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Einrichtung zur Sicherung von Behältern oder Rohrleitungen, die explosible
Gase, wie Acetylen, aufspeichern oder leiten Es ist bekannt, mit brennbaren Stoffen
gefüllte: Behälter mit Sicherheitsvorrichtungen zu. versehen, durch welche im Falle
einer Explosion deren Fortpflanzung in den Rehälter hinein verhindert «.erden soll.
Solche Sicherungen bestehen unter anderem in der Kombination von Rückschlagventilen
mit über dem Ventil zwischen Gittern oder Rosten angebrachten Füllungen aus Metallspänen,
z. B. Aluminiumspänen. Der Zweck der Füllung ist meist Kühlung und Verlangsamung
zurückschlagender Explosionswellen, um mit Sicherheit ein Abschließen des Rückschlagventils
herbeizuführen.
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Sicherungen dieser Art besitzen mehrere Nachteile. Der wichtigste
ist der, daß sie größeren Drücken nicht gewachsen sind, es sei denn, daß man Säulen
von Füllmaterial verwendet, die wiederum dem Gasdurchgang im normalen Betriebe einen
erheblichen Widerstand entgegensetzen, daß sie aber außerdem noch eines beweglichen
Teiles in der Bahn der Explosionswelle benötigen, so daß wegen der Möglichkeit des
Versagens dieses beweglichen Teiles ein sicheres Auffangen der Explosion nicht gewährleistet
ist. Schließlich kommt noch ein weiterer Umstand hinzu, der das Bedürfnis nach einer
neuen Sicherung weckt, nämlich die Sicherung von Gasleitungen in beliebiger Richtung.
Alle mit beweglichen Teilen arbeitende Sicherungen können nur für das Auffangen
einer Explosionswelle entgegen der Richtung des Gasstromes verwendet werden, sind
also für Sicherungen in Leitungssystemen mit sich verzweigenden Leitungen unbrauchbar.
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Die Erfindung geht nun von dem Gedanken aus, daß bewegliche Sicherungsteile
vermieden werden müssen. Aus diesem Grunde ist als alleiniges Abschlußorgan ein
zusammendrückbares Haufwerk gewählt worden, welches, damit es als Abschlußorgan
einen Explosionsstoß aufnehmen kann, gegen einen als Widerlager dienenden festen
Boden liegt. Da jedoch der Gasstrom durch das Füllmaterial hindurchtreten muß, so
werden feine Öffnungen im Boden unter dem Haufwerk in solcher Menge angeordnet,
daß sie der durchströmenden Gasmenge keinen wesentlichen Widerstand entgegensetzen,
andererseits sind sie so fein zu wählen, daß das Füllmaterial nicht in die Öffnungen
eintreten kann. Bei der praktischen Ausführung dient als Widerlager ein entsprechend
stark ausgebildeter, im Gasweg sitzender Pfropfen oder eine, den höchsten praktisch
vorkommenden Drücken in ihrer Stärke entsprechende Platte, der entweder nur auf
der einen Seite oder auf beiden Seiten das als Abschlußorgan dienende Füllmaterial
vorgelagert ist, das dann wieder,
damit es nicht durch den Gesamtstrom
mitgerissen wird, durch ein Sieb begrenzt wird. Als Füllmaterial werden zweckmäßig
spanartige pulverige Körper verwendet, die die Explosionswelle nicht nur in Form
mechanischer Deformationsarbeit, also durch mechanische Zusammenpressung und Schließung
des Durchgangsquerschnittes aufnehmen, sondern die gleichzeitig physikalisch oder
chemisch zur Aufnahme größerer Wärmemengen geeignet sind.
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Die physikalische Aufnahme des von der Deforinationsarbeit nicht aufgenommenen
Teiles der Explosionswärme kann z. B. in ausreichendem Maße dadurch erfolgen, daß
als Füllkörper das Haufwerk eines Metalles verwendet wird, dessen Produkt aus spezifischem
Gewicht, spezifischer Wärme und Wärmeleitfähigkeit möglichst groß ist, oder aber
auch dadurch, daß man ein Haufwerk aus einem schnell schmelzenden Körper verwendet,
z. B. fein verteilten Schwefel (Schwefel gries), der unter dem Explosionsdruck unter
Aufnahme einer gewissen mechanischen Arbeit sich zusammenpreßt, gleichzeitig aber
unter der Temperatur der Explosionswelle in Schmelzen gerät und dadurch einen großen
Teil der Explosion durch Schmelzwärme aufnimmt. Auch eine teils physikalische, teils
chemische Aufnahme eines Teiles der Explosionswärme kann durch Anwendung eines geeigneten
Füllkörpers stattfinden, indem z. B. als Füllkörper Ammoniakalaun, ein Salz, das
bis zu 47 °/o Wasser als Kristallwasser enthält, verwendet wird, mit der Folge,
daß das Wasser dieses Körpers unter dem Einfluß der Temperatur der Explosionswärme
verdampft und dadurch einen Teil der Explosionswärme aufnimmt. Die Wärmebindung
bei der Einrichtung nach der Erfindung erfolgt also infolge der Beschaffenheit des
das Haufwerk bildenden Füllkörpers, sei es durch Leitung, Schmelzung, Wasserverdampfung
u. dgl., teils aber durch die gleichzeitige Zusammenpressung (Deformation) der Füllung
selbst. Diese Zusammenpressung der Füllung absorbiert Wärme durch Umwandlung in
mechanische Arbeit und. bedingt außerdem eine noch innigere Berührung der heißen
Explosionsgase mit dem Füllmaterial, begünstigt also auch hierdurch den Wärmeaustausch
und sperrt schließlich den Durchgangsquerschnitt gegen das Weiterwandern der Explosionswelle
ab.
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In beispielsweiser Ausführungsform ist der Erfindungsgegenstand zur
Sicherung einer Rohrleitung in der beiliegenden Zeichnung schematisch veranschaulicht.
Zwischen den beiden Rohrleitungen R1 und R2 ist die mit Durchgangsbohrungen versehene
Platte P angeordnet. Die Anzahl der Löcher dieser Platte ist dabei so groß, daß
ein wesentlicher Durchgangswiderstand für den hindurchzuleitenden explosiblen Stoff,
z. B. Acetylen, während des ungestörten Betriebes nicht eintritt. Beiderseits dieser
Platte sind nun Füllkörper, z. B. Metallspäne, Schw efelgries, Ammoniakalaun und
ähnliches, in solcher Menge angeordnet, daß sie im normalen Zustande einen verhältnismäßig
geringen Durchgangswiderstand für den Gasstrom bilden, aber im Falle des Auftretens
einer Explosion, von der einen oder der entgegengesetzten Seite her, unter dem Druck
der Explosionswelle stark zusammengepreßt werden und einen Teil der Arbeit in mechanische
Wärme hierbei umsetzen, gleichzeitig aber die zwischen den einzelnen Teilen der
Füllung befindlichen feinen Kanäle durch diese Zusammenpressung absperren und schließlich
physikalisch oder chemisch so veiändert werden, daß sie einen erheblichen Restteil
der Explosionswärme aufnehmen und von dem zu sichernden Teil der Rohrleitung abhalten.
Die Anzahl der Löcher in der perforierten Platte P wird so groß gewählt, daß sie
möglichst kleine Durchmesser erhalten können, damit die Füllung F unter der Wirkung
des normalen Gasstromes und auch im Falle eines Explosionsstoßes (von der entgegengesetzten
Seite her) nicht durch die Löcher hindurchgepreßt werden können. Zweckmäßig wird
man, um die Füllung F in richtiger Lage zur Durchgangsplatte P zu erhalten, diese
mit den die'Füllung aufnehmenden Rohrstutzen als besonderes Sicherungsorgan in die
Rohrleitung einflanschen bzw. in den Weg einer etwa auftretenden Explosionswelle
einbauen und dabei das vordere Ende dieser Rohrstutzen, bis zu welchen die Füllung
F reicht, durch ein Sieb S schließen, damit die Füllung F bei normalem Betriebe
gegen Mitreißen durch die Gasströme gesichert ist.
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Ein besonderer Vorteil der Sicherungseinrichtung nach der Erfindung
besteht darin, daß nach einmaliger Explosion, d. h. nach einmaligem Funktionieren
der Sicherung, der Durchgangsquerschnitt infolge der bleibenden mechanischen Deformationen
des Füllkörpers abgesperrt bleibt, die Sicherung also erneuert werden muß. Dadurch
wird die größtmögliche Sicherheit gegen Versager geschaffen.