DE2455943B2

DE2455943B2 - Schnellverschluß für Druck-, Vakuum- oder Filterbehälter

Info

Publication number: DE2455943B2
Application number: DE19742455943
Authority: DE
Inventors: Karl 6370 Oberursel Pötz
Original assignee: Faudi-Feinbau 6370 Oberursel De GmbH
Current assignee: Faudi-Feinbau 6370 Oberursel De GmbH
Priority date: 1974-11-27
Filing date: 1974-11-27
Publication date: 1981-07-02
Also published as: DE2455943C3; DE2455943A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schnellverschluß für Druck-, Vakuum- oder Filterbeh&lter, die einen Deckel und einen deckelseitigen Behälterfiansch aufweisen, mit einer vor dem Lösen des Deckelverschlusses zwangsläufig zu betätigenden Entlüftungsvorrichtung, bei dem ein aus zwei halbkreisförmigen, miteinander gelenkig verbundenen Ringhälften bestehender, im Querschnitt U-förmiger Verschlußring mit einander zugekehrten Anlageflächen komplementär dazu ausgebildete Anlageflächen am Deckelrand und am Behälterfiansch formschlüssig hintergreift, wobei beide Ringhälften durch eine Verriegelungseinrichtung miteinander verbindbar sind, die mit einem Bauteil der Entlüftungsvorrichtung in Verbindung steht.

Derartige Verschlüsse müssen den auf die gesamte Deckelfläche wirkenden Druckunterschied zwischen dem Behälterinnendruck und dem Außendruck aufnehmen. Da die Deckelfläche beispielsweise bei Filterbehältern gleich der Querschnittsfläche des Behälters und somit verhältnismäßig groß ist, sind auch die vom Verschluß aufzunehmenden Kräfte schon bei geringen Druckunterschieden verhältnismäßig groß. Für diese Belastungen ausgelegte herkömmliche Flanschverbindungen mit Schrauben erfordern wegen der auftretenden Kräfte verhältnismäßig große Flanschabmessungen; diese Flanschverschraubungen sind nur mit großem Arbeitsaufwand zu lösen, so daß eine Verwendung als Schnellverschluß nicht in Frage kommt.

Bei Schnellverschlüssen, die durch ihre Bauweise ein rasches öffnen des Verschlusses gestatten, besteht die Gefahr, daß der Deckel bei noch bestehendem Überdruck im Behälter nach dem öffnen weggeschleudert wird. Um diese Gefahr zu beseitigen, wird bei Schnellverschlüssen grundsätzlich eine Entlüftungsvorrichtung für den Behälter vorgesehen, die vor dem Lösen des Deckelverschlusses zwangsläufig betätigt werden muß, um ein Entlüften des Behälters zu bewirken.

Bei Behältern mit großem Rauminhalt könnte die Betätigung der Entlüftungsvorrichtung und das Lösen

m des Deckelverschlusses so schnell durchgeführt werden, daß noch kein vollständiger Druckabbau durch die Entlüftungsvorrichtung stattgefunden hat Dann würde der Deckel trotz geöffneter Entlüftungsvorrichtung weggeschleudert werden. Um auch diese Gefahr

ι ^r> auszuschließen, werden Schnellverschlüsse, die auch bei Überdruck im Behälterinneren betätigt werden können, beispielsweise weil die durch den Behälterinnendruck verursachte Reibung im Deckelverschluß durch eine große Untersetzung der Betätigungseinrichtungen überwunden wird, mit einer sog. Fangvorrichtung vorgesehen, die bewirkt, daß der Deckel vor dem vollständigen Lösen des Deckeiverschlusses von seinem Sitz angehoben und in dieser einen großen Austrittsquerschnitt freigebenden Stellung von der Fangvorrich- tung noch festgehalten wird, bevor der Deckelverschluß vollständig gelöst und der Deckel abgenommen werden kann.

Bei einem bekannten Schnellverschluß (US-PS 31 07 810) weist der Behälterfiansch eine Innenverzah-

J" nung und der Deckelrand eine Außenverzahnung auf, wobei sich die Zähne beider Verzahnungen hintergreifen können. An den im geschlossenen Zustand einander zugekehrten Flächen weisen die Zähne beider Verzahnungen jeweils eine Schrägfläche oder Keilfläche auf, so

Ii daß der Deckel nach dem Einsetzen durch eine Drehung um einen kleinen Winkel an seinem gesamten Umfang durch die aufeinander gleitenden Keilflächen gegen die Schließfläche gedrückt wird. Dieser Schnellverschluß erfordert wegen der einander hintergreifenden Verzah-

4'i nung mit komplizierten Zahnformen einen sehr großen Herstellungsaufwand und ist daher sehr teuer. Durch die hintergriffene Innenverzahnung am Behälterfiansch muß die vom Deckel eingeleitete hohe Kraft im Behälterfiansch mehrfach umgeleitet werden, bevor sie in den Behältermantel eingeleitet werden kann; dazu muß der Behälterfiansch sehr groß dimensioniert werden.

Aus der FR-PS 11 04 323 ist bereits ein Schnellverschluß für Druckbehälter, der einen Deckel und einen

^r)ü deckelseitigen Behälterfiansch aufweist, mit einer vor dem Lösen des Deckelverschlusses zwangsläufig zu betätigenden Entlüftungsvorrichtung, wobei ein aus zwei etwa halbkreisförmigen, miteinander gelenkig verbundenen Ringhälften bestehender, im Querschnitt U-förmiger Verschlußring mit einander zugekehrten Anlageflächen komplementär dazu ausgebildeten Anlageflächen am Deckelrand und am Behälterfiansch formschlüssig umgreift, und wobei beide Ringhälften durch eine Verriegelungseinrichtung miteinander verbindbar sind, die von einem Bauteil mit der Entlüftungsvorrichtung in deren geschlossenem Zustand überdeckt sind, bekannt. Die Anlageflächen des Verschlußrings sind parallel zur Flanschebene angeordnet. Dabei besteht zwar ein konstruktiver Zusammenhang zwi-

f>5 sehen der Entlüftungseinrichtung und dem Verschluß, jedoch fehlt ein zwangsläufiger funktioneller Zusammenhang.

Einen ähnlichen Schnellverschluß zeigt auch die

US-PS 34 58 083. Bei diesem Behälterverschluß steht eine Verriegelungseinrichtung mit einer Entlüftungsschraube in Wirkverbindung. Es ist jedoch kein Verschlußring vorhanden. Der Verschluß besteht aus einem Deckel mit einem den Behälterflans.-h hintergreifenden halbkreisförmigen Rand und einem gelenkig damit verbundenen halbkreisförmige!¹ Verschlußbügel, der mit dem Deckelrand verschraubt und mittels eines Überfallhakens gesichert werden kann. Durch den Oberfallhaken ragt die Entlüftungsschraube, die im eingeschratsbten Zustand zugleich den Zugang zur Deckelverschraubung blockiei t

Die Anlageflächen des Deckels bzw. des Bügeis sind am Behälterflansch nach außen abgeschrägt, so daß die Schließkraft durch die Deckelverschraubung aufge- \^r> bracht wird. Dadurch besteht die Gefahr, daß beispielsweise bei einer Beschädigung der Deckelverschraubung sich der Deckel löst, wenn der Behälterinnendruck eine bestimmte Größe erreicht. Die Verriegelungseinrichtung des Verschlußringes v.ird dadurch >» nicht vom Behälterinnendruck entlastet.

Bei den bekannten Verschlüssen könnten die Verriegelungseinrichtungen zum Teil gelöst werden, ohne daß zuvor das Entlüftungsventil geöffnet wurde. Dadurch könnten sich die beiden Ringhälften von den 2; Flanschen lösen, so daß sich der Behälter explosionsartig öffnet. Hinzu kommt noch, daß die Anlageflächen des Verschlußrings nicht hinterschnitten sind und sich deshalb leicht von den Außenflächen der Flanschen lösen können, sobald die Verriegelungseinrichtung geöffnet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schnellverschluß der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit einem einfacheren und materialsparenden Aufbau ein sicheres Lösen des Verschlusses gewährleistet ist, i^r> wobei insbesondere die von der Berufsgenossenschaft und in anderen Sicherheitsvorschriften geforderte vollständige Sicherheit dahingehend gewährleistet ist, daß der Verschluß nur geöffnet werden kann, wenn zuvor die Entlüitung des Behälters, d. h. ein Druckabbau erfolgt ist; außerdem sollen die im Behälterflansch auftretenden Biegebeanspruchungen möglichst gering sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die einander zugekehrten Anlageflächen des « Verschlußrings und die komplementär dazu ausgebildeten Anlageflächen am Deckelrand und am Behälterflansch hinterschnitten sind und daß die Verriegelungseinrichtung dev beiden Ringhälften aus einer eine Verriegelungslasche durchgreifenden, diese fixierende w Hohlschraube gebildet wird, durch die eine Entlüftungsschraube in eine Entlüftungsbohrung des Behälterflansches eingeschraubt ist, die mit ihrem Schraubkopf die Hohlschraube überdeckt.

Die beiden Ringhälften können rasch und in einfacher « Weise um den Deckel und den Behälterflansch gelegt werden. Der Behälterflansch kann mit einem nur geringfügig über den Behälteraußendurchmesser hinausgehenden Außendurchinesser ausgeführt werden, so daß die Biegebeanspruchung im Behälterflansch sehr gering ist. Die Auflage des Deckelrandes und des Behälterflansches am Verschlußring ist sehr gleichmäßig, so daß Spannungsspitzen vermieden werden. Durch das formschlüssige Hintergreifen der Ringanlageflächen mit den Anlageflächen am Deckelrand und am M Behälterflansch wird sichergestellt, daß der Verschlußring nur dann gelöst werden kann, wenn der Behälterinnenmum vollständig druckentlastet ist. Vorher muß zwangsläufig die Entlüftungsvorrichtung geöffnet werden, so daß die Entlüftung einsetzt, bevor die die Ringhälften verbindende Verriegelungseinrichtung gelöst wird. Solange im Behälter noch ein Überdnick herrscht, wirkt der Verschlußring als formschlüssige Fangvorrichtung, die erst dann außer Eingriff gebracht werden kann, wenn der Oberdruck durch die Entlüftungsvorrichtung vollständig abgebaut wurde. Die Betätigung des Schnellverschlusses ist in einfacher Weise automatisierbar, zumal zum Lösen des Verschlusses nur geringe Kräfte benötigt werden. Deswegen besteht auch für den Fall, daß die Betätigungseinrichtung automatisch in Betrieb gesetzt wird, bevor der Behälterüberdruck abgebaut und der Verschlußring lösbar ist, keine Gefahr einer Beschädigung oder eines vorzeitigen, mit Gewalt erfolgenden Offnens des Schnellverschlusses, weil die Betätigungseinrichtung nur eine geringe Kraft aufbringt.

Da sich die Anlageflächen am Behälterflansch unmittelbar an den Behälteraußendurchmesser anschließen, ist die Biegebeanspruchung im Flansch außerordentlich klein; auch im Verschlußring treten überwiegend Zugspannungen und nur in sehr geringem Maße Biegespannungen auf, so daß auch der Ring trotz hoher Kräfte sehr schmal und daher leicht ausgeführt werden kann.

Aus der US-PS 34 58 083 ist zwar ein Behälterverschluß bekannt, bei dem eine Verriegelungseinrichtung mit einer Entlüftungsschraube in Wirkverbindung steht. Dort ist aber kein Verschlußring vorhanden. Der Verschluß besteht aus einem Deckel mit einem den Behälterflansch hintergreifenden halbkreisförmigen Rand und einem gelenkig damit verbundenen halbkreisförmigen Verschlußbügel, der mit dem Deckelrand verschraubt und mittels eines Überfallhakens gesichert werden kann. Durch den Überfallhaken ragt die Entlüftungsschraube, die im eingeschraubten Zustand zugleich den Zugang zur Deckelverschraubung blokkiert.

Bei diesem Stand der Technik sind die Anlageflächen des Deckels bzw. des Bügels am Behälterflansch nach außen abgeschrägt, so daß die Schließkraft durch die Deckelverschraubung aufgebracht wird. Dadurch besteht die Gefahr, daß beispielsweise bei einer Beschädigung der Deckelverschraubung sich der Deckel löst, wenn der Behälterinnendruck eine bestimmte Größe erreicht. Im Gegensatz dazu wird beim erfindungsgemäßen Schnellverschluß die Verriegelungseinrichtung des Verschlußringes völlig vom Behälterinnendruck entlastet, weil die Anlageflächen des Verschlußringes hinterschnitten sind, so daß der Verschlußring auch ohne die Wirkung der Verriegelungseinrichtung die durch den Behälterinnendruck verursachten Kräfte bereits vollständig aufnimmt.

Aus Fig. 4 der US-PS 36 05 337 ist es zwar an sich bekannt, die Anlageflächen eines im Querschnitt U-förmigen Verschlußteils zu hinterschneiden; jedoch handelt es sich dabei um einen schon im Aufbau anderen Verschluß, bei dem kein gesonderter Verschlußring vorhanden ist, sondern zwei halbkreisförmige Ringstükke, von denen eines am Behälter und das andere am Deckel einstückig ausgebildet ist.

Die US-PS 34 47 825, die US-PS 29 82 437 und die US-PS 20 37 920 zeigen die üblichen Verschlußringe, de> ^n Anlageflächen nicht hinterschnitten sind und die keine Verbindung der Verriegelungseinrichtung der Entlüftungsvorrichtung in der beanspruchten Weise zeigen.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß an einer Ringhälfte eine die andere Ringhälfte übergreifende und mit dieser durch eine Verschraubung verbundene Verricgelungslasche angebracht ist. Diese in ihrem Aufbau sehr einfache und nur wenig Platz beanspruchende Verriegelung reicht für die Verbindung der beiden Ringhälften vollständig aus, da die Verriegelung im geschlossenen Zustand keine Kräfte übertragen muß.

Die zwangsläufige Blockierung der Verriegelungseinrichtung durch die Entlüftungsvorrichtung in deren geschlossenem Zustand läßt sich besonders einfach in der Weise ausführen, daß die Verschraubung der Verriegelungslasche eine Hohlschraube aufweist, durch die eine Entlüftungsschraube in eine Entlüftungsbohrung im Behaiterflansch geschraubt ist, und daß die Entlüftungsschraube mit einem breiten Schraubenkopf die Hohlschraube überdeckt. Die Hohlschraube, die die Verriegelungslasche mit der einen Ringhälfte verbindet, kann erst gelöst werden, wenn die Entlüftungsschraube geöffnet bzw. vollständig herausgeschraubt ist. Im geschlossenen Zustand ragen die Teile der Entlüftungsvorrichtung und der Verriegelung nur geringfügig über den Verschlußring hinaus, so daß sie nicht stören und die Gefahr einer Beschädigung sehr gering ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Anlageflächen des Verschlußringes und die Gegenflächen am Deckelrand und am Behälterflansch zur Behältermitte hin konvergierend angeschrägt sind. Damit wird eine sichere formschlüssige Verbindung der Verschlußteile erreicht, wobei aber beim Lösen des Verschlusses der Formschluß schon nach einer geringen Verschiebung des Deckels aufgehoben ist, so daß der Verschlußring leicht gelöst werden kann.

Zweckmäßigerweise hat der Deckel einen in den Behälter hineinragenden ringförmigen Vorsprung, der einen an der Behälterinnenwand radial anliegenden Dichtungsring trägt. Auch bei einer größeren axialen Bewegung des Deckels bleibt die Dichtung erhalten. Besonders vorteilhaft hat sich ein O-Ring als Dichtungsring erwiesen, weil er unter Beibehaltung der axialen Bewegungsmöglichkeit in beiden Richtungen um so stärker abdichtet, je größer der Druckunterschied wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in Draufsicht den Verschlußring eines erfindungsgemäßen Schnellverschlusses im geschlossenen Zustand, wobei der Ring im geöffneten Zustand mit strichpunktierten Linien angedeutet ist,

F i g. 2 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie H-II in Fig. 1 und

F i g. 3 in einem Ausschnitt aus der Schnittdarstellung gemäß F i g. 2 eine abgewandelte Ausführungsform der Anlageflächen am Verschlußring.

Der Verschlußring weist zwei halbkreisförmige Ringhälften 1, 2 auf, die jeweils an einem Ende mittels eines Gelenkes 3 miteinander verbunden sind. An der einen Ringhälfte 1 ist am freien Ende eine Verriegelungslasche 4 so angeschweißt, daß sie in der geschlossenen Stellung das freie Ende der anderen Ringhälfte 2 überlappt.

Der Verschlußring 1, 2 dient als Schnellverschluß für einen Behälter, beispielsweise einen Filterbehälter, der im Betriebszustand einen inneren Oberdruck hat und einen Deckel 5 und einen Behälterflansch 6 aufweist, der den Abschluß des (in Fig. 2 nur strichpunktiert angedeuteten) Behältermantels 7 bildet.

Wie in F i g. 2 dargestellt, ist der Verschlußring 1, 2 im Querschnitt flach U-förmig; seine Profilschenkel 8, 9 greifen über den Rand des Deckels 5 bzw. unter den Behälterflansch 6, wobei einander zugekehrte, hinterschnittene Anlageflächen 10, 11 des Verschlußringes 1, 2, die um einen Winkel a geneigt schräg zur

in Deckelebene verlaufen, d.h. zur Behältermitte hin konvergierend als flache Kegelflächen ausgeführt sind, an komplementär dazu ausgebildeten Gegenflächen 12, 13 des Deckels 5 bzw. des Behälterflansches 6 anliegen und einen formschlässigen Eingriff bilden.

r. Am Deckel 5 ist ein in das Behälterinnere ragender Vorsprung 14 angeschweißt, der in einer Urr.fangsnut i5 einen an der Behälterinnenwand radial anliegenden O-Dichtungsring 16 trägt.

In eine Bohrung 17 der Verriegelungslasche 4 ist eine

.>(i Hohlschraube 18 eingeführt, die in eine Gewindebohrung 19 der anderen Ringhälfte 2 eingeschraubt ist. Auf diese Weise werden die beiden Ringhälften 1 und 2 in der geschlossenen Stellung als Ring zusammengehalten. Im Behälterflansch 6 ist eine Entlüftungsbohrung 20

:-, vorgesehen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Schraubeinsatz 21 gebildet wird. Eine Entlüftungsschraube 22, die in den Einsatz 21 eingeschraubt ist, verschließt mit ihrer kegeligen Spitze die Entlüftungsbohrung 20. Die Entlüftungsschraube 22

κι weist einen breiten flachen Schraubkopf 23 auf, der bei eingeschraubter Entlüftungsschraube 22 den Kopf der Hohlschraube 18 so weit überdeckt, daß die Hohlschraube 18 nicht gelöst werden kann, bevor nicht die Entlüftungsschraube 22 gelöst ist.

j, In beiden Ringhälften 1 und 2 ist jeweils eine Einsteckbohrung 24 vorgesehen, in die ein Dorn oder ein ähnliches Werkzeug eingesteckt werden kann, um das öffnen oder Schließen des Ringes zu erleichtern.

Der Steigungswinkel a der Anlage- bzw. Gegenflächen 10,12 bzw. 11,13 beträgt vorzugsweise 3 bis 5°, so daß die Anlageflächen einander selbsthemmend berühren. Erst wenn durch das öffnen der Entlüftungsschraube 22 der Innendruck im Behälter vollständig abgebaut ist, lassen sich die beiden Ringhälften 1, 2 nach dem

4S öffnen der Verriegelungsschraube 18 auseinanderklappen, wobei der Deckel 5 geringfügig auf den Behälter zu bewegt wird.

Statt der Radialdichtung 16 kann auch eine Dichtung in den axial aneinanderliegenden Flächen des Deckels 5

so und des Behälterflansches 6 vorgesehen sein, beispielsweise eine Lippendichtung.

F i g. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Anlageflächen. Hierbei weisen sowohl der Rand des Deckels 5 als auch der Schenkel 8 der Verschlußringhälfte 1 bzw. 2 einen ringförmigen Einstich 25 auf. In gleicher Weise sind die einander berührenden Anlageflächen zwischen dem unteren Ringschenkel 9 und dem Behälterflansch 6 ausgeführt (nicht dargestellt). Dadurch entsteht an beiden Anlageflächen ein axial

bo vorspringender Wulst 26, 27. Beide Wulste 26, 27 hintergreifen einander und bewirken eine formschlüssige Verbindung, die ebenso wie bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 erst gelöst werden kann, wenn der Deckel 5 nach vollständigem Abbau des Behälterinnendrucks um einen geringen Wert gegen den Behälter verschoben wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schnellverschluß für Druck-, Vakuum- oder Filterbehälter, die einen Deckel und einen deckelseitigen Behälterfiansch aufweisen, mit einer vor dem Lösen des Deckelverschlusses zwangsläufig zu betätigenden Entlüftungsvorrichtung, bei dem ein aus zwei halbkreisförmigen, miteinander gelenkig verbundenen Ringhälften bestehender, im Querschnitt U-förmiger Verschlußring mit einander zugekehrten Anlageflächen komplementär dazu ausgebildete Anlageflächen am Deckelrand und am Behälterfiansch formschlüssig hintergi eift, wobei beide Ringhälften durch eine Verriegelungseinrichtung miteinander verbindbar sind, die von einem Bauteil der Entlüftungsvorrichtung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Anlageflächen (to, 11) des Verschlußrings (1, 2) und die komplementär dazu ausgebildeten Anlageflächen (12,13) am Deckelrand und am Behälterfiansch (6) hinterschnitten sind und daß die Verriegelungseinrichtung der beiden Ringhälften aus einer eine Verriegelungslasche (4) durchgreifenden, diese fixierende Hohlschraube (18) gebildet wird, durch die eine Entlüftungsschraube (22) in eine Entlüftungsbohrung (20) des Behälterflansches (6) eingeschraubt ist, die mit ihrem Schraubkopf (23) die Hohischraube (18) überdeckt.

2. Schnellverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (10, 11) des Verschlußringes (1,2) und die Gegenflächen (12,13) am Deckelrand und am Behälterfiansch (6) zur Behältermitte hin konvergierend angeschrägt sind.