DE2652647A1

DE2652647A1 - Vorrichtung zur explosionshemmung fuer acetylenverteilungsapparate

Info

Publication number: DE2652647A1
Application number: DE19762652647
Authority: DE
Inventors: Max Brosillon; Rene Heliot; Roland Perraudin
Original assignee: Air Liquide SA
Current assignee: Air Liquide SA
Priority date: 1975-11-25
Filing date: 1976-11-19
Publication date: 1977-06-02
Also published as: LU76249A1; DE7636372U1; BE848351A; GB1517616A; NL7613172A; FR2333195A1; IT1063838B; FR2333195B1

Description

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Dr. Hans-Heinrich Willrath t _D _ ₆₂ Wiesbaden ι

Dr. Dieter Weber ^Postfa* ""⁶¹⁴⁵

T"V^1 DU V\ C -CC ^j. V/B Gustav-Freytag-Straße25

Dipl.-rnys. Klaus oeiiiert »«>««> ^»»

J Telegrammadresse: WILLPATENT

Serie 2224

Telex: 4- 186 247

18. November 19 7 G

L'Air Liquide, Societe Anonyme pour I"Etude et 1'Exploitation des Procedes Georges Claude 75, Quai d'Orsay -75007 Paris / Frankreich

Vorrichtung zur Explosionshemmung für Acetylenverteilungsapparate

Priorität; 25. November 1975 in Frankreich, Anmelde-Nr. 75 3 5.902

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung zur Explosionsunterbrechung bzxtf. -hemmung für die Verteilung oder Versorgung eines gasförmigen, brennbaren Fließmittels, wie ζ. B. unter Druck in einem Behälter gelagerten Acetylen s, mit einem Körper, der mit einer Innenkammer versehen ist, welche mit dem Behälter in Verbindung steht und in welcher ein Verschließorgan .angeordnet ist, dessen bewegliches Element Gegenschüben oder Gegendrücken des Fließmit-

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Postscheck: Frankfurt/Main 67 63-602 Bank: Dresdner Bank AG, Wiesbaden. Konto-Nr. 276807

tels und einer Rückholfeder ausgesetzt ist, welche sich dichtend gegen einen festen Sitz anzuset-zen oder aufzudrücken versucht.

Verschiedene Sicherheitsvorrichtungen für die Explosionshemmung werden für die Versorgung gewisser Gase, insbesondere Acetylen, verwendet, und sind bei Flaschen oder Gruppen von Flaschen vorgesehen, die ein solches verflüssigtes oder unter Druck gelöstes Gas enthalten und aus denen es zu verschiedenen Vorrichtungen oder Benutzungskreisläufen, z. B. Schweißbrennern, verteilt wird. Diese Vorrichtungen sind dazu vorgesehen, den normalen Durchgang des Gases zu dem Kreislauf oder der Verwendungsapparatur zu ermöglichen, aber zu verhindern, daß eineüberdruck oder Schock- bzw. Stoßwelle in diesen Kreislauf oder die Apparatur als Folge eines Zerfalls des Acetylens eintritt und die Flasche oder die Speicheranlage erreicht. Es ist bekannt, zu diesem Zweck eine Vorrichtung zu verwenden, die "Explosionshemmeinrichtung" genannt wird und eine kompakte Metallwollpatrone enthält: Eine solche Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie im normalen Acetvlenbenutzungskreislauf einen erheblichen Füllungsverlust mit sich bringt; außerdem stellt sie nicht nach der Explosion einen hinreichenden Verschluß des Kreislaufes sicher.

Der Sicherheitsvorrichtung gemäß der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile zu vermeiden, und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß das genannte bewegliche Element aus einer zylindrischen Drehklappe besteht, die auf ihrem einen

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Längsteil in einer Führung gleitend mit der Wand der genannten Kammer in Berührung steht und eine Zone geringeren Durchmessers aufweist als das genannte Teil und mit der Wand dieser Kammer einen Ringraum für das gasförmige Fließmittel begrenzt und daß auf dieser Klappe ein Dichtring mit dem Sitz zusammenwirkend in Eingriff ist, wobei die genannte Klappe ferner in" demjenigen Teil, der sich abstromig vom Dichtring im Sinne des normalen Stromes des gasförmigen Fließmittels befindet, mit einem blinden Axialkanal versehen ist, der in der abstromigen Endfläche der Klappe mündet, und wobei mehrere öffnungen in der Zone mit dem geringeren Durchmesser die Klappenwand durchdringen und in diesen Kanal münden.

Dadurch, daß das bewegliche Element des Verschlußorgans aus einer zylindrischen Klappe besteht, die in einer Führung gleitend mit den Wänden der Kammer in Berührung steht, d. h. praktisch ohne seitliches Spiel, kann es sich sehr schnell durch einen "Kolbeneffekt¹' im Fall eines sehr starken Überdruckes auf der Abstromseite verschieben und folglich augenblicklich die Ausbreitung von Schockwellen hemmen oder anhalten. Diese Klappe stellt ferner einen vollständigen Verschluß des Kreislaufs dar.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die genannten Öffnungen durch äquidistante, im Winkel angeordnete Bohrungen gebildet, die Achsen liegen zur Achse des Kanals senkrecht und

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münden in die Nachbarschaft des Kanalbodens.

Durch die Tatsache, daß diese Öffnungen senkrecht zum Kanal mittig angeordnet sind, wird den heißen Gasen, die durch eine mögliche Explosion erzeugt sind, ein abrupter Richtungswechsel mitgeteilt, und sie werden folglich in erheblicher Weise gebremst.

TJach einem weiteren anderen Merkmal der Erfindung v/eisen

die Öffnungen einen ausnutzbaren Gesamtquerschnitt auf,

der im wesentlichen gleich dem ausnutzbaren Kanalquerschnitt ist.

Dank dieser Vorrichtung erbringt die Klappe gemäß der Erfindung keinen Verlust an Hilfsfüllung oder -beschickung für die normale Entleerung 3es gasförmigen Fließmittels.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anweödungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung.

Die einzige Zeichnung veranschaulicht eine besondere Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Axialschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt ist.

Gemäß dem speziellen Ausführungsbeispiel v/eist die Vorrich-

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tung einen zylindrischen Körper 1 auf, der innen mit zwei koaxialen Bohrungen 2 und 3 versehen ist, die miteinander in Verbindung stehen und an ihren gegenüberliegenden .Außenseiten 1a und 1b ausmünden. Eine mit Gewinde versehene Mutter 4 gestattet den Anschluß der Vorrichtung über ihr Ende 1a oder das aufstromige Ende, an welchem eine Dichtverbindung 5 vorgesehen ist, an den Ausgang einer Acetylenflasche oder einer (nicht dargestellten) Acetylenspeiseleitung. Ein am Ende 1b oder dem abstromigen Ende vorgesehenes Gewinde 6 gestattet die Verbindung dieser Vorrichtung an eine Leitungsanlage oder eine (nicht dargestellte)Benutzungsapparatur. Das Abfließen bzw. die Entleerung des Acetylene durch die Bohrungen 2 und 3 erfolgt im Sinne der gezeigten Pfeile F. Ein Filtergitter 7 ist am Eingang der Bohrung 3 vorgesehen, um Staub oder Fremdkörper, die eventuell durch das Acetylen mitgerissen werden, anzuhalten.

In der Bohrung 3 sind bezüglich dem Acetylenströmungssinn von der Abstromseite nach der Aufstromseite ein Verschließorgan 10 und eine die Ausströmmenge begrenzende Vorrichtung 30 angeordnet . .

Das Verschließorgan weist einen Sitz in Form einer hohlen Büchse 1 1 auf, die unter Abstützung gegen die Ausströmungsmengenbegrenzungsvoirichtung 30 mittels eines Dichtringes 12 durch einen Anschlag oder ein Widerlager 13 in Rohrform am Platz gehalten wird, welcher seinerseits durch einen elastischen Sperring 14 gehalten wird. Der Sitz 11 und das Widerlager 13 begrenzen zwi-

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sehen sich eine innere Kammer 15, die nach ihren beiden Enden offen ist, und Jn v/elcher ein mobiles Element angeordnet ist, welches aus einer zylindriscwhen Klappe 16 von kreisförmigem Querschnitt besteht und in dieser Kammer 15 in einer Führung gleitend angeordnet ist. Die Klappe bzx<7. das Ventil 16 ist mit einem Dichtungsring 17 versehen, der mit dem Sitz 11 zusammenwirkt und der Tätigkeit einer Rückholfeder 13 unterworfen ist, die versucht, ihn in Richtung des Sitzes gegen den normalerweise durch das Acetylen ausgeübten Druck, welches normalerweise vom Lagerbehälter zur Verwendung abströmt, zurückzustoßen.

Die in der Führung gleitende Klappe 16 wird in der Kammer 15 einerseits durch ein Führungsteil 20 geführt, welches abstromig vom Ring 17 angeordnet ist, und zwar in Berührung mit der Innenwand 13a des Widerlagers 13, und andererseits durch eine rohrförmige Verlängerung 21, die mit radialen öffnungen 22 versehen ist und aufstromig vom Ring 17 angeordnet ist, wobei diese rohrförmige Verlängerung in weicher Reibberührung mit der Innenwand 11a des Sitzes 11 steht. Zwischen dem Ring 17 und dem Teil-20 bildet die Klappe eine Zone 24 geringeren Durchmessers, die mithin mit der Wand 13a des Widerlagers 13 einen Ringraum 15a in der Kammer 15 für den Durchgang des gasförmigen Fließmittels ausspart. I_n der Klappe 16 ist in ihrem abstromigen Teil ein blinder Axialkanal 25 vorgesehen, der in ihrer Endfläche 16a mündet und über die benachbart an seinem

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Boden mündenden öffnungen 26 mit dem Ringraum 15a in Verbindung steht. Die öffnungen 26, von denen bei dar hier dargestellten Ausführungsform vier vorgesehen sind, ergeben sich aus Bohrungen, deren Achsen senkrecht zur Achse des Kanals 25 verlaufen und die auf dem Umfang der Klappe in gleichen Winkelabständen (bei dieser Ausführungsform hier 90 °) verteilt sind.

Der Ausströmungsmengenbegrenzer 30, der in Reihe mit dem Verschließorgan 10angeordnet ist, weist ein mit dem Sitz 32 zusammenwirkendes und der Kraft der Rückholfeder 33 unterworfenes bewegliches Teil 31 auf.

Wenn das gasförmige Fließmittel normalerweise strömt, d. h. wenn es im Sinne der Pfeile F umläuft, durchdringt es zu Anfang den Ausströmungsmengenbegrenzer 30, kommt dann in der rohrförmigen Verlängerung 21 an und stößt die Klappe 16 nach rechts entgegen der Kraft der Feder 18. Sodann strömt es durch die öffnungen 22 und fließt in den Ringraum 15a und dann durch die öffnungen 26 und den Kanal 25 in den am Ende 1b des Körpers 1 angeschlossenen Benutzuhgskreislauf.

Im Falle eines explosiven Zerfalles des Acetylene im Verwendungskreislauf und der Bildung einer Schockwelle, die sich in der entgegengesetzten Richtung der Pfeile F ausbreitet, übt der sich ergebende Druck eine Kraft auf die Gesamtheit der Nutzöffnung der Klappe 16 aus, wodurch diese Klappe heftig nach links ge-

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stoßen wird und den Ring 17 gegen den-SLtz 11 aufbringt, wodurch verhindert wird, daß sich aus der Zersetzung bzw. dem Zerfall ergebende heiße Gase denjenigen Bereich der Vorrichtung erweichen, der auf stromig von diesem Ring angeordnet ist. Die schnelle Verschiebung der Klappe durch den "Kolbeneffekt" und die Anordnung der öffnungen 26 senkrecht zum Kanal 25, wodurch die Abströmung der heißen Gase abgebremst wird, verhüten in wirksamer Weise die Ausbreitung der Schockwelle.

Die Erfindung läßt sich auch gut bei einzelnen Flaschen ebenso wie bei Flaschengruppen oder Flaschenzentralen anwenden, welche gleichzeitig eine Verwendungsapparatur versorgen .

Zahlreiche Varianten der hier beschriebenen"Ausführungsform sind möglich. Z. B. könnte man auch mehr oder weniger als vier Radialöffnungen 26 vorsehen.

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Claims

- 4 -atentansprüche

1. Sicherheitsvorrichtung zur Verteilung eines gasförmigen, brennbaren Fließmittels,wie z. B. Acetylen, welches unter Druck in einem Behälter aufbewahrt ist, mit einem Körper, der mit einer inneren Kammer versehen ist, die mit dem Behälter in Verbindung steht und in welcher sin Vtsrschließorgan angeordnet ist, dessen bewegliches Element Gegenstössen oder Gegendrücken des Fließmittels unterworfen ist, und mit einer Rückholfeder, welche versucht, das Element dichtend gegen einen festen Sitz aufzubringen, dadurch gekennzeichnet , daß das bewegliche Element ein*= zylindrische Drehklappe (16) aufweist, die auf eint=m Teil ihrer Länge in einer Führung gleitend mit d<=r Innenwand der Kammer(15)in Berührung steht und eine eingeführte Zone (24) geringeren Durchmessers als das Teil 16 aufweist, welche mit der Wand der Kammer (15) einen Ringraum (15a) für das gasförmige Fließmittel begrenzt, und auf welchem ein Dichtring (17) unter Zusammenwirken mit dem Sitz (11) in Eingriff vorgesehen ist, daß die Platte (16) in damjenigen Teil, der sich abstromig von dem Dichtring (17) und im Sinne des normalen Abfließens des gasförmigen Fließmittsls befindet, mit einem blinden Axiaikanal (25) versehen ist, der auf ihrer abstromigen Endfläche (16a) mündet, und daß mehrere öffnungen (26) ihre Wand in der Zone (24) ge±rin-

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gersn Durchmessers durchdringend vorgesehen sind und in
den Kanal (25) münden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurdi gekennzeichnet, daß
die Öffnungen (26) durch in gleichen Abständen und unter VJinkeln zueinanderliegende Bohrungen gebildet sind, deren Achsen zur Achse des Kanals (25) senkrecht verlaufen und die neben dem Boden des Kanals (25) münden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ daß die Öffnungen (26) einen Gesarvtnutzquerschnitt haben, der im wesentlichen gleich dem Nutzquerschnitt des Körpers (25) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (16) aufstromig von dem eingeschnürten Teil (24), welches den Dichtring (17) trägt, eine rohrförmige Verlängerung (21) aufweist, die in einer Führung gleitend in Berührung mit der inneren Wand des Sitzes (11) vorgesehen ist.

5. Verrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

ein Ausströmmengenbegrenzer (30) in Reihe mit dem Verschließorgan (16) vorgesehen ist.

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