DE2504002C2 - Sicherheits-Druckentlastungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheits-Druckentlastungseinrichtung gemäß Oberbegriff des Pateirtanspruchs 1.

Es ist eine Druckentlastungseinrichtung dieser Art bekannt, bei der der Verspannung der Klemmringe lediglich die Dichtung sowie der Rand der Klemmscheibe im Klemmspalt entgegenwirken. Der Klemmspalt kann damit praktisch beliebig stark verengt werden, so daß die Einstellung der wirksamen Klemmkraft schwierig ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn nach längerer Standzeit eine Schnappscheibe, die ihre Aufgabe einmal erfüllt hat. durch eine neue zu ersetzen ist. Dann können die üblicherweise verwendeten Stellschrauben, mit denen die Klemmringe verspannt werden, korrodiert sein, so daß ein auf diese Schrauben aufgebrachtes Drehmoment keine sichere Anzeige mehr für den tatsächlich auch aufgebrachten Klemmdruck ist. Allerdings wirken sich hierdurch bedingte Ungenauigkeiten nur in einem verhältnismäßig schmalen Toleranzband aus. Der Berstdruck, bei dem eine Schnappscheibe den Durchtrittsquerschnitt öffnet, variiert lediglich um etwa 6 bis 7%, je nachdem ob für das Einspannen der Schnappscheibe der gerade für eine ordnungsgemäße Abdichtung noch ausreichende Klemmdruck oder aber der maximale Klemmdruck angelegt wird, jenseits dessen bereits eine Beschädigung der Stellschrauben einsetzt. Noch viel wesentlicher ist.

daß in diesem bekannten Fall ein Öffnen der Berstscheibe nur bei verhältnismäßig hohen Drücken auftritt und bei verhältnismäßig kleinen Rohrdurchmessern die Berstscheibe praktisch überhaupt nicht zerstörbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheits-Druckentlastungseinrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, daß sie bei genauerer Festlegung der wirksamen Klemmkraft für wesentlich geringere Drücke eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Zunächst einmal kann durch den Zwangsspalt, d. h. durch das unmittelbare Aufeinanderlegen der Stirnflächen der Klemmringe unter Belassung eines Spalts für den Einzelfall unabhängig von irgendwelchen Zufälligkeiten die Klemmkraft genau festgelegt werden. Durch den Axialanschlag wird außerdem zwangsläufig der Einfluß äußerer Kräfte, wie sie z. B. beim Einspannen einer Druckentlastungseinrichtung zwischen Rohrflanschen auftreten können, ausgeschaltet. Vor allem aber hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemälie Druckentlastungseinrichtung für Drücke einsetzbar ist, die etwa um den Faktor 10 niedriger sind als im bekannten Fall, so daß auch bei geringeren Durchtrittsquerschnitten die Einsat/möglichkeit solcher Druckentlastungseinrichtungen eröffnet wird und grundsätzlich die Einsatzmöglichkeit für spürbar niedrigere zu überwachende Drücke geschaffen wird.

Weiterbildungen der Erfindungen ergeben sich aus den Unteranspruvhen. So gewährleistet die Maßnahme nach Patentanspruch 2, daß auch nach Durchschnappen der Scheibe eine Abdichtung zwischen den Klemmringen erhalten bleibt, was z. B. bei giftigen Druckmedien notwendig sein kann.

Halteeinrichtungen für die durchschnappende Scheibe gemäß den Ansprüchen 3 bis 5 können Verletzungen nachfolgender Teile oder auch Verstopfungen verhindern.

Fig. I ist eine Querscnni.tsansK:!.t einer Sicherheits-Druckentlastungseinrichtung. die auf der Außenseite eines Druckbehälters angebracht ist:

Fig. 2 bis 6 sind Teilquerschnittsdnsichten alternativer Ausführungsformen für die Gestaltung des Klemmspalts und der Anordnung der Dichtung.

Ein hier nicht gezeigter Druckbehälter besitzt einen Druckentlastungsauslaß 1 aus einem Rohr 2 mit Flansch 3. zwischen dem und einem gegenüberliegenden Flansch 4 eines weiteren Rohrs 5 eine Sicherheits-Druckentlastungseinrichtung 6 eingespannt ist.

Die Einrichtung 6 besitzt eine gewölbte Schnappscheibe 7, deren konvexe Seite einwärts gegen den Druckbehälter gerichtet ist. Die Schnappscheibe 7 ist mit ihrem Rand 8 zwischen einem inneren und einem äußeren Klemmring 9 bzw. 10 festgehalten, die beide durch Stellschrauben 11, die rund um die Klemmringe verteilt sind, fest miteinander verbunden sind. Die einander zugewandten Stirnflächen 12 und 13 der Klemmringe liegen derart aufeinander, daß sie einen Klemmspalt 14 vorbestimmter Weite für den Rand 8 der Sehnappseheibe bilden. Die Stirnflächen 12 und 13 bilden einen Axialanschlag, durch den die kleinste Weite des Klemmspalts 14 auf einen vorbestimmten Zwangsspalt festgelegt ist. In einer Nut 15 liegt als Dichtung ein O-Ring 16, der eine derartige Dicke besitzt, daß er beim Verschraubcn der Klemmringe zusammengedrückt wird und die Sehnappseheibe unter normalen Betriebsbedingungen gegen einen Strömungsmittelaustritt ab-

dichtet, wie deutlich pus F ι g. 2 ersichtlich ist.

!st die Schnappscheibe eingebaut, ist der auf den Rand der Schnappscheibe einwirkende Klemmdruck aufgrund des Axialanschlags der Stirnflächen 12 und 13 begrenzt. Es kann dabei die Druckentlastungseinrichtung derart ausgeführt werden, daß der Druck, bei dem die Schnappscheibe durchschnappt vorher genau festgelegt werden kann.

Ein radial nußenliegender Bund 17 des Kleminrings 10 stützt als Ansci.iag den Rand der Schnappscheibe bei normalem Betrieb, bei dem der auf die Schnappscheibe wirkende Druck diese radial strecken möchte, wobei sich der Scheibenrand gegen den Bund 17 legt und somit die Schnappscheibe festgehalten wird.

Übersteigt der Druck auf die Schnappscheibe einen vorbestimmten Druck, schnappt die Scheibe 7 durch, wobei sie sich mindestens auf einem Teil ihres Umfanges aus dem Klemmspalt 14 zieht. Sollte sie sich gänzlich aus dem Klemmspalt 14 ziehen, kann sie durch ein Gitter 18 aufgefangen werden.

F i g. 3 zeigt lediglich eine etwas andere Gestaltung der Stirnflächen Ί2 und 13, wobei die Gesamtanordnung jedoch im übrigen gleich ist.

Im Bedarfsfall kann gemäß Fig.4 eine der Stellschrauben durch den Randbereich der Schnappscheibe hindurchgehen, die gegebenenfalls für den Durchtritt der Schraube einen Fortsatz besitzt. Die Stellschraube 11a hält den Scheibenrand auch nach dem Durchschnappen fest.

In manchen Anwendungsfällen öffnet die Schnappscheibe nicht zur Außenluft, sondern in eine Kammer, die ein Druckentlastungsventil besitzt, das Material in einen Sumpf oder an die Außenluft abläßt. Dieses ausströmende Material kann giftig sein; deshalb ist es wichtig, es am Austritt in die Außenluft zu hindern, insbesondere wenn es noch unter einigem Druck gegen das Druckentlastungsventil ansteht. Die Schnappscheibe kann außerdem dazu benutzt werden, daß das Druckentlastungsventil nicht durch Schmutzstoffe verunreinigt und dadurch in seinem Einsat/ behindert wird.

Bei Anordnungen, bei denen es notwendig ist, ein Entweichen giftiger Materialien zu verhindern, könnte die in Fig. 1 gezeigte Ausführurigsform nicht ausreichend strömungsmitteldicht sein. Eine Möglichkeit hier Abhilfe zu schaffen, zeigt F i g. 5; hier besitzt der untere Klemmring 9 einen äußeren, aufwärts gerichteten Flansch 9b, der den Klemmring 10 umfaßt und ein sicheres Abdichten zwischen den Stirnflächen 20 und 21 bewirkt. Auf diese Weise kann kein Strömungsmittel

if) zwischen den Klemmringen selbst nach außen dringen. Alternativ kann die in Fi g. 6 dargestellte Ausführungsform angewendet werden, bei der radial außerhalb der Schnappscheibe 7 ein zweiter O-Ring 22 vorgesehen ist, um die zwei Klemmringe 9 und 10 gegeneinander

' 5 abzudichten. Es kann eine Gewindebohrung 23 vorgesehen werden, um den beim Lösen der Schnappscheibe auftretenden Druckwechsel auszugleichen.

Die Dichtung 16 wurde als O-Ring mit Kreisquerschnitt beschrieben. Sie könnte jedoch auch einen

Jo quadratischen Querschnitt haben, obwohl solche mit Kreisquerschnitt wegen ihrer Erhä''''chkeit vorzuziehen sind, weil sie bei Verformung ös Kontaktfläche spürbar vergrößern und dadurch die Dichtwirkung überproportional vergrößern.

-⁵ Das Material des O-Rings kann Neopren oder irgendeh anderes geeignetes Material sein, das gegen das im Behälter enthaltene Strömungsmittel beständig ist. wie beispielsweise ein hohler, ringförmiger Metallring oder ein MetalH'>g. der rundherum an seiner Seite

«' einen Schlitz aufweist und eine Metallfeder enthält. Der Druck, bei dem die Scheibe durchschnappt, wird im allgemeinen durch die Form und das Ausmaß der Wölbung der Scheibe, das Material der Scheibe und ihrer Wärmebehandlung bestimmt, sowie durch das

» radiale Streckmaß, was ihr der Anschlag 17 erlaubt. Eine stark konkave Scheibe mit wenig Raum zur radialen Ausdehnung oder Streckung benötigt einen größeren Durchschnappdruck als eine Scheibe mit geringer Konkavität oder mehr Raum zur Ausdehnung.

Hierzu 3 Blatt Zeicnnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Sicherheits-Druckentlastungseinrichtung mit einer zur Druckseite gewölbten Schmippscheibe, die in der Randebene radial nach pußen gegen einen Anschlag gestützt und längs ihres Rands zwischen zwei Klemmringen durch einen Klenmspalt eingefaßt ist, der auf der Druckseite eine an den Scheibenrand angepreßte Dichtung enthält und aus dem sich die Sehnappseheibe wenigstens auf einem Teil ihres Umfanges beim Durchschiiappen herauszieht, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinste Weite des Klemmspalts (14) durch einen Axialanschlag (12, 13) zwischen den Klemmringen (9, 12) auf einen vorbestimmten Zwangsspalt festgelegt ist und die Dichtung ein O-Ring (16) ist, der in einer in einem der Klemmringe (9) vorhandenen Nut (15) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, ^aB radial außerhalb der Sehnappseheibe (7) zwischen den Klemmringen ein zweiter O-Ring angeordnet ist (F i g. 6).

3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2. gekennzeichnet durch eine Halteeinrichtung (11a- 18). mit der die Sehnappseheibe nach dem Durchschnappen festgehalten wird (Fig. 1; F ι g. 4).

4. Einrichtung nach Ansprach 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung ein Auffangsieb (18) ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, diß als Halteeinrichtung eine die Klemmringe (9, W) verspannende Stellschraube (Ha)dient, für die am Rand (8) der St «nappscheibe ein Loch vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach Anspi ch 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmringe (9, 10) zwischen zwei Rohrflanschen (3,4) eingefaßt sind.