DE2109238B2

DE2109238B2 - Druckbehälter

Info

Publication number: DE2109238B2
Application number: DE2109238A
Authority: DE
Inventors: Jacques Henri Paris Mercier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-03-06
Filing date: 1971-02-26
Publication date: 1980-12-18
Also published as: ES194323Y; BE761198A; DE2109238A1; FR2082199A5; LU62357A1; NL7101406A; JPS5547241B2; SE361348B; GB1341129A; DE2109238C3; ZA711339B; AT320369B; ES194323U; NL167385C; CH529949A; SU423270A3; NL167385B; CA927242A; US3674054A

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter mit einem starren Gefäß aus zwei miteinander verschweißten Teilen, das zwei in den Gefäßteilen befindliche, einander gegenüberliegende öffnungen aufweist, und mit einer im Inneren des Gefäßes angeordneten biegsamen Trennwand/welche das Gefäß unter Abdichtung in zwei den öffnungen zugeordnete Kammern veränderlichen Volumens aufteilt, wobei in dem Gefäß nahe dessen Innenwand ein ringförmiges Aufhängeorgan zum Aufhängen der Trennwand angeordnet ist, das auf seinem Außenumfang eine ringförmige Ausnehmung mit in das Innere des Gefäßes führenden Verbindungsöffnungen hat Bei einem bekannten Druckbehälter dieser Art dient die ringförmige Ausnehmung des Aufhängeorgans zur Aufnahme und Festlegung eines Kantenwulstes der Trennwand, weshalb sich die Ausnehmung des Aufhangeorgans in einem größeren Abstand von der Scbvsißnaht befinden muß, welche die beiden Gefäßteile und auch das Aufhängeorgai miteinander verbindet

Ein Nachteil des bekannten Druckbehälters besteht darin, daß die Güte der Schweißnaht auf der Innenseite des Gefäßes nur stichprobenweise durch Aufschneiden eines Exemplars einer Reihenfertigung kontrolliert werden kann. Bei den hohen Belastungen von Druckbehältern und den möglichen Folgen eines Zerreißens derselben ist es jedoch wichtig, die Möglichkeit einer gründlichen und dennoch einfachen und billigen Schweißnahtkontrolle jedes einzelnen Stückes der Fertigung zu bieten.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß sich die Ausnehmung des Aufhängeorgans und seine Verbindungsöffnungen gegenüber der die Gefäßteile verbindenden Schweißnaht befinden. Die ringförmigen Ausnehmungen des Aufhängeorgans und die daran befindlichen Verbindungsöffnungen lassen also in einfacher und wirtschaftlicher Weise eine Untersuchung der Schweißnaht jedes einzelnen aus der Fertigung kommenden Behälters vom Behälterinneren her, beispielsweise mittels einer durch die Anschlußöffnungen des Behälters eingeführten optischen Sonde, zu, um hierbei feststellen zu können, ob sich das Schweißmaterial gleichmäßig über den ganzen Querschnitt der Behälterwandung verteilt hat. Die Schweißnahtprüfung ist auch verlustfrei, weil zu ihrer Durchführung kein Behälter aufgeschnitten werden muß.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein großer Teil der bei der Schweißung abgegebenen Wärme durch die ringförmige Ausnehmung und die dazugehörigen Verbindungsöffnungen, welche der Schweißnaht gegenüberliegen, in das Innere des Gefäßes abgeleitet wird, wodurch örtliche Oberhitzungen und eine Beschädigung der verhältnismäßig sehr

ι ο empfindlichen Trennwand vermieden wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Druckbehälter gemäß der Erfindung, bei dem das Aufhängeorgan aus

ι; einem unabhängigen Teil mit einer Rinne zum Einhängen der Trennwand besteht,

Fig.2 einen Teilschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform, bei welcher das Halteorgan mit einem der Gefäßteile aus einem Stück besteht und eine

Rinne zum Einhängen der Trennwand aufweist,

Fig.3 einen Teilschnitt durch eine weitere Ausführungsform, bei der das Halteorgan wiederum als unabhängiger Teil ausgebildet ist, der hier zwei Rinnen zum Einhängen der Trennwand hat und

Fig.4 einen Teilschnitt durch noch eine andere Ausführungsform, bei der das Aufhängeorgan ebenfalls

von einem unabhängigen Teil gebildet wird, an dem die

Trennwand mit Hilfe eines Ringes angehängt ist Der Druckbehälter nach Fig. 1 stellt beispielsweise

einen ölpneumatischen Hochdruckakkumulator dar. Der Druckbehälter hat ein starres Gefäß, beispielsweise aus Stahl, das aus zwei Gefäßteilen 10 und 11 zusammengesetzt ist, die miteinander durch eine Schweißnaht 12 verbunden sind.

Das starre Gefäß 10, 11 hat im allgemeinen eine zylindrische Form mit zwei abgerundeten Enden 13 und 14, beispielsweise von halbkugliger, halbellipsoider oder ähnlicher Gestalt Das Ende 13 des Gefäßteiles 10 hat eine öffnung 15 für ein fließfähiges Medium, während

die öffnung 14 des Gefäßteile U emc weitere öffnung 16 für ein fließfähiges Medium aufweist Die beiden öffnungen 13 und 16 fluchten axial miteinander. Die beiden Teile 10 und 11 des starren Gefäßes können im wesentlichen die gleiche Länge haben. Es ist jedoch vorteilhafter, wenn einer der Teile, nämlich der Teil 11, wie a'is der Zeichnung ersichtlich, länger ist als der andere Teil 10.

Eine verformbare Trennwand 17, die beispielsweise aus einer Blase aus elastischem Material besteht ist in dem starren Gefäß 10,11 angeordnet und erstreckt sich insbesondere in dem Gefäßteil 11. Die Trennwand 17 teilt den Innenraum des Gefäßes 10, U in zwei Kammern 18 und 19 auf, deren Volumina veränderlich sind.

Die Kammer 18 steht mit der Öffnung 15 in Verbindung, während die Kammer 19 mit der Öffnung 16 verbunden ist

Die Kammer 18 ist zur Aufnahme eines gasförmigen Mediums, wie z. B. Luft oder Stickstoff, bestimmt Die

Öffnung 15 ist zu diesem Zweck mit einem nicht dargestellten Anschluß zu verbinden, der ein den Gaseinlaß in die Kammer 18 beherrschendes Ventil bildet

Die Kammer 19 ist zur Aufnahme eines flüssigen

Mediums, wie z. B. öl, bestimmt, und die Öffnung 16 kann an einer hydraulischen Anlage angeschlossen werden.

Um die öffnung 16 verschließen zu können, umgibt

diese öffnung ein fester SttzJJO, der sich auf einem in der öffnung 16 angeordneten Anschlußeinsatz 22 befindet Mit diesem Sitz 20 kann ein beweglicher Verschlußkörper 21 zusammenarbeiten, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Trennwand 17 verbunden und in deren Material verankert ist

Die Trennwand 17 ist im Innern des starren Gefäßes 10, 11 an einem ringföiroigen Aufhängeorgan 23 befestigt, das sich in der Nähe der Innenwand des Gefäßes 10,11 im Bereich der Schweißnaht 12 befindet ι ο

Das Aufhängeorgan 23 hat an seinem Außenumfang eine ringförmige Nut 24, die sich gegenüber der Schweißnaht 12 erstreckt so daß das Organ 23 die Schweißnaht 12 mit Abstand übergreift, wobei es gleichzeitig die Gefäßteile 10 und 11 in der richtigen gegenseitigen Stellung hält

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 besteht das Aufhängeorgan 23 aus einem unabhängigen Teil von im allgemeinen ringförmigen Gestalt, der auf seinem Außenumfang zwei zylindrische Anlageflächen 25, 26 hat, die sich auf der einen bzw. auf der anderen Seite der Nut 24 befinden. Die zylindrische Anlagefläcbn 25 liegt an der Innenwand des Gefäßteiles 10 an, während die zylindrische Anlagefläche 26 an der Innenwand des Gefäßteiles 11 anliegt

Vor der Herstellung der Schweißnaht 12 wird das Aufhängeorgan 23 auf dem Gefäßteil 10 durch enges Einpassen der Anlagefläche 25 befestigt, wobei das Organ 23 axial an den Beginn der Abrundung 13 anstößt Mit seiner Anlagefläche 26 wird das Aufhängeorgan mit dem anderen Gefäßteil 11 in Eingriff gebracht

Das Aufhängeorgan 23 kann mit dem Gefäßteil 10 auch in irgendeiner anderen Weise verbunden werden, beispielsweise durch Punktschweißung oder dergleichen.

In dem Aufhängeorgan 23 sind ein oder mehrere Verbindungsdurchlässe 28 vorgesehen, die die Ausnehmung oder Ringnut 24 mit der Kammer 18 verbinden. Der oder die Durchlässe 28 bestehen aus Löchern, die sich unmittelbar gegenüber der Schweißnaht 12 befinden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 hat die Trennwand 17 an ihrer Mündungsöffnung zwei Wu.'ste 29 und 30, die auf der einen und der anderen Seite an einer Ringrippe 31 am Ende des Aufhängeorgans 23 anliegen. Die Rippe 31 tritt gegenüber den zylindrischen Anlageflächen 25 und 26 des Aufhängeorgans 23 zurück, so daß sich das Material der Trennwand 17 zwischen dem Gefäßteil M und dem Aufhängeorgan 23 erstrecken kann. Das Orpan 23 hat in unmittelbarer so Nachbarschaft der Rippe 31 eine ringförmige Rinne 32, in die die Wulst 29 eingreift während die Wulst 30 freiliegend unterhalb der Rippe 31 verkeilt ist Die Wulste 29 und 30 liegen unter Spannung beiderseits der Rippe 31 an dieser an, so daß eine gute Halterung der ss Trennwand und eine ausgezeichnete Abdichtung gewährleistet sind. In dem Aufhängeorgan 23 gegenüber der Rinne 32 befindet sich noch eine öffnung 32', so daß die Wulst 29 unter dem Einfluß des Gasdruckes innerhalb der Kammer 18 steht was die Abdichtung noch begünstigt.

Beim Zusammenbau des Druckbehälters wird zuerst das Aufhängeorgan 23 mit dichter Passung bei 25 in den Gefäßteil 10 eingepaßt, und zwar bis zum Anschlag an den Beginn der Abrundung 13. Alsdann wird die (<·'> biegsame Trennwand 17 an dem Aufhängeorgan 23 eingehängt, indem die W:ilst 29 in die Rinne 32 eingelegt und die Wulst 30 unter üie Rippe 31 gedrückt wird.

Daraufhin wird der Gefäßteil !1 auf die zylindrische Anlagefläche 26 geschoben, und zwar so weit, bis der Gefäßteil 1 i sich dem Gefäßteil 10 bis auf einen Weinen Zwischenraum genähert hat

Aus F i g. 1 ergibt sich, daß der für die Schweißnaht vorhandene Raum von zwei kegeligen Flächen 33 und 34 begrenzt wird, die sich auf den Enden der Gefäßteile

10 und 11 befinden und die in der vorgesehenen Relativstellung der Teile 10 und 11 von innen nach außen divergieren. Der kleine Zwischenraum, der auf diese Weise die aneinandergesetzten Gefäßteile 10 und

11 voneinander trennt, hat also seine kleinste Ausdehnung bei 35 an der Innenwand, und er erweitert sich von dort nach außen hin.

Bemerkt sei, daß das Aufhängeorgan 23 die Gefäßteile 10 und 11 vor Herstellung der Schweißnaht leicht und genau zueinander in Stellung bringt Insbesondere wird damit eine sehr genaue Zentrierung und gleichzeitig eine genaue axiale Relativstellung der Teile 10 und 11 unter Belassung des kleinen Zwischenraumes 35 mit ganz bestimmten Abmessungen erreicht

Die öffnung 15 bleibt vor Herstellung der Schweißnaht vollkommen offen. Zur Herstellung der Schweißnaht wird das Gefäß 10,11 vor einer Schweißstation um seine Achse gedreht wobei an der Schweißnaht in den Schweiß· aum 33, 34, 35 ein Zusatzmetall eingebracht wird, so daß dieses Metall den ganzen Raum ausfüllt und bei 35 ein wenig nach innen hin vorsteht Dadurch ist gewährleistet, daß die Schweißnaht 12 die ganze Materialstärke der Gefäßwand einnimmt Die Ausnehmung oder Ringnut 24 bietet der beim Schweißen freiwerdenden Wärme die Möglichkeit, sich gleichmäßig auf den ganzen Umfang des Gefäßes zu verteilen, wodurch die Bildung lokaler Oberhitzungszonen, die zu einer Verformung des Gefäßes führen und die Halterung und Festigkeit der Trennwand 17 beeinträchtigen könnten, vermieden wird.

Darüber hinaus kann die beim Schweißen freiwerdende Wärme durch die Löcher 28 in die Kammer Id und dann durch die öffnung 15 nach außen abgeleitet werden. Auf diese Weise ist es möglich, bei der Herstellung der Schweißnaht die Temperatur auf einen Wert zu halten, die den Zustand des Gefäßes 10,11 und der Trennwand 17 nicht beeinträchtigt

Nach Fertigstellung der Schweißnaht ursd Abkühlung des Ganzen kann man durch die Löcher 28, die sich unmittelbar gegenüber der Schweißstelle befinden, leicht feststellen, ob die Schweißnaht 12 über die ganze Materialstärke der Gefäßwand und mit dem vorstehenden Teil 35 einwandfrei ausgeführt ist Man kann sich dazu entsprechende.⁷ optischer Geräte bedienen, die durch die öffnung 15 in die Kammer 18 eingeführt werden und eine Besichtigung der Schweißnaht bei 35 durch uif Offnungen 28 hindurch ermöglichen. Daraufhin wird das Gasventil in die öffnung 15 eingesetzt.

Das Aufhängeorgan 23 dient somit folgenden Zwecken:

1. der Aufhängung der Trennwand 17,

2. zum Instellungbringen der Gefäßteile 10 und 11,

3. Verteilung der och weißwärme,

4. Abführung der Schweißwärme,

5. Überprüfung der Schweißnaht.

Zur Inbetriebsetzung des beschriebenen Druckakkumulators wird die Öffnung 16 mittels eines Anschlußeinsatzes 22 an eine hydraulische Anlage angeschlossen, während durch das Ventil der öffnung 15 Druckgas in die Kammer 18 eingeleitet wird, bis sich die Trennwand 17 an die Innenwandung des Gefäßteiles 11 anlegt.

Zwischen den Anschluß 22 und die hydraulische Anlage sind nicht dargestellte Absperrorgane geschaltet, und, wenn diese offen sind, wird öl unter Druck durch den Anschlußeinsatz 22 in die Kammer 19 geleitet, wodurch die Trennwand 17 zusammengedrückt wird. Der Akkumulator ist dann betriebsbereit.

Das in der Kammer 19 enthaltene öl wird im Bedarfsfall durch den Anschluß 22 mittels des in der Gaskammer 18 herrschenden Druckes in die hydraulische Anlage gedrückt. Dabei Entleert sich die Kammer 19 und bei völliger Entleerung derselben legt sich das Verschlußorgan 21 auf den Sitz 20 auf.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 entspricht in ihrer Anordnung derjenigen, wie sie unter Bezugnahme auf F i g. 1 beschrieben wurde. Das Aufhängeorgan, welches in F i g. 2 mit 23/4 bezeichnet ist, besteh! hier jedoch mit dem Gefäßteil 10 aus einem einzigen Stück. Wie im Falle der F i g. I ist der Gefäßteil 11 auf die zylindrische Anlagefläche 26 des Aufhängeorgans 234 aufgepaßt. Die Aufhängung der Trennwand entspricht bei der Ausführung nach Fig. 2 der in Verbindung mit der Fig. 1 beschriebenen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind für die Aufhängung der Trennwand 17 auf dem Aufhängeorgan 23 anstelle einer einzigen Rinne 32 zwei Rinnen 36 und

37 vorgesehen, in welche die Wulste 29 und 30 der Trennwand 17 eingreifen. Das zwischen den Wulsten 29 und 30 befindliche Material der Trennwand 17 bleibt entspannt, wenn diese Wulste in die Rinnen 36 und 37 eingreifen.

Bei einer weiteren in Fig.4 dargestellten Ausführungsform ist die Trennwand 17 an dem Aufhängeorgan 23 mittels eines Ringes 38 aufgehängt. Dieser Ring greift bei 39 in die Ausnehmung oder Ringnut 24 des in Aufhängeorgans 23 ein und ist auf der Trennwand bei 40 in deren Material eingebettet und verankert. Der Ring

38 könnte auf dem Aufhängeorgan 23 auch durch Einfassung, Punktschweißung und dergleichen und an der Trennwand 17 durch Verklebung oder dergleichen

Ii befestigt sein. Gemäß Fig.4 wird das Aufhängeorgan 23 durch Anschlag an einer Schulter 27 des Gefäßteils 10 in Stellung gehalten.

Wie ersichtlich, ist die blasenförmige Trennwand 17 im Falle der Fig. I₁ 2 und 4 an demjenigen Ende des Aufhängeorgans 23 aufgehängt, das dem Boden der Blase zugekehrt, d. h. also am nächsten ist. Im Falle der Fig. 3 ist die Trennwand 17 dagegen an dem anderen Ende des Aufhängeorgans 23 aufgehängt, d. h. an demjenigen Ende, das dem Boden der Blase abgekehrt, von ihm also am entferntesten ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnur jen

Claims

Patentanspruch:

Druckbehälter mit einem starren Gefäß aus zwei miteinander verschweißten Teilen, das zwei in den Gefäßteilen befindliche, einander gegenüberliegende Anschlußöffnungen aufweist und mit einer im Inneren des Gefäßes angeordneten biegsamen Trennwand, weiche das Gefäß unter Abdichtung in zwei den Anschlußöffnungen zugeordnete Kammern veränderlichen Volumens aufteilt, wobei in dem Gefäß nahe dessen Innenwand ein ringförmiges Aufhängeorgan zum Aufhängen der Trennwand angeordnet ist, das auf seinem Außenumfang eine ringförmige Ausnehmung mit in das Innere des Behälters fahrenden Verbindungsöffnungen hat, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmung (24) des Aufhängeorgans und die Verbindungsöffnungen (28) gegenüber der die Gefäßteile verbindenden Schweißnaht (12) befinden.