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Dokumentenidentifikation DE69914225T2 11.11.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0001169888
Titel VORRICHTUNG ZUR BESEITIGUNG STATISCHER ELEKTRIZITÄT WÄHREND DES ABSTELLENS, BE- UND ENTLADENS VON ENTZÜNDBAREN UND EXPLOSIVEN MATERIALIEN
Anmelder Gacanovic, Mico, Novi Beograd, YU
Erfinder Gacanovic, Mico, 11070 Novi Beograd, YU
Vertreter Zipse & Habersack, 80639 München
DE-Aktenzeichen 69914225
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, ES, FI, FR, GB, GR, IT, LI, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 15.02.1999
EP-Aktenzeichen 999035231
WO-Anmeldetag 15.02.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/YU99/00002
WO-Veröffentlichungsnummer 0048434
WO-Veröffentlichungsdatum 17.08.2000
EP-Offenlegungsdatum 09.01.2002
EP date of grant 14.01.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.11.2004
IPC-Hauptklasse H05F 3/02

Beschreibung[de]
(A) Stand der Technik, auf welchen sich die Erfindung bezieht

Die Erfindung gehört zu dem Feld der Geräte zur Beseitigung statischer Elektrizität und kann entsprechend der Internationalen Patentklassifikation (IPC) in die Klassen B 65 D 90/46 and H05F eingeteilt werden.

(B) Technisches Problem

In der Zeit des Abstellens (Be-/Entladen) und des Transportes von Öl und Ölderivaten, entzündbaren Gasen und Flüssigkeiten, explosiven Materialien (Sprengstoff) oder entzündbaren Feststoffen, an Beladungsstellen für Fahrzeuge, an Schiffswerften mit Tankerabstellplätzen, an geschleppten Fahrzeugen oder Anhängern in Bewegung und anderen möglichen Objekten, einzelnen Fahrzeugen und ähnlichen Geometrien durchgeführt, ergibt sich das Problem, wie die Beseitigung statischer Elektrizität auszuführen sei, die bei den oben erwähnten technischen Tätigkeiten auftreten.

Wenn keine derartige Beseitigung durchgeführt wird, gibt es eine latente Gefahr von Feuer, Explosionen, Störungen der technologischen Produktionsprozessentwicklung und den Effekt des überlagerten Umkreises auf biologische und elektrostatische Felder (was zu einer Störung des psychophysischen Zustandes der angestellten Arbeiter führt).

Mittels der in der Anmeldung vorgeschlagenen technischen Lösung, welche unkompliziert, zuverlässig und einfach in der Wartung, Handhabung und Verwahrung ist, können die oben genannten von statischer Elektrizität hervorgerufenen möglichen Gefahren vermieden werden.

(C) Stand der Technik

Die derzeitigen Lösungen zur Beseitigung und Entladung von statischer Elektrizität in Hinblick auf die erwähnten technologischen Verfahren, wie im Titel der Anmeldung festgelegt, sind

  • – direkte Erdung der überwachten Geometrie
  • – Lösung mittels Erdung über eine unipolare Nockenwelle der überwachten Geometrie (Volumen)
  • – Lösung mittels Erdung der Erdungsdetektor der überwachten Geometrie (Volumen)
  • – Antistatikband an geschleppten Fahrzeugen und Anhängern (transparentes Band – um die überwachte Geometrie im elektrischen Sinn des Wortes mit Erde zu verbinden)

Im Allgemeinen können alle bestehenden Lösungen auf das Prinzip des Erdens reduziert werden. Technische Lösungen, die das Erdungsprinzip nützen, sind im Stand-der-Technik-Bericht, der die nachfolgenden Patente und Literaturstellen enthält, beschrieben.

  • – Patentdokumente:

    US 4 345 297, US 4 319 303, US 3 893 004, US 3 895 260, US 3 896 340, SU 1535 780 A1, US 3 894 003, CH 653 643 A5, P-1302/75 (Anmelder Texaco Development Corporation USA)
  • – Literatur:
  • (a) THE AVOIDANCE OF ELECTROSTATIC HAZARDS IN THE PETROLEUM INDUSTRY, Journal of Electrostatics, Vol. 27 (1992), H. L. Walmsley
  • (b) W. M. BUSTIN & W. G. DUKEK ELECTROSTATIC IN PETROLEUM INDUSTRY; Southampton, 1983
  • (c) Joseph M. Crowley FUNDAMENTALS OF APPLIED ELECTROSTATICS, New York, 1986
  • (d) J. S. Mills & R. C. Oldham EVALUATION AND PREVENTION OF ELECTROSTATIC HAZARDS ASSOCIATED WITH OIL TANKER OPERATIONS, New York, 1983
  • (e) Wissenschaftliches und Forschungsprojekt-Energoinvest Sarajevo, SIZ nauke BiH Sarajevo, Faculty of Electronics in Sarajevo THE EXPOLRATION OF PHENOMENON OF STATIC ELECTRICITY UNDER CONDITIONS OF EXPLOITATION, PROCESSING, TRANSPORT, HANDLING AND STORAGE OF OIL AND OIL DERIVATES AT THE EXAMPLE OF OIL RAFFINERY, Bosanski Brod, Sarajevo, 1987
  • (f) Wissenschaftliches und Forschungsprojekt VRE-LO-SSNO-SFRJ, Belgarde and Faculty of Electronics, Sarajevo, Sarajevo-Beograd, 1981

All diese Lösungen haben Fehler, die darauf reduziert werden können, dass sie statische Elektrizität nicht vollständig beseitigen und entfernen können und daher das Arbeiten und den technologischen Wissenszweig und das tägliche Leben in Hinblick auf die erwähnten Technologien gefährden.

Das Ergebnis sind durch statische Elektrizität hervorgerufene und sich in Feuer und Explosionen manifestierte latente Gefahren, außerdem die Störung der technologischen Prozessentwicklung und im Effekt des überlagerten Umkreises biologischer und elektrischer Felder.

Die bestehenden Lösungen zur Beseitigung und Entladung statischer Elektrizität werden auf eine Lösung reduziert, nämlich auf die Erdung in mehreren Vorrichtungsvarianten. Daher kam man zur der Schlussfolgerung, dass es ganz ausreichend und notwendig ist, die erwähnten Geometrien-Massen, die im technologischen Prozess während des Abstellens, Transports und Beladens/Entladens von Öl und Ölderivaten, entzündbaren Gasen und Flüssigkeiten, explosiven Stoffen (Sprengstoffen) und entzündbaren Feststoffen eingesetzt werden, zu erden und statische Elektrizität zu beseitigen und zu entladen.

Das Auftreten statischer Elektrizität ist ein natürlicher Prozess, ein stochastischer Vorgang als Resultat einer technologischen Verfahrensentwicklung und des täglichen Lebens, und die Behandlung und Vorstellung des Problems muss daher überwacht und studiert werden. Statische Elektrizität ist jedoch das Ergebnis der Überlagerung zweier Schichten (einfach gesagt ein Ergebnis von Reibung).

Jeder technologische Prozess oder Tätigkeit ist von gewissen Parametern und möglichen Ergebnissen bestimmt. Der besprochene technologische Prozess oder das Ergebnis der erwähnten technologischen Tätigkeit (wie im Titel beschrieben) sind charakterisiert durch die Gegenwart einer Konzentration explosiver Verbindungen. Die bestehende Verbindung kann mit einem Funken mit der minimalen Zündenergie entzündet werden. Wenn die Erdung der beobachteten Geometrien-Massen gesichert ist, wird sie einen plötzlichen sofortigen Energieausgleich durch die Entladung zwischen den Punkten gehäufter elektrostatischer Energie, die über den Erdboden und die Masse der betrachteten Geometrie (im konkreten Fall ein mit Treibstoff beladenes Fahrzeug) und Erde (ein mit dem Boden verbundenes System als ein Referenzpunkt) verteilt sind, verursachen. Erde als Geometrie oder Körper besitzt das größte Energieniveau in Hinblick auf alle anderen auf der Erde befindlichen und erhaltenen Körper (Geometrien).

Es endet in einer plötzlichen und gebündelten Entladung (als Blitzimpuls oder Funken) zwischen den besprochenen Anhäufungspunkten elektrostatischer Energie mit vorbestimmten Zeichen, so dass das betrachtete Objekt angesehen werden kann, als ob es durch das elektrostatische System in Hinblick auf das andere System isoliert und ausgeglichen wäre. Wenn am betrachteten Objekt (betreffend einem besprochenen technologischen Prozess – Tätigkeit) die erwähnten technologischen Tätigkeiten ausgeführt werden, und wenn es gewünscht ist, das betrachtete Objekt als ein isoliertes elektrostatisches System mit einem anderen elektrostatischen System (im konkreten Fall ein Tankwagen, direkt verbunden mit einer mittels Band angeschlossenen Erdungsplatte) unter Zwang zu verbinden, wird es zwangsweise einen Ausgleich der Anhäufungspunkte elektrostatischer Energie bilden.

Das direkte Ergebnis des betrachteten technologischen Tätigkeitsprozesses ist die mögliche Gefahr der Entzündung des explosiven Gemisches (im betrachteten Fall, Öl und Ölderivate in Kombination mit Luft, die die Konzentration an explosiver Mischung ergeben), wobei diese in Feuer und Explosion endet.

Es ergibt sich die Frage, was passiert, wenn die besprochene Geometrie oder Masse ununterbrochen geerdet bleibt (im Konkreten, eine Öltank), wozu wird es führen!

Folglich wird das betrachtete elektrostatische System durch die Gegenwart von Häufungspunkten elektrostatischer Energie charakterisiert, wobei es nicht länger ein isoliertes und ausgeglichenes System darstellt, sondern es wird die Notwendigkeit eines elektrostatischen Ausgleichs zwischen den Häufungspunkten elektrostatischer Energie im Inneren und an der Oberfläche des betrachteten Massenobjekts hervorrufen. Dies wird in einen Zustand gehäufter Entladungen (Blitzimpulse oder Funken) mit einer ausreichenden Minimalenergie zum Entzünden der explosiven Mischung münden. Tatsächlich werden latente Risiken aufgrund statischer Elektrizität bei den erwähnten technologischen Tätigkeiten verursacht, was sich in Feuer und Explosion manifestiert.

Daher ist Erden nur ein Sonderfall der Beseitigung statischer Elektrizität, aber es kann nicht als ausreichendes Mittel zur Beseitigung statischer Elektrizität dienen, besonders bei den betrachteten technologischen Prozessen oder Tätigkeiten, nämlich Abstellen, Transport und Be-/Entladen von Ülderivaten, entzündbaren Gasen und Flüssigkeiten, explosiven Materialien (Sprengstoff) und entzündbaren Feststoffen, denn es kann zu Feuer und Explosionen führen. Es gibt keine Notwendigkeit den Entladungsvorgang von statischer Energie gegen Erde zu besprechen.

Das Ziel der Erfindung ist das Herstellen einer Vorrichtung zum Entfernen statischer Elektrizität ohne externe Eingabesteuerung, die einen Energieausgleich zwischen den besprochenen Wirkungspunkten elektrostatischer Energie (im konkreten Fall ein Öltank und ein Teil der Erdung, an die eine Erdungsplatte platziert ist) bildet, ohne gehäufte Entladung über Blitzimpulse oder Funken zu erzeugen. (Wie bereits vorher erwähnt, Blitzimpulse oder Funken mit ausreichender Energie zum Entzünden der Konzentration explosiver Mischungen)

(D) Das Wesentliche der Erfindung

Die Vorrichtung zur Beseitigung statischer Elektrizität (wie im Titel der Erfindung beschrieben) besteht aus einem Gehäuse zum Einbau eines Energie Chips, einem Blechdach zum Befestigen des Gehäuses, einer auf einer Seite ein Gehäuse mit dem Gerät und auf der anderen Seite drei Verzweigungen tragende Säule ist im Erdboden positioniert, zwei Kabeln, wobei eines zur Verbindung der Vorrichtung mit der betrachteten Geometrie (im Konkreten der Öltanks) und das andere zum Anschließen an die Erdungsplatte dient, Krokodilklemmen zum Fixieren der Kabeln an der betrachteten Geometrie (Objekt), einem Arm zur Verbindung dieser Vorrichtung mit der Erdungsplatte und mit Gabelung zum Aufwickeln des Kabels auf die Klammern. (Das Aufwickeln des Kabels kann ebenso mittels automatischer Aufwicklung erfolgen. Die Vorrichtung kann auch ohne Säule aufgestellt werden, sollten dies die technologischen und operativen Umständen erfordern.

Die Funktionsweise dieser Vorrichtung ist dadurch charakterisiert, dass sie einen Energieausgleich zwischen elektrostatischen Häufungspunkten an der betrachteten Geometrie (z. B. Öltank) und einem mit Erde verbundenen Erdungsanschluss erlaubt, keine externe Energiezufuhr während des Betriebs benötigt, und daher der Gruppe der passiven Geräte angehört. Die Speisung dieser Vorrichtung wird von den bestehenden Energiequellen bei den Häufungspunkten elektrostatischer Energie der beiden betrachteten elektrostatischen Systeme gesichert. Die Vorrichtung ist durch einfache Handhabung, Wartung und Aufbewahrung gekennzeichnet.

(E) Kurze Beschreibung der Figuren in den Zeichnungen

Die Vorrichtung zur Beseitigung und Entladung statischer Elektrizität ist in der Zeichnung dargestellt, wobei

1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung,

2 das Schaltbild des Energie Chip und

3 das Adhäsionsverhalten der Vorrichtung in Bezug auf einen Tankwagen zeigt.

(F) Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die in 1 schematisch dargestellte Vorrichtung enthält folgenden Elemente: ein Gehäuse 11, entsprechend den Gebrauchsbedingungen für eine festgesetzte Anwendung hergestellt und geformt, in welches ein Energie Chip 22 auf einem speziellen Haltebrett eingebaut ist, das mit Schrauben an der Innenseite des Gehäuses befestigt ist; ein Blechdach 99 mit Schrauben an einer Säule 77 befestigt, die ein Blechdach und ein Gehäuse trägt; in eine Krokodilklemme 33 endendes Kabel 44; Kabel 55, das die Vorrichtung mit dem Arm 66 verbindet, der mit Schrauben an der Säule 77 mit der Masse über die Erdungsverbindung 78 befestigt ist.

An der Säule 77 sind Klammern 121 angeschweißt, die zum Aufrollen und Lagern des Kabels 44 nach der Beendigung des Prozesses der Beseitigung statische Elektrizität dienen. An seinem Ende hat die Säule 77 drei angeschweißte Verzweigungen 100, die die Säule 77 fixieren und mit einem Teil der Säule 77 in einen Betonsockel 78 ragen.

2 zeigt ein detailliertes Schaltbild des Energie Chip 22, der in einem für das Aufstellen und Einbringen in gefährlichen Zonen mit Explosionsgefahr speziell konstruierten Gehäuse 23 versiegelt ist. Das Gehäuse 23 ist eigens entwickelt, behandelt, vorbereitet und mit einer speziellen Masse gefüllt und danach auf ein spezielles Haltebrett an der Innenseite des Gehäuses 11 mit Schrauben befestigt. Das Gehäuse 11 ist zum Anbringen des Haltebretts des Gehäuses 23 angefertigt. Der Anschlussort der Klemme 33 über das Kabel 44 ist im Punkt 1 festgelegt und der Anschlussort des als Teil der Erdung fungierende Bands 78 ist im Punkt 8 festgelegt. Im Punkt 9 erfolgt der Anschluss des Gehäuses 11 an Punkt 8.

Der erste Energiezweig wird durch zwischen den Knotenpunkten 4, 5, 1, 2 und 3 verbundenen Elemente gebildet. Dieser Zweig der Vorrichtung besteht aus einer Parallelschaltung zwischen einem Kondensator C und einer Neonglühlampe T1 in den Punkten 2 und 3, oder 1 und 3, aus einem Kondensator C2 zwischen den Knotenpunkten 3 und 4 und einer Diode D1 zwischen den Punkten 1 und 4 oder 5 und 4. Der Bestandteil des ersten Energiezweiges enthält zusätzlich ein Kabel 44, das in einer Krokodilklemme 33, das sich am angeführten Objekt 12 befindet, endet.

Der zweite Energiekreis enthält eine Parallelschaltung zwischen einem Widerstand R3 und einem Kondensator C4, angeschlossen zwischen den Punkten 7 und 8, und dem Widerstand R1 zwischen den Punkten 7 und 3, einer Diode D2 zwischen den Punkten 6 und 7 und dem Kondensator C3 zwischen den Punkten 3 und 6. Der Bestandteil des zweiten Energiekreises ist ein Kabel 55, das die Vorrichtung mit dem Band 78 (geerdete Erdungsplatte) verbindet. Die mit Masse verbundene Erdungsplatte ist als Referenzpunkt zu betrachten und muss nicht immer wie in 2 (Verbindung mit Masse) dargestellt auftreten, sondern es kann ein anderer Referenzpunkt oder ein anderer Häufungspunkt elektrostatischer Energie ausgewählt werden. Der Widerstand R2 ist zwischen den Punkten 4 und 6 angeschlossen.

Die Elemente zwischen den Knotenpunkten 4, 6 und 3, also die Kondensatoren C2 und C3, und der Widerstand R2 sind Elemente eines Zweiges zum Austausch von Energieniveaus der entstandenen elektrostatischen Energie.

In 3 ist die Art des Anschlusses der Vorrichtung 11 an den Tankwagen 12 aufgezeigt. Hierbei ist es erwähnenswert, dass die Art des Anschlusses ist für alle besprochenen Geometrien-Massen gleich ist. Ebenso ist es möglich, anstatt der isolierten Krokodilklemmen die isolierte Klemme zu benutzen.

Der Einsatz der Vorrichtung zur Beseitigung statischer Elektrizität erfolgt zum Abstellen, Transportieren und Entladen von Öl und Ölderivaten, entzündbaren Gasen und Brennstoffen und dergleichen (wie im Titel der Anmeldung festgelegt) und basiert auf den Energieausgleich zwischen Häufungspunkten elektrostatischer Energie, die durch Zeitkonstanten des elektrischen Feldes (im Feld des elektrischen Widerstandes und des Volumenwiderstandes) festgelegt sind, um, vom Gesichtspunkt der statischen Elektrizität aus, keine gebündelte Entladung (Blitz oder Funkenschlagen) zu erzeugen.

Es gibt zwei gesonderte elektrostatische Energiesysteme (die durch die Häufungspunkte elektrostatischer Energie festgelegt sind), deren Energieniveaus ausgeglichen werden sollen, eines ist die Erdoberfläche, an der sich die Erdungsplatte 78 befindet, und das andere ist, im konkreten Fall, der Öltank, dessen elektrostatische Energie in Hinblick auf das erste System ausgeglichen werden soll ( denn es besitzt immer ein höheres Energiepotential).

Als Referenzpunkt zum Energieausgleich zwischen den Häufungspunkten elektrostatischer Energie dieser beiden Systeme wurde ein Punkt der Erdungsplatte 78 gewählt.

Durch Überwachung des Ausgleichs der Energieniveaus dieser beiden Systeme wird nicht nur die Möglichkeit einer gebündelten Entladung an der Oberfläche, sondern auch im Inneren der betrachteten Geometrie-Masse (im konkreten Fall der Öltank) verhindert, und es ist wesentlich und notwendig dies zu erreichen.

Auf der Seite des in diesem Fall Öltanks (oder einer anderen betrachteten Geometrie-Masse) gibt es einen ersten Zweig zum Ausgleich von elektrostatischer Energie, der die mit 33, 44, C1, T1, C2, D1 bezeichneten Elemente des Schaltkreises umfasst, und auf der Seite der Erdungsplatte gibt es einen anderen, den mit 78, 55, R3, C4, D2, R1, C3 bezeichneten Schaltkreiselemente enthaltenden Zweig zum elektrischen Ausgleich.

Der Zweig mit den zwischen den Punkten 3, 4 und 6 angeschlossenen Elementen C2, C3 und R2 dient zum Austausche der Energieniveaus der entstandenen elektrostatischen Energie des ersten und zweiten Kreises (der beiden Energiesysteme und den oben besprochenen Systemen).

Durch Festlegung der Zeitkonstanten im Bereich des elektrischen Widerstands und des Volumenwiderstands wurden im Hinblick auf statische Elektrizität die Kondensatoren C1, C2, C3 und C4, die Widerstände R1, R2 und R3, die Dioden D1 und D2 und die Neonglühlampe T1 (die zur Definition der kritischen Durchbruchsspannung dient, oder, im betrachteten Fall, die Energie der Sprühentladung definiert) ausgewählt.

Der Energieniveauausgleich zwischen den Häufungspunkten elektrostatischer Energie der beiden oben besprochenen Systeme geschieht über die durch die Zeitkonstanten definierte Sprühentladung, und diese ist ungefährlich für die betrachteten technologischen Tätigkeiten (wie im Titel der Erfindung festgelegt). Die Dauer des Austauschs elektrostatischer Energie zwischen den beiden Energieniveaus der beiden erwähnten Systeme bis zum Ausgleich ist durch die Zeitkonstanten im elektrischen Feld und dem Volumenwiderstand festgelegt und zwar in der im obenstehenden Text beschriebenen Weise.

Der Energy Chip, der die Funktion der Beseitigung statischer Elektrizität durch die Methode des Energieniveauaustausches (Methode des Ausgleichs) zwischen den Speicherpunkten elektrostatischer Energie der beiden oben diskutierten nicht-isolierten Systemen ausübt, besteht aus den in 2 gezeigten Elementen. Die Auswahl der gegebenen Elemente erfolgt abhängig von der Art des gewählten Materials, charakterisiert durch den elektrischen, Oberflächen- und Volumenwiderstand.

Die Anzahl der Energieaustauschprozesse zwischen den Energieniveaus der betrachteten Häufungspunkte elektrostatischer Energie hängt auch von der Art des diskutierten gefährlichen Materials ab.

jedes gefährliche Material ist durch den elektrischen, Oberflächen- und den Volumenwiderstand charakterisiert, und auf deren Basis werden die Zeitkoordinaten (Relaxationszeit, verursacht durch den Kontakt der Doppelschichtfalte) bestimmt, und der Wert der Zeitkonstanten erlaubt die Berechnungen und die Auswahl der elektrischen Elemente, die die Funktion des Energie Chips ermöglichen.

Ebenso werden die elektrischen Elemente des Energie Chips, Art und Länge der Geometrie der Verlängerung mit dem Anschlussteil und Lagerung des Kabels 44 und 45 am Fahrzeugtank 12 und der Erdungsplatte 78 ausgewählt, auf der Basis des Energieaustausches zwischen den Häufungspunkten elektrostatischer Energie durchgeführt.

Da das Auftreten statischer Elektrizität ein Resultat des Kontaktes der Doppelschicht und somit ein natürlicher Prozess ist, wird beobachtet, dass das Pluszeichen + oder Minus –, das die Ladung des elektrostatischen Häufungspunktes (im Konkreten des Öltanks 12) bezeichnet, sich in der Zeiteinheit ändern kann (und so auch die Ladung der Erdungsplatte 78).

Um die Funktion des Energie Chips 22 und der Vorrichtung (wie im Titel der Anmeldung angegeben) beschreiben zu können, werden daher alle möglichen Kombinationen von Vorzeichen der elektrostatischen Häufungspunkte nachgeprüft. Im konkreten Fall werden die möglichen Kombinationen definiert – am Öltank 12 sind die Zeichen wie folgt + – + –, und dann resultiert die Ladung an der Erdungsplatte 78 im Hinblick auf die vorhergehenden Vorzeichen in folgender Reihenfolge – + + –,

In der Beschreibung soll nun der Fall besprochen werden, bei dem die Ladung der Häufungspunkte elektrostatischer Energie am Tank 12 das Vorzeichen + und jene an der Erdungsplatte 12 ebenfalls + ist. Der Strom des elektrischen Ausgleichs wird vom Tank 12 über eine Klemme 33, Kabel 44, Punkt 5, Diode D1, Punkt 4, Kondensator C2, Punkt 3, Widerstand R1, Punkt 7, Kondensator C4 und Kabel 55 in die Erdung der Erdungsplatte 78 zum Zeitpunkt Null fließen. Auf diesem Weg des elektrischen Ausgleichsstroms erfolgt die Aufladung der Kondensatoren C1, C2 und C4.

Andererseits, weil das Ladungszeichen der betrachteten Häufungspunkte elektrostatischer Energie an der Erdungsplatte 78 positiv + ist, fließt der elektrische Ausgleichsstrom durch den Widerstand R3, den Punkt 7, die Diode D2, den Punkt 6, den Kondensator C3, den Punkt 1, das Kabel 44 und die Krokodilklemme 33 zum Tank 12 und auch, zu einem Zeitpunkt, t ist gleich Null.

Zusätzlich werden die Kondensatoren C3 und C1 auf diesem Weg des Ausgleichstromflusses aufgeladen. All dies soll in relativ kurzem Zeitintervall ohne gebündelte Entladung stattfinden.

Die elektrostatische Energie wird durch Kondensatoren abgeleitet, und somit wird der erste Kondensator C1 seine elektrostatische Energie zur Neonglühlampe T1 übertragen, und die Kondensatoren C2 und C3 werden wechselseitig die elektrostatische Energie von einem zum anderen über den Widerstand R2 (bei korrekter Wahl von C2 und C3 als Funktion der Anzahl der Energieaustauschprozesse zwischen den Energieniveaus der betrachteten Häufungspunkte elektrostatischer Energie, die wiederum von der Art des betrachteten gefährlichen Materials abhängig ist) weitergeben. Das Tätigkeitsfeld des Energie Chips 22 und somit der Vorrichtung ist im Bereich des Volumenwiderstandes.

Alle anderen behandelten Fälle mit Ladungsvorzeichen der beobachteten Häufungspunkten elektrostatischer Energie werden auf die selbe Weise überdacht und können im Impuls oder irgendeinem anderen Betriebsbereich geprüft werden.

Jede Analyse läuft auf die Tatsache hinaus, dass die Lösung es ermöglicht, eine gebündelte Entladung (über Blitzimpuls oder Funken) zu vermeiden und zu verhindern, was die Aufgabe dieser Vorrichtung war. Die Bedingung ist mit positiven Charakter für die Vorrichtung erfüllt, nämlich nicht über externe Energie zu betreiben, was sehr wichtig für ihren Einbau in Gefahrenzonen und Explosionszonen ist.

Die technische Lösung in der beschriebenen Vorrichtung (im Titel der Anmeldung angegeben) basiert auf einen völlig neuen Zugang zur Beseitigung statischer Elektrizität (wie in der Anmeldung beschrieben). Im Gegensatz zu den bekannten Lösungen im Stand der Technik entlädt die Vorrichtung die statische Elektrizität nicht direkt gegen Erde, sondern gleicht lediglich die Energieniveaus zwischen den elektrostatischen Häufungspunkten in den beiden Systemen aus. Diese Vorrichtung ist eine neue konstruktive Lösung im Bereich derartiger Anlagen und erlaubt ein völlig sicheres und zuverlässiges Arbeiten in den erwähnten Tätigkeiten aus der Sicht jener von statischer Elektrizität hervorgerufenen Gefahren. Diese Vorrichtung wurde unter realen Betriebsbedingungen getestet und geprüft, und seine Anwendung wurde während der Ausführung der erwähnten technologischen Tätigkeiten (Abstellen, Transport und Entladen) mit 816 gefährlichen Materialien (wie im Anhang dieser Anmeldung bezeichnet und mit dem Text dieser Beschreibung weitergeleitet) überprüft. Für jede dieser oben beschriebenen Materialien muss eine passende Berechnung der Dimensionen der elektrischen Elemente im Energie Chip durchgeführt werden, in Abhängigkeit von der elektrischen Charakteristik des fraglichen Materials (elektrischer, Oberflächen- und Volumenwiderstand)


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur Beseitigung elektrostatischer Aufladungen während des Abfüllens, Transportes und Entladens von Öl und Ölderivaten, entzündbaren Gasen und Flüssigkeiten, explosiven Materialien und brennbaren Feststoffen, wobei die Vorrichtung einen Energieausgleich zwischen Punkten unterschiedlichen Niveaus mit angesammelter elektrostatischen Energie durchführt,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    die Vorrichtung einen in einem Gehäuse (11) eingeschlossenen Schaltkreis aufweist, wobei der Schaltkreis zwei externe Anschlüsse besitzt, deren erster (1) mittels einer Krokodilklemme (33) über ein erstes Kabel (44) mit jenem Punkt (12) verbunden ist, dessen elektrostatische Energie auszugleichen ist, deren zweiter (8) über ein zweites Kabel (55) mit dem Gehäuse (11) und einer geerdeten Platte (78)verbundenist, wobei der Schalt kreis zwischen dem ersten und zweiten externen Anschluss in einem ersten Pfad eine Serienschaltung einer ersten Diode (D1), eines ersten Widerstands (R2) und einer zweiten Diode (D2) aufweist, gefolgt von einer Parallelschaltung eines zweiten Widerstand (R3) mit einem ersten Kondensator (C4) an einem ersten Knotenpunkt (7), wobei der Schaltkreis ebenso eine Serienschaltung eines zweiten (C2) und eines dritten (C3) Kondensators parallel zu dem ersten Widerstand (R2) aufweist, der zweite (C2) und der dritte (C3) Kondensator einen zweiten Knotenpunkt (3) bilden, der Schaltkreis eine Parallelschaltung eines vierten Kondensators (C4) mit einer Neonglimmlampe (T1) zwischen dem ersten externen Anschluss (1) und dem zweiten Knotenpunkt (3) aufweist, und der Schaltkreis weiters einen dritten zwischen ersten (7) und zweiten (3) Knotenpunkt geschalteten Widerstand (R1) besitzt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1 weiters dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) auf einer Blechplatte (99) angeordnet ist, die auf einer Säule (77) befestigt ist, wobei die Säule (77) in drei geschweißten Zweigen (100) endet, die gemeinsam mit dem Endstück der Säule (77) in einem Betonsockel (88) eingebettet sind, und wobei eine Gabel (121) für die Aufbewahrung des ersten Kabels (44) auf einer Seite der Säule (77) angeschweißt und auf der anderen Seite der Säule (77) ein befestigter Arm die Verbindung des zweiten Kabels (55) mit der Erdungsplatte (78) erlaubt.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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