DE2358214C3 - Explosionsklappe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Explosionsklappe für Rohre oder dergleichen mit einem durch Federkraft auf die Rohrmündung aufgepreßten Ringflansch, auf den von der Seite der Rohrmündung her ein in das Rohrinnere vorspringender Bodenkörper aufgesetzt ist.

Derartige Explosionsklappen dienen als Sicherheitselemente an von der Atmosphäre abgeschlossenen, mit Gas angefüllten Systemen, in denen es zu Explosionen oder Verpuffungen kommen kann. Bei derartigen Explosionen oder Verpuffungen die jeweils mit einem schlagartigen Druckanstieg verbunden sind, soll die Explosionsklappe sehr schnell öffnen und einen möglichst großen Durchtrittsquerschnitt zur Atmosphäre hin freigeben, über den das unter Überdruck stehende Gas entweichen kann.

Infolge des schlagartigen Druckanstieges sind die die Explosionsklappe belastenden Kräfte sehr groß. Insbesondere muß der Bodenkörper so ausgebildet sein, daß er extremen dynamischen Belastungen standhält, ohne sich in Wirkrichtung des Druckes zu verformen. Andererseits soll der Bodenkörper eine möglichst kleine Masse haben, damit die beim Ansprechen der Explosionsklappe den Druckkräften entgegengesetzten Massenkräfte möglichst klein bleiben. Bei den nach dem Stand der Technik bekannten Explosionsklappen ist deshalb der Bodenkörper kalottenförmig oder kegelmantelförmig ausgebildet. Bei der Explosionsklappe mit kegelmanteliormigem Bodenkörper vermag der Kegelmantel allein den auftretenden Kräften nicht standzuhalten. Aus diesem Grunde hat man zusätzlich in den Innenraum des Kegels einen zylindrischen Stützring eingeschweißt, der die Innenfläche des Kegelmantels gegen den Ringflansch zusätzlich abstützt. Diese zusätzliche Abstützung erfolgt jedoch nur entlang einer einzigen kreisförmigen Berührungslinie zwischen dem zylindrischen Stützring und dem Kegelmantel. Wegen der fehlenden Abstützung des Kegelmantels über die gesamte Höhe verformt sich dieser verhältnismäßig leicht, und zwar sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung der zugeordneten Rohrmündung.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Explosionsklappe der genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß ihre Bodenkörper bei möglichst leichter Bauweise eine extreme Steifigkeit in axialer und radialer Richtung der zugeordneten Rohrmündung erhält.

Gegenstand der Erfindung ist eine Explosionsklappe für Rohre od. dgl. mit einem durch Federkraft auf die Rohrmündung aufgepreßten Ringflansch, auf den von der Seite der Rohrmündung her ein in das Innere vorspringender Bodenkörper aufgesetzt ist, wobei sich diese Explosionsklappe dadurch kennzeichnet, daß der ίο Bodenkörper als regelmäßiger pyramiden- oder pyramidenstumpfförmiger Körper ausgebildet ist, in dessen Innenraum ein den Körper aussteifender Stützstern angeordnet ist, dessen Zentralachse mit der Pyramidenachse zusammenfällt.

Die Explosionsklappe gemäß der Erfindung erhält infolge des in dem Pyramidenkörper angeordneten Stützsternes eine waben- oder kassettenartige Struktur, die dem Bodenkörper auch bei großen Durchmessern eine extreme Steifigkeit gegen in axialer Richtung wirkende Druckkräfte verleiht. Außerdem erhält man an den Ecken der Pyramide und an den Berührungslinien zwischen dem Stützstern und dem Pyramidenmantel eine große Zahl von Aussteifungswinkeln, die gleichmäßig auf den Umfang des Pyramidenkörpers verteilt angeordnet sind. Infolge der achsensymmetrischen Struktur des mit dem Stützstern ausgesteiften Pyramidenkörpers heben sich radial nach innen gerichtete Kraftkomponenten in der zentralen Achse ineinander auf, ohne daß diese Kraftkomponenten in irgendeiner Weise die Verbindung zwischen dem Bodenkörper und dem Ringflansch belasten könnten. Der vorgeschlagene Bodenkörper ist mithin in axialer Richtung und radialer Richtung absolut steif, so daß die Verbindung zwischen Bodenkörper und Ringflansch nur die in axialer Richtung wirkenden Kraftkomponenten in den Ringflansch einzuleiten braucht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß der Stützstern gegen die Ecken der Pyramide derart versetzt angeordnet ist, daß er die einzelnen Mantelflächen der Pyramide mittig abstützt. Hierdurch wird einerseits eine gleichmäßige Verteilung einer Vielzahl von Aussteifungswinkeln auf den Umfang der Pyramide erzielt. Außerdem wird bei dieser Anordnung des Stützsternes verhindert, daß sich die ebenen Pyramidenmantelflächen nach innen einwölben.

Zweckmäßig erstreckt sich der Stützstern über die Gesamthöhe des Bodenkörpers, wodurch dieser über seine Gesamthöhe gleichmäßig ausgesteift wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, in der F i g. 1 einen Querschnitt durch die auf einem Rohrstutzen angeordnete Explosionsklappe gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Stirnansicht der in Fig. 1 dargestellten Explosionsklappe,

F i g. 3,4 und 5 die Einzelteile des Stützsternes und
Fig.6 eine Aufsicht auf den zusammengesetzten Stützstern zeigen.

Die in der Zeichnung dargestellte Explosionsklappe sitzt auf einem Rohrstutzen 1. der über einen Anschlußflansch 2 an ein von der Atmosphäre abgeschlossenes Drucksystem anschließbar ist. Am anderen Ende des Rohrstutzens 1 ist ein Abdichtflansch 3 angeordnet, auf dem ein zur Explosionsklappe gehöriger Ringflansch 4 aufliegt. Der Abdichtflansch 3 und der Ringflansch 4 sind mit korrespondierenden Dichtungen 5 und 6 versehen.

Zum Anpressen des Ringflansches 4 gegen den Abdichtflansch 3 dienen Federsäulcn 7, die gleichmäßig um den Umfang des Rohrstutzens 1 verteilt angeordnet sind. Diese Federsäulen 7 weisen Zugsübe 8 auf, die durch Bohrungen im Abdichtflansch 3 hindürchgeführt s sind und an dem Ringflansch 4 und einem Gleitring 9 zugfest befestigt sind, der in axialer Richtung verschiebbar um die Außenwand des Rohrstutzens 1 angeordnet ist. Auf den Zugstäben 8 sind Druckfeder.! 10 angeordnet die sich an dem Abdichtflansch 3 einerseits und dem Gleitring 9 andererseits abstützen.

Der Ringfiansch 4 überragt die Mündung des Rohrstutzens 1 rudia'. nach innen. Auf die in Richtung der Mündung des Rohrstutzens 1 weisende Stirnfläche ist ein Bodenkörper 11 aufgesetzt, der die Form einer regelmäßigen Sechseckpyramide hat. An seiner Unterkante ist der Bodenkörper 11 mit dem Ringflansch 4 verschweißt. In dem Innenraum des Bodenkörpers 11 ist ein aus Blechen bestehender sechsstrahliger Stützstern 112 eingeschweißt. Die die Strahlen des Stützsternes 12 darstellenden Bleche 12a, 126 und 12c stützen die Mantelflächen des Bodenkörpers 11 jeweils mittig über deren gesamte Höhe. Die Zentralachsen des Bodenkörpers 11 einerseits und des Stützsternes 12 andererseits lallen zusammen. Nach unten hin überragen die Bleche il2a. 126 und 12c des Stützsternes 12 den Bodenkörper bis in den Innenraum des Ringflansches 4. Gegebenenfalls können diese Bleche in diesem Bereich mit der Innenkante des Ringflansches4 verschweißt sein.

Der Aufbau des Stützsternes 12 aus den Blechen 12a, Il 2b und 12c ergibt sich aus den F i g. 3 bis 6. Wie aus den F i g. 3 bis 5 ersichtlich, ist das Blech 12a mit einem sich von oben bis über die Mille erstreckenden Schlitz, das Blech 12b mit zwei sich von oben und unten bis vor die Mitte erstreckenden Schlitzen und das Blech 12c mit einem sich von unten bis über die Mitte erstreckenden Schlitz versehen. Beim Zusammenfügen der Bleche 12a, 126 und 12c (Fig. 6) werden das Blech 12a von unten und das Blech 12c von oben auf das Blech 126 aufgesteckt. In der Mitte werden die Bleche 12a. 126 und 12cdurch Schweißnähte miteinander verbunden. Der so gebildete Stützstern 12 wird um 30° gegen die Ecken des Bodenkörpers 11 versetzt in den Bodenkörper eingeschweißt.

Beim Auftreten von plötzlichen Überdrücken im Rohrstutzen 1 heben die axial gerichteten Kraftkomponenten den Ringflansch 4 von dem Abdichtflansch 3 ab, so daß zwischen beiden Flanschen ein verhältnismäßig großer Durchtrittsquerschnitt entsteht. Hierbei werden die Druckfedern 10 zusammengedrückt und der Gleitnng 9 in axialer Richtung verschoben. Die auf den Bodenkörper 11 einwirkenden radialen Kraftkomponenten werden von dem Stützslern 12 aufgenommen und heben sich in der zentralen Achse gegeneinander auf. Die große Zahl von auf den Umfang des Bodenkörpers verteilt angeordneten Aussteifungswinkel verhindert Verformungen des Bodenkörpers sowohl in axialer als auch in radialer Richtung.

Anstelle des beim Ausführungsbeispiel verwendeten Bodenkörpers in Form einer regelmäßigen Sechseckpyramide können auch pyramidenförmige Bodenkörper mit noch mehr Fcken verwendet werden. In diesem Falle hat der Stützstern entsprechend mehr Strahlen. Fin pyramidenförmiger Bodenkörper mit mehr als sechs Ecken empfiehlt sich bei exlrem großen Durchmessern der F.xplosionsklappe.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Explosionsklappe für Rohre oder dergleichen, mit einem durch Federkraft auf die Rohrmündung aufgepreßten Ringflansch, auf den von der Seite der Rohrmündung her ein in das Rohrinnere vorspringender Bodenkörper aufgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenkörper als regelmäßiger pyramiden- oder pyramidenstumpfförmiger Körper ausgebildet ist, in dessen Innenraum ein den Körper aussteifender Stützstern (12) angeordnet ist, dessen Zentralachse mit der Pyramidenachse zusammenfällt.

2. Explosionsklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützstern gegen die Ecken der Pyramide derart versetzt angeordnet ist, daß er die einzelnen Mantelflächen der Pyramide mittig abstützt.

3. Explosionsklappe nach Anspurch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stüt/stern (12) sich über die Gesamthöhe des Bodenkörpers (11) erstreckt.