DE2306477A1

DE2306477A1 - Sicherheitseinrichtung zur druckentlastung

Info

Publication number: DE2306477A1
Application number: DE2306477A
Authority: DE
Inventors: Gary Joseph Ludwig; Loren Edwin Wood
Original assignee: Black Sivalls and Bryson Inc
Current assignee: BS&B Safety Systems LLC
Priority date: 1972-03-17
Filing date: 1973-02-09
Publication date: 1973-09-27
Also published as: BE795262A; IT978993B; JPS5224702B2; GB1406125A; JPS4913723A; FR2176680B1; SU520937A3; DE2306477B2; FR2176680A1; AU5203173A; NL7301704A; DE2306477C3; NL161243B; CA964549A; NL161243C; US3815779A; AU461814B2

Description

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BLACK SIVALLS & BRYSON INC., Oklahoma City, Oklahoma, USA

Sicherheitseinrichtung zur Druckentlastung

Die Erfindung betrifft eine zwischen schraubenverspannte Rohrflansche einsetzbare Sicherheitseinrichtung zur Druckentlastung, mit einer zwischen einem Paar von ringförmigen Trägern gehaltenen Sollbruchscheibe.

Es sind bereits viele Sicherheitseinrichtungen zur Druckentlastung vom Sollbruchtyp entwickelt worden. Im allgemeinen enthalten diese Einrichtungen eine Sollbruchscheibe oder -membran, die zwischen einem Paar spezieller Flansche gehalten wird. Die Flansche sind wiederum mit einer Druckentlastungsverbindung eines Druckgefäßes oder —systemes verschweißt. Übersteigt der Druck im Behälter oder System den ausgelegten Nenndruck der Sollbruchscheibe, so bricht diese und ermöglicht die Entlastung des übermäßigen Druckes im Medium.

In jüngerer Zeit sind Sicherheitseinrichtungen zur Druckentlastung vom Soll bruchtyp entwickelt worden, die sich zwischen gewöhnlichen Rohrflanschen einspannen lassen und nicht die relativ teueren Spezialf!ansehe benötigen. Dabei

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wird die Sollbruchscheibe zwischen einem Paar von Trägern eingeklemmt, die ihrerseits zwischen den gewöhnlichen Rohrflanschen verspannt werden können. Bei der Benutzung dieser Art von Sicherheitseinrichtung sind auf Grund von fehlerhafter Ausrichtung der Sollbruchscheibe innerhalb der Träger oder der Träger untereinander oder auf Grund eines ungenauen Einbaues Probleme aufgetreten. Beispielsweise konnte ein Einbau der Sollbruchscheibe mit der Oberseite nach unten oder die Verwendung einer für die Träger ungeeigneten SoIlbruehscheibe vorkommen.

Bei der Verwendung von Sicherheitseinrichtungen zur Druckentlastung, die zwischen gewöhnlichen Rohrflanschen montiert werden können, hat sich eine weitere Schwierigkeit dahingehend gezeigt, daß die ganze Einrichtung zwischen den Rohrflanschen nicht genau ausgerichtet ist. Der Abstand zwischen gegenüberliegenden Flanschschrauben oder -ankern einer bestimmten Größe der Flanschverbindung ändert sich entsprechend dem Nenndruck, für den die Flansche ausgelegt sind. So hat ein abgesetzter Stirnflansch mit einem gegebenen Nenndurchmesser und für einen bestimmten Nenndruck einen größeren Schraubenlochkreisdurchmesser als ein vergleichbarer abgesetzter Stirnflansch mit demselben Nenndurchmesser, jedoch mit einem niedrigeren Nenndruck. Daraus folgt, daß eine Sicherheitseinrichtung zur Druckentlastung von geeigneter Größe zum Einspannen zwischen Flansche, die für einen niedrigeren Nenndruck ausgelegt sind, Anlaß zur ungenauen Ausrichtung in Flanschen gibt, die für einen höheren Nenndruck bestimmt sind. . . ⁽

Zur Beseitigung dieses Nachteiles schlägt die Erfindung vor, daß mindestens einer der ringförmigen Träger an seinem Außen—

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rand eines von einem bestehenden Satz mindestens teilweise kreisringförmiger Distanzelemente trägt, das an den Planschschrauben mit seinem Außenrand anliegt, wobei die Distanzelemente des Satzes unterschiedliche Radialabmessungen zur Anpassung an den Lochkreisdurchmesser der Flanschschrauben haben.

Die einzelnen Teile des Distanzelementensatzes besitzen somit eine unterschiedliche radiale Dicke, so daß jeweils ein oder mehrere geeignete Teile des Satzes ausgewählt werden können, so daß dessen bzw. deren äußere Randfläche an den Planschschrauben oder —ankern anliegt. Eine derartige Sicherheitseinrichtung zur Druckentlastung kann zwischen gewöhnlichen Rohrflanschen montiert und darin zentriert werden, da der Außendurchmesser des Distanzelementes jeweils im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Flansch— schrauben gewählt werden kann. Die Träger können mit den Distanzelementen verschweißt, z.B. punktverschweißt sein.

Vorzugsweise ist mindestens einer der Träger mit mindestens einem axial vorstehenden Zapfen versehen, wobei im Ganzen mindestens zwei Zapfen vorgesehen sind, und die Sollbruchscheibe weist entsprechende Öffnungen auf, die satt über jeden Zapfen passen. Der jeweils andere Träger ist mit einer Bohrung zur Aufnahme des Zapfens versehen, nachdem* dieser durch die entsprechende Öffnung der Sollbruchscheibe hindurchgesteckt wurde. Eine derartige Anordnung erlaubt die genaue Ausrichtung der Träger und eine Zentrierung der Sollbruehscheibe dazwischen. Um zu verhindern, daß die Sollbruchscheibe mit der Oberseite nach unten eingebaut wird, sind die Zapfen und die zugehörigen Öffnungen und Bohrungen

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unsymmetrisch auf den Trägern und der Scheibe verteilt.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Druckentlastung, die zwischen einem Paar gewöhnlicher Rohrflansche eingebaut ist;

Fig. 2 eine perspektivische Sprengdarstellung, die die einzelnen Teile der Einrichtung erkennen läßt, und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines der Träger der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einer modifizierten Gestaltung des daran angeordneten Distanzelementes.

Wie sich aus der Fig. 1 ergibt, ist die im Ganzen mit IO bezeichnete Einrichtung zur Druckentlastung zwischen einem Paar von gewöhnlichen abgesetzten Rohrflanschen 12 und 14 verspannt. Die Rohrflansche 12 und 14 sind verschweißbare Halsflansche. Eine Mehrzahl von Flanschschrauben 16 mit Muttern 18, die auf einem Lochkreis angeordnet sind, sind so angezogen, daß die Sicherheitseinrichtung 10 starr zwischen den Flanschen 12 und 14 verspannt wird, wobei Dicht— scheiben 20 und 22 zwischen den abgesetzten Flanschflächen und der Sicherheitseinrichtung vorgesehen sind. Diese Dichtscheiben verhindern das Auslecken von Druckmedium, das in

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einer an den Einlauflansch lh anschließenden und zu einem nicht gezeigten Druckbehälter oder Drueksystem führenden Leitung 2h enthalten ist.

Die Sicherheitseinrichtung 10 besteht grundsätzlich aus einer kreisförmigen Sollbruchscheibe 26, die zwischen einem einlaßseitigen und einem auslaßseitigen Träger 28 bzw. 30 gehalten ist. Für die Sollbruchscheibe 26 läßt sich eine Vielzahl von Gestaltungen wählen, jedoch ist eine entgegengesetzt ausgewölbte Scheibe der in der US-1'atentschrift 3 h8h 817 beschriebenen Art, die einen zentralen konkavkonvexen Teil J>h und einen ringförmigen ebenen Flansch 3-aufweist, für die Zwecke der vorliegenden Erfindung besonders geeignet. Drei Öffnungen 36 sind in dem ringförmigen Flansch 32 der Sollbruchscheibe asymmetrisch verteilt.

Jeder der Träger 28 und 30 besitzt ringförmige flache Abschnitte 38 bzw. 40 zum Verklemmen des Ringflansches 32 der Sollbruchscheibe 26 zwischen diesen. Asymmetrisch verteilt sind auf dem ringförmigen flachen Abschnitt 38 des Trägers 28 drei hochstehende Zapfen 42, deren Größe so bemessen ist, daß sie satt in die Öffnungen 36 der Sollbruchscheibe 26 eingeschoben werden können. Die Zapfen sind so angeordnet, daß die Sollbruchscheibe 26 im auf den Träger 28 aufgesteckten Zustand, in dem die Zapfen h2 durch die Löcher 36 hindurchragen, zentriert ist. Auf Grund der asymmetrischen Anordnung der Zapfen h2 und der Löcher 36 läßt sich die Sollbruchscheibe 26 nicht mit ihrer Unterseite nach oben einbauen.

Der auslaßseitige Träger 30 weist drei Bohrungen hh auf,

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die den Zapfen 42 entsprechen, Wenn somit die Sicherheitseinrichtung 10 zusammengepaßt wird, wobei die Zapfen 42 in die Bohrungen 44 eintreten, dann sind einlaßseitiger und auslaßseitiger Träger 28 bzw. 30 automatisch richtig zueinander und zur Sollbruchseheibe 26 ausgerichtet. Anzahl und Form der Zapfen 42 lassen sich selbstverständlich verändern; die Zapfen können auch auf dem auslaßseitigen Träger 30 und die Bohrungen 44 auf dem einlaßseitigen Träger 28 angeordnet werden. Auch können einer oder mehrere der Zapfen 42 jeweils auf dem einen und der Rest auf dem anderen Träger angeordnet werden. Es sollen jedoch mindestens zwei, vorzugsweise drei Zapfen insgesamt vorhanden sein.

Wie vorstehend schon erläutert, liegen die gewöhnlichen Rohrflansche in einer Vielzahl von Größen und für eine Vielzahl von Nenndrücken vor. Ein bestimmter, für Drücke und Druckmedien führende Leitungen ausgelegter Rohrflansch ist in seiner Bemessung von dem jeweils auftretenden Druck und der Temperatur abhängig. Der Schraubenlochkreis eines Flansches mit niedrigerem Nenndruck ist im Durchmesser im allgemeinen kleiner als derjenige eines Flansches gleicher Größe aber mit höherer Druckbelastung.

Um nun zu gewährleisten, daß die Sicherheitseinrichtung richtig zwischen gewöhnlichen Rohrflanschen zentrierbar ist, ist ein Distanzelement 46 an einem oder an beiden Trägern 28, 30 angeordnet, so daß der effektive Außendurchmesser der Sicherheitseinrichtung 10 dem Abstand zwischen den Flansehsehrauben 16 entspricht, wie dies aus Fig.l hervorgeht. Erfindungsgemäß ist ein ganzer Satz von Distanzelementen 46 vorgesehen, wobei die radiale. Dicke der Distanzelemente eines Satzes unterschiedlich ist. Es wird

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also eine einfache Grundeinheit zum Einbau für eine bestimmte Größe einer Flanschverbindung, unabhängig von der Nenndruckbemessung, vorgesehen. Um nun diese Grundeinheit für den Einbau in eine Flanschverbindung, die für einen bestimmten Nenndruck ausgelegt ist, geeignet zu machen, wird ein Distanzelement 46 geeigneter Größe ausgesucht und entweder permanent oder lösbar an einem der Träger 28 oder 30 angeordnet, so daß der effektive Außendurchmesser der Sicherheitseinrichtung IO so groß ist, daß diese automatisch durch Kontakt mit den Flanschschrauben innerhalb der Flanschverbindung zentriert wird.

Das Distanzelement 46 kann eine Reihe von Formen annehmen. Beispielsweise hat es gemäß Fig. 3 die Gestalt eines Paares bogenförmiger oder teilkreisförmiger Elemente 48 und 50, die anstelle eines einzigen ringförmigen Distanzelementes 46 vorgesehen sind. Diese Elemente 48 und 50 sind durch Punktschweißungen 52 an den Träger 28 angeheftet.

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Claims

Patent- (Schutz-) Ansprüche

1.) Zwischen schraubenverspannte Rohrflansche einsetzbare Sicherheitseinrichtung zur Druckentlastung, mit einer zwischen einem Paar von ringförmigen Trägern gehaltenen Sollbruchscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der ringförmigen Träger (28, 30) an seinem Außenrand eines von einem bestehenden Satz mindestens teilweise kreisringförmiger Distanzelemente (46, 48, 50) trägt, das an den Flanschschrauben (l6) mit seinem Außenrand anliegt, wobei die Distanzelemente des Satzes'unterschiedliche Radialabmessungen zur Anpassung an den Lochkreisdurchmesser der Flanschschrauben (l6) haben.

Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (28, 30) und das zugehörige Distanzelement (46) miteinander verschweißt sind.

Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Träger (28, 30) mindestens einen axial vorstehenden Zapfen (42) aufweist, wobei insgesamt mindestens zwei Zapfen vorgesehen sind, und daß die Sollbruchscheibe (26) jeweils satt über die Zapfen (42) fügbare Löcher (36) und der jeweils andere Träger (28, 30) eine entsprechende Bohrung (44) zur Aufnahme des durch das Loch (36) der Sollbruchscheibe (26) hindurchgeführten Zapfens (42) besitzt.

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4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (42) und die zugehörigen Löcher (36) und Bohrungen (44) asymmetrisch auf den Trägern (28, 30) und der Sollbruehseheibe (26) verteilt sind.

5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß insgesamt drei Zapfen (42) auf einem der Träger (28 oder 30) vorgesehen sind.

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