DE2337006C2 - Berstscheiben-Uberdrucksicherung für Druckgasbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überdrucksicherung für Druckgasbehälter für Kohlsndioxyd-Haschen, die aus einer in einem seitlichen Stutzen eines Ventilgehäuses angeordneten und vom abzusichernden Druck beaufschlagten Berstscheibensicherung besteht weiche von einem im Ventilgehäuse vorgesehenen Aufnahmeraum mit Innengewinde, einer sich an eine kreisringförmige Planfläche im Tiefsten des Aufnahmeraumes anlegenden ringscheibenförmigen Dichtung und einer über eine Anlagescheibe mit definierter Bohrung und innerem Kantenradius von einer eine Längsausnehmung aufweisenden, stirnseitig mit Signalkappe verschlossenen Verschraubung mit Außengewinde gegen die Dichtung anpreßbaren Berstscheibe gebildet ist

Berstscheibensicherungen werden Ventilkörpern für Druckgasbehälter zugeordnet um bei einem Erreichen eines bestimmten Überdruckes im Druckgasbehälter gezielt zerstört zu werden, so daß ein vollständiger Druckausgleich erfolgen kann und damit eine weitere Gefährdung durch eine eventuelle Explosion ausgeschlossen ist Bei den hierbei verwendeten Berstscheiben handelt es sich um ebene, kreisrunde Membranen aus zähem, verformungsfähigem Werkstoff. Die Scheibe wird an ihrem Rand ringförmig so eingespannt daß ihre Unterseite dem Druck führenden Abschnitt des Behälters bzw. des Ventils und ihre Oberseite der Atmosphäre zugewandt ist

Bei einer bekannten Ausführungsform einer Berstscheibensicherung weisen die die Berstscheibe zwischen sich aufnehmende Dichtung und die Anlagescheibe eine nahezu gleiche Dickenbemessung auf. Auch der innere Bohrungsdurchmesser entspricht annähernd einander. Mit dieser Ausführungsform ist somit der Mangel verbunden, daß beim Einbau eine Verwechslung zwischen Dichtung und Anlagescheibe erfolgen kann. Des weiteren weist diese Ausbildung den Nachteil auf, daß die Anlagescheibe selbst nicht in der richtigen Weise angeordnet wird. Die falsche Anordnung besteht darin, daß die der Berstscheibe zugewendete Stirnseite mit dem inneren Kantenradius von der Berstscheibe abgewendet eingebaut wird. Die Berstscheibe liegt dann an dem rückwärtigen scharfkantigen Rand der Bohrung an, so daß die bei einem bestimmten Behälterdruck sich kugelförmig ausbeulende Berstscheibe bereits reißt wenn der eigentliche Ansprechdruck noch gar nicht erreicht ist

Des weiteren weist die bekannte Ausführungsform im Endbereich der Längsbohrung zwei V-förmig divergierende Bohrungen kleineren Durchmessers auf, die in eine stirnseitige Ausnehmung der Verschraubung auslaufen. In diese stimseitige Ausnehmung ist eine flache Signalkappe eingelegt die bei zerstörter Berstscheibe wegfliegt so daß erkennbar ist, ob eine Berstscheibensicherung angesprochen hat oder nicht Die V-förmig divergierenden Bohrungen erschweren in beträchtlichem Maß die Fertigung. Ferner besteht der Mangel, daß die gesamte Verschraubung zweimal auf Drehmaschinen eingespannt werden muß, um die Fertigbearbeitung zu erzielen. Die Verschraubung ist in der Herstellung teuer.

Zum Stand der Technik zählt auch eine Berstscheibensicherung, bei welcher die Berstscheibe mittels eines hutartigen Gehäuses mit Innengewinde auf die kreisringförmige Stirnfläche des seitlichen Stutzens bzw. auf eine Dichtung, die auf dieser kreisringförmigen Stirnfläche aufliegt festgelegt wird. Bei dieser Ausführungsform ist in erhöhtem Maß eine Beschädigung der vor der Montage freiliegenden kreisringförmigen

Stirnfläche möglich, so daß nach der Montage eine satte genaue Anlage der Dichtung und der Berstscheibe nicht unbedingt gewährleistet ist Ferner muß auch hier das gesamte Gehäuse bei der Fetigung zweimal auf Drehmaschinen aufgespannt werden, wodurch eine S wirtschaftliche Herstellung nur begrenzt durchführbar ist Schließlich besitzt dieses Gehäuse relativ große Abmessungen, die dazu beitragen, daß der gesamte Ventilkörper en, größeres Volumen aufweist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Berstscheibensicherung zu schaffen, die ein geringeres Bauvolumen aufweist, einfacher gestaltet ist und eine größere Montagesicherheit besitzt

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst daß die Anlagescheibe einen von der Berstscheibe abgewendeten konzentrischen Zapfen kleineren Durchmessers aufweist, der bei in den Aufnahmeraum eingedrehter Verschraubung und Anlage ihrer inneren kreisringförmig ausgebildeten Stirnfläche an den Zapfen umgebenden, zur Berstscheibe planparallelen Flächenbereichen der Anlagescheibe von einer von dieser Stirnfläche umfangsseitig begrenzten zentrischen Ausnehmung mit radialem und axialem Spiel übergriffen ist

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Berstscheibensicherung besteht in der Verwendung einer nicht mehr verwechselbaren Anlagescheibe. Diese Anlagescheibe unterscheidet sich bereits L' ihrer äußerlichen Gestaltung in erheblichem Umfang von der Dichtung, so daß ein Austausch dieser beiden EIemente nicht mehr möglich ist Zusätzlich weist die Anlagescheibe eine solche Gestaltung auf, daß auch ein falscher Einbau der Anlagescheibe ausgeschlossen ist Durch das Zusammenwirken des von der Berstscheibe abgewendeten Zapfens mit kleinerem Durchmesser und der Ausnehmung in der Stirnfläche der Verschraubung ist ferner sichergestellt, daß die Anlagescheibe stets mit ihrer großen ebenen Stirnfläche an der Berstscheibe anliegt. Diese große Stirnfläche ist dann auch im Bereich der Innenbohrung mit dem erforderlichen Kantenradius versehen. Das Umfassen des Zapfens mit großem axialem und radialem Spiel durch die Ausnehmung sichert schließlich, daß die k reisringförmige Stirnfläche der Verschraubung auf den den Zapfen umgebenden, zur Berstscheibe planparallelen Flächenbereichen der Anlagescheibe einwandfrei aufliegt Es ist somit gewährleistet daß zwischen der Verschraubung, der Anlagescheibe, der Berstscheibe und der Dichtung keine Verkantungen auftreten und mithin die Berst scheibensichening auch ihren Aufgaben voll gerecht werden kann.

Zur Erhöhung der Sicherheit gegen eine Verwechslung kennzeichnet sich ein vorteilhaftes Merkmal der Erfindung dadurch, daß die axiale Länge der Anlagescheibe zur Dicke der Dichtung etwa wie 6:1 bemessen ist. Unterschiede in dieser Größenordnung schließen auch bei diesen relativ kleinen Bauteilen die Gefahr von Verwechslungen völlig aus. Es ist hierbei zweckmäßig, daß der Durchmesser der Bohrung in der Anlagescheibe zu dem Durchmesser der Längsbohrung in der Verschraubung etwa wie 3:2 bemessen ist.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist der Mittelabschnitt der Verschraubung im Bereich des Außenumfanges von einem Mehrkant vorzugsweise von einem Sechskant gebildet Mit Hilfe dieses Sechskantes kann in relativ einfacher Weise die notwendige Einspannung der Berstscheibe, beispielsweise mittels eines Drehmomentschlüssels, genau eingestellt werden. Es ist dadurch gewährleistet daß der tatsächliche Ansprechdruck auch genau dem vorausbe-Ftiimnten Ansprechdruck entspricht

Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfmdungsgemäßen Berstscheibensicherung besteht darin, daß der mit Bezug auf den mehrkantigen Mittelabschnitt der Jcreisringförmigen inneren Stirnfläche gegenüberliegende freie Endbereich der Verschraubung einen int Durchmesser verringerten, von einer hutförmigen Signalkappe umschlossenen Zapfen besitzt Die Verschraubung ist mithin derart aufgebaut daß sie auf der der Atmosphäre abgewandten Stirnseite unverwechselbar zur Zusammenarbeit mit der Anlagescheibe ausgebildet ist and an der der Atmosphäre zugewandten Stirnseite eine Zapfenausbildung besitzt die ein Aufschieben der Signalkappe ermöglicht Die Signalkappe ist mithin im Gegensatz zu der bekannten Ausführungsform nicht in Form einer relativ flachen Scheibe in eine stirnseitige Ausnehmung der Verschraubung eingelegt sondern übergreift hutförmig den gesamten Zapfen.

Es bildet ferner ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung, daß im inneren Endbereich der sackartigen Längsbohrung zwei diametral einander gegenüberliegende radiale, am Umfang des Zapfens mündende Querbohrungen kleineren Durchmessers angeschlossen sind, wobei vorteilhafterweise zwischen dem mehrkantigen Mittelabschnitt und dem Zapfen ein gegenüber dem Umfang des Zapfens radial vorspringender Ringwulst vorgesehen ist welcher hinter einen einwärts gerichteten Kragen des freien Endabschnittes der Signalkappe greift

Auf Grund dieser Ausbildung des freien Endabschnittes der Verschraubung ist es möglich, die gesamte Verschraubung in einer Aufspannung herzustellen. Hierdurch ist eine besonders günstige wirtschaftliche Fertigung erzielbar. Ferner sichert die Zapfenausbildung im Zusammenhang mit der hutförmigen Gestaltung der Signalkappe, daß das Haltevermögen der Zapfenausbildung einem inneren Überdruck von beispielsweise 2,5 bis 3 bar in der Signalkappe entspricht Der innere überdruck wird dabei durch die beiden Radialbohrungen in den durch die Signalkappe abgedeckten Kappeninnenraum zwischen Zapfenaußenumfang und Signalkappe geleitet, um von dort nach dem Wegschleudern der Signalkappe in die Atmosphäre auszutreten.

Die erfindungsgemäße Ausbildung sichert eine wirtschaftliche Fertigung der Verschraubung, da sie nur in einer Aufnahme auf einer Drehmaschine aufgespannt wird. Es werden kleine Abmessungen erreicht die nicht über den Durchmesser des Stutzens am Ventilgehäuse hinausgehen. Auch der fertigungstechnische Aufwand innerhalb der einen Aufspannung wird erheblich verringert Die Verwechselbarkeit der Anlagescheibe ist durch ihre eigenartige Ausgestaltung ausgeschlossen und damit die Funktion der Berstscheibensicherung stets gewährleistet. Auch ist die Ausbildung der erfindungsgemäßen Berstscheibensicherung sehr montagefreundlich.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 einen Ventilkörper für Druckgasbehälter in Ansicht und

F i g. 2 im vertikalen Längsschnitt in vergrößerter Darstellung die dem Ventilkörper der F i g. 1 zugeordnete Berstscheibensicherung.

Der in F i g. 1 dargestellte Ventilkörper für Druck-

gasbehälter, welcher insbesondere als Gasflaschenventilkörper für Kohlendioxyd-Flaschen geeignet ist, ist allgemein mit 1 bezeichnet Er besitzt einen Gewindestutzen 2, der druckdicht in den Druckgasbehälter einschraubbar ist. Im Innern des Zentralbereichs 3 ist die eigentliche Absperrarmatur mit dem Ventilsitz vorgesehen, welche mit Hilfe eines Drehgriffes 4 auf- und zusperrbar ist Bei geöffnetem Ventil besteht eine Verbindung zwischen der im Gewindestutzen 2 angeordneten, nicht näher dargestellten Bohrung und dem Anschlußstutzen 5.

Der Ventilkörper 1 besitzt ferner dem Anschlußstutzen 5 auf dem Umfang diametral gegenüberliegend einen weiteren Stutzen 6. Der Stutzen 6 dient der Lagerung einer Berstscheibensicherung, welche an Hand der F i g. 2 näher beschrieben ist

Der Stutzen 6 weist einen Aufnahmeraum 7 mit Innengewinde 8 auf. In den Aufnahmeraum 7 mündet ein Kanal 9, der vor dem im Zentralbereich 3 liegenden Ventilsitz mit dem Druck führenden Ventilabschnitt, d. h. der Bohrung innerhalb des Gewindestutzens 2, in Verbindung steht.

Im Tiefsten des Aufnahmeraumes 7 ist eine kreisringförmige Planfläche 10 vorgesehen, die der Anlage einer scheibenförmigen Dichtung U dient Die scheibenförmige Dichtung U besitzt zueinander parallele Stirnflächen. An diese Dichtung wird mit Hilfe einer Anlagescheibe 12 eine Berstscheibe 13 angedrückt Die Berstscheibe besitzt einen konzentrischen Sitz und ist planparallel eingespannt Der Einspanndruck ist folglich über den gesamten Rand gleichmäßig und entspricht einem vorbestimmten Ansprechdruck, der in Abhängigkeit von dem Behälterinnendruck steht

Die Anlagescheibe besitzt eine wesentlich größere axiale Länge als die Dichtung 11. Beispielsweise beträgt sie etwa 6:1. Die Bohrung 14 im Innern der Anlagescheibe entspricht dem Durchmesser der Bohrung der Dichtung. Des weiteren besitzt die Anlagescheibe einen konzentrischen, im Durchmesser kleineren Zapfen 15, der von der Berstscheibe abgewendet ist. Dieser Zapfen 15 wird von einer Ausnehmung 16 in der Stirnfläche 17 einer Verschraubung 18 sowohl axial als auch radial mit Spiel umfaßt Die Stirnfläche 17 ist dabei kreisringförmig ausgebildet und liegt an einer zur Dichtung und Berstscheibe planparallelen, den Zapfen 15 umgebenden Fläche 19 an. Die Verschraubung 18 besitzt in dem die Ausnehmung 16 aufweisenden Endbereich ein Außengewinde, mit welchem sie in den Stutzen 6 einschraubbar ist Das Einschrauben erfolgt mit Hilfe eines Mehrkantes, beispielsweise eines Sechskantes20.
Im freien Endabschnitt weist die Verschraubung 18 einen Zapfen 21 auf. Dieser Zapfen 21 wird von einer hutförmigen Signalkappe 22 übergriffen, welche mit einem Kragen 23 in ihrem freien Endbereich hinter einen, vom Außenumfang 24 des Zapfens abstehenden Ringwulst 25 greift Diese Profilierung ist so gestaltet/ daß ein Druck von etwa 2,5 bis 3 bar aufgenommen werden kann.

Die Verschraubung 18 besitzt eine Längsbohrung 26, die im Zapfen 21 sackartig endet Im inneren Endbereich 27 der Längsbohrung zweigen radial zwei Querbohrungen 28 ab, die einander diametral gegenüberliegen. Die Bohrungen münden am Außenumfang 24 des Zapfens in den von der Kappe 22 abgedeckten Kappeninnenraum 29.
Beim / ^sprechen der Berstscheibe 13 durch erhöhten Innendruck des Behälters und Zerstörung dieser Berstscheibe gelangt der Druck über die Bohrung 14 und die Längsbohrung 26 zu den Querbohrungen 28, von wo der Druck in den Raum 29 austritt Das Haltevermögen der Signalkappe von 2,5 bis 3 bar gewährlei-

stet daß erst nach Überschreiten dieses Druckes die Signalkappe weggeschleudert wird und der Überdruck in die Atmosphäre austreten kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche: 2

1. Oberdrucksicherung für Druckgasbehälter, insbesondere für Kohlendioxyd-Flaschen, die aus einer in einem seitlichen Stutzen eines Ventilgehäuses an geordneten und vom abzusichernden Druck beaufschlagten Berstscheibensicherung besteht, welche von einem im Ventilgehäuse vorgesehenen Aufnah-•leraum mit Innengewinde, einer sich an eine kreisringförmige Planfläche im Tiefsten dss Aufnahmeraumes anlegenden ringscheibenförmigen Dichtung end einer über eine Anlagescheibe mit definierter Bohrung und innerem Kantenradius von einer eine Längsausnehmung aufweisenden, stirnseitig mit einer Signalkappe verschlossenen Verschraubung mit Außengewinde gegen die Dichtung anpreßbaren Berstscheibe gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagescheibe (12) leinen von der Berstscheibe (13) abgewendeten konzentrischen Zapfen (15) kleineren Durchmessers aufweist, der bei in den Aufnahmeraum (7) eingedrehter Verschraubung (18) und Anlage ihrer inneren kreisringförmig ausgebildeten Stirnfläche (17) «n den Zapfen (15) umgebenden, zur Berstscheibe

(13) planparallelen Flächenbereichen (19) der AnIagescheibe (12) von einer von dieser Stirnfläche (17) umfangsseitig begrenzten zentrischen Ausnehmung (16) mit radialem und axialem Spiel übergriffen isL

2. Oberdrucksicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der Anlage-Scheibe (12) zur Dicke dei Dichtung (11) etwa wie 6:1 bemessen ist

3. Oberdrucksicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Bohrung

(14) in der Anlagescheibe (12) zu dem Durchmesser der Längsbohrung (26) in der Verschraubung (18) etwa wie 3:2 bemessen ist

4. Überdrucksicherung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt der Verschraubung im Bereich des Außenumfanges von einem Mehrkant (20), vorzugsweise einem Sechskant, gebildet ist

5. Überdrucksicherung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet daß der mit Bezug auf den mehrkantigen Mittelabschnitt (20) der kreisringförmigen inneren Stirnfläche (17) gegenüberliegende freie Endbereich der Verschraubung (18) einen im Durchmesser verringerten, von der hutförmig ausgebildeten Signalkappe (22) umschlossenen Zapfen (21) aufweist so

6. Überdrucksicherung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet daß im inneren Endbereich (27) der sackartigen Längsführung (26) mindestens zwei diametral einander gegenüberliegende radiale, am Umfang des Zapfens 121) mündende Querbohrungen (28) kleineren Durchmessers angeschlossen sind.

7. Überdrucksicherung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet daß zwischen dem mehrkantigen Mittelabschnitt (20) und dem Zapfen (21) ein gegenüber dem Umfang (24) des Zapfens (21) radial vorspringender Ringwulst (25) vorgesehen ist, welcher hinter einen einwärtsgerichteten Kragen (23) des freien Endabschnittes der Signalkappe (22) greift.

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