely, by an insulation applied on the surface. It is that, in the event of a leak in the pump casing 5, which cannot be safely excluded, an ignition hazard would occur.

El aislamiento de la envuelta 5 con respecto a la atmósfera 6 se realiza mediante una carcasa 7 que encierra la zona caliente y una zona adyacente más fría de la bomba centrífuga 2, pero sin tener contacto con las diferentes zonas superficiales. De hecho, quedan intersticios 8 entre la superficie de la bomba centrífuga 2 y la carcasa 7. The insulation of the shell 5 with respect to the atmosphere 6 is carried out by means of a housing 7 that encloses the hot zone and an adjacent cooler zone of the centrifugal pump 2, but without having contact with the different surface areas. In fact, interstices 8 remain between the surface of the centrifugal pump 2 and the housing 7.

La carcasa 7 forma un espacio 9 con protección Ex que a través de una tubería 10 se alimenta de un gas no explosivo desde una fuente -no representada. Está garantizado que la presión en el espacio 9 es siempre superior a la presión de la atmósfera 6 del entorno. Por lo tanto, no puede entrar en la carcasa 7 aire desde el entorno. Pero sobre todo resulta una fuga constante del gas que sale del espacio 9 al entorno a través del intersticio 8. De esta manera, a causa del flujo igualmente constante de gas al espacio 9 resulta un flujo de gas constante que evacua al entorno 6 una parte del calor presente en el espacio 9. La temperatura de partida y la cantidad del gas presionado al espacio 9 están elegidas de tal forma que la temperatura superficial de la carcasa 7 se mantiene siempre por debajo de 200ºC. Esto se vigila con la ayuda de un termómetro 11. The housing 7 forms a space 9 with Ex protection that is fed through a pipe 10 from a non-explosive gas from a source - not shown. It is guaranteed that the pressure in the space 9 is always higher than the pressure of the surrounding atmosphere 6. Therefore, 7 air cannot enter the housing from the surroundings. But above all it results in a constant leakage of the gas that leaves the space 9 to the environment through the gap 8. In this way, because of the equally constant flow of gas to the space 9, a constant gas flow results that evacuates a part into the environment 6 of the heat present in space 9. The starting temperature and the amount of gas pressed into space 9 are chosen such that the surface temperature of the housing 7 is always kept below 200 ° C. This is monitored with the help of a thermometer 11.

Mediante un termómetro 12 se vigila la temperatura superficial de la envuelta de bomba 5. Esta vigilancia permite una reacción precoz a posibles fallos, ya que un aumento de la temperatura del medio en este lugar se detecta antes que en la carcasa 7. Además, con la ayuda de la temperatura medida aquí se puede determinar el momento en que se puede abrir la carcasa 7: Este es el caso cuando la temperatura de la bomba asciende a 195ºC o menos. The surface temperature of the pump casing 5 is monitored by means of a thermometer 12. This monitoring allows an early reaction to possible failures, since an increase in the temperature of the medium in this place is detected earlier than in the housing 7. In addition, with The help of the temperature measured here can determine the moment when the housing 7 can be opened: This is the case when the pump temperature rises to 195 ° C or less.

Finalmente, está previsto también un presostato 13 con el que se vigila la presión en el espacio 9. Un fallo en el sistema que suministra el gas para el espacio 9, una fuga demasiado fuerte del espacio 9 o un aumento inadmisible de la presión se indican precozmente, de manera que se pueden iniciar a tiempo medidas para remediarlo. Finally, a pressure switch 13 is also provided with which the pressure in the space 9 is monitored. A failure in the system that supplies the gas for the space 9, a too strong leakage of the space 9 or an inadmissible increase in pressure is indicated. early, so that measures can be initiated in time to remedy it.

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Claims

1. Explosion protection for a non-electric device or group, hot in the operating state, especially for a centrifugal pump (2) for hot pumping means, characterized by a housing (7)

5 that encloses only partial areas, especially a hot zone, at a distance from the surface of the apparatus or group (2), in which a non-explosive gas that evacuates heat is introduced with an overpressure in the housing (7) and evacuated of the housing (7) through openings (8), leaving interstices between the surface of the apparatus or group (2) and the housing (7).

2. Explosion protection according to claim 1, characterized in that an inert gas is introduced into the housing (7).

3. Explosion protection according to claim 1 or 2, characterized in that for gas evacuation

introduced interstices (8) between the surface of the device or group (2) and the housing (7) are provided. fifteen

4. Explosion protection according to claim 1 or 2, characterized in that the interstices (8) present between the surface of the apparatus or group (2) and the housing (7) are closed with a thermosetting insulating sealing means, being provided for gas evacuation introduced a separate device.

5. Explosion protection according to one of the preceding claims, characterized by a device (11, 12) for monitoring the surface temperature of the apparatus or group (2) and the housing (7).

6. Explosion protection according to one of the preceding claims, characterized by a device (13)

to monitor the pressure inside the housing (7). 25

7. Explosion protection according to one of the preceding claims, characterized by a device for monitoring possible leaks of the apparatus or group (2).

8. Explosion protection according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (7) 30 is composed of metal and is grounded.

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