NL8700576A

NL8700576A - DEVICE FOR HEATING A MEDIUM IN AN EXPLOSION AREA.

Info

Publication number: NL8700576A
Application number: NL8700576A
Authority: NL
Original assignee: Olajipari Foevallal Tervezoe
Priority date: 1986-03-13
Filing date: 1987-03-10
Publication date: 1987-10-01
Also published as: GB2187920B; GB2187920A; GB8705617D0

Description

* NL 34.175-dV/jp ή'* NL 34.175-dV / jp ή '

Inrichting voor het verwarmen van een médium in een ruimte met explosiegevaar.Device for heating a medium in an explosive atmosphere.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verwarmen van een medium in een ruimte met explosiegevaar, voorzien van een voedingseenheid, die is verbonden met een microgolfeenheid, en een daarmee gekoppelde koeleen-5 heid.The invention relates to a device for heating a medium in an explosive atmosphere, provided with a power supply unit, which is connected to a microwave unit, and a cooling unit coupled thereto.

In de praktijk kan microgolfapparatuur gewoonlijk niet worden gebruikt in een ruimte met explosiegevaar, deels vanwege de vonk, die normaal in de voedingseenheid optreedt, gedeeltelijk vanwege de mogelijk optredende vonk in de micro-10 golfeenheid, welke gemakkelijk tot een explosie in de ruimte aanleiding kan geven. De microgolftrillingen opwekkende elektrische inrichtingen, die zijn uitgevoerd als kathodisch verwarmde hoogspannings-elektronanbuizen (2-6 kV), versnellen de elektronen, die door de kathode in het vacuüm worden geëmit-15 teerd, waarbij bij het vertragen het elektron met hoge kwantum energie elektromagnetische straling uitzendt, die zich in de ruimte voortplant. Bij de industriële microgolfapparatuur veroorzaakt hét normale bedrijf van de veel gebruikte trillingsgenerators, de "magnetrons", de ontstekende vonk.In practice, microwave equipment cannot usually be used in an explosive atmosphere, partly because of the spark that normally occurs in the power supply unit, partly because of the possible spark in the micro-10 wave unit, which can easily cause an explosion in space to give. The microwave-generating electrical devices, which are designed as cathodically heated high-voltage electron tubes (2-6 kV), accelerate the electrons emitted by the cathode in the vacuum, the electron being electromagnetic with high quantum energy emits radiation that propagates in space. In the industrial microwave equipment, the normal operation of the widely used vibration generators, the "microwave ovens", causes the igniting spark.

20 In de praktijk is het echter gewenst het microgolf- stralingsapparaat in de ruimte met explosiegevaar op te stellen.In practice, however, it is desirable to place the microwave radiation device in an explosive atmosphere.

De uitvinding beoogt een inrichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, die zonder gevaar in 25 een ruimte met explosiegevaar kan werken.The object of the invention is to provide a device of the type mentioned in the preamble, which can operate without danger in an area with an explosion hazard.

Hiertoe heeft de inrichting van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding het kenmerk, dat de voedingseenheid buiten de ruimte met explosiegevaar is opgesteld en is verbonden met de zich in deze ruimte bevindende micro-30 golfeenheid, waarbij een overdrukeenheid en de koeleenheid op de microgolfeenheid zijn aangesloten en eveneens buiten de ruimte met explosiegevaar zijn opgesteld.To this end, the device of the type referred to in the preamble according to the invention is characterized in that the power supply unit is disposed outside the explosive space and is connected to the micro-wave unit located in this space, wherein an overpressure unit and the cooling unit on the microwave unit are connected and are also installed outside the explosive atmosphere.

De uitvinding is gebaseerd op het inzicht, dat ventilatie onder overdruk - in het geval van een bepaalde at-35 mosfeerverandering - gelijktijdig twee functies heeft. Enerzijds wordt gewaarborgd, dat het mengsel van explosieve lucht 870057ο - 2 - en het ontvlambare materiaal niet bij de op een hoogspanning aangesloten elektrische geleider kan komen, terwijl anderzijds de afvoer van de gedissipeerde warmte wordt gewaarborgd. Daarbij moet rekening worden gehouden met het feit, dat de 5 oppervlaktetemperatuur van de magnetron - zonder koeling -180-240°C kan bedragen, wat bijvoorbeeld het ontbrandingspunt van een benzine-luchtmengsel overschrijdt.The invention is based on the insight that ventilation under overpressure - in the case of a certain atmospheric change - simultaneously serves two functions. On the one hand, it is ensured that the mixture of explosive air 870057 - 2 - and the flammable material cannot reach the electrical conductor connected to a high voltage, while on the other hand the dissipated heat is dissipated. It should be borne in mind that the surface temperature of the microwave - without cooling - can be -180-240 ° C, which exceeds, for example, the ignition point of a gasoline-air mixture.

Om deze reden kan niet worden gedacht aan een druk-dichte omhulling, wapening of ingieten met kunsthars - als 10 algemeen bekende explosie-veilige uitvoeringen.For this reason, a pressure-tight enclosure, reinforcement or casting with synthetic resin cannot be envisaged - as 10 well-known explosion-proof versions.

Voor het verhogen van de veiligheid kunnen vlamke-ringen op de luchtuitlaten worden gemonteerd. In feite is het gewoonlijk niet nodig deze toe te passen, aangezien de ope-ningafmeting van de plaatmechanismen bij normale produktie en 15 montage kleiner is dan 1 mm.Flame seals can be mounted on the air outlets to increase safety. In fact, it is usually not necessary to use them, since the opening size of the plate mechanisms in normal production and mounting is less than 1 mm.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld is weergegeven.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment is shown.

Fig. 1 toont een principe-blokschema van een uit-20 voeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.Fig. 1 shows a principle block diagram of an embodiment of the device according to the invention.

Pig. 2 toont een blokschema van een uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding.Pig. 2 shows a block diagram of an embodiment of the device according to the invention.

In fig. 1 is een blokschema weergegeven van een inrichting, die is voorzien van een voedingseenheid 1, een mi-25 crogolfeenheid 3, een overdrukeenheid 5, een koeleenheid 4, waarbij een kabel 2 de voedingseenheid 1 verbindt met de mi-crogolfeenheid 3. De overdrukeenheid 5 en de koeleenheid 4 zijn eveneens verbonden met de microgolfeenheid. In de koeleenheid 4 zijn een tank 6, een luchtkoeler 7 en een pomp 8 30 aangebracht. De verbinding tussen de microgolfeenheid 3 en de koeleenheid 4 wordt verzorgd door een eerste koelleiding 12 en een tweede koelleiding 13.Fig. 1 shows a block diagram of a device, which is provided with a power supply unit 1, a microwave unit 3, an overpressure unit 5, a cooling unit 4, a cable 2 connecting the power supply unit 1 to the microwave unit 3. The overpressure unit 5 and the cooling unit 4 are also connected to the microwave unit. A tank 6, an air cooler 7 and a pump 8 are arranged in the cooling unit 4. The connection between the microwave unit 3 and the cooling unit 4 is provided by a first cooling line 12 and a second cooling line 13.

De overdrukeenheid 5 is door een slang 14 met de microgolfeenheid 3 verbonden.The overpressure unit 5 is connected to the microwave unit 3 by a hose 14.

35 Op de uitgang van de microgolfeenheid 3 zijn een transmissieleiding 9 en een microgolfvenster 10 aangesloten, aan de andere zijde waarvan het te verwarmen medium 11 zich bevindt.A transmission line 9 and a microwave window 10 are connected to the output of the microwave unit 3, on the other side of which the medium 11 to be heated is located.

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 is de voe-40 dingseenheid 1 voorzien van een besturingscircuit 15, een re- 8700576 - 3 - -- * gelcircuit 16, een transformator 17, een verwarmingstransfor-mator 18 en een vermogensgelijkrichter 19.In the embodiment according to Fig. 2, the power supply unit 1 is provided with a control circuit 15, a control circuit 17, a gel circuit 16, a transformer 17, a heating transformer 18 and a power rectifier 19.

De microgolfeenheid 3 omvat een druksensor 20, een magnetron 21, een belastingsimpedantie 22, een richtingskop-5 pelcircuit 23, een detector 24, een weergeefcircuit 25, een afstemcircuit 26, een antenne 27, een drukschakelaar 28 en een instrument 29.The microwave unit 3 includes a pressure sensor 20, a microwave 21, a load impedance 22, a directional coupling circuit 23, a detector 24, a display circuit 25, a tuning circuit 26, an antenna 27, a pressure switch 28 and an instrument 29.

De overdrukeenheid 5 omvat een elektromotor 30, een luchtcompressor 31 en een luchtreservoir 32.The overpressure unit 5 comprises an electric motor 30, an air compressor 31 and an air reservoir 32.

10 De druksensor 20 van de microgolfeenheid 3 is ver bonden met het besturingscircuit 15 van de voedingseenheid 1, terwijl de drukschakelaar 28 is verbonden met de elektromotor 30 van. de overdrukeenheid 5.The pressure sensor 20 of the microwave unit 3 is connected to the control circuit 15 of the power supply unit 1, while the pressure switch 28 is connected to the electric motor 30 of. the overpressure unit 5.

De voedingseenheid 1 levert de vereiste hoogspan-15 ning resp. verwarmingsenergie voor de microgolfeenheid 3. De microgolfeenheid 3 is opgenomen in een gesloten houder, waarvan de inwendige druk de druk van de omgevingsruimte met explosiegevaar met een bepaalde waarde overschrijdt. Wanneer de inwendige druk van de microgolfeenheid 3 beneden de bepaalde 20 waarde komt, zal de druksensor 20 het besturingscircuit 15 van de voedingseenheid 1 uitschakelen, waardoor de voeding van de magnetron 21 wordt uitgeschakeld. Voorts stelt de drukschakelaar 28 de elektromotor 30 van de overdrukeenheid 5 in werking, waardoor de luchtcompressor 31 ervoor zorgt, dat 25 de interne druk van de microgolfeenheid 3 wordt hersteld.The power supply unit 1 supplies the required high voltage resp. heating energy for the microwave unit 3. The microwave unit 3 is contained in a closed container, the internal pressure of which exceeds the pressure of the ambient space with explosion hazard by a certain value. When the internal pressure of the microwave unit 3 falls below the determined value, the pressure sensor 20 will turn off the control circuit 15 of the power supply unit 1, thereby turning off the power supply of the microwave 21. Furthermore, the pressure switch 28 actuates the electric motor 30 of the overpressure unit 5, whereby the air compressor 31 ensures that the internal pressure of the microwave unit 3 is restored.

Het bijzondere van de beschreven inrichting moet hierin worden gezien, dat deze kan werken in een ruimte met explosiegevaar, omdat de vonken veroorzakende voedingseenheid 1 buiten deze ruimte is opgesteld, terwijl de in de ruimte 30 met explosiegevaar gelegen microgolfeenheid 3 tegen een explosie ten gevolge van een eventuele vonk is beveiligd door het opwekken van een geschikte interne overdruk, zodat het een mogelijke explosie veroorzakende medium niet binnen de microgolfeenheid 3 kan komen.The peculiarity of the described device is to be seen in that it can operate in an explosive space, because the spark-generating power supply unit 1 is disposed outside this space, while the microwave unit 3 located in the explosive space 30 against an explosion due to any spark is secured by generating an appropriate internal overpressure so that the potentially explosive medium cannot enter the microwave unit 3.

35 De interne druk, die in het in de ruimte met explo siegevaar gelegen onderdeel moet worden ingesteld, bedraagt tenminste 500 Pa en niet meer dan 200 kPa.35 The internal pressure to be set in the explosion hazard area must be at least 500 Pa and no more than 200 kPa.

De microgolfeenheid 3 bestaat uit een trillings-generator 3/a, die een’ elektromagnetisch veld met microgolf- 6700576 '5 -4.- frequentie opwekt, een coaxiale koppelkabel 3/b, een golfgeleider 3/c met ongeveer rechthoekige dwarsdoorsnede, en een microgolfkoppelsegment 3/d, dat microgolfenergie opwekt, die zich in de ruimte voorplant en via het microgolfvenster 10 5 het medium 11 kan bereiken.The microwave unit 3 consists of a vibration generator 3 / a, which generates an 'electromagnetic field with microwave 6700576' 5 -4.-frequency, a coaxial coupling cable 3 / b, a waveguide 3 / c with approximately rectangular cross-section, and a microwave coupling segment 3 / d, which generates microwave energy, which propagates in space and can reach the medium 11 via the microwave window 105.

Het medium 11 absorbeert in afhankelijkheid van zijn materiaaleigenschappen de microgolfenergie, welke in warmte zal worden omgezet.The medium 11, depending on its material properties, absorbs the microwave energy, which will be converted into heat.

De beschreven inrichting heeft derhalve het voor-10 deel, dat deze bijzonder geschikt is voor het met microgolven verwarmen van een medium, dat zich in een ruimte met explosiegevaar bevindt, bijvoorbeeld voor het verwijderen van een hy-draatplug, die is ontwikkeld in een aardgaspijpleiding, voor het voorkomen van het optreden hiervan, voor het verdampen 15 van de oplosmiddeldampen, voor steriliseren en voor het neutraliseren van toxische stoffen, die onder invloed van warmte ontleden.The described device therefore has the advantage that it is particularly suitable for microwave heating of a medium located in an explosive atmosphere, for example for removing a hydrate plug developed in a natural gas pipeline to prevent this from occurring, to evaporate the solvent vapors, to sterilize and to neutralize toxic substances which decompose under the influence of heat.

87905768790576

Claims

Device for heating a medium in an explosive atmosphere, comprising a power supply unit connected to a microwave unit and a cooling unit coupled thereto, characterized in that the power supply unit (1) is outside the space with explosion hazard is located and is connected to the microwave unit (3) located in this space, where an overpressure unit (5) and the cooling unit (4) are connected to the microwave unit (3) and are also located outside the explosion hazard space 10.

Device according to claim 1, characterized in that the microwave unit (3) is provided with two pressure switches, one of which is a pressure sensor (20) connected to a control circuit (15) of the power supply unit (1). ), while the other pressure switch (28) is connected to the overpressure unit (5). 8700573