NO129869B - - Google Patents

Description

Eksplos jons-aviastningsventil.

Oppfinnelsen vedrører en eksplosjons-avlastningsventil for lukkede rom, særlig for veivhiset i forbrenningsmotorer, med et i en begrensningsvegg i rommet som skal beskyttes innebygget ventilsete,

en med ventilsetet samvirkende, fjærbelastet lukkeplate og en i den gjennom ventilsetet førende gassvei innebygget flammesperre, som består av på tvers av gassens gjennomstrjzimningsretning over hverandre anordnede blikkstrimler.

Det er kjent å beskytte lukkede rom, hvor det er fare for eksplosjoner, ved at det i en eller flere av begrensningsveggene innbygges avlastningsventiler som ved en eksplosjon frigir et tilstrekkelig stort utstrømningstverrsnitt, slik at man unngår et farlig over-trykk i det indre av rommet. Eksempelvis bygges slike eksplosjons-sikkerhetsventiler inn i veivhusveggen i totaktdieselmotorer, fremfor alt i skipsmotorer, for å unng, en beskadigelse av veivhuset ved olje-takeeksplosjoner. Andre anvendelseseksempler er gassbeholdere, større rørledninger og andre rom, hvor eksplosive stoffer lagres eller hvor det er fare for at lett antennbare gasser kan utvikles. Fremfor alt ved skipsmotorer forlanges det ofte at eksplosjonsavlastningsventilene skal være forsynt med en innretning som i tilfelle av eksplosjoner ■• hindrer at flammene går ut gjennom avlastningsventilene. For dette formål er det kjent flammesperrer som består av en struktur med flere små gjennomgående åpninger, hvilke flammesperrer er seriekoblet med avlastningsventilen, enten utenfor eller inne i det rom som skal beskyttes .

De kjente flammesperrer består av en- eller flerlags tråd-nett eller av kurver fremstilt av trådfletning. Slike strukturer er gassgjennomtrengelige og har en forholdsmessig stor overflate. Når eksplosjonsgasser går gjennom et slikt nettverk, avkjøles de ved varmeavigning til nettverket, og på den måten hindres flammer i å gå gjennom nettverket. Nettverket må være forholdsmessig tettmasket, og det må være anrodnet i flere lag etter hverandre, slik at det fremkommer en tilstrekkelig stor overflate for varmeopptaket. Slike flammesperrer har derfor den betydelige ulempe at de i vesentlig grad øker avlastningsventilens gjennomgangsmotstand, slik at man ofte ikke er sikret en tilstrekkelig hurtig trykkavlastning.

Ved en kjent beskyttelsesinnretning mot flammetilbakeslag i sugerøret i forbrenningsmotorer er det i sugerøret anordnet bølgeform-ede eller siksakformede plater i flere lag etter hverandre og på tvers av gassens strømningsretning. For gjennomgang av gassen er det i platene anordnet smale slisser. Disse platene representerer en forholdsmessig sterk innsnevring av sugerørets gjennomgangstverrsnitt, og en slik anordning er derfor ikke egnet for sikkerhetsventiler som hurtig skal frigjøre et stort utstrømningstverrsnitt.

Det er kjent en flammesperre som består av blikkskiver.

Blikkskivene ér utformet som plane skiver, og hosliggende skiver er adskilt fra hverandre ved hjelp av tverrløpende strimler. Disse opp-tar, en betraktelig del av det frie tverrsnitt mellom to skiver, slik at'gjennomstrømningstverrsnittet ved denne kjente flammesperre innsnevres sterkt. Det er også kjent en flammesperre beregnet for anordning i forbindelseskanalen mellom en sylinder og veivhuset. Flammesperren består av plane plater som veksler med regelmessig bølgede

plater.

Det er videre kjent å anordne en fordampbar substans i flytende eller fast form på en falmmesperre av denne type, hvilken substans kveler eller avkjøler flammen når flammen går gjennom nettverket. Påføringen av den fordampbare substans og opprettholdelsen av et tilstrekkelig forråd er imidlertid omstendelig og krever kom-pliserte innretninger, såsom forstøvere eller andre befuktningsinn-retninger. Vanligvis innbygges slike flammesperrer i det indre av forbrenningsmotorens veivhus, og de befuktes da av den olje som be-nyttes for smøring av de maskindeler som beveger seg i veivhuset.

Det foreligger derfor en fare for at hete oljedamper ved en eksplosjon kan trenge ut gjennom avlastningsventilen og forårsake skader utenfor det som som skal beskyttes. Disse hete oljedamper er da særlig farlige for eventuelt personell som befinner seg i nærheten. Dessuten dannes det oljerester på flammesperren, og disse oljerester vil sæelig ved mindre eksplosjoner brenne seg fast på risten eller nettverket, hvorved de små gjennomgående åpninger i flammesperren innsnevres eller helt tilstoppes. Man er da ikke lenger sikret en pålitelig trykkavlastning og i det hele tatt blir avlastningsventilens sikkerhetsvirkning tvilsom.

Oppfinnelsen tar sikte' på å tilveiebringe en avlastningsventil med en forbedret flammesperre, hvilken flammesperre er enkel i fremstilling, bare har en forholdsmessig liten gjennomgangsmotstand og byr på en tilstrekkelig stor varmeopptaksevne uten påføring av fordampbare substanser, hvorved man på en sikker måte hindrer gjen-nomslag av flammer.

Med utgangspunkt, i en avlastningsventil av den innlednings-vis nevnte type oppnås dette ved at blikkstrimmelen over minst en del av sin bredde er forsynt med uregelmessige bølger som har ulike høyder og bredder, idet minst en del av bølgedalene til en blikkstrimmel ligger an mot bølgetoppene på den underliggende blikkstrimmel. Ved denne bølgeutforming over anordningen av blikkstrimlene i plan paral-lelle med strømningsreisningen, oppstår det mellom blikkstrimlene gjennomgangsåpninger hvorigjennom eksplosjonsgassene kan strømme relativt uhindret. Ved eksplosjonsgassenes strømming langs blikkstrimlene som har en stor overflate for varmeopptak og virker som kjøleribber, blir eksplosjonsgassene raskt avkjølt, og på den måten hindres opp-ståelsen av en flamme på utsiden av flammesperren. Varmeopptaksevnen til flammesperren kan tilpasses ved valg av blikkstrimlenes bredde og valg av materialet i blikkstrimlene, alt ut ifra de krav som stil-les i ethvert tilfelle, uten at derved strømningsmotstanden økes utillatelig. Det skyldes at det mellom blikkstrimlene ikke skjer noen ombøyninger eller avbøyninger av gassene, og at gassene derfor kan strømme i relativt rette baner. En påføring av olje eller andre fordampbare substanser er ikke nødvendig. Med oppfinnelsen unngår man de ulemper som hefter ved de kjente innretninger. Gjennomstrøm-ningstverrsnittet innsnevres ikke i vesentlig grad, og man unngår plane plater eller skiver som bare unødig tjener til å redusere gjen-nomstrømningstverrsnittet.

Fordelaktig strekker bølgene seg maksimalt over blikkstrimlenes halve bredde, regnet fra blikkstrimlenes innerkanter. Derved kan flammesperrens gjennomstrømningsmotstand reduseres ytterligere. Videre kan bølgehøyden avta kontinuerlig radielt utover fra blikkstrimlenes innerkant. De over hverandre anordnede blikkstrimler berører hverandre da bare ved innerkanten i området til de enkelte bølger, slik at gjennomstrømningstverrsnittet utvider seg kontinuerlig fra dette trangeste sted og i eksplosjonsgassens strømningsret-ning. Derved oppnås en diffusorlignende virkning, slik at eksplosjonsgassene kan utvide seg mens de ennå befinner seg i flammesperren. Derved oppnås en ytterligere avkjøling.

Den nye flammesperrens har vist seg å være fordelaktig i en ' eksplosjonsavlastnmgsvent1 i'■l hvor lukkeplaten er belastet med en skruetrykkfjær som avstøtter seg mot en som dekkflåte utformet fanger, hvilken fanger holdes i eil avstand fra ventilsetet ved hjelp av utenfor lukkeplatens kant anordnede bolter. Når det gjelder denne kon-struksjon er det ikke nødvendig med konstruktive endringer eller mon-tasjeinnretninger for anordningen av flammesperren, og den samme ventil kan derfor- etter valg uten videre brukes med eller uten flammesperre. Flammesperren kan derfor på en enkel og hurtig måte bygges inn når det viser seg at det er ønskelig å ha en flammesperre, og den kan like raskt demonteres når den ikke er nødvendig og man foretrekker en uhindret utstrømning av eksmplosjonsgassene i åpningen. Ved en slik utførelse kan fordelaktig de uregelmessig bølgede blikkstrimler være anordnet konsentrisk om de nevnte bolter og fastholdes mellom ventilsetet og fangeren.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene hvor fig. 1 viser et sentralt snitt gjennom en eksplo-sjonsavlastningsventil med den nye flammesperre, fig. 2 og 3 viser forstørrede utsnitt av to ulike utførelsesformer av flammesperren i aksialsnitt, fig. 4 viser et ytterligere utførelseseksempel av flammesperren i sideriss, og fig. 5 viser flammesperrens grunnriss.

Ved den i fig. 1 viste eksplosjons-avlastningsventil dreier det seg om en først og fremst for skipsmotorer beregnet utførelse som bygges inn i veivhusveggen for ved eventuelle eksplosjoner å hindre en ødeleggelse av veivhuset. Ventilen består av et ringformet ventilsete 1 som ved hjelp av skruer 2 er montert på utsiden av en åpning i veivhusveggen 3. En lukkeplate 4 samvirker med ventilsetet 1 og er belastet med en i kjegleform oppviklet skruetrykkfjær 5- Dessuten er det i ventilsetet 1, konsentrisk om lukkeplaten 4, innskrudd bolter 6. Disse boltene holder en som dekkplate utformet fanger 7 i en avstand fra ventilsetet 1 og tjener samtidig til sideveis føring av lukkeplaten 4. Skruetrykkfjæren 5 avstøtter seg mot fangeren 7- En i et spor i ventilsetet 1 innlagt tetningsring 8 sikrer en tett lukking av avlastningsventilen når lukkeplaten 4 fer i den lukkede stilling.

Avlastningsventilen er forsynt med en flammesperre 9- Flammesperren er innebygget i den gjennom ventilsetets 1 åpning førende gassvei. I utførelseseksemplet er flammesperren 9 anordnet konsentrisk om boltene 6, dvs. på utsiden av selve avlastningsventilen. Flammesperren består av over hverandre lagte blikkstrimler 10. Disse er over endel av bredden gitt bølgeform og er løst innspent mellom ventilsetet 1 og fangeren 7.

Som det går frem av fig. 2, går bølgene 11 ut fra blikkstrimlenes 10 innerkant og strekker seg omtrent over halve bredden av blikkstrimlene. Høyden til bølgene 11 avtar kontinuerlig radielt utover fra blikkstrimlenes 10 innerkant, og den ytterste halvdel av blikkstrimlene 10 er praktisk talt plan. Videre er de enkelte bølger 11 uregelmessige og har ulike høyder og bredder. Bølgene 11 i de over hverandreliggende blikkstrimler 10 kan således ikke gripe i hverandre som tannhjul, men blir liggende slik på hverandre at blikkstrimlene 10 i den ytre, plane del holdes i innbyrdes avstand, som en slags kjøleribber. I den bølgede innerstliggende del oppstår det gjennomgående åpninger 12 med ulike tverrsnittsareal mellom bølgene 11. Der-som de enkelte bølger 11 i de over hverandre lagte blikkstrimler 10» overhodet berører hverandre, noe som som regel bare skjer ved de største bølger, vil bølgedalene i en blikkstrimmel 10 ligge an mot bølgetoppene på den underliggende blikkstrimmel 10. Bølgene 11 kan imidlertid også være urformet regelmessige.og med samme størrelse, men da er de enkelte blikkstrimler dreiet relativt hverandre omtrent tilsvarende bølgenes halve gjennomsnittlige bredde.

I utførelseseksemplet i fig. 3 er det avvekslende anordnet med bølger 11 forsynte blikkstrimler 10 og ubølgede, plane blikkstrimler 10'. Også her fremkommer det gjennomgående åpninger 12, og de enkelte blikkstrimler 10 og 10' holdes i innbyrdes avstand. Ved den i fig. 4 viste utførelse er blikkstrimlene 10 dannet av et kontinuerlig bånd 13 som er viklet i skruelinjeform og en loddrett på båndplan-et forløpende akse. Som det går frem av fig. 5 er det i skruelinjeform viklede blikkbånd 13 forsynt med bølger 11 som forløper ut fra innerkanten. Skrueviklingene til blikkbåndet 13 danner de over hverandre liggende blikkstrimler 10 som av bølgene 11 holdes i innbyrdes avstand. Mellom bølgene 11 dannes det gjennomgående åpninger 12 for eksplosjonsgassene. Ved utførelseseksemplet i fig. 4 og 5 dreier det seg således om en enhetlig, bare av det bølgede og viklede blikkbånd 13 bestående flammesperre 9.

Virkemåten til eksplosjons-avlastningsventilen er som følger: Når det i veivhuset, i hvis begrensningsvegg 3 avlastningsventilen er innebygget, skjer en gasseksplosjon, vil lukkeplaten 4 som følge av det oppstående trykk, slagaktig løftes fra ventilsetet 1, mot kraften til fjæren 5, og lukkeplaten beveges frem til fangeren 7- Gjennom-gangsåpningen i ventilsetet 1 frigis derved og eksplosjonsgassene kan strømme ut gjennom ventilsetet 1 og gjennom flammesperren 9- Derved skjer det en hurtig trykkavlastning i veivhuset. Plammesperren 9 slukker eventuelle flammer og forhindrer en utstrømning av flammen gjennom avlastningsventilen.

De gjennom det åpne ventilsete 1 strømmende hete eksplosjonsgasser går gjennom åpningene 12 mellom blikkstrimlene 10 og strømmer radielt utover langs blikkstrimlene. Da blikkstrimlene 10 har en forholdsmessig stor overflate og virker som kjøleribber, har de også en tilsvarende stor varmeopptaksevne, og de bevirker en rask avkjøling av de langs blikkstrimlene strømmende gasser. Fordelaktig består blikkstrimlene 10 av et godt varmeledende materiale, særlig av alu-minium. Da det for gjennomstrømningen til rådighet stående strøm-ningstverrsnitt øker radielt utover, regnet fra innerkanten til blikkstrimlene 10, kan de hete gasser ekspandere mellom blikkstrimlene 10, hvorved temperaturen til gassene reduseres ytterligere. Når gassene når frem til utsiden av flammesperren 9 er de avkjølt så mye at en tenning ikke lenger er mulig, og det foreligger heller ikke noen an-nen fare for rommet utenfor avlastningsventilen. Særlig gjelder at personell som befinner seg i nærheten sv avlastningsventilen eller går forbi denne, hverken kan treffes av utstrømmende flammer eller av utstrømmende hete eksplosjonsgasser eller oljedamper.

Claims (4)

1. Eksplosjons-avlastningsventil for lukkede rom, særlig for veivhus i forbrenningsmotorer, med et i en begrensningsvegg i det rom som skal beskyttes innebygget ventilsete, en med ventilsetet samvirkende fjærbelastet lukkeplate og med en i den gjennom ventilsetet før- ende gassvei innebygget flammesperre, hvilken flammesperre består av på tvers av gassens gjennomstrømningsretning over hverandre anordnede blikkstrimler, karakterisert ved at blikkstrimlene (10) over minst en del av sin bredde er forsynt med uregelmessige bølger som har ulike høyder og bredder, idet minst en del av bølge-dalene til en blikkstrimmel ligger an mot bølgetoppene på den underliggende blikkstrimmel.

2. Avlastningsventil ifølge krav 1, karakterisert ved at bølgene (11) regnet fra blikkstrimlenes (10) innerkanter strekker seg maksimalt over blikkstrimlenes halve bredde.

3. Avlastningsventil ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at bølgenes (11) høyde avtar kontinuerlig radielt utover fra blikkstrimlenes (10) innerkant.

4. Avlastningsventil ifølge krav 1, 2 eller 3, og hvor lukkeplaten er belastet med en skruetrykkfjær som avstøtter seg mot en som dekkplate utformet fanger, hvilken fanger holdes i en avstand fra ventilsetet ved hjelp av utenfor lukkeplatens kant anordnede bolter, karakterisert ved at de uregelmessig bølgede blikkstrimler (10) er anordnet konsentrisk om boltene (6) og fastholdes mellom ventilsetet (1) og fangeren (7).