Clevere Ventiltechnik

Rudi Post

Die Explosionsunterdrückung findet immer häufiger Anwendung, da aufgrund gesetzlicher Vorschriften, aber auch umweltpolitischer Aspekte, mehr und mehr Abstand von der Explosionsdruckentlastung genommen wird. Ingenieure und Techniker von Kidde-Deugra haben das Prinzip des physikalischen Druckgleichgewichts in geschlossenen, in sich verbundenen Kammern betrachtet. Das Ergebnis ist der HRD-Löschmittelbehälter PistonFire mit innovativer Ventiltechnik. PistonFire ist aus einem mit Löschmittel gefüllten Druckbehälter und einem, in ein staub- und wasserdichtes Gehäuse eingebrachten, Ventilkörper zusammengesetzt. Das Gehäuse enthält den Auslösemechanismus, einen Druckschalter, ein Befüllungsventil, einen Überwachungsschalter und Elektroanschlüsse.

Im Ventilgehäuse stehen zwei über Berstscheiben geschlossene Kammern im Druckgleichgewicht von 60 bar. Eine dritte, drucklose, kleinere Kammer ist ebenfalls mit einer Berstscheibe verschlossen (Bild, links). Bei Detektion einer anlaufenden Explosion bekommt der HRD-Löschmittelbehälter ein Auslösesignal. Dabei zerstört ein winziger Metronstift die kleine Berstscheibe, so dass der Druck aus der unteren Kammer in die kleine Kammer strömen kann. Durch diesen Druckverlust öffnet sich die obere Berstscheibe und der Kolben (Piston) wird über die Ringfläche nach unten gedrückt. Dabei öffnet sich die untere Berstscheibe, die einen höheren Ansprechdruck besitzt als die obere, schlagartig (Bild, rechts). Innerhalb von 8 ms ist das gesamte Ventil geöffnet und das Löschpulver wird in den zu schützenden Apparat geschossen. Die Ausströmzeit des Löschpulvers ist abhängig von der Löschmittelbehältergröße.

Ein Überwachungsschalter verhindert die Scharfschaltung des Explosionsschutzsystems, wenn die Verriegelungsabdeckplatte installiert ist. Gegen Abhandenkommen kann diese mit einer flexiblen Verbindung am Löschmittelbehälter befestigt werden. Bei Druckverlusten im Löschbehälter außerhalb des geeigneten Arbeitsbereiches versorgt der Druckschalter die Steuerzentrale mit einem Störsignal.

Die Installation der HRD-Löschmittelbehälter PistonFire ist prinzipiell an allen Apparaten, Kanälen und Rohrleitungen für Stäube der Staubklasse St1 bis St3, Gase und hybride Gemische in der chemischen Industrie sowie in der Pharma- und Nahrungsmittelindustrie möglich. Der PistonFire steht als 5-, 20-, und 45-l-Behälter zur Verfügung. Als Löschmittel wird KiddEx verwendet. KiddEx ist ein Natriumbikarbonat mit speziellen, für die Nahrungsmittelindustrie zugelassenen Zusatzstoffen, das gegenüber dem üblichen Natriumbikarbonat eine höhere Effektivität besitzt. Diese zeigt sich entweder in geringeren Explosionsüberdrücken oder in geringeren Mengen von Löschpulver. Weitere Merkmale des PistonFire sind:

Die Verwendung von HRD-Löschmittelbehältern ist nur erlaubt, wenn diese nicht nur eine Einzelzertifizierung nach Atex 94/9/EG (ATEX 95) besitzen, sondern auch eine Gesamtzertifizierung für das Schutzsystem „Explosionsunterdrückung“ oder „explosionstechnische Entkopplung in Verbindung mit Löschmittelsperren“ (HRD-Löschmittelbehälter). Das bedeutet, der HRD-Löschmittelbehälter, Detektionstechnik, Steuerung, Berechnungsmodel für die Löschmittelmenge und den reduzierten Explosionsdruck sowie das Löschpulver, müssen von einer europäischen anerkannten Zertifizierungsstelle anerkannt, getestet und als positiv zugelassen werden.

Durch umfassende Explosionsunterdrückungsversuche mit dem PistonFire steht innerhalb der Anwendungsgrenzen die sichere Wirkung der Schutzmaßnahme Explosionsunterdrückung in Verbindung mit explosionstechnischer Entkopplung durch Löschmittelsperren fest. Bei den Versuchen wurden systematisch die Behältergröße, der brennbare Staub, die Staubkonzentration, die Löschmittelmenge, der Treibmitteldruck im Löschmittelbehälter und der Ansprechdruck des Detektors verändert.

Halle 9.1, Stand A33

cav 492

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Achema 2006