DE2343784A1

DE2343784A1 - Verfahren zum verbinden von geraeteteilen und zwischenelement dazu

Info

Publication number: DE2343784A1
Application number: DE19732343784
Authority: DE
Inventors: David Neilson
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1972-09-01
Filing date: 1973-08-30
Publication date: 1974-03-14
Also published as: NO140492C; ES418413A1; FR2200911A5; NL7311687A; DE2343784B2; US3897087A; GB1375647A; BE804114A; IT998480B; AU471922B2; AU5974373A; NO140492B

Description

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Ü 5553

Imperial Chemical Industries Limited London (Großbritannien)

Verfahren zum Verbinden von Geräteteilen

und Zwischenelement dazu

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden von zwei oder mehr Geräteteilen durch Zusammenspannen derselben, wobei der Spanndruck leicht ohne Verwendung von mechanischen Werkzeugen abgebaut werden kann. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein für das Verfahren verwendbares Zwischenelement sowie ein Gerät mit mehreren mit ein-* ander verbundenen Geräteteilen, bei dem das Verfahren angewendet worden ist bzw. die erfxndungsgemässen Zwischenelemente verwendet werden. Da die Erfindung von besonderem Nutzen

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für den Zusammenbau eines Gerätes ist, das mit Explosivstoffen in Berührung kommt, bezieht sich die Erfindung ferner auf ein Verfahren zum Zusammenbau eines Gerätes bzw. einer Anlage für Explosivstoffe oder brennbare. Stoffe*.

Bei der Herstellung und Handhabung von Explosivstoffen '.'. und anderen gefährlichen Stoffen wie beispielsweise brennbaren Flüssigkeiten und Gasen, bei denen die Gefahr einer Zündung bzw. Entzündung durch Funkenflug oder durch Reibund oder Aufschlag relativ zueinander bewegter Teile besteht, stellt die Zerlegung des Gerätes bzw. der Anlage eines der wesentlichen Gefahrenmomente dar. Beispielsweise können die Werkzeuge zum Losschlagen der Muttern Funken oder heisse Stellen erzeugen und Zündungen bzw. Entzündungen verursachen, wenn die Gewindebolzen oder Flansche eines Rohrleitungssystems oder eines Reaktionsbehälters mit Explosivstoffen oder brennbaren Flüssigkeiten kontaminiert sind. Für einige Sonderfälle, bei denen es um empfindliche Explosivstoffe geht, die mit herkömmlichen Dekontaminationsverfahren schwer zu beseitigen sind, sind Verfahren zum ferngesteuerten Zerlegen entwickelt worden. Diese Verfahren erfordern kostspielige Werkzeuge und Anlagen und erhöhen sogar noch die Gefahr einer Zündung mit nachfolgender Beschädigung der Anlage im Vergleich zu manuell bedienten Werkzeugen, wobei allerdings die Gefahr von Personenschäden vermindert ist.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbinden von zwei oder mehr Geräteteilen zu schaffen, das ein leichtes Öffnen der Verbindung ermöglicht, ohne dass mechanische Werkzeuge zum Abbau der Spannungen auf den die Verbindung herstellenden Geräteteilen erforderlich sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Geräteteile zusammen mit einem oder mehreren Zwischenelementen aus bei niedriger Temperatur schmelzendem Material in der Weise zusammen-gespannt werden, dass der Spanndruck auf die Geräteteile durch Schmelzen des oder der Zwischenelemente abgebaut werden kann. Wenn das schmelzbare Zwischenelement bzw. die schmelzbaren Zwischenelemente geschmolzen ist bzw. sind, ist der Spanndruck beseitigt, so dass die Geräteteile leicht voneinander getrennt werden können. Das erfindungsgemässe Verfahren ist von besonderem Nutzen zur Verbindung von zwei oder mehr Geräteteilen, die bei Benutzung des Gerätes mit wärme- oder stossentzündbaren Stoffen kontaminiert werden können, wobei die Zwischenelemente bei einer Temperatur schmelzbar sind, die unterhalb der Zerfallstemperatur bzw. Reaktionstemperatur des empfindlichen Stoffes liegt.

Die zwei Geräteteile können beispielsweise mit Flan-

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sehen versehen sein, wobei die Flansche mittels'Gewindebolzen zusammen-gespannt werden. In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung ist für diesen Fall vorgesehen, dass das bzw. die schmelzbaren Zwischenelerate als Dichtungsring zwischen dem Flansch oder als Unterlegscheiben auf den Gewindebolzen ausgebildet ist bzw. sind. Dabei ist es ferner vorteilhaft, dass die Gewindebolzen in in den Flanschen ausgebildeten, seitlich offenen Schlitzen in der Weise angeordnet sind, dass sie nach dem Schmelzen des oder der Zwischenelemente ohne Abschrauben der Muttern vollständig abgenommen werden können.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das schmelzbare Zwischenelement bei einer Temperatur unter 150°C oder sogar - noch günstiger unter 100⁰C schmelzbar ist, do dass es durch siedendes Wasser oder Dampf bei Normaldruck geschmolzen werden kann. Dabei muss die Schmelztemperatur selbstverständlich oberhalb der grössten bei normalem Betrieb des Gerätes oder der Anlage auftretenden Temperatur liegen.

Vorzugsweise ist das schmelzbare Zwischenelement aus einer niedrigschmelzenden Legierung wie beispielsweise einer der bekannten, niedrigschmelzenden Wismutlegierungen hergestellt. Eine für diesen Zweck besonders geeignete Legierung ist die eutektische Legierung aus Wismut, Blei, Zinn

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und Cadmium, die bei 70 C schmilzt und im Handel unter der Bezeichnung "Cerrobend" von der Firma Mining and Chemical Products Limited erhältlich ist. Diese Legierung hat die Eigenschaft, dass der Spanndruck während der Standzeit noch erhöht wird.

Für das erfindungsgemässe Verfahren wird ein niedrigschmelzendes Zwischenelement benötigt. Dieses Zwischenelement, das ebenfalls zur Erfindung gehört, ist Vorzugs-, weise als Dichtung bzw. als Dichtungsring oder Unterlegscheibe für eine zusammen-gespannte Verbindung zwischen Geräteteilen ausgebildet.

Ferner bezieht sich die Erfindung auch auf ein Gerät mit mehreren miteinander verbundenen Geräteteilen, das leicht zerlegt werden kann und bei dem zumindest einige der Geräteteile durch eine zusammengespannte Verbindung verbunden sind, die ein oder mehrere niedrigschmelzende Zwischenelemente umfasst.

Schliesslich bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zum Zusammenbau eines Gerätes bzw. einer Anlage für Explosivstoffe oder brennbare Stoffe, das vorzugsweise so durchgeführt wird, dass zumindest einige der Geräteteile durch eine zusammengespannte Verbindung verbunden werden, bei der ein niedrigschmelzendes Zwischen-

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element mit den Gerateteilen in der Weise zusammengespannt wird, dass der Spanndruck auf die Verbindung durch Erwärmen und Schmelzen des bzw. der Zwischenelemente leicht abgebaut werden kann.

Wenn die erfindungsgemässen Verfahren und das erfindungsgemässe Zwischenelement beim Zusammenbau eines Rohrleitungssystems oder eines Reaktionsbehälters für die Herstellung von Explosivstoffen oder anderen gefährlichen Chemikalien angewendet bzw. verwendet werden, kann das Gerät oder die Anlage leicht durch Schmelzen des oder der Zwischenelemente zerlegt werden, ohne dass es erforderlich ist, Gewindebolzen und Muttern abzuschrauben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine FJanschverbindung; Fig. 2 einen Schnitt nach II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Abwandlung der Flanschverbindung nach Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt nach IV-IV in Fig. 3;

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Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine weitere Abwandlung der Flanschverbindung nach Fig. It

Fig. 6 einen Schnitt nach VT-VI in Fig. 5τ und

Fig. 7 einon Ausschnitt aus einer Flanschverbindung eines Deckels mit einem Reaktionsbehälter.

In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Bei der Verbindung nach den Figuren 1 und 2 sind Rohrstücke 10 und 11 mit Flanschen 12 und 13 versehen. In den Flanschen 12 und 13 sind je vier einseitig offene Schlitze ausgebildet, in denen vier Gewindebolzen 14 angeordnet sind. Zu den Gewindebolzen gehören herkömmliche Unterlegscheiben

16 aus Metall. Zwischen den Flanschen ist ein Dichtungsring

17 aus einer "Cerrobend"-Schmelzlegierung angeordnet, und die Flanschverbindung ist durch die Gewindebolzen 14 fest zusammengespannt.

Der Spanndruck wird unbeschränkt gehalten oder kann im Laufe der Standzeit etwas ansteigen. Die Flanschverbindung kann einfach gelöst werden, indem der Dichtungsring 17 auf über 70°C erwärmt wird - beispielsweise mittels wärmen Wassers oder mittels Dampf - , woraufhin der Dichtngring 17 aus

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Schmelzlegierung schmilzt und aus der Verbindung herausläuft und die Spannung auf die Gewindebolzen 14 abgebaut wird, so dass die Gewindebolzen aus den Schlitzen 15 herausgenommen werden können- Die geschmolzene Legierung kann aufgefangen werden, schnell bis zur Verfestigung abgekühlt werden und für andere Dichtungselemente wiederverwendet werden.

Bei der Flanschverbindung nach den Figuren 3 und 4 wird ein herkömmlicher Dichtungsring 18, beispielsweise eine Faserdichtung, verwendet, während eine Unterlegscheibe aus "Cerrobend"-Schmelzlegierung zwischen zwei herkömmliche Unterlegscheiben 16 aus Metall bei jedem Gewindebolzen gelegt ist. Die Verbindung wird durch die Gewindebolzen 14 fest zusammengespannt, und kann leicht durch Erwärmen der Unterlegscheiben 19 auf über 70⁰C gelöst werden.

Bei der Flanschverbindung nach den Figuren 5 und 6 ist der Dichtungsring 17 aus "Cerrobend"-Schmelzlegierung in eine Umhüllung 20 aus synthetischem Kunststoff, beispielsweise Polytetrafluoräthylen, eingebettet, um den Dichtungsring vor korrodierenden Chemikalien zu schützen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Aussenseite des Dichtungsringes nicht von der Umhüllung bedeckt. Der Dichtungsring kann jedoch auch durch die Umhüllung voll-

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ständig eingeschlossen sein, wodurch er zusätzlich gegen atmosphärische Korrosion geschützt ist. Der Dichtungsring 17 kann leicht geschmolzen werden, um den Spanndruck von der Flanschverbindung zu nehmen.

Der ausschnittsweise in Fig.7 dargestellte Reaktionsbehälter weist einen Deckel 21 auf, der an eine Behälterwand 22 angeflanscht ist. Die Verbindung ist durch Gewindebolzen 14 hergestellt, die in seitlich offenen Schlitzen in den Flanschen angeordnet sind. In die Verbindung ist ein herkömmlicher Dichtungsring 24 eingeklemmt, und in Verbindung mit jedem Gewindebolzen wird wie bei der Flanschverbindung nach Fig. 3 eine Unterlegscheibe 19 aus "Cerrobend"-Schmelzlegierung verwendet. Die Gewindebolzen 14 können entfernt werden, indem zuvor die Unterlegscheiben 19 geschmolzen worden sind, wonach die Gewindebolzen aus den Schlitzen herausgezogen werden können.

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Claims

-ιυ- Patentansprüche

1. Verfahren zum Verbinden von zwei oder mehr Geräteteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Geräteteile zusammen mit einem oder mehreren Zwischenelementen aus bei niedriger Temperatur schmelzendem Material in der Weise zusammengespannt werden, dass der Spanndruck auf die Geräteteile durch Schmelzen des oder der Zwxschenelemente abgebaut werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Verbinden von zwei Geräteteilen mit Flanschen, wobei die Flansche mittels Gewindebolzen zusammengespannt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die schmelzbaren Zwxschenelemente als Dichtungsring zwischen den Flanschen oder als Unterlegscheiben auf den Gewindebolzen ausgebildet ist bzw. sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebolzen in in den Flanschen ausgebildeten, seitlich offenen Schlitzen in der Weise angeordnet sind, dass sie nach dem Schmelzen des oder der Zwxschenelemente ohne Abschrauben der Muttern vollständig abgenommen werden können.

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4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das schmelzbare Zwischenelement bei einer Temperatur unter 150⁰C schmelzbar ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das schmelzbare Zwischenelement bei einer Temperatur unter 100⁰C schmelzbar ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das schmelzbare Zwischeneleraent aus einer niedrigschmelzenden Legierung hergestellt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigschmelzende Legierung eine schmelzbare Wismutlegierung ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigschmelzende Legierung eine eutektische Legierung aus Wismut, Blei, Zinn und Cadmium ist.

9. Niedrigschmelzendes Zwischenelement zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Dichtung bzw. als Dichtungsring (17) oder Unterlegscheibe (19) für eine zusammengespannte Verbindung zwischen Geräteteilen (10, 11; 21, 22) ausgebildet ist.

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10. Zwischenelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem unter 150⁰C schmelzenden Material hergestellt ist.

11. Zwischenelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem unter 100 C schmelzenden Material hergestellt ist.

12. Zwischenelement nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dase es aus einer niedrigschmelzenden Legierung hergestellt ist.

13. Zwischelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer eutektischen Legierung aus Wismut, Blei, Zinn und Cadmium hergestellt ist.

14. Zwischenelernent nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung bei einem Gerät mit mehreren miteinander verbundenen Geräteteilen, wobei zumindest einige der Geräteteile durch eine zusammengespannte Verbindung verbunden sind, die ein oder mehrere nicdrigschmelzende Zwischonelemente nach einem der Ansprüche 9 bis 13 umfaßt.

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15. Zwischeneleiaent nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Verwendung beim Zusammenbau eines Gerätes bzw. einer Anlage für Explosivstoffe oder brennbare Stoffe, wobei zumindest einige der Geräteteile durch die zusammengespannte Verbindung ver*- bunden sind, bei der ein niedrigschmelzendes Zwischenelement mit den Geräteteilen in der Weise zusammengespannfc wird, daß der Spanndruck auf* die Verbindung durch Erwärmen und Schmelzen des bzw. der Zwischenelemente leicht abgebaut werden kann.

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