176195. lajstromszámú szabadalom • Sujtólégbiztos villamos berendezés
176.195 4 3 megfelelő biztonságot. Ez viszont a berendezés méreteinek és súlyának növelését teszi szükségessé. A találmány feladata ezen ismert megoldás tökéletesítése. Vizsgálataink során azt találtuk, hogy ha az eddig alkalmazott természetes kvarchomok helyett, amely szabálytalan alakú részecskékből áll, szabályos üveggömbökkel töltjük ki a villamos berendezés tokozását, fokozott mértékben sújtólégbiztos berendezést kapunk. Ezen felismerés alapján a találmány lényege az, hogy a villamos berendezés burkolaton belüli terét legalább részben kitöltő, a benne lévő, szikra keltésére alkalmas eszközt a burkolattól elválasztó szemcsés anyagból álló védőréteg 10 és 1000 p közötti átmérőjű, szigetelő anyagból lévő gömbökből áll. A találmány sezrinti berendezés egy előnyös kiviteli alkjánál a gömböknek belső ürege van, amely közömbös gázt tartalmaz. A közömbös gáz célszerűen széndioxid. Egy további ielőnyös kiviteli alaknál a gömbök a metán abszorpciós sávját legalább részben átfedő abszorpciós sávval rendelkező anyagból vannak. A gömbök anyaga célszerűen üveg (különösen bórüveg) vagy műanyag. A találmány szerinti megoldás fokozza az azonos vastagságú védőréteg mellett elérhető sújtólégbiztosságot, tehát lehetővé teszi a sújtólégbiztos villamos berendezések méreteinek és súlyának csökkenését. A szabályos gömb alakú szemcsék alkalmazásának fenti előnyös hatását azzal magyarázzuk, hogy a belső robbanás hatására kialakuló lökőhullám energiájának nagy részét az egymáson rendkívül könnyen legördülő gomb alakú szemcsék mozgási energia forájában lekötik, majd súrlódási hővé alakítják. Ezzel a robbanásszerű égési folyamatot annyira lelassítják, hogy a külső térben nem jöhet létre robbanás. Az üveggömbök alkalmazásának további kedvező hatását azzal magyarázzuk, hogy a szorosan egymás mellett elhelyezkedő üveggömbök olyan optikai rendszert képeznek, amelyben a gömbök határfelületein fellépő nagyszámú fénytörés és a gömbök belsejében bekövetkező fényabszorpció következtében a szikra és az általa előidézett helyi robbanás fényenergiája visszaverődés és elnyelés folytán nem tud kijutni a külső térbe. További javulást érhetünk el, ha a gömbök üregesek és közömbös gázzal vannak megtöltve, mert helyi robbanás esetén a széttörő gömbökből kiáramló közömbös gáz például széndioxid, elfojtja a robbanásszerű égési folyamatot. Az üreges gömbökből álló ' kítöltőanyag természetesen kisebb fajsúlyú is, mint a tömör gömbökből álló. Még hatásosabbá tehetjük rendszerünket, ha a gömböket olyan anyagból készítjük, amelynek abszorpciós sávja legalább részben lefedi a metán abszorpciós sáyjait és így csökkenti a metán által abszorpció útján felvehető energiát. Erre a célra a legkedvezőbb anyag a bórüveg, amelynek ezen túlmenően fajsúlya is kisebb a közönséges üvegénél. A találmányt az alábbiakban kiviteli példák és kísérleti eredmények alapján ismertetjük. Az ábra egy találmány szerinti berendezést mutat kísérleti vizsgálóberendezésbe helyezve. 90 % levegő 10% metán összetételű sújtóléggel megtöltött 5 vizsgálótérben felül nyitott 2 burkolattal ellátott 1 villamos berendezés van elrendezve, amelyet az egyszerűség kedvéért nyitott szájú edényként ábrázoltunk. Az edény fenekén szikra keltésére alkalmas 3 eszközként villamos gyutacsokban alkalmazott közismert villamos gyújtóig van elrendezve, mely fölött 100-220 ő átmérőjű közönséges üvegből készült 4 gömbökből álló védőréteg van. Az 5 viszgálótérben, a 2 burkolaton kívül második szikrakeltésre alkalmas 6 eszköz van elrendezve, amelyet az elsőhöz hasonlóan villamos gyújtófejként ábrázoltunk. Az 1 villamos berendezés a gyakorlatban természetesen általában nem a fenti kialakítású, hanem bonyolult felépítésű egység (például ipari TV kamera, monitor, robbantógép, műszer, stb.), amelynek azonban a találmány szempontjából lényeges jellemzői (legalább alulról és oldalról zárt burkolat és ezen belül elrendezett, szikrakeltésre alkalmas eszköz) azonosak. Szikrakeltésre léynegében minden villamos áramkör alkalmas, amelyben akár normál üzemben, akár meghibásodás esetén átütés jöhet létre. Az ábra szerinti kísérleti elrendezésnél azt tapasztaltuk, hogy ha az 1 villamos berendezésben a fenti méretű és anyagú 4 gömbökből álló védőrétegnek a szikrakeltésre alkalmas 3 eszköz fölötti h vastagsága 5 mm vagy ennél nagyobb, a 3 eszköz feszültéség alá helyezése és működtetése esetén az egész 5 vizsgálóteret és magát az 1 villamos berendezést is kitöltő sújtólég nem robban be. A második szikrakeltetésre alkalmas 6 eszköz annak ellenőrzésére szolgál, hogy az 5 vizsgálótérben valóban robbanóképes sújtólég volt-e. Az első 3 eszköz működtetése és a robbanás elmaradása után a második 6 eszköz működtetésével a sújtólég minden esetben berobbant, tehát a 4 gömbökből álló védőréteg valóban megakadályozta a sújtólégrobbanást. A 4 gömbök különféle szigetelő anyagokból készülhetnek és különféle méretűek lehetnek. Tapasztalataink szerint igen kedvező az üveg, különösen a bórüveg alkalmazása, az utóbbi ugyanis olyan abszorp ciós sávval rendelkezik, amely fedi a metán abszorpciós sáyjait és így felveszi a szikra fényenergiájának egy részét, tehát csökkenti a metán által felvehető energia mennyiségét. Alkalmazhatók különféle műanyagok, például polivinilklorid stb is. Ha a 4 gömböket belső üreggel képezzük ki és az üregbe közömbös gázt, célszerűen széndioxidot töltünk, részben csökkentjük a gömbök fajsúlyát, részben a robbanást elfojtó gázt juttatunk a villamos berendezés belsejébe így tovább fokozzuk a biztonságot és csökkentjük a berendezés súlyát. A parányi 4 gömbökből álló védőközeg folyadékszerűen viselkedik, tehát maradéktalanul kitölti az 1 villamos berendezés legkisebb szabad terét is. Betöltéséhez elégséges a 2 burkolaton egy viszonylag kis nyílás amelyen keresztül a berendezés javítása esetén a védőközeg könnyen kiönthető, majd a javítás elvégzése után visszatölthető. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Sújtólégbiztos villamos berendezés legalább oldalról és alulról zárt burkolattal és azon belül elrendezett, szikra keltésére alkalmas eszközzel, valamint a burkolaton belüli teret legalább részben kitöltő, a szikra keltésére alkalmas eszközt a burkolattól elválasztó szemcsés anyagból álló védőréteggel, azzal jellemezve, hogy a védőréteg 10 és 1000 p közötti átmérőjű, szigetelő anyagból lévő gömbökből 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
