DE2616235A1 - Sicherheitselement - Google Patents

Description

P. 5025/Wg/IS

Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz

Sicherheitselement

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement gegen rasches Ausströmen eines in einem Druckbehälter gespeicherten Mediums beim Bruch einer daran angeschlossenen Leitung.

In verschiedenen Bereichen der Technik, beispielsweise in Anlagen der Verfahrenstechnik oder der Reaktortechnik, ist es oftmals erforderlich, aus Sicherheitsgründen die von Druckgefässen ausgehenden oder in sie einmündenden Leitungen derart auszubilden, dass zumindest keine plötzliche Entleerung des Druckbehälters bei einem Leitungsbruch stattfinden kann.

Zu diesem Zweck sind - DT-AS 2 424 427 - beispielsweise in der Nähe des Anschlusses solcher Leitungen an den Behälter angeordnete Klappen bekannt. Diese Klappen haben jedoch den Nachteil, dass sie - besonders im Bereich ihrer Lagerung bezw. ihrer Drehpunkte - durch Ablagerungen und/oder durch den Aufbau

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von Korrosionsprodukten in ihrer Funktionstüchtigkeit, vor allem bei längerem Nichtgebrauch, beeinträchtigt werden können, was bei ihrer"Verwendung in Sicherheitssystemen nachteilig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, für die geschilderten Anlagen und Zwecke Sicherheitselemente zu schaffen, bei denen der geschilderte Nachteil nicht gegeben und die Gefahr des Versagens möglichst weitgehend vermieden ist. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Anschlussbereich der Leitung am Behälter ein Verschlusselement angeordnet ist, das bei Leitungsbruch durch den an ihm auftretenden Druckabfall derart verformt wird, dass die Leitung verschlossen wird. Bei einem erfindungsgemäss ausgebildeten Element sind für dessen Schliessen keinerlei aufeinander gleitende Teile erforderlich, bei denen die Bewegungsmöglichkeit durch Korrosionen oder Ablagerungen erschwert oder verunmöglicht sein kann; denn die erfindungsgemässen Elemente werden zum Verschliessen der Leitung in sich verformt. Sie sind darüberhinaus sehr einfach und ohne grossen Aufwand herstellbar. Da keine aufeinander gleitenden Teile vorhanden sind, sind bei den erfindungsgemässen Elementen ferner periodische Funktionskontrollen nicht erforderlich.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die in ihrem ursprünglich offenen Zustand sich durch einen besonders geringen Druckverlust auszeichnet, ist das neue Sicherheitselement derart ausgebildet, dass es im offenen Zustand als ein an der Leitungsinnenwand anliegendes und sich daran axial abstützendes Faltelement mit

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gegen das Behälterinnere offenen Taschen ausgebildet ist, während bei einem anderen Ausführungsbeispiel das Verschlusselement aus einem im wesentlichen starren Verschlusskörper und diesen mit der Leitung verbindenden, verformbaren Stützelementen besteht.

Schliesslich ist es darüberhinaus vorteilhaft, wenn der das Verschlusselement tragende Teil der Leitung in den Druckbehälter hinein vorspringt.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert: Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel in räumlicher Darstellung teilweise im Schnitt?

F-ig. 2 gibt, ebenfalls im Schnitt, das Element nach Fig. 1 im eingebauten Zustand wieder}

Fig. 3 und 4 stellen ein zweites Beispiel dar, wobei Fig. 3 der Schnitt III-III von Fig. 4 ist, die ihrerseits eine Ansicht von Fig. 3 aus dem Behälterinneren heraus zeigt.

Beim ersten Beispiel ist das Sicherheitselement 3 am Ende einer Leitung 1 in ihrem Innendurchmesser angeordnet; die Leitung 1 geht von einem Druckbehälter 5 (Fig. 2) aus und enthält in geringem Abstand vom Behälter 5 ein Absperrorgan 6.

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Das Element 3 stützt sich am Innendurchmesser der Leitung 1 auf einem nach innen vorstehenden Rand2 axial ab. Es besteht in einem Faltelement, das aus einem beispielsweise aus dünnem Blech bestehenden Konus so gefaltet ist, dass an seinem einen Ende 7 ein sternförmiges Profil mit η Zacken entsteht, während das andere Ende 8 ein reguläres η-Eck ist. Durch diese Formgebung werden von den Falten des Elementes 3 gegen die Innenseite des Behälters 5 offene Taschen 9 gebildet.

Der umschreibende Kreis des Elementes 3 hat dabei an beiden Enden 7 und 8 einen Durchmesser, der im Pressitz dem Innendurchmesser der Leitung 1 entspricht. Dabei ist die Breite des Randes 2 so gross, dass an dem n-eckseitigen Ende 8 die Segmentflächen zwischen dem Faltelement 3 und der Innenwand der Leitung 1 abgedeckt sind.

Wie Fig. 2 zeigt, ragt die Leitung 1 in den Druckbehälter 5 hinein, so dass der Rand 2 im Bereich der Wandung des Behälters oder innerhalb dieses liegt.

Bricht durch einen Unfall die Leitung zwischen dem Ventil 6 und dem Druckbehälter 5, so sinkt auf der Innenseite des Faltelementes 3 der Druck schlagartig auf die Höhe des Druckes,der ausserhalb der Leitung 1 herrscht, während in den pyramidenartigen Taschen zwischen dem Faltelement 3 und der Leitung 1 praktisch noch der Druck des Druckgefässes 5 wirksam ist. Das Faltelement 3 wird

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unter der Wirkung dieser Druckdifferenz zusammengedrückt, wobei der sternförmige Querschnitt praktisch dicht schliesst.

Bei dem Beispiel nach Fig. 3 und 4 ist eine zu verschliessende Leitung 16 in bekannter Weise über einen Zwischenstutzen 17 in ein Druckgefäss 15 eingeschweisst. In diesem ist koaxial mit und im Abstand vor dem Ende der Leitung 16 eine kreisförmige Platte 18 vorgesehen, die über drei über ihren Umfang verteilte, beispielsweise aus Flacheisen bestehende bogenförmige Haltestücke 19 mit dem Zwischenstutzen 17 verbunden ist. Darüberhinaus sind zwischen den Haltestücken 19, ebenfalls über den ■ Umfang verteilt, zur Zentrierung der Platte 18 koaxial mit dem Leitungsende drei radiale Rippen 20 vorgesehen; diese Rippen 20 sind ebenfalls am Zwischenstutzen 17 angeschweisst.

Die radialen Rippen 20 sind beispielsweise so ausgebildet, dass sie die Platte 18 im offenen Zustand stützen, indem die Platte 18 durch die Elastizität der Bogen 19 an die vorstehenden Enden 21 der Rippen 20 anliegt, im Bereich des Schliesshubes jedoch in radialer Richtung Spiel aufweisen.

Tritt durch plötzlichen Bruch der Leitung 16 im Bereich ihrer Mündung ein Unterdruck auf, so schlägt die Platte 18 im Sinne eines Sicherheitsventils zu% dabei werden die Flacheisen 19 verformt, wobei ihre Verformung in die gewünschte Richtung durch ihre bogenförmige Gestalt gelenkt wird.

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Das erfindungsgemasse Sicherheitsventil hat den besonderen Vorteil, dass es mit üblicher Strömungsgeschwindigkeit in beiden Richtungen durchströmt werden kann, ohne dass sein Verschlusskörper sich dabei bewegt, so dass der Druckabfall für beide Strömungsrichtungen sehr klein bleibt. Hat das Element jedoch wegen Rohrbruchs angesprochen, so bleibt es zufolge seiner plastischen Verformung geschlossen, auch wenn die anstehende Druckdifferenz absinkt.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   ■(l.) Sicherheitselement gegen rasches Ausströmen eines in einem Druckbehälter gespeicherten Mediums bei Bruch einer daran angeschlossenen Leitung, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschlussbereich der genannten Leitung (1, 16) am Behälter (5) ein Verschlusselement (3, 18) angeordnet ist, das bei Leitungsbruch durch den an ihm auftretenden Druckabfall derart verformt wird, dass die Leitung (1, 16) verschlossen wird.
2. 2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (3) im offenen Zustand als ein der Leitungsinnenwand anliegendes und sich daran axial abstützendes Faltelement (3) mit gegen das Behälterinnere offenen Taschen (9) ausgebildet ist.
3. 3. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement aus einem im wesentlichen starren Verschlusskörper (18) und diesen mit der Leitung (16) verbindenden, verformbaren Stützelementen (19) besteht.
4. 4. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der das Verschlusselement (3, 18) tragende Teil der Leitung (1, 16) i«n den Druckbehälter (5, 15) hinein vorspringt.

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   INSPECTED