DE102004041462B4

DE102004041462B4 - Closure for pressure vessels

Info

Publication number: DE102004041462B4
Application number: DE200410041462
Authority: DE
Inventors: Walter Klein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2024-08-28
Also published as: DE102004041462A1

Abstract

Verschluss für Druckbehälter bestehend aus einem an einen Anschweißflansch (8) des Druckbehälters über eine Dichtung (9) anliegenden und mit diesem verbindbaren Deckel (4), dadurch gekennzeichnet
dass am äußeren Umfang des Deckels (4) mindestens 3 kreisbogenförmige Nutsegmente (7) vorgesehen sind, die im Bereich des Anschweißflansches (8) mit Vorsprüngen ausgestattet sind, welche in der Verriegelungsstellung in umlaufende Nuten am Flansch (8) einrasten, und die im Bereich des Deckels (4) mindestens eine Haltenase aufweisen, die in die entsprechenden Haltenuten an dem Deckel (4) eingreifen,
dass die Segmente (7) eine kegelige Außenkontur aufweisen,
dass jedes Segment (7) mit mindestens einer Führungsleiste (5) ausgestattet ist,
dass zwischen den Führungsleisten (5) und der kegeligen Außenkontur der Segmente (7) ein Schlitz angeordnet ist, der einen als Hohlkegel ausgeformten Verschiebekegel (6) aufnimmt,
dass jedes Segment (7) bei einer Verschiebung des Verschiebekegels (6) in axialer Richtung radial nach außen in eine Entriegelungsstellung oder radial...Closure for pressure vessels consisting of a lid (4), which bears against a welding flange (8) of the pressure vessel via a seal (9) and can be connected to it (4), characterized
that at least 3 arcuate groove segments (7) are provided on the outer circumference of the lid (4), which are provided in the region of the welding flange (8) with projections which engage in the locking position in circumferential grooves on the flange (8), and in the region the cover (4) have at least one retaining lug which engage in the corresponding retaining grooves on the cover (4),
the segments (7) have a conical outer contour,
each segment (7) is equipped with at least one guide strip (5),
a slot is arranged between the guide strips (5) and the conical outer contour of the segments (7), said slot receiving a displacement cone (6) formed as a hollow cone,
that each segment (7) in a displacement of the sliding cone (6) in the axial direction radially outward in an unlocked position or radially ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschluss für einen Druckbehälter, der aus einem an einen Anschweißflansch des Druckbehälters über eine Dichtung anliegenden und mit diesem verbindbaren Deckel besteht.The The invention relates to a closure for a pressure vessel, the from one to a welding flange of the pressure vessel over a Seal adjacent and connectable with this lid.

Zum Öffnen und Schließen des Verschlusses brauchen keine Teile unter Last bewegt werden. Die Bewegung unter Last und der dadurch bedingte schnelle Verschleiß werden vermieden. Der Kraftschluss gegen den Behälterdruck wird durch einrastende Elemente hergestellt. Der erforderliche Druck auf die Dichtung wird durch ein unter Druck stehendes Medium erzeugt. Bisherige Ausführungen mit U-förmigen oder U-Profilen bedingen eine umständliche Bedienung und müssen wegen der auftretenden Biegemomente bei höheren Druck mit relativ großen Wanddicken ausgeführt werden.To open and Shut down The shutter does not need to be moved under load. The movement under load and the resulting rapid wear are avoided. The traction against the container pressure is by latching Elements made. The required pressure on the seal is produced by a pressurized medium. Previous versions with U-shaped or U-profiles require a complicated operation and must because the bending moments occurring at higher pressure with relatively large wall thicknesses accomplished become.

Derartige Verschlüsse gehen aus der nachveröffentlichten Druckschrift DE 103 15 797 A1 und den Druckschriften DE 73 39 748 U , DE 20 13 380 A sowie DE 18 07 752 U hervor.Such closures go from the post-published document DE 103 15 797 A1 and the pamphlets DE 73 39 748 U . DE 20 13 380 A such as DE 18 07 752 U out.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verschluss zu schaffen, der für hohe Drücke geeignet ist und einfach zu bedienen ist.task The invention is to provide a closure suitable for high pressures is and easy to use.

Die Aufgabe wird durch den Verschluss gemäß Anspruch 1 gelöst.The Task is solved by the closure according to claim 1.

Der Verschluss gemäß Anspruch 1 bringt einen optimalen Kraftschluss, Biegemomente treten nicht auf. Der Verschluss ist für hohe Drücke geeignet und einfach zu bedienen. Er kann für jeden gewünschten Durchmesser ausgelegt werden. Spezielle Werkzeuge sind für die Herstellung nicht erforderlich. Für Unterdruck im Prozessverlauf ist der Verschluss geeignet.Of the Closure according to claim 1 provides an optimal adhesion, bending moments do not occur on. The shutter is for high pressures suitable and easy to use. It can be designed for any desired diameter become. Special tools are not required for the production. For negative pressure During the process, the closure is suitable.

Anhand der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen dargestellt und näher erläutert. Es zeigen:Based The following description and drawings illustrate the invention in exemplary embodiments shown and closer explained. Show it:

1 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Verschlusses in verriegelter Stellung mit einer O-Ringdichtung 1 a sectional view of the closure according to the invention in the locked position with an O-ring seal

1a eine Detailansicht dieser Ausführungsform in verriegelter Stellung 1a a detailed view of this embodiment in the locked position

1b eine Detailansicht dieser Ausführungsform in entriegelter Stellung 1b a detailed view of this embodiment in the unlocked position

2 Ansicht A von 1 2 View A from 1

3 Ansicht B von 1 3 View B from 1

4 eine Schnittdarstellung dieser Ausführungsform in entriegelter Stellung 4 a sectional view of this embodiment in the unlocked position

5 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Verschlusses in verriegelter Stellung mit einer Andrückmembrane 5 a sectional view of the closure according to the invention in the locked position with a Andrückmembrane

5a eine Detailansicht dieser Ausführungsform in verriegelter Stellung 5a a detailed view of this embodiment in the locked position

5b eine Detailansicht dieser Ausführungsform in verriegelter Stellung 5b a detailed view of this embodiment in the locked position

6 Ansicht A von 5 6 View A from 5

7 Ansicht B von 5 7 View B from 5

8 eine Schnittdarstellung dieser Ausführungsform in entriegelter Stellung 8th a sectional view of this embodiment in the unlocked position

9a Deckel (4) mit ebener Platte 9a Cover ( 4 ) with a flat plate

9b Deckel (4) mit Tellerboden und angeschweißtem Ring 9b Cover ( 4 ) with plate base and welded ring

10 Detailansichten einer Ausführung für höhere Temperaturen 10 Detailed views of a version for higher temperatures

Der Druckaufbau im Behälter richtet sich nach dem gewünschten Prozess.Of the Pressure build-up in the tank depends on the desired Process.

-A--A-

Behälter schließen und Druck im Behälter halten:

1) Schließen des Deckels (4): Verschiebekegel (6) von Hand oder durch Steuerung bis zum Anschlag zurückziehen (1, 4, 5 und 8). Deckel (4) von Hand oder durch Steuerung gegen Flansch (8) schwenken und leicht anhalten.
2) Verschiebekegel (6) von Hand am Griff (1) oder durch Steuerung gegen Flansch (8) schieben: Die Nutsegmente (7) werden durch den Verschiebekegel (6) radial nach innen geschoben und greifen in die Eingreifnuten des Flansches (8) ein.
3) Sicherungsstift (10) einstecken oder Konstruktion des Verschiebekegels (6) auf andere Weise arretieren.
4) Druckmedium über Anschluss (11) in die Ringkammer-Dichtung lassen. Der Druck kann durch nachfolgende Verfahren erzeugt werden:
a) Pressluft aus dem Druckluftnetz.
b) Aus einer Pressluftflasche, falls erforderlich mit Druckminderer.
c) Durch einen Kompressor.
d) Durch Handpumpe. Der Druck muss durch eine zusätzliche Einrichtung gehalten werden.
e) Durch einen über einen Motor betriebene Hydraulikanlage.
Das Druckmedium presst die Dichtung (9) gegen den Deckel (4) und bewirkt eine Abdichtung gegen den Behälterdruck. Geringe Unebenheiten der Dichtfläche sowie geringe Abweichungen des Dichtungsprofils werden ausgeglichen.
5) Behälterdruck einbringen. Das bei Druckbehältern in der Regel erforderliche Sicherheitsventil, ist in den Fig. nicht dargestellt.

Close the container and keep pressure in the container:

1) Close the lid ( 4 ): Sliding cone ( 6 ) by hand or by control to the stop ( 1 . 4 . 5 and 8th ). Cover ( 4 ) by hand or by control against flange ( 8th ) and stop lightly.
2) sliding cone ( 6 ) by hand on the handle ( 1 ) or by control against flange ( 8th ): The groove segments ( 7 ) are replaced by the sliding cone ( 6 ) are pushed radially inwards and engage in the engagement grooves of the flange ( 8th ) one.
3) locking pin ( 10 ) or construction of the displacement cone ( 6 ) lock in a different way.
4) Pressure medium via connection ( 11 ) in the annular chamber seal. The pressure can be generated by the following methods:
a) compressed air from the compressed air network.
b) From a compressed air cylinder, if necessary with pressure reducer.
c) By a compressor.
d) By hand pump. The pressure must be maintained by an additional device.
e) By a hydraulic system operated by a motor.
The pressure medium presses the seal ( 9 ) against the lid ( 4 ) and causes a seal against the container pressure. Small unevenness of the sealing surface and small deviations of the sealing profile are compensated.
5) Insert container pressure. The pressure vessel usually required safety valve is not shown in the figures.

-B--B-

Öffnen des Verschlusses:

1) Überdruck im Behälter vollständig ablassen.
2) Druck auf Dichtung (9) vollständig abbauen.
3) Sicherungsstift (10) entfernen. Evtl. anderweitige Arretierung des Verschiebekegels aufheben. Deckel (4) von Hand am Griff (1) oder durch Steuerung leicht gegen Flansch (8) drücken und halten.
4) Verschiebekegel (6) von Hand am Griff (1) oder durch Steuerung bis Anschlag zurückziehen. Die Führungsleisten (5) schieben die Nutsegmente (7) radial nach außen. Die Nutsegmente (7) geben die Eingreifnuten am Flansch (8) frei. Die Fixierstifte (3) verhindern ein seitliches Verschieben der Nutsegmente (7). Die Entriegelung der Nutsegmente durch den Verschiebekegel (6) ist nur möglich wenn der Druck im Behälter sowie auf der Dichtung vollständig abgebaut ist.
5) Der Deckel kann jetzt vom Flansch (8) um das Schwenklager (15) von Hand am Griff (2) oder durch Steuerung weggeschwenkt werden und gibt die Behälteröffnung in vollem Umfang frei.
6) Bei hohen Betriebstemperaturen (10), wo eine Dichtung aus für diese Temperaturen geeignetem Material erforderlich ist, muss die Andrückmembrane durch ein ständig in Betrieb stehendes Kühlsystem vor unzulässig hohen Temperaturen geschützt werden. Der Druck der Andrückmembrane geht über den Andrückring mit Kühlkammer, die Druckübertragungsbolzen, den Überbrückungsring (14), die Dichtungshalter (13) auf die Dichtung (12), welche gegen den Deckel (4) abdichtet.

Opening the lock:

1) Completely drain the pressure in the tank.
2) pressure on seal ( 9 ) completely dismantle.
3) locking pin ( 10 ) remove. Possibly. cancel otherwise locking the sliding cone. Cover ( 4 ) by hand on the handle ( 1 ) or by controlling slightly against flange ( 8th Press and hold.
4) sliding cone ( 6 ) by hand on the handle ( 1 ) or by controlling to stop. The guide rails ( 5 ) push the groove segments ( 7 ) radially outward. The groove segments ( 7 ) give the engagement grooves on the flange ( 8th ) free. The fixing pins ( 3 ) prevent a lateral displacement of the groove segments ( 7 ). The unlocking of the Nutsegmente by the sliding cone ( 6 ) is only possible if the pressure in the container as well as on the seal is completely dissipated.
5) The cover can now be removed from the flange ( 8th ) around the pivot bearing ( 15 ) by hand on the handle ( 2 ) or swung by control and releases the container opening in full.
6) At high operating temperatures ( 10 ), where a seal of suitable material for these temperatures is required, the pressure diaphragm must be protected by a constantly operating cooling system from excessive temperatures. The pressure of the Andrückmembrane goes over the Andrückring with cooling chamber, the pressure transmission bolts, the bridging ring ( 14 ), the seal holder ( 13 ) on the seal ( 12 ), which against the lid ( 4 ) seals.

-C--C-

Konstruktionen MetallteileConstructions metal parts

Der erfindungsgemäße Verschluss kann für alle gewünschten Durchmesser hergestellt werden. In der Regel wird der Flansch als Anschweißteil ausgeführt. Falls die Rundnaht jedoch spannungsarm geglüht werden muss und die mechanische Bearbeitung des Flansches (8) nach dem Anschweißen nicht möglich ist, muss an den Verschlussflansch (8) ein Normflanschpaar vorgesehen werden, dessen Rundnaht am Behälter spannungsarm geglüht werden kann. Der Verschlussflansch (8) mit dem angeschweißten Normflansch kann nach dem spannungsarmen Glühen mechanisch bearbeitet werden.

1) Der Deckel (4) ist nach den üblichen Druckbehältervorschriften auszulegen. Er kann auch nach 9a oder 9b gefertigt werden. Deckel (4) und Flansch (8) können aus Sondermetallen gefertigt werden. Bei Herstellung aus plattierten Blechen, ähnlich 1a und 5a ist zu beachten, dass der Dichtungshalter und mindestens der innere Klemmring aus gleichem oder gleichwertigem Werkstoff sein müssen wie der Auflagewerkstoff der Plattierung.
2) Die Nutsegmente (7), mindestens 3 Stück, müssen entsprechend den Betriebsverhältnissen ausgelegt werden. Die Zahl der Haltenasen an den Segmenten (7) und der entsprechenden Haltenuten am Deckel (4), die Zahl der Vorsprünge an den Segmenten (7) und der entsprechenden Eingreifnuten an dem Flansch (8) sowie der Querschnitt der Nutsegmente (7) richtet sich nach der auftretenden Belastung, der Betriebstemperatur und dem verwendeten Werkstoff. Die Nutsegmente (7) haben während der Prozessdauer keinen Kontakt mit dem Behälterinhalt. Die Nutsegmente (7) sind gegen seitliches Verschieben in entriegelter Stellung mit mindestens einem Fixierstift (3) je Segment gesichert. Die Führungsleisten (5), mindestens 2 Stück je Segment (7) bewirken beim Entriegeln des Verschlusses durch den Verschiebekegel (6) eine radiale Verschiebung der Nutsegmente (7) nach außen, die Eingreifnuten am Flansch (8) werden frei. (1b, 4 und 8). Der Werkstoff der Führungsleisten muss mit den Nutsegmenten (7) verschweißbar sein. Ein Anschrauben der Nutsegmente ist möglich. Eine Herstellung der Nutsegmente mit einer gefrästen, äußeren Führung ist möglich. Die Eingreifnuten am Flansch (8) und die Vorsprünge an den Nutsegmenten (7) können konzentrisch als auch mit einer Gewindesteigung ausgeführt werden.
3) Der Verschiebekegel (6) muss konzentrisch geführt sein. In vorgeschobener Stellung schiebt er die Nutsegmente (7) radial nach innen in die verriegelte Stellung, die Vorsprünge greifen in die Eingreifnuten des Flansches (8) (1, 1a, 5a und 5b). In zurückgezogener Stellung schiebt er die Nutsegmente (7) über die Führungsleisten (5) oder eine gefräste Führung radial nach außen in die entriegelte Stellung, die Eingreifnuten am Flansch (8) werden frei. (1b, 4 und 8). Der Deckel kann um das Schwenklager (15) von der Behälteröffnung weggeschwenkt werden.

The closure according to the invention can be produced for all desired diameters. As a rule, the flange is designed as weld-on part. However, if the round seam must be annealed with low stress and mechanical machining of the flange ( 8th ) is not possible after welding, must be connected to the sealing flange ( 8th ) A Normflanschpaar be provided whose round seam can be annealed stress-relieved on the container. The sealing flange ( 8th ) with the welded-on standard flange can be machined after stress-relieved annealing.

1) The lid ( 4 ) must be designed according to the usual pressure vessel regulations. He can also after 9a or 9b be made. Cover ( 4 ) and flange ( 8th ) can be made of special metals. When manufactured from plated sheets, similar 1a and 5a it should be noted that the seal holder and at least the inner clamping ring must be made of the same or equivalent material as the cladding of the cladding.
2) The groove segments ( 7 ), at least 3 pieces, must be designed according to the operating conditions. The number of retaining lugs on the segments ( 7 ) and the corresponding retaining grooves on the cover ( 4 ), the number of projections on the segments ( 7 ) and the corresponding engagement grooves on the flange ( 8th ) as well as the cross-section of the groove segments ( 7 ) depends on the load, the operating temperature and the material used. The groove segments ( 7 ) have no contact with the contents of the container during the process. The groove segments ( 7 ) are against lateral displacement in the unlocked position with at least one fixing pin ( 3 ) secured per segment. The guide rails ( 5 ), at least 2 pieces per segment ( 7 ) cause when unlocking the closure by the sliding cone ( 6 ) a radial displacement of the groove segments ( 7 ) to the outside, the engagement grooves on the flange ( 8th ) become free. ( 1b . 4 and 8th ). The material of the guide rails must be aligned with the groove segments ( 7 ) be welded. Screwing the groove segments is possible. A production of the groove segments with a milled outer guide is possible. The engagement grooves on the flange ( 8th ) and the projections on the groove segments ( 7 ) can be performed concentrically as well as with a thread pitch.
3) The sliding cone ( 6 ) must be concentric. In advanced position it pushes the groove segments ( 7 ) radially inwardly into the locked position, the projections engage in the engagement grooves of the flange ( 8th ) ( 1 . 1a . 5a and 5b ). In retracted position he pushes the groove segments ( 7 ) via the guide rails ( 5 ) or a milled guide radially outward in the unlocked position, the Eingreifnuten the flange ( 8th ) become free. ( 1b . 4 and 8th ). The lid can be wrapped around the pivot bearing ( 15 ) are pivoted away from the container opening.

-D-D-

Dichtungen.Seals.

1) The seal ( 9 ) ( 1 . 1a , and 1b ) is drawn as O-ring. A different cross profile is possible. The sealing material must be determined according to the operating conditions. The seal ( 9 ) must fit tightly into the groove. The contact pressure against the lid ( 4 ) after locking the lid ( 4 ) through the groove segments ( 7 ) by a via the port ( 11 ) produced in the annular chamber introduced pressure medium. The pressure medium can be gaseous, liquid or creamy. A combination of several print media is possible. Be the comments gem. the 1 . 4 and 1a or 1b with round profile or another profile, a slight leakage of the pressure medium can not be avoided.
2) The seal in connection with the pressure diaphragm ( 5 . 5a . 5b and 8th ) with the inner and outer clamping ring seals the container against the pressure medium. The choice of pressure medium for the Andrückmembrane is independent of the process and container contents, however, dependent on the operating temperature.
3) containers with high operating temperatures ( 10 ). For the pressure membrane ( 16 ), only an elastic material can be used, which is usually unsuitable for high temperatures. The cooling system prevents exceeding the permissible temperature. The cover flange ( 4 ) carries an inwardly inclined approach, so that the seal seals against this approach and the inside of the groove in the container flange.
4) The optimum pressure of the medium on the seal ( 1 - 4 ) and on the pressure membrane ( 5 - 8th and 10 ) depends on the operating pressure of the container, it may need to be determined by tests.

Claims

Closure for pressure vessels consisting of a weld-on flange ( 8th ) of the pressure vessel via a seal ( 9 ) adjoining and connectable with this lid ( 4 ), characterized in that on the outer circumference of the lid ( 4 ) at least 3 arcuate groove segments ( 7 ) are provided, which in the region of the welding flange ( 8th ) are provided with projections which in the locking position in circumferential grooves on the flange ( 8th ) and in the area of the lid ( 4 ) have at least one retaining lug, which in the corresponding retaining grooves on the lid ( 4 ) intervene that the segments ( 7 ) have a conical outer contour that each segment ( 7 ) with at least one guide strip ( 5 ), that between the guide rails ( 5 ) and the conical outer contour of the segments ( 7 ) a slot is arranged, which forms a hollow cone formed as a displacement cone ( 6 ) records that each segment ( 7 ) with a displacement of the displacement cone ( 6 ) is displaceable in the axial direction radially outwards into an unlocking position or radially inwards into a locking position, that each segment ( 7 ) against lateral displacement in the unlocked position with at least one fixing pin ( 3 ) and that the seal ( 9 ) is associated with an acted upon by a pressure medium annular chamber.