DE2616235C3 - Sicherheitselement - Google Patents
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- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/20—Excess-flow valves
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Description
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement gegen rasches Ausströmen eines in einem Druckbehälter
gespeicherten Mediums bei Bruch einer daran angeschlossenen Leitung, wobei ein Verschlußelement im
Anschlußbereich der Leitung angeordnet ist, das sich bei einer vorgegebenen Druckdifferenz zwischen dem
Behälter und der Leitung bleibend verformt und die Leitung verschließt.
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.
Ein Sicherheitselement der genannten Art ist daher aus der DE-PS 85 310 bekannt. Dieses Element besieht
aus einem dünnen Bleehkörper, der auf der einen Seite mit einem rohrförmigen Querschnitt auf dem Leitungsende gehalten und am anderen Ende in seinem
Querschnitt als ein langgezogenes Oval oder ein Rhombus ausgebildet ist; dieser Blechkörper verformt
sich bei einer gewissen Druckdifferenz zu seinen beiden Seiten bleibend, wobei sich die langen Seiten des Ovals
bzw. die Seiten des Rhombus zu einer DichtkanK·
aneinander legen. Zufällige Material- oder Bearbeitungsunterschiede der vom Rohr zum Oval oder
Rhombus umgestalteten Fläche können zu einem Verziehen bei der bleibenden Verformung und damit zu
einer unregelmäßigen Dichtkante sowie zu unkontrollierten Undichtheiten führen.
Weiterhin sind aus der FR-OS 21 80 898 Faltelementi
bekannt,die als elastische, einen Durchfluß automatisch
steuernde Steuerelemente dienen. Diese Faltdemente
sind in ihrer Grundlage zylindrisch, d. h., sie werden ausschließlich durch eine entlang ihrer Querschnittsform geführte, parallel zur Mittelachse liegende Gerade
als Erzeugende gebildet; ihre Flächen weisen keinerlei
schräg zueinander verlaufende Flächenstücke auf. Die
zylindrische Grundform dieser Elemente bedingt, daß sie sich nicht ohne erhebliche Verwindungen und
Dehnungen einzelner axialer »Maxrialfäden« schließen können. Unterschiedliche Verwindungen und Dehnun
gen in den »Materialfäden« lassen eine Verwendung als
dichtschließende Sicherheitselemente nicht ratsam erscheinen, da dadurch wiederum unregelmäßige
Dichtkanten und unkontrollierte Undichtheiten entstehen können.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht gegenüber dem eingangs erwähnten Sicherheitselement
darin, eine verbesserte Dichtwirkung und eine erhöhte Widerstandsfähigkeit des geschlossenen Elements gegenüber einer hohen Druckdifferenz zwischen seiner
ό Innenseite und seiner Außenseite zu erreichen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
das Verschlußelement als Faltelement ausgebildet ist, das an einem Ende einen n-zackigen Stern bildet, der aus
η vorspringenden Zacken und aus η einspringenden
K Ecken aufgebaut ist, während das andere Ende ein
n-seitiges Polygon ist, dessen Ecken gegenüber den Zacken des Sternes in Umfangsrichtung versetzt sind.
Durch die Formgebung des Faltelements ist dessen Verformung beim Schließen in sehr hohem Maße
4(J vorgeprägt, so daß ein zufälliges, unkontrolliertes
Verziehen der Dichtkanten mindestens weitgehend vermieden wird, denn bei einer Schließbewegung
werden die Flächenelemente des neuen Elementes zumindest verwindungsarm, wenn nicht verwindungs
frei, durch Biegung verformt, ohne daß in axialer
Richtung nebeneinander verlaufende »Materialfäden« unterschiedliche Dehnungen erfahren. Weiterhin wird
eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Druckdifferenz durch die vorspringenden Zacken und
w einspringenden Ecken des sternförmigen Endes erreicht; denn bei geschlossenem Element legen sich die
von einer Zacke zu den benachbarten Ecken verlaufenden Seiten des Sterns jeweils aneinander und stützen
sich so gegenseitig ab.
v· 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 gegen das Behälterinnerc offenen Taschen
ausgebildet ist.
Eine im geschlossenen Zustand gegen große Druckdifferenzen besonders widerstandsfähige Konstruktion
M des Sicherheitsclements erhält man, wenn von den
Seiten des Polygons in axialer Richtung des Faltelements π erste, gleichschenklige Dreiecke mit relativ zu
ihren Basisflächen langen Schenkeln zu den vorsprin-
genden Zacken des sternförmigen Endes führen, dall ferner zwischen diesen ersten Dreiecken längs ihrer
Schenkel Paare zweiter Dreiecke mit einer gemeinsamen Seite vorhanden sind, wobei die gemeinsame Seite
jedes Paares von einer Ecke des Polygons zu einer einspringenden Ecke des Sterns verläuft und die dritten
Seiten der Paare die Zacken und Enden des Sterns miteinander verbinden.
Bei dieser Konstruktion bilden die Dreieck-Paare im geschlossenen, d.h. gefalteten Element nahezu radial
stehende Rippen relativ hoher Steifigkeit, wobei die eine lange Seite eines Dreiecks je von den angrenzenden
großen Dreiecken abgestützt wird, während an der gemeinsamen langen Seite eines Paares sich die
zugehörigen Dreiecke gegenseitig größereren Halt geben.
Schließlich ist es darüber hinaus 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
F i g. I zeigt ein erstes Ausführungsbc.spiei in
räumlicher Darstellung teilweise im Schnitt;
F i g. 2 gibt, ebenfalls im Schnitt, das Element nach F i g. 1 im eingebauten Zustand wieder.
Beim ersten Beispiel ist das Sicherheitselement 3 am Ende einer Leitung 1 in ihrem Innendurchmesser
angeordnet; die Leitung 1 geht von einem Druckbehälter 5 (F i g. 2) aus und enthält in geringem Abstand vom
Behälter 5 ein Absperrorgan 6.
Das Element 3 stützt sich am Innendurchmesser der Leitung 1 auf einem nach innen vorstehenden Rand 2
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 entsieht, 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
!0 gebildet
Der umschreibende Kreis des Elementes 3 hat dabei an beiden Enden 7 und 8 einen Druchmesser, der im
Preßsitz dem Innendurchmesser der Leitung 1 entspricht. Dabei ist die Breite des Randes 2 so groß, daß an
Ii 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 Leif.'.g 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
2·) herrscht, während in den pyramidenartigen Tascnen 9
zwischen dem Faltelement 3 und der Leitung 1 praktisch noch der Druck des Druckgefäßes 5 wirksam ist. Das
Faltelement 3 wird unter der Wirkung dieser Druckdifferenz zusammengedrückt, wobei der sternförmige
jo Querschnitt praktisch dicht schließt
Hierzu I Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Sicherheitselement gegen rasches Ausströmen eines in einem Druckbehälter gespeicherten Mediums bei Bruch einer daran angeschlossenen Leitung,
wobei ein Verschlußelement im Anschlußbereich der Leitung angeordnet ist, das sich bei einer vorgegebenen Druckdifferenz zwischen dem Behälter und der
Leitung bleibend verformt und die Leitung verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verschlußelement (3) als Faltelement ausgebildet ist, das an einem Ende einen η-zackigen Stern bildet, der
aus η vorspringenden Zacken und aus π einspringenden Ecken aufgebaut ist, während das andere Ende
ein fl-seitiges Polygon ist, dessen Ecken gegenüber
den Zacken des Sternes in Umfangsrichtung versetzt sind.
2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faltelement im offenen
Zustand £? der Leitungsinnenwand anliegt, sich darauf ax»ai abstützt und mit gegen das Behälterinnere offenen Taschen ausgebildet ist.
3. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das
Verschlußelement (3, 18) tragende Teil der Leitung (1,16) in den Druckbehälter (5,15) hinein vorspringt.
4. Sicherheitseiemeni nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß von den Seiten des Polygons in
axialer Richtung des Faltelements (3) η erste, gleichschenklige Dreiecke mit relativ zu ihren
Basisflächen langen Schenkeln zu den vorspringenden Zacken des sternförmigen Endes führen, daß
ferner zwischen diese« erster. Dreiecken längs ihrer Schenkel Paare zweiter Dreiecke mit einer gemeinsamen Seite vorhanden sind, w bei die gemeinsame
Seite jedes Paares von einer Ecke des Polygons zu einer einspringenden Ecke des Sternes verläuft und
die dritten Seiten der Paare die Zacken und Enden des Sternes miteinander verbinden.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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