190926. lajstromszámú szabadalom • Eljárás robbanásveszélyes gázt tartalmazó térben, célszerűen mérések végzésére elhatárolt térrész robbanásbiztos kialakítására, valamint robbanásbiztos érzékelőfej gázkoncentráció -előnyösen bányákban a metán és/vagy szénmonoxid- mérésére
5 190.926 6 Az érzékelőfej felerősítésére a kettősfalú védőburán szorító 2 anya van elhelyezve, a kettősfalú védőbúra külső 3 falán a szorító 2 anya felett 14 karima van kialakítva. Szintén a felerősítés megkönnyítésére az 1 házon körbefutó 15 vályú van kiképezve. A 2. és a 3. ábrán a kettősfalú védőbura külső és belső 3, 4 fala látható részletesen. A két 3, 4 fal egymáshoz való rögzítését - célszerűen egymásba csavarozását -elősegítő célszerszám behelyezésére megfelelő 11 nyílások vannak kialakítva. Mindkét 3, 4 falon 12, 13 perem van kiképezve, amely 12, 13 peremek megfelelően egymáshoz illeszkedően vannak kialakítva. A kettősfalú védőbura jobb gázátereszthetővé tétele érdekében a gázáteresztő 9 nyílások nemcsak a védőbura tetején vannak elhelyezve,-hanem az oldalpaláston is. A kiviteli példa szerinti érzékelőfej működését az alábbiakban ismertetjük. A 8 félvezető elemet a csatlakozó villamos 10 kábelen keresztül bevezetett villamos áram melegíti. A 8 félvezető elem előnyösen elek.trQrn.os ellenállása az érzékelendő gáz (oldószergőz) koncentrációjának megfelelően változik. Az elektromos ellenállás változását az érzékelőfejhez a villamos 10 kábelen keresztül csatlakozó önmagában ismert jelfeldolgozó, jelző és célszerűen riasztó egység érzékeli és feldolgozza. A 8 félvezető elemnek az elektromos ellenálláson kívül más paraméterének a változása is felhasználható a gázkonentráció mérésére. A találmány szerinti eljárással és az eljárás célszerű foganatosítási módjára szolgáló érzékelőfejnél alkalmazott megoldással egy teljesen új alapokon nyugvó robbanásvédelmi módot dolgoztunk ki. Az új robbanásvédelmi mód fizikai alapjai a következők. A gáz égés és a heves égés, azaz a gázrobbanás, az ezzel együtt járó láncreakció eredménye. Ez a láncreakció megszakad, ha az aktiválódott, a láncreakciót fenntartó molekulák (energiahordozó részecskék) a reakcióban részt nem vevő anyaggal találkoznak, abba ütköznek. Ebben az esetben ugyanis energiájukat annak az anyagnak adják át, amelyikbe ütköztek, így amennyiben ez az ütközés megfelelő mennyiségben nem történik meg, akkor heves égés, illetve robbanás nem tud bekövetkezni. Az égéssel járó gázrobbanás esetében a gáz hőmérséklete nagymértékben megnövekszik. Az így megnövekedett hőmérséklet az egymást követő reakciók sebességét is megnöveli. A hőmérséklet-növekedést jelentősen lehet azonban csökkenteni, ha megfelelő hűtőfelülettel vesszük körül az égés kiindulási, iniciálé pontját. Mindehhez az is szükséges, hogy a hűtőfelület hőkapacitása is kellően nagy legyen. Mégpedig akkora, hogy az égési reakció során termelődő energiát el tudja nyelni anélkül, hogy a hűtőfelület hőmérséklete a robbanás kialakulásáig növekedhetne. A találmányunk szerinti eljárás során és az érzékelőfej kialakításánál az általunk alkalmazott tömörített, hőszigetelő, szálas vagy szemcsés szerkezetű - ún. mikrocellás - anyag a fenti tulajdonságokkal rendelkezik és a találmányunk szerinti megoldás előnyei is ennek köszönhetők. A találmány szerinti megoldás előnyei a következők: 4 Az eddigi megoldásokhoz képest találmányunk szerinti érzékelőfej sokkal kisebb méretben és súlyban állítható elő. Ezzel elérhetővé vált az érzékelőfej hordozható kivitelben történő megvalósítása. Tekintettel arra, hogy 2 mm vastagságú mikrocellás anyag alkalmazásával a berobbantási próbák során az érzékelőfejünk megfelelt az Exia I, Exia II A és az Exia II B előírásainak, valamint a szikrabiztos táplálással együtt még a szigorú bányabiztonsági előírásoknak is, ezért előnyösen felhasználható bányákban a metán és/vagy a szénmonoxid tartalom mérésére. Kísérleteink során a bányászlámpa akkumulátorfedélbe beépített érzékelőfejünk (a jelfeldolgozó, kijelző és riasztó egység is a fedélbe került elhelyezésre) pl. 2 tf% metánkoncentrációnál riasztó jelzést adott. Az így előállított készülék metán érzékelő esetén maximum 5 V, 200mA-t; szén-monoxid érzékelő esetén maximum 5 V, 120 mA-t fogyasztott. A bányákban jelenleg személyi védelemre használt „külön” gázérzékelő készülékek csak az „időszakos” ellenőrzésre szolgálnak. A találmányunk szerinti megoldás folyamatos metán és/vagy szénmonoxid ellenőrzést biztosít. A bányásznak tehát nem kell külön készüléket vinnie és nincs külön gondja az időszakos ellenőrzések lefolytatására. Természetesen az érzékelőfej nemcsak hordozható kivitelben készíthető el. Meghatározott helyre történő telepítés esetén a találmány szerinti érzékelőfej további előnyös tulajdonsága a nagyfokú korrózióállóság. A mikrocellás anyag a robbanásbiztonság biztosításán túl porszűrést is végez, karbantartása olcsó és egyszerű. A mikrocellás anyag nem nedvszívó, és a mikrocellák miatt 240-300 °C-os belső hőmérséklet esetén - amely a 8 félvezető elem felületén a mérés során keletkezik - az érzékelőfej külső felületén a mikrocellás hőszigetelés miatt a hőmérséklet 50 °C alatt van. Összefoglalva tehát, a találmány szerinti mikrocellás védelmi mód az eddigiekhez képest olyan védelmet biztosít, amely nem a kialakult robbanás tovaterjedését akadályozza meg elsősorban, hanem eleve nem teszi lehetővé magának a robbanásnak a kialakulását sem. Jelenlegi ismereteink szerint elsősorban viszonylag kis térfogatú térrészek robbanásbiztos védelmére találmányunk szerinti megoldás igen eredményesen alkalmazható, megoldásunk alapján tervezik a robbanásbiztonsági szabvány kiegészítését a mikrocellás védelemre szolgáló vizsgálati módszerrel. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás robbanásveszélyes gázt tartalmazó térben célszerűen mérések végzésére elhatárolt térrész robbanásbiztos kialakítására, elsősorban bányászati felhasználásra, amelynek során térből térrészt határolunk el oly módon, hogy a térrészt a gázt tartalmazó térrel közlekedő, gázáteresztő kapcsolatba hozzuk, azzal jellemezve, hogy a térrészben a hőmérsékletet 500°C alatt tartjuk és térrészben a hőmérsékletet 500 °C alatt tartjuk és részét hőszigetelő, szálas vagy szemcsés szerkezetű anyagból állítjuk elő oly módon, hogy a szálas - előnyösen 50-200gm szálvastagságú - vagy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
