DE1074349B

DE1074349B - Rupture disc protection

Info

Publication number: DE1074349B
Application number: DENDAT1074349D
Authority: DE
Inventors: Kansas City Mo. Robert Samuel Cofiman (V.St.A.)
Original assignee: Black, Sivalls S. Bryson, Inc., Kansas City, Mo. (V. St. A.)
Publication date: 1960-01-28

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Berstscheibensicherung mit einer Dichtmembran, die auf der Druckseite einer Scheibe angeordnet ist, welche mit radialen, von einer Mittelöffnung ausstrahlenden Einschnitten versehen ist. Derartige Berstscheibensicherungen sind bekannt.The invention relates to a rupture disk safety device with a sealing membrane, which is on the pressure side of a Disc is arranged, which is provided with radial, radiating from a central opening incisions is. Such rupture disk safeguards are known.

Die Erfindung bezweckt, eine einfache und zuverlässig arbeitende Berstscheibensicherung zum Schutz gegen unzulässige Drücke zu schaffen, die auch bei kleinen Druckunterschieden (d. h. bei geringen Überbzw. Unterdrücken) zuverlässig anspricht, die Durchflußöffnung rasch und vollständig freigibt und besonders zum Schutz von Systemen geeignet ist, in denen sich ätzende Stoffe befinden.The aim of the invention is to provide a simple and reliably working rupture disc safety device for protection to create against impermissible pressures, which even in the case of small pressure differences (i.e. in the case of slight excess or Suppress) responds reliably, releases the flow opening quickly and completely and especially is suitable for the protection of systems in which there are corrosive substances.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß sich die Scheibe mit den radialen Einschnitten an einer glatten Scheibe abstützt, die ihrerseits durch die übergreifenden Finger von Klammern gehalten ist, welche mit der mit radialen Einschnitten versehenen Scheibe, beispielsweise durch Punktschweißung, verbunden sind.The essence of the invention is that the disc with the radial incisions on a supported smooth disc, which in turn is held by the overlapping fingers of clips, which connected to the disc provided with radial incisions, for example by spot welding are.

Eine solche Sicherung arbeitet deswegen besonders zuverlässig, weil sie nicht erst dann anspricht, wenn die Scheibe selbst oder ein Bruchglied, gegen das sich die Scheibe abstützt, die Fließgrenze überschritten hat, sondern dann, wenn die glatte Scheibe aus den Haltefingern herausspringt. Der Druck, bei dem dies eintritt, läßt sich verhältnismäßig genau festlegen, z. B. durch eine geeignete Zahl und Stärke der Haltefinger.Such a fuse works particularly reliably because it does not only respond when the disc itself or a fracture member against which the disc is supported has exceeded the yield point has, but when the smooth disc pops out of the retaining fingers. The pressure at which this occurs, can be determined relatively precisely, z. B. by a suitable number and strength of the Holding fingers.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele sowie aus den Ansprüchen hervor. Die Einzelheiten der Ausfuhrungsbeispiele und der Unteransprüche sollen nur im Rahmen der vorstehend genannten Erfindung geschützt sein. Es zeigtFurther details of the invention can be found in the following description of some exemplary embodiments as well as from the claims. The details of the exemplary embodiments and the subclaims should only be protected within the scope of the invention mentioned above. It shows

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt in perspektivischer Darstellung durch eine Berstscheibensicherung nach der Erfindung mit den zugehörigen Flanschen und Rohren,Fig. 1 shows a vertical section in a perspective view through a rupture disk safety device the invention with the associated flanges and pipes,

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt durch die Berstscheibensicherung,2 shows an enlarged cross section through the rupture disk safety device,

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Sicherung der Fig. 2,Fig. 3 is a plan view of the fuse of Fig. 2,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der einzelnen, geschnitten gedachten Teile der Berstscheibensicherung, 4 shows a perspective view of the individual, imaginary parts of the bursting disc safety device,

Fig. 5 einen vergrößerten Teilquerschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform der Sicherung, die für Unterdruck bestimmt ist,5 shows an enlarged partial cross-section through a modified embodiment of the fuse, which is intended for negative pressure,

Fig. 6 einen vertikalen Querschnitt durch eine zu Bruch gegangene Sicherung mit den zugehörigen Flanschen,Fig. 6 shows a vertical cross section through a broken fuse with the associated Flanges,

Fig. 7 eine Aufsicht auf eine weiter abgeänderte Ausführungsform einer Berstscheibensicherung,7 shows a plan view of a further modified embodiment of a rupture disk safety device,

Fig. 8 einen Teilquerschnitt durch eine Berst-Berstsdieibensicherung Fig. 8 is a partial cross-section through a burst-rupture safety device

Anmelder:Applicant:

Black, Sivalls & Bryson, Inc.,
Kansas City, Mo. (V. St. A.)Black, Sivalls & Bryson, Inc.,
Kansas City, Mo. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. K. Boehmert und Dipl.-Ing. A. Boehmert,
Patentanwälte, Bremen 1, Feldstr. 24Dr.-Ing. K. Boehmert and Dipl.-Ing. A. Boehmert,
Patent Attorneys, Bremen 1, Feldstr. 24

Robert Samuel Coffman, Kansas City, Mo. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt wordenRobert Samuel Coffman, Kansas City, Mo. (V. St. A.), has been named as the inventor

Scheibensicherung, die sowohl für Über- als auch für Unterdruck bestimmt ist.Washer lock designed for both positive and negative pressure.

Die in Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Berstscheibensicherung, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, besteht aus den in Fig. 4 einzeln dargestellten Teilen. Sie ist an einen Behälter od. dgl. angeschlossen, in welchem ein verhältnismäßig geringer Druckunterschied gegenüber der Atmosphäre herrscht. Die Berstscheibensicherung wird in der in Fig. 1 dargestellten Weise zwischen den Flanschen 4 und 5 gehalten, die mit Schrägflächen 10 und 15 versehen sind, welche mit den Schrägflächen 31 und 24 (Fig. 2) der Sicherung in Eingriff kommen.The bursting disc safety device shown in FIGS. 1, 2 and 3, denoted by the general reference number 1 is designated, consists of the parts shown individually in FIG. It is on a container or the like. connected, in which a relatively small pressure difference compared to the atmosphere prevails. The rupture disk safety device is positioned between the flanges 4 in the manner shown in FIG and 5 held, which are provided with inclined surfaces 10 and 15, which with the inclined surfaces 31 and 24 (Fig. 2) the fuse come into engagement.

Die in Fig. 2 im Schnitt und in Fig. 3 in Aufsicht dargestellte Berstscheibensicherung besteht aus den in Fig. 4 dargestellten. Einzelheiten. Der oberste Teil ist eine glatte Scheibe 19, welche mit der darunterliegenden Scheibe 20 durch die übergreifenden Finger 37 von Klammer 34 gehalten wird. Die Anordnung dieser beiden Scheiben ist am besten aus Fig. 3 zu ersehen. Die Klammern 34 sind mit ihrem flachen Fuß 35 durch Punktschweißen, wie bei 38 angedeutet, mit der Scheibe 20 verbunden. Die Scheibe 20 besteht aus verhältnismäßig dünnem Material. Der flache Teil 23 der Scheibe 20 hat eine Mittelöffnung 26, von welcher radiale Einschnitte 27 ausstrahlen. Die Einschnitte 27 enden vor dem Umfang des flachen Teiles 23 in Bohrungen 28. An den Teil 23 der Scheibe 20 schließt sich ein kegelförmiger Teil 24 an, der in einen ringförmigen Flansch 25 übergeht. Durch die Einschnitte 27 wird der Hauptteil 23 der Scheibe 20 in etwa dreieckige Segmente 29 unterteilt, die sich längs der Verbindungslinien benachbarter Bohrungen 28 nach außen biegen können, wenn die Sicherung infolge zu großen Druckunterschiedes zu Bruch geht.The bursting disc safety device shown in section in FIG. 2 and in plan view in FIG. 3 consists of the shown in FIG. Details. The uppermost part is a smooth disk 19, which with the underlying Disk 20 is held by clamp 34 by overlapping fingers 37. The order these two disks can best be seen in FIG. The brackets 34 are flat with their Foot 35 is connected to disk 20 by spot welding, as indicated at 38. The disc 20 is made made of relatively thin material. The flat part 23 of the disc 20 has a central opening 26, from which radiate radial incisions 27. The incisions 27 end in front of the circumference of the flat part 23 in bores 28. The part 23 of the disk 20 is followed by a conical part 24, which is shown in FIG an annular flange 25 passes over. The main part 23 of the disk 20 becomes through the incisions 27 divided into approximately triangular segments 29, which extend along the connecting lines of adjacent bores 28 can bend outwards if the fuse breaks due to excessive pressure differences.

909 727/288909 727/288

Unterhalb der Scheibe 20 ist eine Schutzscheibe 40 angeordnet, die aus verhältnismäßig dünnem und weichem Material besteht. Die Scheibe 40 hat radiale Einschnitte 42, die vom Umfang der Scheibe ausgehen und vor der Mitte derselben in Bohrungen 43 enden. Die Einschnitte 42 der Scheibe 40 sind gegenüber den Einschnitten 27 der Scheibe 20 versetzt. Die vSchutzscheibe hat die Aufgabe, die unter ihr liegende Dichtmembran 30 vor etwaigen Verletzungen durch die scharfen Kanten der Einschnitte 27 der Scheibe 20 zu schützen.Below the disk 20, a protective disk 40 is arranged, which is made of relatively thin and made of soft material. The disk 40 has radial cuts 42 which extend from the periphery of the disk and end in bores 43 in front of the middle thereof. The incisions 42 of the disk 40 are opposite the incisions 27 of the disc 20 offset. The vSchutzenscheibe has the task of the one underneath it Sealing membrane 30 against possible injuries from the sharp edges of the incisions 27 of the disc 20 to protect.

Die Dichtmembran 22 hat die gleiche Form wie die Scheibe 20. Sie besteht aus einem flachen Hauptteil 30, einem anschließenden kegelförmigen Teil 31 und einem flachen Rand oder Flansch 32.The sealing membrane 22 has the same shape as the disk 20. It consists of a flat main part 30, an adjoining conical part 31 and a flat edge or flange 32.

Unterhalb der Scheibe 30 ist ein Ring 21 angeordnet. A ring 21 is arranged below the disk 30.

Wenn sich in dem zu schützenden Behälter ätzende Flüssigkeiten oder Dämpfe befinden, besteht die Dichtmembran 22 aus einem Stoff, der durch diese nicht angegriffen wird. Die Membran schützt dann gleichzeitig die darüberliegenden Teile 40, 20 und 19 vor dem Angriff der ätzenden Stoffe.If there are corrosive liquids or vapors in the container to be protected, the Sealing membrane 22 made of a substance that is not attacked by this. The membrane then protects at the same time the overlying parts 40, 20 and 19 from the attack of the corrosive substances.

Die obere, glatte Scheibe 19 ist dasjenige Element, welches bei Erreichung de* vorherbestimmten Druck-Unterschiedes nachgibt. Es besteht aus einem plattenförmigen Material vorherbestimmter Festigkeit, das so gewählt ist, daß die Scheibe 19 sich bei den zulässigen Arbeitsdrücken nicht verbiegt, so daß sie die Segmente 29 der Scheibe 20 in der in Fig. 2 und 4 dargestellten flachen Stellung hält. Die Finger 37 der Halteklammern 34 sind der entscheidende Faktor, welcher bewirkt, daß die Sicherung bei einem vorherbestimmten Druckunterschied öffnet, so daß der unzulässig hohe Über- oder Unterdruck des zu schützenden Behälters od. dgl. beseitigt wird. Beispielsweise kann die Anzahl und Stärke der Halteklammern bzw. der Finger 37 geändert werden, um verschiedene Bruchdrücke zu erzielen.The upper, smooth disk 19 is the element which, when the predetermined pressure difference is reached gives way. It consists of a plate-shaped material of predetermined strength that is chosen so that the disc 19 does not bend at the permissible working pressures, so that they Holds segments 29 of the disc 20 in the flat position shown in FIGS. The fingers 37 of the Retaining clips 34 are the determining factor which causes the securing at a predetermined Pressure difference opens, so that the inadmissibly high overpressure or underpressure of the to Protective container or the like. Is eliminated. For example, the number and strength of the retaining clips or the finger 37 can be changed to achieve different breaking pressures.

Beim Zusammensetzen der Berstscheibensicherung wird die flache Scheibe 19 konzentrisch auf die mit radialen Einschnitten versehene Platte 20 aufgelegt und die Klammern 34 in der gewünschten Stellung aufgesetzt. Die Klammern werden dann mit der Platte 20 durch Punktschweißung od. dgl. verbunden.When assembling the rupture disc safety device, the flat disc 19 is concentric with the Radial incisions provided plate 20 is placed and the brackets 34 in the desired position put on. The brackets are then connected to the plate 20 by spot welding or the like.

Danach werden die übrigen Teile der Berstscheibensicherung zusammengesetzt und an den Kanten der Ränder 25, 32 und 21 durch Punktschweißung verbunden. Then the remaining parts of the rupture disk protection are put together and attached to the edges of the Edges 25, 32 and 21 connected by spot welding.

Bei normalen Arbeitsdrücken hat die Sicherung 1 die in Fig. 1 und 2 dargestellte Form. Beginnt jedoch der Druck unterhalb der Sicherung über den zulässigen Arbeitsdruck zu steigen, so geben die Finger 37 der Halteklammern 34 nach, was zur Folge hat, daß die glatte Scheibe 19 frei wird und die Dichtmembran zu Bruch geht, wobei der entweichende Druck die Segmente 29 der Scheibe 20 in der in Fig. 6 dargestellten Weise nach außen biegt, so daß die ganze Öffnung freigegeben wird und die Dämpfe od. dgl. rasch entweichen können.At normal working pressures, the fuse 1 has the form shown in FIGS. However, begins the pressure below the fuse to rise above the permissible working pressure, the fingers 37 the retaining clips 34 after, with the result that the smooth disk 19 is free and the sealing membrane goes to breakage, the escaping pressure the segments 29 of the disk 20 shown in FIG Way bends outward so that the whole opening is released and the vapors od. Like. can escape quickly.

Die Berstscheibensicherung wird danach durch eine neue Sicherung ersetzt, die dem gewünschten Bruchdruck entsprechend gewählt wird.The rupture disc safety device is then replaced by a new safety device with the desired breaking pressure is chosen accordingly.

Der Außendurchmesser der Schutzscheibe 40 wird so gewählt, daß diese die Bohrungen 28 überdeckt, jedoch nicht bis zu dem Knick zwischen den Teilen 23 und 24 der Scheibe 20 reicht. DieSchutzscheibe40 kann auch fortfallen, wenn keine Gefahr der Verletzung der Dichtmembran besteht, beispielsweise wenn die Schlitze 27 der Scheibe 20 gut abgerundet sind oder diese bzw. die Dichtmembran aus einem Material bestehen, welches eine Verletzung der Dichtmembran nicht befürchten läßt. Die Bohrungen 43, in welche die Einschnitte 42 der Schutzscheibe 40 enden, befinden sich außerhalb der Mittelöffnung 26 der Scheibe 20.The outer diameter of the protective disk 40 is chosen so that it covers the bores 28, however, it does not extend to the kink between the parts 23 and 24 of the disk 20. The protective screen 40 can also be omitted if there is no risk of damaging the sealing membrane, for example if the slots 27 of the disc 20 are well rounded or this or the sealing membrane from one Material exist which does not cause a risk of damage to the sealing membrane. The holes 43, In which the incisions 42 of the protective pane 40 end, are located outside the central opening 26 the disk 20.

Die in Fig. 5 dargestellte, abgeänderte Ausführungsform der auswechselbaren Berstscheibensicherung ist zum Schütze von Gefäßen oder Systemen bestimmt, in denen ein Unterdruck herrscht. Die Anordnung ist die gleiche wie vorstehend beschrieben, jedoch sind die Teile der Sicherung umgekehrt angeordnet. Unterhalb der Dichtmembran 45 befindet sich eine Scheibe 46, die der Scheibe 20 in Fig. 4 entspricht. Der Ring 27 ist von oben auf den Rand der Scheibe 45 aufgelegt und mit ihr durch Punktschweißung am Umfang verbunden. Die glatte Scheibe 48, die der Scheibe 19 der Fig. 4 entspricht, befindet sich unterhalb der Scheibe 46, mit der sie durch die Halteklammern 49 verbunden ist, die den beschriebenen Klammern 34 entsprechen.The modified embodiment of the replaceable rupture disk safety device shown in FIG. 5 is designed to protect vessels or systems in which there is a negative pressure. The order is the same as described above, but the parts of the fuse are reversed. Below the sealing membrane 45 there is a disk 46 which corresponds to the disk 20 in FIG. 4. The ring 27 is placed from above on the edge of the disk 45 and with it by spot welding connected at the circumference. The smooth disk 48, which corresponds to the disk 19 of FIG. 4, is located below the disc 46, with which it is connected by the retaining clips 49, the described Brackets 34 correspond.

Die in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform der Berstscheibensicherung ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige nach Fig. 2 bis 4. Diese Ausführungsform enthält jedoch eine Schutzscheibe 50, welche nicht scheibenförmig ausgebildet ist, sondern radiale Zungen 51 einer solchen Breite enthält, daß sie die Einschnitte 52 der Scheibe 53 überdecken, welch letztere der Scheibe 20 der Fig. 4 entspricht. Hierdurch wird an Material und Gewicht der Schutzscheibe gespart und ihr Durchtritt durch die beim Bruch geschaffene öffnung erleichtert. Darüber hinaus werden etwaige Unglücksfälle vermieden, die durch zu plötzliches Herausschleudern der Schutzscheibe bei entweichendem Druck entstehen können.The embodiment of the rupture disc safety device shown in FIG. 7 is essentially that same as that of FIGS. 2 to 4. However, this embodiment contains a protective disk 50, which is not disc-shaped, but contains radial tongues 51 of such a width that they cover the incisions 52 of the disk 53, which latter corresponds to the disk 20 of FIG. This saves material and weight of the protective screen and allows it to pass through the Breakage created opening facilitated. In addition, any accidents caused by the protective screen can be thrown out too suddenly when the pressure escapes.

Die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform einer Berstscheibensicherung ist so ausgebildet, daß sie sowohl bei Über- als auch bei Unterdruck zu Bruch geht. Bei dieser Ausführungsform ist eine Dichtmembran 54, die der Membran 22 der Fig. 4 entspricht, zwischen einer inneren und einer äußeren, mit radialen Schlitzen versehenen Scheibe 55 bzw. 56 angeordnet; diese Scheiben entsprechen der Scheibe 20 der Fig. 4. Die Scheibe 55 trägt eine glatte Scheibe 57 und Halteklammern 58, die in der beschriebenen Weise ausgebildet sind; bei der Scheibe 56 sind die glatte Scheibe 59 und die Halteklammern 60 auf der entgegengesetzten Seite angeordnet. Vorzugsweise werden Schutzscheiben 61 und 62, entsprechend der Scheibe 40 der Fig. 4, zwischen die Dichtmembran 54 und die mit radialen Schlitzen versehenen Scheiben 55 bzw. 56 gesetzt.The embodiment shown in Fig. 8 of a rupture disk fuse is designed so that it breaks with both over and under pressure. In this embodiment there is a sealing membrane 54, which corresponds to the membrane 22 of FIG. 4, between an inner and an outer, arranged with radial slotted disc 55 and 56, respectively; these disks correspond to the Disk 20 of Fig. 4. The disk 55 carries a smooth disk 57 and retaining clips 58, which are in the described manner are formed; at the disk 56 are the smooth disk 59 and the retaining clips 60 arranged on the opposite side. Preferably, protective disks 61 and 62, respectively of the disk 40 of FIG. 4, between the sealing membrane 54 and the radial slots Discs 55 and 56 are set.

Wenn in dem zu schützenden Behälter oder System ein Unterdruck auftritt, sind die Halteklammern 60 für die innere Scheibe 59 die entscheidenden Faktoren, wenn-jedoch ein Überdruck auftritt, sind es die Klammern 58 und die Scheibe 57. Von diesen Teilen hängt es ab, bei welchem Unter- oder Überdruck die Sicherung zu Bruch geht.If there is negative pressure in the container or system to be protected, the retaining clips are 60 for the inner disk 59 the decisive factors, if - however, an overpressure occurs, it is the brackets 58 and the washer 57. From these parts it depends on which lower or Overpressure the fuse breaks.

Außer der Dichtmembran brauchen die einzelnen Teile der Sicherungen nicht aus säurebeständigem Material zu bestehen, da sie durch die Dichtmembran vor dem Angriff der Säure od. dgl. geschützt werden.Apart from the sealing membrane, the individual parts of the fuses do not need to be made of acid-resistant Material to exist, as they are protected from the attack of the acid or the like by the sealing membrane.

Da die Dichtmembran sehr dünn und leicht ist, kann sie aus einem Edelmaterial hergestellt werden, welches durch die ätzenden Stoffe nicht angegriffen wird.Since the sealing membrane is very thin and light, it can be made of a noble material, which is not attacked by the corrosive substances.

Die Berstscheibensicherung nach der Erfindung geht bei verhältnismäßig geringen Druckunterschieden, die nur wenig über den Arbeitsdrücken liegen,The bursting disc protection according to the invention works with relatively small pressure differences, which are only slightly above the working pressure,

rasch zu Bruch, wobei sie den Durchgang sogleich voll öffnet.quickly to break, whereby it immediately opens the passage fully.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern umfaßt auch Abänderungen, die im Rahmen des dargelegten Erfindungsgedankens liegen.The invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, but also includes modifications that are within the scope of the inventive concept set forth.

Claims

Patent claims:

1. Rupture disc protection with a sealing membrane on the pressure side of a disc with radial incisions leading from a central opening radiate externally, characterized in that the disc (20) with the radial incisions (27) is supported on a smooth disc (19), which in turn is supported by the overlapping fingers (37) is held by brackets (34) which are attached to the disc (20), for example by spot welding, are connected.

2. rupture disc protection device according to claim 1, characterized by a protective disc (40) zwisehen the sealing membrane (22) and the disc (20) with the radial incisions.

3. Rupture disc protection device according to claim 2, characterized in that the protective disc (40) is made relatively thin and provided with radial incisions (42), the opposite the incisions (27) of the disc (20) are offset.

4. bursting disc protection device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the Sealing membrane (54 in Fig. 8) on both sides with one provided with radial incisions Disc (55 or 56) and a smooth disc (57 or 59) is provided so that the fuse works both with overpressure and with underpressure.

Considered publications:
German Patent Nos. 513 067, 568 051;
French Patent No. 928 789;
British Patent Nos. 632,872, 639,749;
U.S. Patents Nos. 2,261,035, 2,523,068,
548 744, 2 576 431, 2 673 660, 2 716 506.

1 sheet of drawings