DD294878A5 - Anordnung zum schutz von anlagen bei staubexplosionen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Schutz von Anlagen bei Staubexplosionen. Das spezielle Anwendungsgebiet wird in Mahlanlagen mit pneumatischer Produktabfuehrung im Bereich der Land- und Nahrungsgueterwirtschaft gesehen. Nach stattgefundener Explosion wird der Explosionsueberdruck und der Mahlgutstrom ueber eine Druckentlastungsklappe in eine Druck- und Flammensperre abgeleitet. Gleichzeitig wird durch den Explosionsdruck eine in der Foerderleitung angeordnete Entkopplungseinrichtung betaetigt, um den Gutstrom in der Foerderleitung zu stoppen und damit eine Explosionsausbreitung in nachfolgende Anlagenteile zu verhindern. Durch einen zusaetzlich angeordneten Inertgasspeicher, dessen Ventil durch die Druckentlastungsklappe betaetigt wird, wird ebenfalls die Entkopplungseinrichtung beaufschlagt, wie auch eine Anlageninertisierung vorgenommen. Fig. 2{Staubexplosion; Druckentlastungsklappe; Entkopplungseinrichtung; Druck- und Flammensperre; Inertgasspeicher; Anlageninertisierung}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet erstreckt sich auf technische Bereiche, in denen explosible Staub/Luftgemische entstehen, wie z. B. im Bereich der Land- und Nahrungsgüterwirtschaft, der chemischen Industrie und der Holzverarbeitungsindustrie. Speziell ist der Einsatz der Erfindung in Mahlanlagen mit pneumatischer Produktförderung vorgesehen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind technische Lösungen zum Staubexplosionsschutz bekannt, bei welchen Staubexplosionen vorbeugend durch eine hinreichende Herabminderung der ursächlichen Explosionsbedingungen, wie Sauerstoffgehalt, Luftgemischkonzentration oder Wirksamwerden von Zündquellen verhindert werden (OE 3145668, DE 2510737). Durch ihre hohen Betriebskosten bleibt deren Einsatz aber auf Spezialgebiete beschränkt, wie z. B. bei der Aluminiumverbindung mit Einsatz von Inertgas.

Es sind auch konstruktive Staubexplosionsschutz-Anordnungen für verschiedene technische Einrichtungen bekannt, z. B. Filter, Fördereinrichtungen und Silos. Diese Einrichtungen werden durch den Wirkmechanismus der Explosionsunterdrückung oder der Druckentlastung geschützt (DE 1708116, DD 116755, DE 2455325, CH 553702). Es wurde bereits auch vorgeschlagen, die Druckentlastung über eine gesonderte flexible Druckentlastungsleitung ins Freie vorzunehmen und die Entkopplung auf mechanischem Weg oder über Hilfsenergie mittels einer Doppelklappe zu realisieren.

Eine nachfolgende Inertisierung der Gesamtanlage zur Vermeidung von Sekundärexplosionen ist durch die Ableitung ins Freie ungünstig. Die Entkopplung des Explosionsherdes von den übrigen Anlagenteilen erfolgt konstruktionsbedingt relativ träge.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Vermeidung gefährlicher Explosionsauswirkungen auf Bedienungspersonal, Einrichtungen und Gebäude.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabenstellung besteht insbesondere in aer Schaffung einer Kombination von Druckentlastungs- und Entkopplungseinrichtung, die im Explosionsfall keine Betriebsunterbrechung der Anlage bedingt und für den Einsatz in geschlossenen Räumen geeignet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabenstellung dadurch gelöst, daß im Anschluß an die bekannterweise in unmittelbarer Nähe des angenommenen Explosionszentrums angeordnete Druckentlastungsklappe eine Druck- und Flammensperre angeordnet ist. Diese Druck- und Flammensperre ist sackförmig gestaltet und besteht aus einem flexiblen, hitzebeständigen und luftdurchlässigen Material. Zwecks Begrenzung der Ausdehnung ist die Druck- und Flammensperre von einem korbförmigen Schutzgitter umgeben. Die Entkopplungseinrichtung besteht aus einem in die Förderleitung eingesetzten im normalen Förderbetrieb formstabil gehaltenen schlauchförmigen Gebilde, welches von einer oder mehreren Ringdüsen umgeben ist, die durch eine Druckleitung mit dem Anlagenteil verbunden ist, in welchem die Explosionsauslösung angenommen wird. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß an die Druckleitung über ein Ventil ein Inertgasspeicher angeschlossen ist. Über ein Betätigungselement ist das Ventil mit der Druckentlastungsklappe derart gekoppelt, daß bei Ansprechen derselben das Ventil des Inertgasspeichers geöffnet wird.

Im Explosionsfall wird die Druckentlastungsklappe in Richtung Druck- und Flammensperre aufgeschlagen und somit der Explosionsüberdruck und der verbrennende Mahlgutstrom abgeleitet. Gleichzeitig bewirkt die Druckerhöhung im Explo8lonszentrum über diese Druckleitung das Zusammendrücken der schlauchförmigen Entkopplungseinrichtung. Bei der Ausführung mit Inertgasspeicher, welche als Variante selbständig wie auch in Kombination mit der ersten Lösung betrieben werden kann, wird durch Aufschlagen der Druckentlastungsklappe das Ventil des Inertgasspeichers geöffnet. Der Gasdruck wird einmal zum Zusammendrücken der Entkopplungseinrichtung über die Ringdüsen herangezogen, zum anderen wird über die Druckleitung die Anlageninertlsierung vorgenommen.

Ausführungsbelsplel

Im Ausführungsbeispiel werden die beiden Lösungsvarianten, welche sowohl einzeln, vorzugsweise aber kombiniert eingesetzt werden können, nachfolgend einzeln beschrieben. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1: die Anordnung, welche unter Ausnut ung des Explosionsdruckes arbeitet Fig. 2: die Anordnung mit nachfolgender Anlageninertisierung.

Bei einer Mahlanlage mit pneumatischer Produktabförderung werden die Mühle und der Lüfter 1 als Orte der wahrscheinlichsten Explosionsentstehung angenommen. Im Explosionsfall breiten sich der Explosionsdruckund die Explosionsflamme vor allem in der Förderleitung 12 in Förderrichtung aus. Die Druckentlastungsklappe 2 spricht im Explosionsfall bei einer bestimmten Drucke-höhung an und gibt einen Öffnungsquerschnitt aus der Förderleitung 12 in Richtung der Druck- und Flammensperre 4 frei. Die Druck- und Flammensperre 4 besteht aus einem hitzebeständigen luftdurchlässigen Gewebe, durch welches der Explosionsdruck ohne Schäden zu verursachen in geschlossene Arbeitsräume abgeleitet werden kann, während das Mahlgut durch die Filterwirkung zurückgehalten wird. Das Schutzgitter 5 begrenzt die Ausdehnung der sackförmigen Druck- und Flammensperre 4 und verhindert damit auch ihre Zerstörung. Der ansteigende Explosionsdruck wird auch genutzt, um über die Druckleitung 6 und die Ringdüse 10 die Entkopplungseinrichtung 7, die aus einem Gewebeschlauch besteht, der im Normalbetrieb durch Federelemente 8 und Stabilisierungsringe 9 den vollen Förderquerschnitt freigibt, zusammenzudrücken. Dadurch wird das Mahlgut kurzzeitig gestaut und die Übertragung der Flammenfront über die Förderleitung 12 in weitere Anlagenteile wird verhindert. Da die Druckleitung 6 an der Mühle bzw. am Lüfter 1 an der Stelle des geringsten statischen Druckes im Normalbetrieb angeordnet ist, wird nach Abbau des Explosionsdruckes, durch den Förderdruck unterstützt, die Entkopplungseinrichtung 7 mit Hilfe der Federelemente 8 in die Ausgangslage zurückgeformt. Bei bestimmten Mahlgütern besteht die Gefahr von verbleibenden glimmenden Staubherden in der Förderleitung 12 und daraus resultierenden Sekundärexplosionen in nachfolgenden Anlagenteilen. Für diese Fälle ist eine Anordnung nach Figur 2 vorgesehen. Hierbei ist an der Rückstelleinrichtung 3 der Druckentlastungsklappe 2 ein Betätigungselement 15 angeordnet, welches mit dem Ventil, vorzugsweise einer Berstmembran 14, des Inertgasspeichers 13 verbunden ist. Bei Ansprechen der Druckentlastungsklappe 2 wird die Berstmembran 14 zerstört, und das Inertgas strömt einerseits in die Ringdüse 10 und drückt damit die Entkopplungseinrichtung 7 zusammen und andererseits über die Druckleitung 6 in die vorgeschalteten Anlagenteile. Da dor an der Entkopplungseinrichtung 7 wirksam werdende Inertgasanteil in Förderrichtung abströmt, erfolgt somit eine Inertisierung aller Anlagenteile, so daß bei Wiederaufnahme de', normalen Mahlprozesses in der Mahlanlage eine minimale zündgefährliche Sauerstoffkonzentration vorherrscht, Diese Bedingung kann jedoch nur mit Ausbildung eines pneumatischen Kreislaufsystems durch Einsatz einer zusätzlichen Reinluftrückführleitung 16 realisiert werden. Der durch das Inertisieren in der Anlage entstehende Überdruck wird über die Druckentlastungsklappe 2 und dem Überdruckventil 17 ausgeglichen. Die erfindungsgemäße Anordnung sieht nach beiden Varianten vor, daß nach erfolgter Explosion nicht abgeschaltet werden muß. Mit der Rückstellung der Druckentlastungsklappe 2 durch die Rückstellvorrichtung 3 wird die Reinigungsöffnung 11 freigegeben. In der Druck- und Flammensperre 4 vorhandenes Mahlgut wird entfernt. Der Inertgasspeicher 13 mit Berstmembran 14 ist nach jeder Explosion auszutauschen.

Claims (2)

1. Anordnung zum Schutz von Anlagen bei Staubexplosionen, insbesondere für Mahlanlagen und pneumatische Förderanlagen unter Anwendung einer Druckentlastungsklappe in unmittelbarer Nähe des angenommenen Explosionszentrums sowie einer Entkopplungseinrichtung in der Förderleitung im definierten Abstand vom angenommenen Explosionszentrum, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Druckentlaatungsklappe (2) eine Druck- und Flammensperre (4) angeordnet ist, welche aus einem sackförmigen Gebilde aus flexiblem, hitiebeständigem und luftdurchlässigem Material besteht, dessen Ausdehnung von einem korbförmigen Schutzgitter (5) begrenzt wird und daß die Entkopplungseinrichtung (7) aus einem in die Förderleitung (12) eingesetzten schlauchförmigen, flexiblen Gebilde besteht, welches im normalen Förderbetrieb formstabil gehalten wird und von einer Ringdüse (10) umgeben ist, welche über eine Druckleitung (6) mit dem Anlagenteil verbunden ist, in welchem die Explosionsauslösung angenommen wird.

2. Anordnung zum Schutz von Anlagen bei Staubexplosionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Druckleitung (6) über ein Ventil (14) ein Inertgasspeicher (13) angeschlossen ist und das Ventil (14) über ein Betätigungselement (15) mit der Druckentlastungsklappe (2) gekoppelt ist.