DE102009028276A1 - Protection device for a test facility - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung (20) für eine Testanlage (21), wobei die Testanlage (21) zum Testen von zur Explosion neigenden Objekten (1) dient und wobei die Testanlage (21) eine zumindest im Wesentlichen geschlossene Prüfkammer (22) und eine in der Prüfkammer (22) angeordnete Testeinrichtung (27) für die Objekte (1) aufweist, sowie mit einem mittels einer Verschließeinrichtung (35) verschließbaren und bei einem Überdruck in der Prüfkammer (22) sich öffnenden Durchgang (34), der die Prüfkammer (22) mit der Umgebung verbindet. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Prüfkammer (22) mit einer Gaszuführeinrichtung (28) gekoppelt ist, über die ein die Explosion der Objekte (1) hemmendes Gas (29) zugeführt wird.The invention relates to a protective device (20) for a test system (21), the test system (21) being used to test objects (1) that are prone to explosion, and the test system (21) being an at least essentially closed test chamber (22) and a test chamber (22) has in the test chamber (22) arranged test device (27) for the objects (1), as well as with a passage (34) which can be closed by means of a closing device (35) and which opens when there is overpressure in the test chamber (22). 22) connects with the environment. According to the invention, the test chamber (22) is coupled to a gas supply device (28) via which a gas (29) that prevents the explosion of the objects (1) is supplied.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für eine Testanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a protective device for a test system after Preamble of claim 1.
Eine derartige Schutzvorrichtung für eine Testanlage ist bereits allgemein bekannt, wobei beispielsweise mittels einer als Klappe ausgebildeten Verschließeinrichtung ein Überdruck in der Prüfkammer an die Umgebung abgegeben wird, um eine Beschädigung der Prüfkammer zu vermeiden.A such protection device for a test facility is already well known, for example by means of a closing device designed as a flap overpressure in the test chamber is discharged to the environment to damage the test chamber to avoid.
Beim Testen von Lithium-Ionen-Batterien besteht die Problematik, dass diese beim Versagen in Brand geraten können oder gar explodieren können, so dass das Innere der Testanlagen bzw. der Prüfkammer beschädigt wird. Dies kann zur Folge haben, dass die mittels einer Tür verschlossene Prüfkammer im Bereich ihrer Dichtung undicht wird, worauf Gase aus der Prüfkammer austreten und die Umwelt kontaminieren.At the Testing of lithium-ion batteries is the problem that If they fail, they can catch fire or even explode that the interior of the test equipment or the test chamber is damaged. This can mean that the closed by a door Test chamber in Area of their seal leaking, causing gases from the test chamber leak out and contaminate the environment.
Weiterhin ist es bekannt, Prüfkammern mit verstärkten Wänden zu versehen, um den bei einer Explosion auftretenden Druckanstieg abzufangen bzw. eine Zerstörung der Prüfkammer und eine Gefährdung der Umwelt zu vermeiden. Dies ist jedoch mit einem erheblichen baulichen Aufwand verbunden, wobei gleichzeitig die Wärmekapazität und damit die Trägheit der Prüfkammer zunehmen, wenn diese als Temperaturkammer ausgebildet ist.Farther it is known, test chambers with reinforced walls to provide for the pressure increase occurring in an explosion intercept or destruction the test chamber and a danger to avoid the environment. However, this is with a considerable structural At the same time the heat capacity and thus the inertia of the test chamber increase, if this is designed as a temperature chamber.
Auch sind Explosionsschutzkammern bekannt, die über Schraubbolzen verschlossen sind. Diese sind jedoch relativ kleinvolumig, z. B. mit einem Volumen von 60 Litern ausgebildet, so dass eine Prüfung mit größeren Stückzahlen bzw. ein Einsatz in Serienbetrieb problematisch und zeitaufwendig ist.Also Explosion protection chambers are known, which are closed by bolts are. However, these are relatively small volume, z. B. with a volume of Trained 60 liters, so that a test with larger numbers or a use in series operation is problematic and time consuming.
Es ist weiterhin üblich, Löschvorrichtungen vorzusehen, die jedoch nicht die Zerstörung verhindern, sondern lediglich die Folgen eines Brandes minimieren.It is still common To provide extinguishing devices, but not the destruction but merely minimize the consequences of a fire.
Zuletzt ist es auch bekannt, das Prinzip der Luftverdünnung anzuwenden, bei der die zur Explosion notwendigen Luftbestandteile reduziert bzw. minimiert werden. Dies bedingt jedoch eine schnelle und funktionierende Sensoreinrichtung, die in der Regel jedoch im Sekundenbereich anspricht, während Explosionsereignisse im Millisekundenbereich ablaufen.Last It is also known to apply the principle of air dilution, in which the reduced or minimized necessary for explosion air components become. However, this requires a fast and functioning sensor device, however, usually speaking in the seconds range, while exploding events in the millisecond range.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrichtung für eine Testanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass im Falle einer drohenden Explosion die Auswirkungen für die Prüfkammer bzw. die Testanlage minimiert werden. Diese Aufgabe wird bei einer Schutzvorrichtung für eine Testanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.outgoing from the illustrated prior art, the invention is the Task based, a protective device for a test system according to the preamble of claim 1 such that in the case of imminent Explosion the effects for the test chamber or the test facility can be minimized. This task is at a Protection device for a test system with the features of claim 1 solved.
Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, im Falle einer drohenden Explosion die betreffenden Objekte mittels einer Sprühanlage mit einem Gas in Wirkverbindung zu bringen, das explosionshemmend ist. Dadurch lassen sich die baulichen Veränderungen an der Testanlage minimieren und die Schutzvorrichtung ist daher relativ kostengünstig realisierbar.Of the Invention is based on the idea, in case of impending Explosion the objects in question by means of a spray system to interact with a gas that is explosive. This allows the structural changes to the test facility minimize and the protection device is therefore relatively inexpensive to implement.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung für eine Testanlage sind in den Unteransprüchen angeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.advantageous Further developments of the protective device according to the invention for a test facility are in the subclaims specify. In the context of the invention, all combinations of at least two of which are disclosed in the specification, claims and / or figures Features.
Um die Trägheit zu minimieren bzw. das Ansprechverhalten der Verschließeinrichtung zu verbessern ist es in einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass die Verschließeinrichtung als Berstelement ausgebildet ist.Around the inertia to minimize or the response of the closing device to improve it is provided in an advantageous development that the closing device is designed as a bursting element.
Besonders bevorzugt ist hierbei, wenn das Berstelement ab einem Überdruck in der Prüfkammer von 10 mbar, insbesondere ab 20 mbar anspricht bzw. berstet. Dies hat den Vorteil, dass die Prüfkammer nur relativ geringe Verstärkungen benötigt, so dass der ggf. zusätzliche bauliche Aufwand an der Prüfkammer reduziert werden kann.Especially preferred here is when the bursting element from an overpressure in the test chamber of 10 mbar, in particular from 20 mbar responds or burst. This has the advantage that the test chamber only relatively small reinforcements needed so that the possibly additional Construction work on the test chamber can be reduced.
Um eine gezielte Abführung der bei der Explosion bzw. der Beschädigung der Objekte entstehenden schädlichen Gase zu bewirken, und somit eine Kontaminierung der nächsten Umgebung der Prüfkammer zu vermeiden, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Berstelement innerhalb eines Abzugskamins angeordnet ist. In diesem Fall werden bei einem Ansprechen des Berstelements die Gase über den Abzugskamin an einen geeigneten Ort abgeführt.Around a targeted discharge that results from the explosion or damage of the objects harmful Gases cause, and thus a contamination of the next environment the test chamber To avoid, it is particularly advantageous if the bursting element is arranged within a fume hood. In this case, be included a response of the bursting element, the gases through the flue to a suitable place dissipated.
Als geeignetes, relativ kostengünstiges Berstelement ist dabei bevorzugt eine Berstscheibe vorgesehen. Berstscheiben haben den Vorteil, dass deren Ansprechverhalten zertifizierbar ist.When suitable, relatively inexpensive bursting element is preferably a rupture disc provided. Rupture discs have the advantage that their response can be certified.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Prüfkammer eine Abführleitung zum Abführen des in die Prüfkammer eingeleiteten Gases aufweist. Mittels dieser Abführleitung werden die Gase aus der Prüfkammer ausgeleitet, solange das Berstelement noch nicht anspricht. Dies ist dann der Fall, solange es noch nicht zu einer Explosion in der Prüfkammer gekommen ist, bzw. solange die Ausgasungsmenge noch relativ gering ist.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the test chamber has a discharge line for discharging the introduced into the test chamber gas. By means of this discharge line, the gases are discharged from the test chamber, as long as the bursting element is not yet on speaks. This is the case as long as it has not come to an explosion in the test chamber, or as long as the outgassing is still relatively low.
Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn die Abführleitung mit einem Austritt in dem Abzugskamin mündet. Durch diese Ausbildung wird keine separate Ableitung des Gases benötigt und gleichzeitig ist für den Kamin kein Zugunterbrecher erforderlich.Especially it is preferred in this case if the discharge line with an outlet opens in the fume hood. Through this training, no separate discharge of the gas is needed and at the same time is for the Fireplace no train breaker required.
Um einerseits die baulichen Veränderungen an der Prüfkammer zu minimieren, und andererseits sowohl Beschädigungen im Explosionsfall an der Prüfkammer zu vermeiden, die für die Umgebung gefährlich werden könnten, als auch ein sicheres Bersten des Berstelementes zu ermöglichen, ist es darüber hinaus vorgesehen, dass das Gehäuse der Prüfkammer auf einen Überdruck ausgelegt ist, der über dem Berstdruck des Berstelements liegt, insbesondere einem Überdruck von 50 mbar bis 80 mbar. Das bedeutet, dass bis zu dem genannten Überdruck an der Prüfkammer keine nach außen wirkenden Beschädigungen auftreten.Around on the one hand the structural changes the test chamber on the other hand both damage in the event of an explosion at the test chamber to avoid that for the environment dangerous could become, as well as to allow a safe rupture of the rupture element, is it about it also provided that the housing the test chamber to an overpressure is designed over the Bursting pressure of the bursting is, in particular an overpressure from 50 mbar to 80 mbar. This means that up to the above-mentioned overpressure at the test chamber no outward acting damages occur.
Erfindungsgemäß ist in einer Weiterbildung weiterhin vorgesehen, dass innerhalb der Prüfkammer eine Sensoreinrichtung zur Erfassung der Gaszusammensetzung angeordnet ist. Mittels dieser Sensoreinrichtung lässt sich zumindest die erfindungsgemäße Gaszuführeinrichtung steuern. Es ist darüber hinaus denkbar, mittels der Sensoreinrichtung zusätzliche Warn- bzw. Sicherheitseinrichtungen zu aktivieren sowie entsprechende Signale für Steuer- und Kontrolleinrichtungen zu generieren, sofern zusätzlich Gase gemessen werden, welche auf einen Elektrolytaustritt schließen lassen.According to the invention is in a further development provided that within the test chamber arranged a sensor device for detecting the gas composition is. By means of this sensor device can be at least the gas supply device according to the invention Taxes. It is about it also conceivable, by means of the sensor device additional To activate warning or safety devices and corresponding Signals for control and to generate control equipment, if additional gases be measured, which suggest an electrolyte leakage.
Eine Ausbildung der Prüfkammer als Temperaturkammer hat den Vorteil, dass aufgrund der geringen baulichen Veränderungen der Prüfkammer diese eine relativ geringe thermische Trägheit aufweist und durch eine Druckverstärkung auf beispielhaft 50 mbar bis 80 mbar bezüglich ihrer Eigenschaften als Prüfkammer optimiert ist.A Training of the test chamber As a temperature chamber has the advantage that due to the low structural changes the test chamber this has a relatively low thermal inertia and by a pressure boost on exemplary 50 mbar to 80 mbar in terms of their properties as test chamber is optimized.
Die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung findet bevorzugt Einsatz bei dem Testen von Lithium-Ionen-Zellen, wobei das Gas ein Inertisierungsgas, insbesondere trockner Inertisierungsstickstoff ist.The Protection device according to the invention finds Preferably used in the testing of lithium-ion cells, wherein the gas is an inertizing gas, in particular dry inerting nitrogen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of preferred embodiments and by reference the drawings.
Diese zeigen in:These show in:
In
der
In
der
Es
hat sich nun gezeigt, dass durch das Einbringen von Inertisierungsstickstoff
die chemische Reaktion derart reduziert werden kann, dass es nicht zu
einer Explosion der Lithium-Ionen-Zelle
Die
Testanlage
Vom
oberen Bereich des Gehäuses
Die
Ausbildung der Berstscheibe
Bei
dem in der
Bei
dem in der
Claims (11)
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