DE2839792A1

DE2839792A1 - Hydrogen chloride detector using lightweight cassette indicator tape - is used for detecting gas released by overheated or burning PVC

Info

Publication number: DE2839792A1
Application number: DE19782839792
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Hari
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-09-13
Filing date: 1978-09-13
Publication date: 1980-03-27

Abstract

Appts. for detecting HCl released by excessive heating or burning of materials contg. PVC has a housing with drive contg. cassette(s) of tape provided with an indicator, which changes colour on exposure to HCl. The cassette has opening(s) connected to the outside air. The novel feature is that the wt. of the tape is =6(2-3) mg/cm2. Appts. is useful in fire protection, e.g. of stored goods, floor coverings, electrical insulation etc. contg. PVC and for protecting plant, machines and steel-reinforced concrete structures against corrosion by HCl, which often leads to greater losses than actual fire damage. The response time and operating time of the cassettes is improved, since much less HCl is needed for the colour change and a longer tape can be inserted in the cassette.

Description

"Vorrichtung zur Erkennung von durch übermäßigeErwär-"Device for the detection of excessive

mung oder Verbrennung von polyvinilchloridhaltigen Materialien freiwerdendem Chlorwasserstoff" Bei den Brandschäden spielen die sog. Polyvinilbrände eine erhebliche Rolle. Einmal trittder Fall auf, daß ein Brand beliebiger Entstehung u.a. auf PVC-haltige Materialien, wie Lagergut, Bodenbeläge, elektrische Isolierungen usw. übergreift. Zum anderen sind auch sog. Elektrobrände bekannt, die durch Erhitzung des Isoliermaterials, welches sehr häufig aus PVC besteht, durch überlastete elektrische Kabel entstehen.incineration or incineration of materials containing polyvinyl chloride Hydrogen chloride "The so-called polyvinyl fires play a significant role in the damage caused by fire Role. On the one hand there is the case that a fire of any origin occurs on, among other things, PVC-containing Materials such as stored goods, floor coverings, electrical insulation, etc. overlaps. On the other hand, so-called electrical fires are also known, which are caused by heating of the insulating material, which is very often made of PVC, caused by overloaded electrical cables.

PVC-Brände gleich welcher Art verursachen weitaus mehr und größere Schäden, als sie ihrer Anzahl nach zukommen sollten. Der Grund dafür liegt darin, daß bei starker Erhitzung bzw. beim Verbrennen von PVC immer Chlorwasserstoff freigesetzt wird, der auf anderen, vom Brand nicht betroffenen Anlagen, Maschinen und Stahlbetonstrukturen in den dem Brand folgenden Wochen und Monaten erhebliche Korrosionsschäden, die nicht selten den Totalverlust bedeutet, anrichtet. Die Korrosionsschäden liegen nicht selten um eine Größenordnung höher als die echten Brandschäden.PVC fires of any kind cause far more and larger ones Damage than they should be due in number. The reason for this is that when PVC is heated or burned, hydrogen chloride is always released on other systems, machines and reinforced concrete structures not affected by the fire Significant corrosion damage in the weeks and months following the fire, which not infrequently means the total loss causes. The corrosion damage lies not infrequently an order of magnitude higher than the real fire damage.

Um diese die Volkswirtschaft erheblich belastenden Korrosionsschäden zu reduzieren, sind im Prinzip zwei Möglichkeiten gegeben. Einmal geht esdarum, den PVC-Brand im frühestmöglichen Stadium zu erkennen und zu bekämpfen, damit der vom Brand freigesetzte Chlorwasserstoff mengemäßig gering bleibt und aufgrund der geringeren Menge keine erheblichen Schäden anrichten kann. Zweitens können die vom Chlorwasserstoff beaufschlagten Maschinen und Anlagen sofort nach dem Brand saniert werden. Beide Möglichkeiten müssen derzeit als undurchführbar angesehen werden. Es gibt keinen mit vertretbarem Aufwand herstellbaren Rauchdetektor, der den Rauch eines PVC-Brandes früh genug erkennt und meldet. Bemühungen, wirksame Sanierungsmaßnahmen zu finden, führten stets zu Fehlschlägen.This is about this corrosion damage, which has a considerable negative impact on the economy to reduce, there are basically two options. Once it's about the Detect and fight PVC fire at the earliest possible stage so that the dated Fire released hydrogen chloride remains in terms of quantity and due to the lower Amount cannot cause any significant damage. Second, they can be made from hydrogen chloride affected machines and systems are rehabilitated immediately after the fire. Both Opportunities must currently be seen as impracticable. There is no A smoke detector that can be produced at a reasonable cost, which detects the smoke of a PVC fire recognizes and reports early enough. Efforts to find effective remedial measures, always led to failure.

Bei der Branderkennung ist man bisher auf die üblichen Rauchdetektoren angewiesen. Diese erkennen jedoch den PVC-Brand erst in einem verhältnismäßig fortgeschrittenen Stadium.Up to now, fire detection has been based on the usual smoke detectors reliant. However, they only recognize the PVC fire at a relatively advanced stage Stage.

Hierbei ist von Bedeutung, daß zwischen den vorhr angeführten Begriffen, wie Korrosionsschäden, Chlorwasserstoffkonzentrationen und Rauchdichte, keine eindeutig quantifizierbare Beziehung besteht, u.a. liegt dies daran, daß einzelne Werkstoffe unterschiedliche Empfindlichkeiten gegenüber Chlorwasserstoff aufweisen, und daß keine eindeutige Grenze besteht, wann Korrosionsschäden eine Anlage bzw. Maschine endgültig ruinieren.It is important that between the above terms, such as corrosion damage, hydrogen chloride concentrations and smoke density, none clearly quantifiable relationship exists, among other things, this is due to the fact that individual materials have different sensitivities to hydrogen chloride, and that there is no clear limit to when corrosion damage to a system or machine ruin it for good.

Insofern besteht keine direkte Beziehung zwischen Korrosionsschäden und Ghlorwasserstoffkonzentration. Die Beziehung zwischen Qhlorwasserstoffkonzentration und Rauchdichte ist ebenfalls nicht eindeutig. Die Rauchdichte ist in ihrer üblichen Definition ein Maß für die Lichttrübung. Die Lichttrübung steht wiederum in einer Fmplizierten Beziehung zu der Anzahl der kolloidalen Teilchen in der Luft.In this respect, there is no direct relationship between corrosion damage and hydrogen chloride concentration. The relationship between hydrogen chloride concentration and smoke density is also ambiguous. The smoke density is at its usual Definition a measure of light obscuration. The light obscuration is in turn in one Fmplied relationship with the number of colloidal particles in the air.

Der vom erwärmten oder erhitzten PVC abgegebene Chlorwasserstoff bildet mit der stets vorhandenen Luftfeuchtigkeit sofort ein HCl-Aerosol. Die Anzahl und Größe der Aerosolteilchen hängt aber nur teilweise von der Gesamtmenge des in der Luft vorhandenen ChlorwasserstoSs ab. Diese Größe wird hingegen in erheblichem Maße von der Feuchtigkeit der Luft sowie von der Geschwindigkeit,mit der der Chlorwasserstoff freigesetzt wird, beeinflußt. Eine weitere Einflußgröße kann in diesem Zusammenhang nicht unerwnhnt bleiben, nämlich, daß von brennendem PVC immer auch Rußpartikel abgegeben werden, die die Rauchdichte erhöhen, ohne die Chlorwasserstoffkonzentration zu beeinflussen.The hydrogen chloride given off by the heated or heated PVC forms with the humidity that is always present, an HCl aerosol immediately. The number and The size of the aerosol particles depends only in part on the total amount of the in the Existing hydrogen chloride in the air. This size, however, will be significant the humidity of the air and the speed at which the hydrogen chloride is released is released, influenced. Another influencing factor can be in this context Not to go unnoticed, namely that burning PVC always contains soot particles which increase the smoke density without reducing the concentration of hydrogen chloride to influence.

Durch die fehlende Korrelation zwischen den vorstehend angegebenen Größen kann nur die empirische Feststellung getroffen werden, daß die gebräuchlichsten Rauchdetektoren (sowohl Ionisationsrauchmelder als auch Streulichtdetektoren) in vielen Fällen PVC-Brände erst bei einer Chlorwasserstoffkonzentration melden, wenn diese bereits in der Lage ist, erhebliche Korrosionsschäden anzurichten.Due to the lack of correlation between the above Quantities can only be made empirically that the most common Smoke detectors (both ionization smoke detectors as well as scattered light detectors) in many cases only report PVC fires when there is a concentration of hydrogen chloride, if this is already able to cause considerable corrosion damage.

Zur Erkennung von PVC-Bränden in einem möglichst frühen Stadium sind u.a. Verfahren vorgeschlagen worden, die auf die Änderung von pH-Werten einer Wasserprobe oder wässrigen Lösung basieren, wobei die Umgebungsluft durch die Probe geleitet wird. Bei Änderung der pH-Werte würde ein zugesetzter Indikator die Farbe ändern und dadurch eine hierauf ansprechende Regeleinrichtung Alarm auslösen. Eine solche Vorrichtung kann jedoch zu dem besagten Zweck nicht verwendet werden, da in der Luft stets Schwefeldioxyd vorhanden ist, welches vom Wasser vollständig absorbiert wird. Das im Wasser gelöste Schwefeldioxyd oxydiert im Wasser verhältnismäßig schnell zur Schwefelsäure, die eine pH-Änderung bewirkt und einen Fehlalarm auslösen würde.To detect PVC fires at the earliest possible stage Among other things, methods have been proposed which respond to the change in pH values of a water sample or aqueous solution, with the ambient air being passed through the sample will. If the pH values change, an added indicator would change color and thereby trigger a control device that responds to this alarm. Such However, the device cannot be used for the said purpose, since in the There is always sulfur dioxide in the air, which is completely absorbed by the water will. The sulfur dioxide dissolved in the water oxidizes relatively quickly in the water to sulfuric acid, which causes a pH change and would trigger a false alarm.

Um die vorstehend genannten Schwierigkeiten zu beheben und Nachteile zu beseitigen, wird nach dem Hauptpatent vorgeschlagen, daß die Vorrichtung aus einem mit einem Antrieb versehenen Gehäuse und einer oder mehreren in das Gehäuse einsetzbaren bzw. auf das Gehäuse auflegbaren Bandkassetten bzw. Bandkassette besteht und das Band der Kassette bzw.To solve the above difficulties and disadvantages to eliminate, it is proposed according to the main patent that the device from a housing provided with a drive and one or more in the housing tape cassettes or tape cassette that can be used or placed on the housing and the tape of the cassette or

die Bänder der Kassetten mit einem Indikator versehen ist bzw. sind, welcher bei Beaufschlagung mit Chlorwasserstoff einen Farbumschlag erfährt, und die Kassette bzw. Kassetten mit einer oder mehreren, mit der Umgebungsluft in Verbindung stehenden Öffnung bzw. Öffnungen ausgerüstet ist bzw.the tapes of the cassettes are provided with an indicator, which undergoes a color change when exposed to hydrogen chloride, and the cassette or cassettes with one or more, with the ambient air in connection standing opening or openings is equipped or

sind, an der bzw. denen das Band bzw. die Bänder vorbeigeführt ist bzw. sind.are past which the tape or tapes are guided or are.

Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß die Umgebungsluft nur einen Teilbereich des Bandes beaufschlagt, welcher sich unterhalb der Öffnung der Kassette befindet, so daß durch das Abrollen des Bandes ständig neue Bereiche der Umgebungsluft ausgesetzt werden. Somit wird eine über die Zeit integrierende Verschmutzung durch Staub und/oder andere Luftverunreinigungen auf Teilbereichen des Bandes verhindert und damit ebenfalls die Auslösung eines Fehlalarms. Der Deilbereich des Bandes befindet sich zu dem Zeitpunkt, wenn eine als bedenklich anzusehende Verschmutzung oder Beeinträcht gung des Indikators infolge Verunreinigungen oder Luftsauerstoff eingetreten ist, nicht mehr im Bereich der Öffnung der Kassette, sondern ist bereits in deren abgeschlossenen Teil weitergelaufen.This configuration ensures that the ambient air only applied to a portion of the band, which is below the opening of the Cassette is located, so that the unwinding of the tape constantly new areas of the Exposed to ambient air. Thus, pollution becomes integrated over time prevented by dust and / or other air pollution on parts of the belt and thus also triggering a false alarm. The deil area of the tape is located at the point in time when a pollution or impairment that is to be regarded as questionable the indicator has changed due to contamination or atmospheric oxygen, no longer in the area of the opening of the cassette, but is already in its closed Part continued.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung zur Erkennung von durch übermäßige Erwärmung oder Verbrennung von polyvinilchloridhaltigen Materialien freiwerdendem Chlorwasserstoff nach dem Hauptpatent sowohl hinsichtlich ihrer Ansprechzeit als auch in bezug auf die Betriebszeit der Kassetten weiter zu verbessern.On the basis of this prior art, the object of the invention is to be found based on the device for the detection of excessive warming or incineration of materials containing polyvinyl chloride to release hydrogen chloride according to the main patent both in terms of their response time and in terms of to further improve the uptime of the cartridges.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Gewicht des Bandes 6 mg/cm2 oder weniger, vorzugsweise zwischen 2 und 3 mg/cm2, liegt. Das somit zur Anwendung kommende Band aus einem vergleichsweise dünnen Papier, welches mit einem Säure-Base-Indikator, wie z.B. Bromphenolblau, versehen ist, ergibt eine erhebliche Verringerung der Ansprechzeit bei sonst gleichen Bedingungen, oder aber bei Beibehaltung der Ansprechzeit eine erhebliche Verringerung der für den Farbumschlag benötigten Menge Chlorwasserstoff. Anstelle eines saugfähigen, dünnen Papiers kann auch ein Textilgewebe od.dgl. Verwendung finden. Durch das verringerte Flächengewicht ist es möglich, für die Zufuhr der Umgebungsluft ein Sauggerät geringerer Leistung einzusetzen, da das vergleichsweise dünne Band dem Luftstrom einen geringeren Widerstand entgegensetzt als ein stärker bemessenes Band. Weiterhin kann ein Band größerer Länge in der Kassette auf der Ausgangsspule untergebracht werden, so daß die Betriebszeit der Kassette wesentlich heraufgesetzt wird.According to the invention this is achieved in that the weight of the Band 6 mg / cm2 or less, preferably between 2 and 3 mg / cm2. So that used tape made of a comparatively thin paper, which with an acid-base indicator, such as bromophenol blue, gives a significant Reduction of the response time with otherwise the same conditions, or with the same the response time significantly reduces that required for the color change Amount of hydrogen chloride. Instead of absorbent, thin paper, you can also use a Textile fabric or the like. Find use. Due to the reduced weight per unit area it is possible to use a suction device with a lower power to supply the ambient air, because the comparatively thin band offers less resistance to the air flow than a stronger sized band. Furthermore, a longer length of tape can be stored in the cassette be placed on the output reel, so that the operating time of the cassette is increased significantly.

Vorteilhaft ist das Band schmal gehalten, und zwar beträgt dessen Breite maximal 1cm. Die Ansaugöffnung in der Kassette beträgt maximal 1 cm2, so daß sich insgesamt kompakte Abmessungen der Kassette und damit auch der Vorrichtung ergeben. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Vorrichtung mit vergleichsweise geringem Aufwand herzustellen, so daß in einem zu überwachenden Raum mehrere derartiger Geräte angeordnet werden können.The band is advantageously kept narrow, namely its Maximum width 1cm. The suction opening in the cassette is a maximum of 1 cm2, see above that overall compact dimensions of the cassette and thus also of the device result. This opens up the possibility of using the device with comparatively little Effort to produce so that several such devices in a room to be monitored can be arranged.

Außer den vorher angegebenen Kriterien hängt die Ansprechempfindlichkeit auch noch von der Luftfeuchtigkeit ab sowie von der Leistung des Sauggerätes. Die Leistung des Gerätes ist vorteilhaft einstellbar.In addition to the criteria given above, the response sensitivity depends also depends on the humidity and the performance of the suction device. the The power of the device is advantageously adjustable.

Das Band kann auf seiner Vorder- und/oder Rückseite mit einem Gewebe- oder einem PapierstrejEen versehen sein, welche als Träger für das relativ dünne Band dienen. Diese Streifen können auch nur am oberen und/oder unteren Rand des Bandes vorgesehen sein. Für den Transport können diese Streifen eine Perforation besitzen, so daß eine Transportwalze mit Stacheln in die Perforation eingreift.The tape can be on its front and / or back with a fabric or a paper strip, which acts as a support for the relatively thin Serve band. These strips can also only be at the top and / or bottom of the Band be provided. These strips can have a perforation for transport have, so that a transport roller engages with spikes in the perforation.

Nach dem weiteren Merkmal der Erfindung ist in der Kassette ein Schacht od.dgl. vorgesehen, dessen eines Ende die Eintrittsöffnung für die angesaugte Umgebungsluft bildet und dessen anderes Ende als Anschluß für ein Sauggerät dient.According to the further feature of the invention, there is a shaft in the cassette or the like. provided, one end of which is the inlet opening for the sucked in ambient air forms and the other end of which serves as a connection for a suction device.

Zum luftdichten Anschluß des Sauggerätes ist entweder an der Anschlußöffnung des Schachtes der Kassette, oder am Sauggerät eine Dichtung vorgesehen. Eine derart ausgebildete Kassette ist mit einer Hand leicht auszuwechseln.For airtight connection of the suction device is either at the connection opening the shaft of the cassette, or a seal is provided on the suction device. One of those trained cassette is easy to change with one hand.

Der nicht verbrauchte Teil des Bandes ist gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung in der Kassette aufgespult, während der verbrauchte Teil nach Passieren der Öffnung lose in der Kassette gespeichert ist. Diese Ausgestaltung ergibt die Möglichkeit, das Band mit einer konstanten Geschwindigkeit, beispielsweise über eine angetriebene Stachel-oder Andruckwalze an der Öffnung vorbeizubewegen. Eine konsanfte Bandgeschwindigkeit erweist sich auch von Vorteil, weil diese die Möglichkeit eröffnet, das Band mit einer minimalen Geschwindigkeit laufen zu lassen, welche äe nach den Gegebenheiten zu bemessen ist.The unused part of the tape is according to a further proposal of the invention wound up in the cassette, while the consumed part after passing the opening is loosely stored in the cassette. This configuration results in the Ability to run the tape at a constant speed, for example over a driven spiked or pressure roller to move past the opening. One Consistent belt speed also proves to be an advantage because of this possibility opened to run the tape at a minimum speed, which äe is to be measured according to the circumstances.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mit einem herkömmlichen Rauchdetektor in einem einzigen Gehäuse untergebracht sein.According to a further feature of the invention, the inventive Device also with a conventional smoke detector in a single housing be housed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt diese eine schaubildliche Darstellung. Mit 1 ist das Gehäuse bezeichnet, in dessen Ausnehmung 2 die Bandkassette 3 einsetzbar ist. Das Gehäuse 1 ist mit einem nicht weiter dargestellten Antrieb versehen, Durch welchen das in der Bandkassette befindliche Band 4 von der spule 5 in den Speicherraum O der Kassette transportiert wird. Hierbei passiert das Band 4 eine Öffnung 7 in der Kassette 3, so daß der jeweils an dieser Öffnung vorbeilaufende Bereich des Bandes 4 mit der Umgebungsluft in Verbindung gelangt. Durch ein mit 8 bezeichnetes Ansauggerät, welches im Gehäuse 1 angeordnet ist, wird die Umgebungsluft zwangsläufig der Öffnung 7 und damit dem an diesem vorbeilaufenden Bereich des Bandes 4 zugeleitet.An embodiment of the invention is shown in more detail with reference to the drawing explained, namely this shows a graphical representation. With 1 is the housing denotes, in the recess 2, the tape cassette 3 can be inserted. The case 1 is provided with a drive, not shown, through which the in The tape 4 located in the tape cassette from the reel 5 into the storage space O of the cassette is transported. Here, the tape 4 passes through an opening 7 in the cassette 3, so that the area of the belt 4 passing through this opening with the Ambient air comes into contact. By a designated 8 suction device, which is arranged in the housing 1, the ambient air is inevitably the opening 7 and thus fed to the region of the belt 4 that is running past it.

In der Kassette 3 ist ein Schacht 13 vorgesehen, dessen eines Ende die Eintritts öffnung 7 bildet und dessen anderes Ende als Anschluß für das Sauggerät 8 dient. Zwischen Ansauggerät 8 und Anschlußöffnung des Schachtes 13 ist eine Dichtung 14 vorgesehen, so daß ein luftdichter Anschluß gegeben ist.In the cassette 3, a shaft 13 is provided, one end of which the inlet opening 7 forms and the other end as a connection for the suction device 8 serves. Between the suction device 8 and the connection opening of the shaft 13 is a seal 14 is provided so that an airtight connection is provided.

Der Bereich des Bandes 4, welcher durch die Öffnung 7 vorgegeben ist, wird mittels eines optischen systems 9 überwacht, welches aus dem Lichtgeber 10, dem Farbauflöser 1'1 und dem Lichtempfänger 12 besteht. Sobald das optische System 9 einen Farbumschlag des auf dem Band 4 aufgebrachFen ,äure-Base-Indikators feststellt, ergeht ein Steuerimpuls, der über eine elektronische Regeleinrichtung zur Betätigung eines Alarmgerätes führtThe area of the band 4, which is given by the opening 7, is monitored by means of an optical system 9, which consists of the light transmitter 10, the color resolver 1'1 and the light receiver 12 consists. Once the optical system 9 detects a color change of the acid-base indicator applied to the tape 4, a control pulse is issued, which is actuated via an electronic control device an alarm device leads

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: Device for the detection of by excessive heating or combustion of materials containing polyvinyl chloride Hydrogen chloride, which consists of a housing provided with a drive and a or a plurality of tape cassettes which can be inserted into the housing or placed on the housing or tape cassettes and the tape of the cassette or the tapes of the cassettes is or are provided with an indicator which, when exposed to hydrogen chloride experiences a color change, and the cassette or cassettes with one or more equipped with the opening or openings in communication with the ambient air is or

are past which the tape or tapes are guided or are, according to patent. ... (patent application P 28 31 175.3), characterized in that that the weight of the tape (4) is 6 mg / cm2 or less.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the weight of the band (4) is between 2 and 3 mg / cm2.

3. Device according to claim 1 and / or 2, characterized in that that the width of the band (4) is a maximum of 1 cm.

4. Device according to claim 1 and / or one or more of the following, characterized in that the tape (4) on its front and / or back with a fabric or a paper strip is provided.

5. Device according to claim 1 and / or one or more of the following, characterized in that the band (4) is a perforated plastic or paper strip having.

6. Device according to claim 1 and / or one or more of the following, characterized in that the opening (7) in the cassette (3) is a maximum of 1 cm2.

7. The device according to claim 1 and / or one or more of the following, characterized in that a shaft (13) is provided in the cassette (3), one end of which forms the inlet opening (7) and the other end as a connection for a suction device (8).

8. The device according to claim 1 and / or one or more of the following, characterized in that the unused part of the tape (4) in the cassette (3) is wound up, while the used part after passing through the opening (7) is loosely stored in the cassette.