Pierwszenstwo: Opublikowano: 28.VI.1968 55325 KI. 42 1, 4/08 MKPGOln ^/5M UKD CZYTELNIA Urzedw Potentatao PoliHil teBtypt»pii''q l Twórca wynalazku: doc. mgr inz. Jerzy Wronski Wlasciciel patentu: Glówny Instytut Górnictwa, Katowice (Polska) Wykrywacz palnych gazów zawartych w powietrzu Przedmiotem wynalazku jest wykrywacz pal¬ nych gazów zawartych w powietrzu, który jest przydatny przede wszystkim w kopalniach i za¬ kladach przemyslowych.Istnieje szereg wykrywaczy gazów palnych za¬ wartych w powietrzu, zwanych eksplozymetrami lub metanomierzami, jednakze sa to przyrzady skomplikowane, kosztowne, o dosc znacznych wy¬ miarach i ciezarze i czesto zawodne w dzialaniu.Metanomierze i eksplozymetry sa budowane na róznych zasadach jak spalania, przewodnosci cieplnej, interferencji itp., miedzy innymi równiez na zasadzie porównania swiecenia elementu spala¬ jacego gaz palny i elementu porównawczego. Te ostatnie metanomierze posiadaly mniejsza doklad¬ nosc wskazan i wieksza wrazliwosc na warunki kopalniane niz metanomierze oparte na zasadach klasycznych, a poniewaz ich cena ksztaltowala sie na poziomie normalnych metanomierzy, nie zna¬ lazly one zastosowania w górnictwie i przemysle chemicznym.W górnictwie od najdawniejszych czasów do chwili obecnej szerokie zastosowanie znajduje wskaznikowa lampa benzynowa ze wzgledu na prostote jej budowy oraz niezawodnosc dzialania.Lampa ta jest oparta na zasadzie spalania metanu w plomieniu i okreslenia zawartosci metanu w powietrzu na podstawie wysokosci plomienia. Lam¬ pa ta ma jednakze szereg wad do których naleza: ograniczone bezpieczenstwo wobec metanu oraz 10 15 25 30 latwe jej uszkodzenie jak stluczenie szkla, rozdar¬ cie siatki itp., co moze doprowadzic do wybuchu metanu. Katastrofy spowodowane lampa wskazni¬ kowa mialy niejednokrotnie miejsce w górnictwie.Okreslenie zawartosci metanu ta lampa jest trud¬ ne i niedokladne i umozliwia oznaczenie dopiero stosunkowo duzej koncentracji metanu. Lampa wy¬ maga starannej i uciazliwej konserwacji oraz umiejetnosci w obsludze.Celem wynalazku jest umozliwienie pracowni¬ kom kopaln gazowych i zakladów przemyslowych zagrozonych wybuchem, wykonywania kontroli stezenia gazów wybuchowych w powietrzu przy pomocy taniego wykrywacza bardzo prostej kon¬ strukcji, latwego w obsludze, o bardzo malych wy¬ miarach i malym ciezarze, dzieki czemu pracow¬ nicy zagrozeni niebezpieczenstwem wybuchu beda mogli sami czuwac nad wlasnym bezpieczenstwem.Cel ten zostal osiagniety przez wykorzystanie do wykrywania gazów wybuchowych w powietrzu róznicy w swieceniu elementu aktywnego, spala¬ jacego gaz wybuchowy i elementu porównawcze¬ go, nie spalajacego gazów wybuchowych, którego swiecenie jest niezalezne od obecnosci gazów wybuchowych w powietrzu.Elementy aktywny i porównawczy rozzarzone pradem elektrycznym do temperatury czerwonego zaru sa polaczone szeregowo ze zródlem pradu, dzieki czemu swieca one jednakowym blaskiem równiez przy spadku napiecia zródla zasilajacego. 553253 Intensywniejsze swiecenie elementu aktywnego *w porównaniu do swiecenia elementu porównaw¬ czego, ma miejsce tylko wskutek spalania sie na elemencie aktywnym gazów wybuchowych, przy czym elemenf aktywny jest tak konstruowany, ze nawet niewielkie stezenia gazów wybuchowych w powietrzu powoduja znaczny wzrost temperatury elementu, a tym samym wyrazne zwiekszenie jego swiecenia.Konstrukcja i zasada dzialania wykrywacza jest wyjasniona na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia wykrywacz w przekroju podluznym, a fig. 2 i fig. 3 w przekroju poprzecznym, oraz fig. 4 w widoku z przodu.Wykrywacz sklada sie z rurki ochronnej 1 wew¬ natrz której znajduje sie rurka z materialu prze¬ zroczystego 2. Obie rurki sa zamkniete krazkami z siatki metalowej 3, w których wymiary oczek sa uzaleznione od rodzaju gazu wybuchowego, dla którego wykrywacz jest przeznaczony i sa dobra¬ ne w ten sposób, aby ewentualny wybuch wew¬ natrz rurki nie przeniósl sie do zewnetrznej atmo¬ sfery. Siatki 3 sa dociskane do rurki li 2 misecz¬ kami 4. Wewnatrz rurki 2 znajduje sie element aktywny 5 oraz element porównawczy 6, polaczo¬ ne szeregowo.Element aktywny sklada, sie ze spiralki 7 wy¬ konanej z materialu przewodzacego prad, trudno topliwego jak na przyklad z platyny, pokrytej w formie waleczka nosnikiem katalitycznym, jak na przyklad aktywnym tlenkiem glinu. Nosnik jest nasycony zwiazkami powodujacymi spalanie meta¬ nu, jak na przyklad zwiazkami z grupy platynow¬ ców. ' . .Element porównawczy sklada sie ze spiralki 8, wykonanej identycznie jak spiralka 7, pokrytej nosnikiem katalitycznym i nasyconym zwiazkami nie powodujacymi spalania jak na przyklad zwiaz¬ kami zlota lub chromu. Spiralki 7 i 8 wykonane z jednego kawalka drutu sa przyspawane do pla¬ skich drutów 9 stanowiacych doprowadzenie pra¬ du do spiralek.W rurce 1 znajduja sie okienka 10 przez które, poprzez przezroczysta rurke 2 obserwuje sie ele¬ menty 5 i 6, przy czym przez odpowiednie okien¬ ko widzi sie tylko element lezacy bezposrednio pod nim a wiec tylko element aktywny lub element porównawczy. W jednym okienku skrajnym umie¬ szczonym nad elementem aktywnym 5 znajduje sie krazek z filmu slabo przyciemnionego 11, w dru¬ gim skrajnym okienku znajduje sie analogiczny krazek z filmu silniej przyciemnionego 12. Krazek 11 sluzy do wykrywania slabszej koncentracji ga¬ zów palnych, krazek 12 do wykrywania silniejszej koncentracji.Element aktywny 5 i porównawczy 6 sa polaczo¬ ne przewodami 9 z samodzielnym zródlem energii elektrycznej 15. Do regulacji pradu przeplywaja¬ cego przez elementy sluzy opornik 13. Wlaczanie i wylaczanie elementów spod napiecia wykonuje sie wylacznikiem 14. Chcac skontrolowac zawartosc w badanym powietrzu gazów lub par palnych, wylacza sie prad przyciskiem 14.Badane powietrze wnika do rurki 2 i czesci pal¬ ne ulegaja spaleniu na elemencie aktywnym.Rurka 1 wraz z elementami aktywnym i porów- 20 30 55325 4 nywawczym jest umieszczona w korpusie glowicy lampy czapkowej 16. Rurka 1 jest oslonieta od uszkodzen mechanicznych slona 17, zaopatrzona w przykrywki 18 dociskane sprezynami 19. Oslona 17 5 w stanie zamknietym, nie dopuszcza do wnikania do rurki pylu i wilgoci dzieki przykrywkom 18, ponadto naciskajac na sworzen 20 powoduje zet¬ kniecie sprezystego styku 21 ze stykiem 22 pola¬ czonym z biegunem zarówki 23 dzieki czemu za- 10 rowka pali sie, zasilana normalnym akumulatorem noszonym przez uzytkownika lampy.Z chwila odchylenia oslony, badane powietrze wnika do wnetrza rurki, ponadto styk 21 zostaje zwolniony laczac sie ze stykiem 24. Powoduje to zgaszenie zarówki przy równoczesnym rozzarzeniu pradem elementu aktywnego i elementu porów¬ nawczego. Dla skontrolowania obecnosci gazów wybuchowych w powietrzu wystarczy za tym tylko odchylic oslone wykrywacza gazu a po wykona¬ niu obserwacji zamknac ja, aby uzyskac normalne swiecenie lampy czapkowej.Jesli w badanym powietrzu nie ma czesci pal¬ nych, wówczas oba elementy, aktywny i porów¬ nawczy swieca jednakowym blaskiem, jesli nato- ^ miast w powietrzu sa czesci palne, wówczas* ele¬ ment aktywny swieci silniej niz element porów¬ nawczy, na skutek spalania sie na nim czesci pal¬ nych zawartych w powietrzu. Swiecenie elementu aktywnego jest tym silniejsze, im wiecej czesci palnych zawiera badane powietrze.Dla zorientowania sie jakie jest stezenie gazów palnych w powietrzu, obraca sie nieznacznie rurka, aby element aktywny ogladac przez okienko za¬ wierajace krazek przyciemniajacy 11. Jesli oba ele- 35 menty swieca równo, oznacza to, ze koncentracja odpowiada wartosci na która dobrano krazek, jesli mimo przyciemnienia element aktywny swieci sil¬ niej, koncentracja gazów palnych jest wieksza. Dla jej okreslenia mozna element aktywny ogladac przez dalsze okienka o coraz wiekszym przyciem¬ nieniu. Jako jeden z przykladów zastosowania wy¬ krywacza, mozna wymienic przeznaczenie do wy¬ krywania • metanu w kopalniach wegla.Zaleta wykrywacza jest prosta budowa, przy 45 bardzo malych wymiarach i ciezarze oraz wyko¬ rzystanie do jego zasilania akumulatora lampy czapkowej, która kazdy górnik i tak posiada. Wy¬ krywacz dzieki temu nie stanowi zadnego dodatko¬ wego obciazenia górnika, a korzystanie z niego jest 50 bardzo proste, gdyz odpadaja wszelkie czynnosci ' wstepne jak cechowanie, nastawianie itp. Kon¬ trola stezenia gazów palnych w powietrzu odbywa sie tylko przez obserwacje elementów bez koniecz¬ nosci wykonywania jakichkolwiek dodatkowych czynnosci.Wykrywacz odznacza sie pewnoscia dzialania, gdyz jakiekolwiek uszkodzenie powoduje nie swie¬ cenie sie elementów, a tym samym wiadomo, ze wykrywacz jest uszkodzony. Kontrola zawartosci 60 gazów palnych w powietrzu jest bardzo przekony¬ wujaca, gdyz element aktywny rozzarza sie tylko pod wplywem gazów palnych. Bezpieczenstwo wy¬ krywacza jest wysokie, gdyz elementy nie sa w stanie zapalic nawet najbardziej wybuchowej mie- 65 szaniny metanu, a gdyby nawet do wybuchu do- 5555325 szlo, zostanie on stlumiony wewnatrz rurki nie po¬ wodujac wybuchu w kopalni.Dzieki wymienionym zaletom kazdy pracownik kopalni moze posiadac lampe czapkowa z wykry¬ waczem metanu, a tym samym kazdy moze czu¬ wac nad wlasnym bezpieczenstwem, co dotychczas bylo niemozliwe, ze wzgledu na duze koszty me¬ tanomierzy lub lamp wskaznikowych, uciazliwosc ich noszenia ze soba oraz strate czasu przy wy¬ konywaniu pomiaru. Wobec powszechnego stoso¬ wania w górnictwie lamp czapkowych, z wprowa¬ dzeniem wykrywacza nie wiaza sie zadne dodat¬ kowe koszty ruchowe i inwestycyjne. PL