DE10326150A1 - Dauerbrandsichere Flammensperre - Google Patents
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Abstract
Eine dauerbrandsichere Flammensperre mit einem eine Vielzahl von Durchtrittsspalten aufweisenden, eine Leitung abschließenden Durchströmquerschnitt (2) lässt sich mit einer verbesserten Kühlung dadurch ausbilden, dass innerhalb des Durchströmquerschnitts (2) wenigstens ein konzentrischer Abschnitt (4, 11) vorhanden ist, der ohne Durchtrittsspalte, vorzugsweise aus einem gut wärmeleitenden Material, gebildet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine dauerbrandsichere Flammensperre mit einem eine Vielzahl von Durchtrittsspalten aufweisenden, eine Leitung abschließenden Durchströmquerschnitt.
- Dauerbrandsichere Flammensperren dieser Art dienen der Entlüftung explosionsgefährdeter Anlagen. Sie müssen bei einer Entzündung der ausströmenden Gas- bzw. Produktdampf-Luft-Gemische dauerbrandsicher ausgelegt sein, also ein Abfackeln der Gemische über einen unbegrenzten Zeitraum ermöglichen, ohne dass es zu einem Flammendurchschlag in das zu schützende Anlagenteil kommen kann. Eine dauerbrandsichere Flammensperre dieser Art ist beispielsweise durch
DE 1 041 423 bekannt. Der Durchströmquerschnitt ist dabei ringförmig ausgebildet und umschließt ein hohles Kernstück, durch das Umgebungsluft strömt, die durch die Flamme beim Abfackeln des Gases oder Dampfs aus der Umgebung angesaugt wird und zur Kühlung eines als Flammensperre dienenden Ringrostes dient. Es hat sich herausgestellt, dass bei einer scheibenförmigen Flammensperre oder bei einer ringförmigen Flammensperre die freie Fläche der zum Durchtritt des Gases dienenden Flammensperre nicht zu groß sein darf, um eine unzulässige hohe Aufheizung im Zentrum der Flammensperre zu vermeiden, die zu einem Flammendurchschlag führen könnte. Daher können scheibenförmige Flammensperren nur bis zu einem bestimmten maximalen Durchmesser eingesetzt werden und dürfen ringförmige Flammensperren eine bestimmte Breite des Rings nicht überschreiten. Daher kommt es bei der Dimensionierung der Flammensperre in vielen Fällen zu Schwierigkeiten, da die Flammensperre jeweils der Anschlussweite der Leitung anzupassen ist und bei Gemischen mit großen Zünddurchschlagsvermögen (Explosionsgruppe IIB bzw. IIC), bei denen sehr enge flammenlöschende Spalte in der Flammensperre notwendig sind, die Breite bzw. der innere und/oder äußere Durchmesser der Flammensperre so zu dimensionieren ist, dass eine gewünschte Durchströmmenge erzielt wird. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dauerbrandsichere Flammensperre anzugeben, die sich an schwierige Einsatzbedingungen einfacher anpassen lässt.
- Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine dauerbrandsichere Flammensperre der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Durchströmquerschnitts wenigstens ein konzentrischer Abschnitt vorhanden ist, der ohne Durchtrittsspalte gebildet ist.
- Der konzentrische Abschnitt kann als ringförmiger Abschnitt ausgebildet sein und somit den Durchströmquerschnitt in mehrere ringförmige Durchströmflächen unterteilen. Alternativ oder vorzugsweise ergänzend dazu kann ein zentrisch angeordneter Kern als konzentrischer Abschnitt vorgesehen sein. Der erfindungsgemäß vorgesehene wenigstens eine konzentrische Abschnitt unterteilt somit die Fläche der scheibenförmigen Flammensperre, wodurch eine unzulässige Aufheizung im radialen Innenbereich der Flammensperre vermieden wird. Hierzu kann der wenigstens eine konzentrische Abschnitt aus einem wärmeisolierenden Material gebildet sein, um den Bereich, in dem sich eine Flamme auf der Fläche der Flammensperre ausbildet, zu begrenzen und eine Aufheizung in diesem Bereich zu verringern. Es ist aber auch möglich und in vielen Fällen bevorzugt, den kon zentrischen Abschnitt aus einem gut Wärme leitenden Material auszubilden, um im konzentrischen Bereich eine verbesserte Wärmeabfuhr innerhalb des Durchströmquerschnitts der Flammensperre zu bewerkstelligen. So kann beispielsweise ein zentrisch angeordneter Kern als konzentrischer Abschnitt, der aus gut Wärme leitenden Material gebildet ist, eine verbesserte Wärmeableitung im Zentrum des Durchströmquerschnits bewirken und beispielsweise eine scheibenförmige Flammensperre zu einer Flammensperre werden lassen, deren Durchtrittsspalte auf einer ringförmigen Fläche angeordnet sind.
- In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der konzentrische Abschnitt aus einem spiralförmig dicht an dicht gewickelten glatten Metallstreifen gebildet sein. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Durchtrittsspalte des Durchströmquerschnitts in an sich bekannter Weise durch einen gemeinsam mit einem glatten Metallstreifen spiralförmig gewickelten gewellten Metallstreifen gebildet sind. Unter Beibehaltung des Wickelvorganges kann zur Bildung eines erfindungsgemäßen konzentrischen Abschnittes die Zufuhr des gewellten Metallstreifens zu der Wickelvorrichtung gestoppt und nur noch der glatte Metallstreifen gewickelt werden, bis regelmäßig nach einer gewissen Dicke des so entstandenen konzentrischen Abschnitts der gewellte Metallstreifen wieder mit dem glatten Metallstreifen zugeführt wird, um einen äußeren ringförmigen Abschnitt um den konzentrischen Abschnitt herum zu bilden.
- Die Erfindung soll im Folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:
-
1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer ringförmigen Flammensperre -
2 die Flammensperre gemäß1 als Teil einer Armatur -
3 einen Schnitt gemäß1 durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Flammensperre -
4 eine Flammensperre gemäß1 mit einem gewickelten konzentrischen Abschnitt -
5 einen Schnitt durch eine gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildeten scheibenförmigen Flammensperre -
6 eine perspektivische schematische, teilweise weg gebrochene Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der innerhalb einer spiralförmigen Wicklung der Flammensperre mehrere konzentrische Abschnitt5 vorgesehen sind. -
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Flammensperre, die ringförmig ausgebildet ist. Demgemäß ist ein Gehäuse1 vorgesehen, das einen ringförmigen Umfassungskäfig für einen ringförmigen Durchströmquerschnitt2 bildet. Ein Mittelteil3 wird durch das Gehäuse1 frei gelassen. - In den Durchströmquerschnitt
2 sind zwei ringförmige Flammensperranordnungen4 angeordnet, die radial durch einen konzentrischen Abschnitt5 voneinander getrennt sind. Die Flammensperranordnungen4 weisen Durchtrittsspalte auf, wäh rend der konzentrische Abschnitt5 ohne Durchtrittsspalte ausgebildet ist und aus einem gut Wärme leitenden Material, insbesondere Metall, besteht. - Die Flammensperranordnungen
4 bilden zusammen mit dem konzentrischen Abschnitt5 einen Flammensperreinsatz4 ,5 mit einer Breite B. Die radiale Breite B2 des einen Kühlring bildenden konzentrischen Abschnitts5 ist etwa gleich groß wie die gleich groß ausgebildeten Breiten B1 der Flammensperranordnungen4 . -
2 zeigt eine Armatur6 , die mit der Flammensperre gemäß1 ausgestattet ist. Die Armatur6 weist einen Anschlussflansch7 für eine von einem Behälter kommende Leitung oder einen entsprechenden Anschlussflansch eines Behälters auf. Aus dem Behälter ausströmendes Gas (worunter auch Produktdämpfe verstanden werden) strömt in Richtung der in2 dargestellten Strömungspfeile8 . Die Armatur6 weist ein sich trichterförmig erweiterndes Gehäuse9 auf, das von dem Gehäuse1 der Flammensperre abgeschlossen wird. Das Gas durchströmt die Flammensperrabschnitte4 und kann nach dem Durchtritt durch die Flammensperre durch Entzündung zu einer Flamme10 verbrannt und damit unschädlich gemacht werden. Der ringförmige konzentrische Abschnitt5 bewirkt eine Begrenzung der ringförmigen Flächen der Flammensperrabschnitte4 und bewirkt aufgrund seiner massiven Ausbildung ohne Durchtrittsspalte eine gute Wärmeableitung, also eine Kühlung der Flammensperrabschnitte4 . Dadurch wird verhindert, dass die Flammensperrabschnitte4 sich auf der zum Gehäuse9 der Armatur6 zeigenden Seite soweit aufheizen, dass die Entzündungstemperatur für das ausströmende Gas erreicht wird. - Bei der in
3 dargestellten zweiten Ausführungsform sind konzentrisch zueinander drei Flammensperrabschnitte4 angeordnet, die durch zwei konzentrische Abschnitte5 in Ringform radial voneinander getrennt sind. Auf diese Weise lässt sich eine Flammensperre mit einem größeren Durchströmquerschnitt realisieren, ohne die Gefahr einer zu großen Aufheizung der Flammensperrabschnitte4 eingehen zu müssen. - Die in den
1 bis3 dargestellten konzentrischen Abschnitte5 können aus massiven Metall gebildet sein, um eine gute Wärmeableitung zu bewirken. Dabei muss jedoch sichergestellt werden, dass am Übergang zwischen den Flammensperrabschnitten4 und den konzentrischen Abschnitten5 keine zu großen Spaltweiten entstehen. - Eine Vereinfachung der Fertigung lässt sich gemäß den
4 angedeuteten Ausführungsbeispiel dadurch erzielen, dass die Flammensperrabschnitte4 – wie an sich bekannt – durch ein gemeinsames spiralförmiges Aufwickeln von jeweils einem gewellten und einem glatten Metallband gebildet wird. Der konzentrische Abschnitt5 kann in einfacher Weise durch Weiterwickeln des glatten Metallbandes erfolgen, das somit dicht an dicht ohne Durchtrittsspalte gewickelt einen quasi massive konzentrischen Abschnitt5 in Form eines Kühlringes ausbildet. - Bei dem in
5 dargestellten Ausführungsbeispiel bildet das Gehäuse1' einen Umfassungskäfig für eine scheibenförmige Flammensperre, wie sie für kleinere Geräteabmessungen verwendbar sind. Ähnlich wie in der Ausführungsform gemäß1 werden zwei ringförmige Flammensperrabschnitte4 durch einen konzentrischen Abschnitt5 in Form eines Ringes radial voneinander getrennt. Zusätzlich ist jedoch ein weiterer konzentrischer Abschnitt11 in Form eines zentrischen Kerns vorgesehen, um den herum der radial innere Flammensperrabschnitt ringförmig ausgebildet ist. - Die insbesondere zum Querschnittszentrum hin kritische Aufheizung einer scheibenförmigen Flammensperre wird somit einerseits durch den ringförmigen konzentrischen Abschnitt
5 („Kühlring") und andererseits durch den im Zentrum angeordneten konzentrischen Abschnitt11 („Kühlkern") verhindert. -
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer spiralförmigen Wicklung einer Flammensperre, die aus einer gemeinsamen Aufwicklung eines gewellten Metallbandes41 mit einem glatten Metallband42 gebildet ist. Innerhalb der kreisförmigen Fläche des Durchströmquerschnitts2 sind mehrere, hier fünf ringförmige konzen trische Abschnitte5 ausgebildet, die dadurch hergestellt sind, dass in den Bereichen der konzentrischen Abschnitte5 das glatte Metallband42 allein, d.h. ohne dass gewellte Metallband41 , aufgewickelt worden ist. - Im Zentrum des Durchströmquerschnitts
2 befindet sich ein konzentrischer Abschnitt11 in Form eines zentrischen Kerns, der vorzugsweise ein massiver Einsatz aus einem gut Wärme leitenden Material ist. Somit bilden sich im Durchströmquerschnitt benachbart zu den konzentrischen ringförmigen Abschnitten5 jeweils Flammensperrabschnitte4 mit Durchströmspalten aus, deren Flächen begrenzt sind, sodass eine zu große Aufheizung der Flammensperrabschnitte4 sicher vermieden werden kann.
Claims (8)
- Dauerbrandsichere Flammensperre mit einem eine Vielzahl von Durchtrittsspalten aufweisenden, eine Leitung abschließenden Durchströmquerschnitt (
2 ), dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Durchströmquerschnitts (2 ) wenigstens ein konzentrischer Abschnitt (5 ,11 ) vorhanden ist, der ohne Durchtrittsspalte gebildet ist. - Dauerbrandsichere Flammensperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein ringförmiger Abschnitt als konzentrischer Abschnitt (
5 ) vorgesehen ist. - Dauerbrandsichere Flammensperre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zentrisch angeordneter Kern als konzentrischer Abschnitt (
11 ) vorgesehen ist. - Dauerbrandsichere Flammensperre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der konzentrische Abschnitt (
5 ,11 ) aus einem gut Wärme leitenden Material gebildet ist. - Dauerbrandsichere Flammensperrech nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Durchströmquerschnitts (
2 ) mehrere ringförmige Abschnitte als konzentrische Abschnitte (5 ) vorgesehen sind, an die sich in radialer Richtung jeweils Flammensperranordnungen (4 ) mit Durchtrittsspalten anschließen. - Dauerbrandsichere Flammensperre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der konzentrische Abschnitt (
5 ,11 ) aus einem spiralförmig dicht an dicht gewickelten glatten Metallstreifen (42 ) gebildet ist. - Dauerbrandsichere Flammensperre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsspalte des Durchströmquerschnitts (
2 ) durch einen gemeinsam mit einem glatten Metallstreifen (42 ) spiralförmig gewickelten gewellten Metallstreifen (41 ) gebildet sind. - Dauerbrandsichere Flammensperre nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchströmquerschnitt (
2 ) eine Ringform aufweist.
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