DE10016805C2 - Verschluß für einen Druckbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschluß für einen Druckbehälter, dessen zu verschließende Öffnung mit einem Flansch versehen ist, wobei ein Deckel einen an den Flansch des Druckbehälters angepaßten weiteren Flansch aufweist, wobei Halteelemente bei geschlossenem Druckbehälter beide Flansche umgreifen, wobei je Hälfte des Umfangs der Flansche mindestens ein Halteelement vorgesehen ist, und wobei an der einen Hälfte des Umfangs das mindestens eine Halteelement am Flansch des Deckels und an der anderen Hälfte des Umfangs das mindestens eine Halteelement am Flansch des Druckbehälters befestigt ist.

Druckbehälter, die im wesentlichen für unter hohen Druck stattfindende Prozesse vorgesehen sind und oft beachtliche Ausmaße annehmen, müssen mit einem Deckel sicher und druckdicht verschlossen werden. Dabei ist es häufig vorgesehen, den Deckel gegen die zu verschließende Öffnung zu bewegen und durch eine Drehbewegung zu sichern. Dazu sind derartige Deckel mit am Umfang verteilten Lappen und die entsprechenden Öffnungen des Druckbehälters mit dazu passenden Knacken versehen. Beim Aufsetzen des Deckels treten die Lappen zwischen den Knacken hindurch, worauf durch eine Drehung des Deckels bewirkt wird, daß die Lappen die Knacken hintergreifen. Dabei sind verschiedene Vorrichtungen zur Sicherung gegen unbeabsischtigtes Öffnen bekanntgeworden, beispielsweise durch DE 31 21 339.

Die bekannten Verschlüsse sind jedoch unter anderem wegen der Formen der Lappen und Knacken durch Fräsen sehr aufwendig in der Herstellung. Außerdem können sich die im Neuzustand kreisrunden Druckbehälter bzw. deren zu verschließenden Öffnungen im Laufe der Zeit verformen, so daß die bekannten Verschlüsse beim Öffnen bzw. Schließen klemmen können.

Ein Deckelverschluß nach der Gattung des Hauptanspruchs ist durch DE 18 35 260 U bekanntgeworden, wobei jedoch keinerlei Einzelheiten bezüglich der Dichtungen und eventueller Sicherungen gegen Unfälle durch Überdruck beim Öffnen dargestellt sind. Dieser bekannte Deckelverschluß ist derart aufgebaut, daß der Deckel seitlich von dem Behälter abgezogen werden kann. Ein weiterer aus DE 75 31 019 U bekanntgewordener Verschluß für einen Druckbehälter weist am Umfang verteilte Klammerelemente auf, wobei an der Hälfte des Umfanges die Klammerelemente an dem Flansch des Druckbehälters und an der anderen Hälfte am Flansch des Deckels befestigt sind. Jedes Klammerelement weist einen hydraulischen Zylinder zum Anpressen des Deckels gegen die Dichtung auf. Dies bedeutet einen erheblichen technischen Aufwand.

Bei einem durch DE 28 02 163 C2 bekanntgewordenen weiteren Druckbehälter erfolgt eine Verschlußsicherung dadurch, daß ein vom Innendruck abhängiger Riegel bei Überdruck Hammerkopfschrauben blockiert, die am Rande des Deckels vorgesehen sind, so daß erst bei einem Druckausgleich die Arretierungen geöffnet werden können.

In Produktionsprozessen mit Hilfe von Druckbehältern ist es jedoch erforderlich, bei Beibehaltung der notwendigen Sicherheit ein Öffnen des Druckbehälters baldmöglichst nach dem Druckausgleich zuzulassen, was mit keinem der bekanntgewordenen Verschlüssen möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen preiswert herzustellenden und robusten Verschluß für einen Druckbehälter vorzuschlagen, der möglichst schnell nach einem Druckausgleich mit dem Außendruck geöffnet werden kann, wobei eine Gefährdung durch einen noch vorhandenen Überdruck ausgeschlossen sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße dadurch gelöst, daß die Halteelemente ein axiales Spiel des Deckels zulassen, daß in dem einen Flansch eine umlaufende Dichtungsnut zur Aufnahme einer Ringdichtung angeordnet ist, daß in den Bodenbereich der Dichtungsnut Überdruck zuführbar ist, der die Ringdichtung gegen den anderen Flansch preßt, daß ein Sicherungsriegel bei Überdruck im Druckbehälter ein Öffnen des Druckbehälters verhindert und daß der Sicherungsriegel von einem gegen eine Feder arbeitenden Kolben bewegbar ist, wobei der Kolben mit einem Überdruck entsprechend demjenigen im Druckbehälter beaufschlagbar ist.

Obwohl grundsätzlich Halteelemente auch andere Formen aufweisen können, ist bei dem erfindungsgemäßen Verschluß vorzugsweise vorgesehen, daß die Halteelemente aus zwei Halbringen mit einer innen umlaufenden Nut bestehen, welche bei geschlossenem Druckbehälter die Flansche aufnimmt.

Durch die Erfindung wird ein ungefährliches Öffnen des Deckels ermöglicht, unmittelbar nachdem der Druck auf einen entsprechend niedrigen Wert abgefallen ist. Dabei kann das Öffnen sogar automatisch erfolgen, beispielsweise durch ein über ein Seil verbundenes Gegengewicht.

Der erfindungsgemäße Verschluß hat ferner den Vorteil, daß die wesentlichen Teile durch Drehen geformt werden können, ohne daß es teurer Fräsarbeiten bedarf. Die Flansche und die Halteelemente können dabei so toleriert werden, daß die im Laufe der Zeit auftretenden Verformungen nicht zu einer Beeinträchtigung des Öffnungs- und Schließvorgangs führen.

Ferner stört der von oben einzuschiebende Deckel in keiner Weise Arbeiten zum Beschicken oder Entleeren des Druckbehälters.

Bei dem erfindungsgemäßen Verschluß wird der Deckel zum Öffnen bzw. Schließen bezogen auf die Achse des Druckbehälters radial bewegt, wobei die Halteelemente als Führung dienen.

Eine vorteilhafte Möglichkeit zum Öffnen und Schließen des Deckels ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dadurch gegeben, daß der an dem Deckel befestigte Halbring bei waagerecht verlaufender Achse von Deckel und Druckbehälter oben angeordnet ist und mit Anschlüssen für ein Hebezeug versehen ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verschluß sind vorzugsweise die Halteelemente an den jeweiligen Flanschen mit Schrauben befestigt.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Dichtung hat die Erfindung einerseits den Vorteil, daß ein problemloses Einschieben bzw. Ablassen des Deckels bis zur Schließposition möglich ist, ohne daß dabei ein Dichtelement im Eingriff ist, und daß dennoch eine zuverlässige Dichtung möglich ist.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verschluß zu verschließenden Druckbehälter arbeiten mit einem Überdruck bis zu 20 bar gegebenenfalls auch mit Unterdruck.

Druckbehälter werden häufig mit Dampf betrieben, der sich allein durch die Temperatur recht aggressiv gegenüber Dichtungen verhält. Bei der Weiterbildung kann zum Schutz des Kolbens und anderer Teile der Sicherungsvorrichtung vorgesehen sein, daß der Kolben mit dem Überdruck über eine Wasservorlage beaufschlagbar ist.

Eine einfache und wirksame Ausgestaltung der Sicherungsvorrichtung kann darin bestehen, daß der Sicherungsriegel in der Sicherungsstellung in eine Lasche am oberen Halbring eingreift.

Um eine Freigabe des Deckels auch dann zu verhindern, wenn die mit dem Kolben arbeitende Sicherungsvorrichtung wegen zu geringen Drucks den Deckel freigeben würde, kann bei der erfindungsgemäßen Weiterbildung ferner vorgesehen sein, daß der Sicherungsriegel in der Sicherungsstellung manuell arretierbar ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Druckbehälters mit einem erfindungsgemäßen Verschluß, teilweise geschnitten,

Fig. 2 eine weitere Ansicht,

Fig. 3 eine Seitenansicht bei teilweise geöffnetem Deckel und

Fig. 4 eine weitere Ansicht bei teilweise geöffnetem Deckel.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Ein zylindrischer Druckbehälter 1 hat beispielsweise eine Länge von mehreren Metern und einen Durchmesser bis zu 5 m. Während an einem Ende ein fester Boden 2 angeschweißt ist, befindet sich am anderen Ende ein Flansch 3 zur Verbindung mit einem Deckel 4, der ebenfalls einen Flansch 5 aufweist. Als Halterung für den Deckel 4 sind zwei Halbringe 6, 7 vorgesehen, die innen mit einer umlaufenden Nut versehen sind und die beiden Flansche 3, 5 umgreifen. Der Halbring 6 ist mit dem Flansch 5 des Deckels mittels Schrauben 8 verbunden, während der untere Halbring 7 an den Flansch 3 des Druckbehälters 1 angeschraubt ist. Damit kann die Baueinheit, bestehend aus dem Deckel 4 mit dem Flansch 5 und dem oberen Halbring 6 - im folgenden auch Deckeleinheit genannt -, nach oben aus dem unteren Halbring 7 herausgehoben werden. Eine Zwischenstellung ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Zum Anheben sind zwei Augen 9, 10 an den oberen Halbring 6 angeschweißt, an die ein Hebezeug angreifen kann.

Im Flansch 3 befindet sich eine umlaufende Dichtungsnut 11, in die eine Ringdichtung 12 eingelegt ist. Um ein sicheres Anheben und Absenken der Deckeleinheit zu ermöglichen, ist die umlaufende Nut in den Halbringen 6 und 7 derart weit ausgelegt, daß der Deckel in der Schließstellung Spiel aufweist. Um dennoch eine zuverlässige Abdichtung zu erzielen, wird in die Dichtungsnut 11 ein Druckmedium, vorzugsweise Frischdampf FD, eingelassen, so daß sich die Ringdichtung 12 an die gegenüberliegende Fläche des Flansches 5 anlegt.

Der Druckbehälter 1 weist zwei Rohranschlüsse 13, 14 auf, wobei zur Erläuterung der Erfindung lediglich der Anschluß 13 interessant ist. Dieser ist nämlich über zwei Ventile 15, 16 an eine Frischdampfzuführung FD angeschlossen. Zur Sicherung des Deckels, wenn der Druckbehälter mit Druck beaufschlagt ist, dient ein Zylinder 17, in dem ein Kolben 18 angeordnet ist, dessen Kolbenstange außerhalb des Zylinders als Sicherungsriegel 19 dient. Eine Feder 20 drückt den Kolben 18 in die gezeichnete Stellung. Steht die Zuleitung 21 und damit auch der Druckkessel unter Druck, wirkt sich dieser auch über eine weitere Leitung 22 auf eine in einem weiteren Kessel 23 befindliche Wasservorlage 24 aus. Über eine Rohrleitung 25 wird dann das Wasser in den Zylinder 17 geleitet und betätigt den Sicherungsriegel 19, der in eine Lasche 26 am oberen Halbring 6 eingreift.

Zur manuellen Arretierung des Sicherungsriegels ist ein Hebel 27 vorgesehen, der in der Sicherungsstellung in eine umlaufende Nut 27 des Sicherungsriegels eingreift.

Wie bereits erwähnt, wird zum Abdichten die Dichtungsnut mit Druck beaufschlagt. Während des Ein- und Ausfahrens der Deckeleinheit 4, 5, 6 soll die Ringdichtung 12 weder die Bewegung behindern noch beschädigt werden. Dazu kann die Ringdichtung 12 durch Anlegen eines Vakuums V in die Dichtungsnut 11 hereingesaugt werden. Ein Vierwegeventil 28 läßt ferner die Zuführung des Innendrucks ID des Druckbehälters 1 zu.

Claims (8)

1. Verschluß für einen Druckbehälter, dessen zu verschließende Öffnung mit einem Flansch versehen ist, wobei ein Deckel einen an den Flansch des Druckbehälters angepaßten weiteren Flansch aufweist, wobei Halteelemente bei geschlossenem Druckbehälter beide Flansche umgreifen, wobei je Hälfte des Umfangs der Flansche mindestens ein Halteelement vorgesehen ist, und wobei an der einen Hälfte des Umfangs das mindestens eine Halteelement am Flansch des Deckels und an der anderen Hälfte des Umfangs das mindestens eine Halteelement am Flansch des Druckbehälters befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (6, 7) ein axiales Spiel des Deckels (4) zulassen, daß in dem einen Flansch (3) eine umlaufende Dichtungsnut (11) zur Aufnahme einer Ringdichtung (12) angeordnet ist, daß in den Bodenbereich der Dichtungsnut (11) Überdruck zuführbar ist, der die Ringdichtung (12) gegen den anderen Flansch (5) preßt, daß ein Sicherungsriegel (19) bei Überdruck im Druckbehälter (1) ein Öffnen des Druckbehälters (1) verhindert und daß der Sicherungsriegel (19) von einem gegen eine Feder (20) arbeitenden Kolben (18) bewegbar ist, wobei der Kolben (18) mit einem Überdruck entsprechend demjenigen im Druckbehälter beaufschlagbar ist.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente aus zwei Halbringen (6, 7) mit einer innen umlaufenden Nut bestehen, welche bei geschlossenem Druckbehälter (1) die Flansche (3, 5) aufnimmt.

3. Verschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem Deckel (4) befestigte Halbring (6) bei waagerecht verlaufender Achse von Deckel (4) und Druckbehälter (1) oben angeordnet ist und mit Anschlüssen (9, 10) für ein Hebezeug versehen ist.

4. Verschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (6, 7) an den jeweiligen Flanschen (5, 3) mit Schrauben (8) befestigt sind.

5. Verschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsnut (11) im Flansch (3) des Druckbehälters (1) angeordnet ist.

6. Verschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) mit dem Überdruck über eine Wasservorlage (24) beaufschlagbar ist.

7. Verschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsriegel (19) in der Sicherungsstellung in eine Lasche (26) am oberen Halbring (6) eingreift.

8. Verschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsriegel (19) in der Sicherungsstellung manuell arretierbar ist.