ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ Seria: ENERGETYKA z. 118
1993 Nr kol. 1221
Eugeniusz PRYSOK M a ria n WĄSACZ
O środek Badawczo-Rozwojowy Przem ysłu U rządzeń
K lim atyzacyjno-W entylacyjnych i Odpylających „Barow ent” Katowice
WENTYLATORY DO PRZETŁACZANIA M IESZANIN WYBUCHOWYCH - SPO SO BY ZABEZPIECZEŃ I WYMAGANIA KONSTRUKCYJNO-MATERIAŁOW E
S treszczen ie. W artyku le przedstaw iono wytyczne odnośnie do kon
struowania i produkcji w entylatorów przetłaczających m ieszaniny wy
buchowe n a podstaw ie przepisów VDMA (Stow arzyszenie Niemieckich Producentów M aszyn i U rządzeń) oraz wytycznych opracow anych przez Główny In sty tu t Górnictwa. Omówiono problem y zw iązane z dopusz
czeniem do eksploatacji w entylatorów przeciwwybuchowych produko
wanych w k raju poprzez skom plikow ane procedury atestacyjne oraz poruszono spraw ę b rak u odpowiednich krajow ych przepisów dotyczą
cych ko nstruow ania i produkcji tego ty p u w entylatorów .
VENTILATORS FO R EXPLOSIVE M IXTURES TRAN SPO RTATIO N S - METHODS OF PROTECTION AN D CO NSTRUCTION
REQUIREM ENTS
Sum m ary. In th e article are p resen ted m ethods of protection for ventilators th a t tra n sp o rt explosive m ix tu res by VDMA an d GIG Katowice regulations. Problem s rela te d to exploatation adm ission for this type v entilators in Poland are also talk ed out.
VENTILATOREN ZUR FÖ RD ERU NG EX PLO SIO NSFÄ H IG ER ATMOSFHÄRE - EXPLOSIONSSCHUTZM ASSNAHM EN
U N D KONSTRUKTION SOWIE W ERKSTOFFEN A N FO R D E R U N G EN Z u sam m en fassu n g. D ieser A rtikel e n h ä lt R ichtlinien fü r die Konstruktion u nd die Produktion von V entilatoren zur F örderung explosionsfahiger A tm osfhäre a u f die G rundlage Bauliche E xplosionsschutzm assnahm en VDMA - E inheitsblattsow ie Richtlinien die w urden durch GIG (H a u p t-In situ t fü r B ergbau) bearbeitet. In dem Artikel w urden die Problem e m it Zulassung in den B etrib
Explosionschutz V entilatoren h e rg e stelt in das Land durch kom plizierten A testpro - ceduren verbu n d en sind geschrieben. Hier w urden auch fehlem der A ngelegenheit en trsprechenden Vorordnung in Polen, die betreft kon stru k tiv en M assnahm en u n d h e rste lu n g dieser V entilatorentypen gesprochen.
1. W STĘP
Niebezpieczeństwo zainicjowania pożaru lub wybuchu przez wentylator przetłaczający m ieszaniny zdolne do w ybuchu może powstać w przypadku osiągnięcia określonego progu tem p e ra tu ry tych m ieszanin lub wystąpienia iskier m echanicznych n a sk u tek zatarcia się elem entów w irujących z elemen
tam i nieruchom ym i. W tego typu w entylatorach m ożna tym niebezpieczeń
stwom zapobiec poprzez ich właściwe zaprojektow anie, w ykonanie i prawidło
w ą eksploatację.
W niniejszym arty ku le zamieszczono wytyczne odnośnie do konstruowania wentylatorów przetłaczających m ieszaniny wybuchowe o parte n a Przepisach VDMA [1] (Stow arzyszenie Niemieckich Producentów M aszyn i Urządzeń) i porównano je z wytycznymi dla przedm iotowych w entylatorów opracowanych przez Główny In sty tu t Górnictwa, In sty tu t Bezpieczeństw a Górniczego Ko
paln ia Doświadczalna „B arbara” [2]. J e s t to g ru p a w entylatorów zw ana w en
ty la to r a m i p rz e ciw w y b u c h o w y m i.
Poruszenie tej tem atyki wydaje się być bardzo a k tu a ln e i konieczne ze względu n a coraz większy popyt n a tego ty p u w entylatory zarówno promienio
we, ja k i osiowe. Tymczasem b rak je s t odpowiednich krajow ych przepisów odnośnie do zabezpieczeń tego typu w entylatorów . Istn ieją jedynie ogólne wytyczne do projektow ania tych w entylatorów opracow ane w ro ku 1983 przez Główny In sty tu t Górnictwa In sty tu t Bezpieczeństw a Górniczego Kopalnia Doświadczalna „B arbara” [2], Poza tym każdy prototyp w en tylatora prze
ciwwybuchowego - według zaleceń GIG - pow inien być poddany badaniom atestacyjnym w celu uzyskania odpowiedniego orzeczenia (atestu) Kopalni Doświadczalnej „B arbara”, iż d any w entylator może być przeznaczony do p rzetłaczania określonych w ateście m ieszanin wybuchowych. Oznacza to praktycznie, że żąda się b ad ań atestacyjnych dla praw ie każdej mieszaniny wybuchowej z odpowiedniej grupy wybuchowości. W edług autorów niniejsze
go a rty k u łu je s t to nieuzasadniony wymóg. N atom iast, jeżeli ju ż tego typu b ad an ia są prowadzone, to powinny one być prowadzone dla określonego rep re z en ta n ta danej grupy wybuchowości i przeniesione n a pozostałe m iesza
niny wybuchowe z danej grupy. Tego ty p u procedury zostały przeniesione z dziedziny p rak tyk i górniczej (gdzie obowiązują odpowiednie odrębne przepisy
W entylatory do przetłaczania mieszanin wybuchowych.. 165
odnośnie do bezpieczeństwa) do innych działów przem ysłu. W praktyce ozna
cza to niepotrzebne, długotrwałe, a co najw ażniejsze drogie procedury dopusz
czenia w entylatora do eksploatacji.
N a podstaw ie doświadczeń OBR „Barow ent” (odnośnie do k onstruow ania i produkcji tego typu wentylatorów), a przede w szystkim n a podstaw ie Przepi
sów VDMA [1] (Stowarzyszenie Niemieckich Producentów M aszyn i U rzą
dzeń) m ożna stwierdzić, że jeśli d any w en ty lato r oferowany je s t w w ersji przeciwwybuchowej, to wystarczające je st, że d any w en ty lator w ykonany je s t zgodnie z tym i Przepisam i - bez konieczności jego atestacji. W tak im przypad
ku — zgodnie z Przepisam i VDMA — całkow itą odpowiedzialność za dostarczo
ny w entylato r ponosi jego producent. T ak a p ra k ty k a je s t przyjęta w wielu k raja ch EWG, a jedynie w przypadkach odbiegających od ustalonych przepi
sów w en tylator przetłaczający m ieszaniny wybuchowe je s t dodatkowo badany przez upoważnione do tego celu instytucje.
2. ZAKRES ZASTOSOWANIA PRZEPISÓW VDMA
P rzepisy VDMA znajdują zastosowanie do w entylatorów przetłaczających m ieszaniny zdolne do wybuchu (gazy, pary, mgły, m ieszaniny) grupy zapłono
wej IIA i IIB i w klasie tem peraturow ej T l do T4 wg DIN 50014/VDE 0170 [3].
Powyższe m ieszaniny odpowiadają grupom zapłonowym IIA i IIB i klasie tem peraturow ej T l do T4 PN -84/E—08119 [4], W entylatory przetłaczające powyższe m ieszaniny wybuchowe mogą być zainstalow ane w obszarze (stre
fie) równoznacznej dla grupy zapłonowej IIA lub IIB, a tak że w obszarze wolnym od wszelkich m ieszanin zdolnych do wybuchu.
Spiętrzenie całkowite wentylatora przetłaczającego m ieszaniny zdolne do wy
buchu zarówno po stronie ssącej lub tłocznej nie może przekroczyć 10 000 Pa przy tem p eratu rze przetłaczanego czynnika od -20°C do 60°C.
3. ZABEZPIECZENIA PRZECIWWYBUCHOWE WENTYLATORÓW PRZETŁACZAJĄCYCH MIESZANINY WYBUCHOWE GRUPY ZA
PŁONOW EJ IIB - ZAINSTALOWANYCH W OBSZARACH RÓWNO
ZNACZNYCH GRUPOM ZAPŁONOWYM IIB I I I A L U B W OBSZARZE NIEZAGROŻONYM WYBUCHEM - OPARTE NA PRZEPISACH YDMA
Przy konstrukcji w entylatorów przetłaczających czynnik zaw ierający mie
szaniny wybuchowe należy uwzględnić następujące źródła zapłonu:
a) gorące powierzchnie powstałe - np. w wyniku z a ta rc ia się łożyska lub w irn ika o lej wlotowy,
b) iskry mechaniczne pow stałe w wyniku ta rc ia lub uderzenia - np. n a skutek zetknięcia się w irnika z lejem wlotowym,
c) iskry pow stałe przy w yładow aniu elektrostatycznie naładow anych powierz
chni elem entów nieprzewodzących w en tylatora - np. pow stałych n a powie
rzchniach tworzyw sztucznych.
W rozdziale 3.1 podano sposoby zabezpieczenia w entylatorów przeznaczo
nych do przetłaczania m ieszanin zdolnych do wybuchu grupy zapłonowej IIB niezależnie od m iejsca ich zainstalow ania, w rozdziale 3.2 podano dodatkowe w ym agania odnośnie do zabezpieczeń w entylatorów zainstalow anych w ob
szarze grupy zapłonowej IIB, a w rozdziale 3.3 - zaistalow anych w obszarze grupy zapłonowej IIA.
3.1. Z a b ez p ie c ze n ia p r z e c iw w y b u c h o w e w e n ty la to r ó w n ieza leżn ie od m ie jsc a ic h z a in sta lo w a n ia
3.1.1. Dopuszczalna tem peratura przetłaczanej m ieszaniny wybuchowej M aksym alna tem p e ra tu ra przetłaczanej m ieszaniny zdolnej do wybuchu nie powinna przekraczać 80% te m p e ra tu ry zapłonu danej m ieszaniny (według DIN 51974 [5]).
T em p eratu ra po stronie tłocznej w entylatora w ynika m iędzy innym i z tem p e ra tu ry m ieszaniny po stronie ssaw nej w entylatora, w zrostu te m p e ra tu ry na sk u tek oporów tarc ia i dław ienia przepływającej m ieszaniny przez w entyla
tor. Je śli producent w entylatora nie potrafi określić granicznej w artości przy
ro stu tem p eratury , wówczas powinien zainstalow ać odpowiednie urządzenie kontrolno-pom iarow e do pom iaru tem p eratu ry , które jednoznacznie zabez
pieczy w entylator przed przekroczeniem dopuszczalnej granicznej tem p eratu ry przetłaczanego czynnika.
W entylatory do przetłaczania mieszanin wybuchowych. 167
3.1.2. Materiały konstrukcyjne
E lem enty konstrukcyjne wchodzące w skład w irnika lub obudowy m uszą wytrzym yw ać chwilowe działanie płom ienia. W aru nek te n uw aża się za speł
niony, jeśli próbki powyższych elem entów konstrukcyjnych o długości 150 mm w y trzym ują działanie płom ienia p aln ik a (z użyciem p ro p an u jak o gazu p aln e
go) przez okres 30 sekund. Próbki te mogą ulec zniszczeniu, lecz nie mogą palić się samoistnie po w ygaszeniu płom ienia palnika.
U żyte materiały konstrukcyjne m uszą być trw ale zabezpieczone przed dzia
łan iem powietrza atm osferycznego lub przed działaniem p rzetłaczanego czyn
n ik a.
W szędzie tam, gdzie n a sk u tek aw arii należy liczyć się z możliwością zetk n ięcia się elementów konstrukcyjnych w entylatora, m uszą one być wyko
n a n e z materiałów, przy których ograniczone je s t niebezpieczeństw o zaiskrze
n ia n a sk u tek tarcia lub uderzenia. Powyższe w ym agania są spełnione, jeśli do konstrukcji w entylatora zostan ą użyte następu jące p a ry m ateriałów kon
strukcyjnych:
a) kom binacja tworzywa sztucznego z tworzywem sztucznym ,
b) m a te ria ł odpowiedni ja k w punkcie c) lub d) w kom binacji z tworzywem sztucznym ,
c) s ta l (także ocynkowana) lub żeliwo w kom binacji z brązem , m osiądzem , m iedzią lub innym tru d n o utleniającym się m ateriałem , którego przew od
ność cieplna jest duża (z w yjątkiem m etali lekkich), d) s ta l nierdzewna kom binow ana ze s ta lą nierdzew ną, e) s ta l (także ocynkowana) lub żeliwo kom binow ane ze s ta lą .
Zastosowanie pary m ateriałów z m etalu lekkiego skojarzonego z m etalem lekkim , ja k też stali lub innych m etali korozjoodpom ych z m etalem lekkim je s t możliwe, jeżeli w spodziewanych m iejscach sty k u nie w ystąpi rd za (lub n a lo t rdzy). Natom iast nie są odpowiednie p a ry m ateriałów ze stali odpornej n a korozję i metalu lekkiego, ja k również żeliwa z m etalem lekkim ze względu n a zwiększone niebezpieczeństwo zapłonu. Stopy z m ałą zaw artością m etali lekkich mogą być dopuszczone, o ile ich własności zo stan ą zbadane przez F ed eraln y Zakład B adań M ateriałów (BAM, Berlin).
3.1.3. Zabezpieczenia elementów konstrukcyjnych wentylatora
K onstrukcja w entylatora pow inna być odpowiednio wzm ocniona tak , aby n a sk u tek uderzenia elem entów w en ty lato ra lub ta rc ia nie n a stą p iła ich deform acja lub przemieszczenie.
Powyższe wym agania dotyczą: obudowy, leja wlotowego, osłon zabezpiecza
jących i uw aża się je za spełnione, jeżeli ich deform acja n a sk u tek uderzenia próbnego nie spowoduje zetknięcia się części wirujących z częściam i nierucho
m ymi. Próba powinna odbyć się w edług DIN 50014 [3] (energia uderzen ia 7J z m a są próbną 1 kg — wysokość opadania 0,7 m, część uderzająca w formie
półkuli o średnicy 25 mm w ykonana ze stali hartow anej). W entylator musi być także odpowiednio zabezpieczony przed ew entualnym i uszkodzeniam i pod
czas tran sp o rtu .
Szczelina prom ieniow a pomiędzy lejem wlotowym a w irnikiem wentylatora promieniowego lub pomiędzy w irnikiem w en ty latora osiowego a obudową pow inna wynosić co najm niej 1% średnicy (mającej możliwość styku). Nie m usi ona jednakże być w iększa aniżeli 20 mm. W arunkow i tem u nie podlega uszczelnienie wału. Przy czym je s t niedopuszczalne, aby ww. szczelina uległa zm niejszeniu. Z powyższych względów w entylator m usi zostać poddany próbie
„odwirowania” przez okres 24 h i przy obrotach w irn ika 1, 2 raz a większych od obrotów znamionowych w entylatora. Szczelina nie może zmniejszyć się więcej aniżeli 10%. Oprócz tego każdy n astęp n y w yprodukow any w irnik m usi być odwirowany z prędkością rów ną 1,2 m aksym alnej liczbie obrotów przez okres 3 min. Podczas tej próby nie może n astąp ić powiększenie średnic zewnętrz
nych i w ew nętrznych wirnika.
Do łożyskowania w entylatora dopuszcza się zastosow anie jedynie łożysk tocznych, których trw ałość obliczona w godzinach (wg DIN 622 [6]) powinna wynosić co najm niej 40 000 h. T em p eratu ra łożyska znajdującego się przykła
dowo w ew nątrz obszaru grupy wybuchowości IIB nie może przekroczyć 80%
tem p e ra tu ry m ieszaniny zdolnej do w ybuchu (wg DIN 51794 [5]). W eksplo
atacji ruchowej konieczna je st ciągła kontrola sta n u technicznego łożysk.
Obroty robocze zespołu wirnikowego m uszą się różnić od obszarów krytycz
nych co najm niej o 20%. W irnik w entylatora osadzony za pomocą piasty na w ale m usi być zabezpieczony przed przesunięciem lub przekręceniem i wywa
żony w klasie Q 6,3 (wg VDI 2060 [7]). W przypadku zastosow ania napędu pasowego również koła pasowe powinny być wyważone w klasie Q 6,3 (według VDI 2060).
W entylator podczas ruchu powinien mieć spokojny bieg. W arunek te n jest spełniony, jeżeli:
a) w entylator je s t usytuow any n a fund am en tach sztyw nych i ciężkich (Grupa G według VDI 2056 [8]) - efektywna prędkość drgań nie przekracza 2,8 mm/s,
b) w entylator je s t usytuow any n a fun d am en tach niesztyw nych lekkich (Gru
p a T w edług VDI 2056 [8]) - efektyw na prędkość d rg ań nie przekracza 4,5 mm/s.
P om iaru prędkości drgań należy dokonywać n a łożyskach. W eksploatacji ruchowej nie wolno dopuścić do pracy w en tylatora w obszarze pracy niestabil
nej poprzez zastosowanie odpowiedniej a p a ra tu ry kontrolno-pom iarow ej.
Elem enty uszczelniające w al w entylatora nie powinny przy maksym alnych obrotach w m iejscach ta rc ia n a zew nętrznych pow ierzchniach osiągnąć tem
p e ra tu ry większej od tem p e ra tu ry wynoszącej 80% tem p e ra tu ry zapłonu zdol
W entylatory do przetłaczania mieszanin wybuchowych. 169
nej do wybuchu mieszaniny. Jed n ak że w m iarę możliwości powinno stosować się uszczelnienia bezstykowe.
W entylator powinien być zabezpieczony przed w padnięciem lub zasysa
niem ciał obcych do w n ętrza obudowy. W aru n ek te n uw aża się za spełniony, je śli w lot i wylot w entylatora zabezpieczone są w edług stopnia ochrony IP20 (w edług DIN 40050 [9, 10]), w myśl których w ym iar szerokości i wysokości oczka siatk i ochronnej nie powinien być w iększy od 12 mm.
Zastosow ane do napędu w en tylato ra silniki elektryczne m u szą odpowiadać przepisom urządzeń elektrycznych pracujących w obszarach zagrożonych wy
buchem [11], M aksymalna te m p e ra tu ra otoczenia silnik a nie może p rze k ra czać 40°C.
3.2. D od atkow e z a b e z p ie c z e n ia w e n ty la to r ó w z a in sta lo w a n y c h w o b sza rze grupy z a p ło n o w e j IIB
W entylator powinien być ta k zbudowany, aby podczas jego pracy, a w szczególności w przypadku aw arii nie było możliwości zaistn ien ia niebezpie
czeństw a zapłonu za sk u tek n aładow ania elektrostatycznego części w en tyla
to ra , dlatego też wszystkie przewodzące części w en ty lato ra m uszą zostać uziem ione. Opór uziemienia części m etalow ych i podłączonych rurociągów nie m oże być większy od 106 O.
Zew nętrzne elementy konstrukcyjne w en ty lato ra w ykonane z m ateriałów nieprzewodzących, np. z tworzyw sztucznych, są w ystarczająco chronione przed niebezpieczeństwem zapłonu, gdy:
a) oporność powierzchniowa (według DIN 53486/VDE 0303 część 8 [12]) nie może przekraczać w artości granicznej 109 O,
b) uniemożliwiono naładow anie niebezpiecznym i ład u n k am i za pomocą prze
wodzącej uziemionej siatki n a powierzchni m a te ria łu lub blisko pod jego pow ierzchnią (powierzchnia oczek siatk i nie może przekraczać 100 cm2) lub też za pomocą uziemionych przewodzących w arstw — przy czym grubość w arstw y nieprzewodzącej n a d s ia tk ą lub przewodzącej w arstw y nie może przekraczać 2 mm.
W przypadku zastosowania nap ęd u pasowego należy stosować pasy klino
we antystatyczne (przewodzące) posiadające odpowiednie świadectwo wydane przez producenta. Podobne św iadectw a dotyczą tak że sprzęgieł [13].
3.3. D od a tk ow e z a b e z p ie c z e n ia w e n ty la to r ó w z a is ta lo w a n y c h w o b sza rze grupy za p ło n o w ej IIA
Obudowa w entylatora m usi być w ykonana szczelnie, aby nie uchodziła z niej m ieszanina zdolna do wybuchu.
Napędowy silnik elektryczny usytuow any w obszarze grupy zapłonowej IIA je s t wystarczająco chroniony, jeśli w ykonany je s t w edług wymogów zawar
tych w VDE 0165 [14].
Elem enty przenoszące napęd tak ie ja k pasy klinowe lub sprzęgła w celu uniknięcia niebezpieczeństw a zapłonu m uszą być w ykonane w edług odpo
wiednich przepisów ochrony przeciwwybuchowej dla obszaru grupy zapłono
wej IIA i powinny posiadać odpowiednie św iadectw a w ydane przez producen
ta przedm iotowych elem entów [13].
4. ZABEZPIECZENIA PRZECIWWYBUCHOWE WENTYLATORÓW PRZETŁACZAJĄCYCH MIESZANINY WYBUCHOWE GRUPY ZA
PŁONOW EJ IIA ZAISTAŁOWANYCH W OBSZARZE GRUPY ZAPŁO
N O W EJ IIA LUB OBSZARZE NIEZAGROŻONYM WYBUCHEM - OPARTE NA PRZEPISACH YDMA
W rozdziale 4.1 podano sposoby zabezpieczenia w entylatorów przeznaczo
nych do przetłaczania m ieszanin zdolnych do wybuchu grupy zapłonowej IIA niezależnie od m iejsca ich zaistalow ania, a w rozdziale 4.2 podano dodatkowe w ym agania odnośnie do w entylatorów zaistalow anych w obszarze grupy za
płonowej IIA. R ozpatryw ane źródła zapłonu przetłaczanego czynnika są iden
tyczne ja k w rozdziale 3.
4.1. Z a b ez p ie c ze n ia p r z e c iw w y b u c h o w e w e n ty la to r ó w n ieza leżn e o d m ie jsc a ic h z a in sta lo w a n ia
4.1.1. Dopuszczalna tem peratura przetłaczanej m ieszaniny wybuchowej M aksym alna te m p e ra tu ra przetłaczanej m ieszaniny zdolnej do wybuchu nie może przekraczać tem p e ra tu ry zapłonu określonej m ieszaniny wg DIN 51794 [5],
4.1.2. M ateriały konstrukcyjne
W ym agania odnośnie do zalecanych m ateriałów konstrukcyjnych dla wen
tylatorów przetłaczających m ieszaniny zdolne do w ybuchu grupy zapłonowej ILA są identyczne ja k dla grupy zapłonowej IIB i są zaw arte w rozdziale 3.1.2.
W entylatory do przetłaczania mieszanin wybuchowych. 171
4.1.3. Zabezpieczenia elementów konstrukcyjnych wentylatora
K onstrukcja wentylatorów pow inna być odpowiednio wzm ocniona, aby na sk u te k uderzenia elementów w en ty lato ra lub ta rc ia nie w y stąp iła ich defor
m acja lub przemieszczenie. W entylator m usi być tak że odpowiednio zabezpie
czony przed ewentualnym i uszkodzeniam i podczas tra n sp o rtu .
N ajm niejsza szczelina pomiędzy lejem wlotowym a w irnikiem w enty latora promieniowego lub pomiędzy w irnikiem w en ty lato ra osiowego a obudową pow inna wynosić co najmniej 0,3% średnicy (mającej możliwość styku). J e d n akże nie pow inna być niniejsza niż 1 m m i nie m usi być w iększa aniżeli 20 mm.
Każdy w irnik powinien być odwirowany m ak sy m aln ą prędkością w en tyla
to ra przez okres 3 m inut.
Do łożyskowania wentylatora dopuszcza się zastosow anie jedynie łożysk tocznych, których trwałość obliczona w godzinach pow inna wynosić co n a j
m niej 40 000 h (według DIN 622 [6]). T e m p era tu ra łożyska znajdującego się w ew nątrz obszaru grupy zapłonowej IIA nie może przekroczyć te m p e ra tu ry zapłonu zdolnej do wybuchu m ieszaniny (według DIN 51794 [5]).
W ym agania odnośnie do obrotów roboczych zespołu w irnikow ego i w yw aża
n ia w irnik a są identycznejak w rozdziale 3.1.3.
W entylator podczas ruchu pow inien mieć spokojny bieg. W arunek te n je s t spełniony, jeżeli:
a) w enty lato r je s t usytuowany n a fu nd am en tach sztyw nych i ciężkich (G rupa G według VDI 2056 [8]) - efektyw na prędkość d rgań nie przekracza 4,5 mm/s,
b) w entylator je s t usytuowany n a fu n d am en tach niesztyw nych lekkich (G ru
p a T według VDI 2056 [8]) - efektyw na prędkość drgań nie przekracza w artości 7,7 mm/s.
Pom iarów prędkości dokonuje się n a łożyskach. E lem enty uszczelniające w ał w entylatora powinny przy m aksym alnych obrotach w m iejscach ta rc ia n a zew nętrznych powierzchniach osiągnąć te m p e ra tu rę poniżej określonej tem p e ra tu ry zdolnej do wybuchu m ieszaniny.
W entylator powinien być odpowiednio zabezpieczony przed w padnięciem lub zasysaniem ciał obcych [9].
Zastosow ane do napędu w entylatora silniki elektryczne powinny odpowia
dać przepisom urządzeń elektrycznych pracujących w obszarze zagrożonym wybuchem [11], Są one wystarczająco chronione, jeśli odpow iadają wymogom zaw artym w VDE 0165 [14].
Elem enty przenoszące napęd, tak ie ja k pasy klinowe lub sprzęgła, m uszą spełniać w arunki podane w rozdziale 3.3.
5. WYTYCZNE KONSTRUOWANIA WENTYLATORÓW PRZETŁACZA
JĄCYCH MIESZANINY WYBUCHOWE OPARTE NA ZALECENIACH GIG [2]
Zabezpieczenia przeciwwybuchowe w entylatorów opracow ane przez GIG dotyczą w entylatorów ogólnego przeznaczenia przetłaczających: p a ry benzyny do lakierów, ksylenu, toluenu, octanu etylu i alkoholu etylowego. S ą to więc zabezpieczenia dotyczące tylko bardzo wąskiej grupy m ieszanin zdolnych do wybuchu z grupy zapłonowej IIA (według P N -84/E -08119 [4]).
K onstrukcja w entylatora, a zwłaszcza w irnika, pow inna cechować się dużą pewnością i wytrzym ałością.
Lej wlotowy w entylatora promieniowego pow inien być w ykonany z mosią
dzu (ew entualnie z miedzi) w całości lub w części przyw irnikowej narażonej n a aw aryjne tarcie w irnika - o długości równej co najm niej długości piasty w irnika. Część m osiężna leja wlotowego pow inna być połączona z częścią stalow ą nitam i mosiężnymi lub ew entualnie m iedzianym i.
Stalow a obudowa w irnika promieniowego n a tylnej ścianie (od strony ta r
czy nośnej w irnika) oraz blacha sp iraln a obudowy powinny być wyłożone blachą m osiężną za pomocą nitów mosiężnych lub ew entualnie miedzianych.
Grubość wykładziny mosiężnej nie została jednoznacznie określona i wynosi od 1 do 2 mm - w zależności od wielkości w entylatora.
W przypadku w entylatora osiowego stalow a obudowa w części nadłopatko- wej pow inna być wyłożona w ykładziną m osiężną za pomocą nitów mosiężnych lub miedzianych.
Koło wirnikowe w entylatora powinno być zabezpieczone przed przesunię
ciem osiowym za pomocą zespołu podkładki dociskowej. Śruby mocujące koło wirnikow e z p ia stą powinny być zabezpieczone podkładkam i odginanymi.
Koło wirnikowe powinno być „odwirowane” z prędkością 1,2 raz a w iększą od prędkości nom inalnej w entylatora.
N ajm niejsza szczelina pomiędzy lejem wlotowym a w irnikiem w entylatora promieniowego lub szczelina nadłopatkow a w w entylatorze osiowym powinna wynosić co najm niej 1% średnicy w irnika w m iejscu tej szczeliny.
Każdy w entylator powinien być zaopatrzony w osłony siatkow e n a wlocie i wylocie. Tabliczki znamionowe i kierunkow e mogą być w ykonane jedynie z m osiądzu lub miedzi. Do m alow ania w en ty lato ra nie m ogą być stosowane farby zaw ierające alum inium lub m ateriały nitrocelulozowe.
W przypadku stosow ania n ap ędu pasowego należy użyć jedynie pasów antystatycznych i niepalnych posiadających odpowiednią cechę dopuszczenia (atest). Do napędu w entylatora m ożna stosować jedynie silniki z odpowiednią cechą dopuszczenia.
W entylatory do przetłaczania mieszanin wybuchowych. 173
Po w ykonaniu prototypu w en tylatora należy dostarczyć go do GIG Kopalni Doświadczalnej „Barbara” w celu bad ań atestacyjnych w raz z odpowiednią dokum entacją atestacyjną. D okum entacja ko n stru k cy jn o -atestacy jn a powin
n a zawierać cały szereg danych, które należy podać celem u zyskania a te s tu — m iędzy innym i rodzaj użytych m ateriałów w irn ika i obudowy, grubość w ykła
dzin zabezpieczających, wymiary oczek osłon wlotu i wylotu, w ym iary prze
świtów szczelin pomiędzy lejem wlotowym a w irnikiem , sposoby zabezpiecze
n ia n a k rę tek lub śrub - przykładowo w irnika, typ i cechę dopuszczenia silnika elektrycznego, typ i cechę dopuszczenia pasków klinowych, typ i żywotność łożysk tocznych, wymagania dotyczące w yw ażania w irn ik a oraz świadectwo przeprow adzenia próby „odwirowania” w irnika.
Po otrzym aniu świadectwa dopuszczenia (atestu ) wydanego przez GIG K opalnię Doświadczalną „Barbara” dany w en ty lator może być dopuszczony do eksploatacji.
6. PODSUMOWANIE
Przedstaw ione powyżej środki zabezpieczające w entylatory przetłaczające m ieszaniny zdolne do wybuchu oparte n a P rzepisach VDMA różnią się od wytycznych opracowanych przez GIG Kopalnię D ośw iadczalną „B arbara”.
Zasadnicze różnice polegają n a tym , że przepisy VDMA s ą opracow ane dla odpowiednich grup zapłonowych i miejsc zaistalow ania w entylatorów . Poza tym przepisy VDMA bardzo elastycznie zezw alają n a stosow anie odpowied
nich m ateriałów konstrukcyjnych, s ą one tak że tolerancyjne do dopuszczalnej te m p e ra tu ry przetłaczanej m ieszaniny. Poza tym zaw ierają one cały szereg precyzyjnie opracowanych zaleceń. Całość przepisów VDMA o p a rta je s t n a odpowiednich norm ach DIN lub VDI.
W ytyczne opracowane przez GIG są bardzo ogólne i m ogą być stosow ane w przypadku przetłaczania przez w entylator bardzo w ąskiej grupy m ieszanin zdolnych do wybuchu z grupy zapłonowej IIA — bez uw zględnienia specyfiki m iejsca zaistalow ania wentylatora.
N ależy również podkreślić spraw ę najw ażniejszą, iż zgodnie z przepisam i VDMA odpowiedzialność za w yprodukow any w en tylator przeciwwybuchowy ponosi producent, podczas gdy zgodnie z wytycznymi GIG każdy prototyp w entylatora m usi uzyskać odpowiednie świadectwo dopuszczenia do eksplo
atacji ruchowej. Oznacza to w praktyce niepotrzebne, długotrw ałe, a co n aj
w ażniejsze drogie procedury dopuszczenia w entylatora do eksploatacji rucho
wej.
W ydaje się więc konieczne opracowanie krajow ych przepisów odnośnie do konstruow ania i produkcji w entylatorów przeciwwybuchowych n a wzór prze
pisów opracowanych przez VDMA.
LITERATURA
[1] VDMA 24169 - Teil 1: Bauliche E xplosionsschutzm assnahm en an Ven
tilatoren. B euth Verlag GmbH, B erlin 1983.
[2] Łobejko A., M arzec B., M azur J.: Zabezpieczenia przeciwwybuchowe do nowych typów w entylatorów n a bazie w entylatorów ogólnego przezna
czenia, wobec p a r benzyny do lakierów, ksylenu, toluenu, octanu etylu i alkoholu etylowego. P raca GIG, 1983.
[3] DIN EN 50014/VDE 0170/0171 Teil 1: E lektrische B etriebsm ittel für explosionsgefahrdete Bereiche.
[4] PN -84/E-08119: Elektryczne urząd zenia przeciwwybuchowe. M ieszani
ny wybuchowe.
[5] DIN 51794: P rüfung von M ineralölkohlenw asserstoffen. Bestim m ung der Z ündtem peratur.
[6] DIN 622 Teil 1: Tragfähdgkeit von W älzlagern.
[7] VDI 2060: B eurteilungsm assstäbe für den A usw uchtzu stand rotieren
der s ta rre r Körper.
[8] VDI 2056: B eurteilungsm assstäbe für m echanische Schw ingungen von M aschinen.
[9] DIN 4050: IP -S ch u tz a rten . B erührungs, F rem dkörper — u nd W asser
schutz für elektrische B etriebsm ittel.
[10] DIN 24167 Teil 1: V entilatoren. B erü hrun gsschu tz gegen über V entil atorlaufr ä d e r.
[11] V erordnung über elektrische A nlagen in explosionsgefährdeten Räumen (Elex V. )BGB1.1 Vetrieb des B undesanzeigers, Köln 1980.
[12] DIN 53486/VDE 0303 Teil 8: VDE - B estim m ung fü r elektrische P rüfungen von Isolierstoffen.
[13] D enger C., Schampel K.: Explosionsschutz an Kupplungen. Physikalisch - Technische B u n d esan stalt - M itteilungen 1. Braunschw eig, 1982.
[14] VDE 0165: E rrichten elektrischer A nlagen in explosions - gefährdeten Bereichen. VDE - Verlag, Berlin.
W entylatory doprzetłaczania mieszanin wybuchowych. 175
A b stra ct
In th e article th e requirem en ts for th e protection of explosive m ixtures tra n sp o rta tio n fans by VDMA and GIG Katowice reg ulatio ns have been p rese n ted Problems related to exploatation adm ission for th is type of fans in P oland are also talked out.
Problem s connected w ith th e operating perm ission of explosion-proof fans a n d th e complicated conform ity certification rela te d to th em and th e lack of P olish regualtions w ere discussed. The m ain differences betw een VDMA and G IG regulations are m ade for suitable ignition groups and fan installatio n sites. VDMA regulations are to le ran t for constructional m ate ria ls and the te m p e ra tu re of th e forced m ixture. These reg u lations contain precise recom endations based on DIN or VDI stan d ard s.
G IG instructions are very general and could be followed for a sm all num ber of m ixtu res from IIA ignition group, w ith o ut tak in g into consideration th e fan in sta lla tio n site.
