Neuartige Werkstoffe für innovative Konstruktionen explosionsgeschützter Produkte: Fid-Bau Portal

Neuartige Werkstoffe für innovative Konstruktionen explosionsgeschützter Produkte

Hornig, Julia / Klausmeyer, Uwe / Grote, Karl-Heinrich

Sollen Geräte in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden, müssen sie insbesondere so konstruiert sein, dass unter keinen Umständen die sie umgebende Atmosphäre entzündet werden kann. Eine mögliche Schutzmaßnahme ist die Konstruktion dieser Geräte gemäß der Anforderungen der Zündschutzart "Druckfeste Kapselung". Hierbei darf im Inneren des Gehäuses eine Explosion stattfinden, sie darf jedoch weder nach außen dringen noch das Gehäuse zerstören. Für wirtschaftlichere Konstruktionen druckfest gekapselter Gehäuse wurde ein neuartiges Konzept der Druckentlastung entwickelt. Grundsätzlich ließ sich zeigen, dass es unter gewissen Randbedingungen möglich ist, unterschiedliche permeable Werkstoffe zur Explosionsdruckentlastung in die Wände druckfest gekapselter Gehäuse zu integrieren, ohne deren Zünddurchschlagssicherheit zu gefährden. Insbesondere mit den Faserwerkstoffen hoher Porosität sowie den Bandsicherungen lässt sich der Explosionsdruck signifikant reduzieren, so dass schlankere Gehäuse realisiert werden können. Für zukünftige Gehäusekonstruktionen nach diesem neuartigen Konzept ist jedoch zwingend zu beachten, dass mit zunehmender Entlastungsfähigkeit der Werkstoffe auch deren Neigung zum Zünddurchschlag stark zunimmt. Ursächlich hierfür ist die stärkere Erwärmung dieser Werkstoffe infolge ihrer geringeren Masse. Eine wirksame Maßnahme zur Begrenzung der Elementtemperaturen wäre somit die Verwendung entsprechend dickerer Elemente, zumal die Elementdicke nur einen geringen Einfluss auf die Druckentlastungsfähigkeit des Werkstoffes zu haben scheint.

Electrical equipment for use in surroundings with explosion hazards can be constructed in the type of protection "flameproof enclosure". In the case of failure, these enclosures have to withstand the emerging explosion pressure and must therefore be constructed with an enormous material effort. To implement more efficient enclosure constructions, it is planned to integrate new, permeable materials as part of the enclosure to reduce the maximum explosion pressures. In this work the ability of different permeable materials to relieve explosion-incurred pressure and some general engineering guidelines for this new concept of venting will be presented.