DE2701744A1

DE2701744A1 - Ueberdrucksicherung

Info

Publication number: DE2701744A1
Application number: DE19772701744
Authority: DE
Inventors: Loren E Wood
Original assignee: Black Sivalls and Bryson Inc
Current assignee: BS&B Safety Systems LLC
Priority date: 1976-07-21
Filing date: 1977-01-18
Publication date: 1978-01-26
Also published as: JPS6233480B2; CA1053112A; DE2701744C2; AU2178577A; FR2359454B1; NL7700920A; GB1576857A; FR2359454A1; AU508207B2; US4073402A; JPS5313217A

Description

NOrnberg.den _{13# Jan# 1977} 2701744

Black, Slvalls & Bryson, Inc., Houston, Texas (USA)

überdrucksicherung

Die Erfindung betrifft eine vorgefertigte überdrucksicherung, die zwischen üblichen Rohrflanschen festgeklemmt werden kann.

Eb ist bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Überdrucksicherungen vom Bruchscheibentyp vorgeschlagen worden, bei denen zwischen einem speziellen Flanschenpaar eine Bruchscheibe gelagert ist und die in einem Drucksystem oder -kessel angeordnet sind. Wenn der Druck im System oder Kessel einen vorbestimmten Wert übersteigt, bricht die Scheibe und der Druck wird entspannt.

Desgleichen ist es bekannt, an Stelle der speziellen Flansche, die verhältnismäßig aufwendig sind zwischen den üblichen Rohrflanschen ein Traggliederpaar festzuklemmen, zwischen dem die Bruchscheibe gehalten wird. Auch dieser Vorrichtungstyp ist bereits in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Z.B. haben bei einer Form die Tragglieder

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eine reduzierte Größe, so daß sie zwischen die Schraubenbolzen der Flansche passen und dort mit Hilfe kleiner Seitenschrauben oder anderer Vorrichtungen vor der endgültigen Installation festgehalten werden können. Andere Formen derartiger Vorrichtungen weisen Tragglieder voller Größe auf, d.h. ihre Größe entspricht dem Durchmesser der Rohrflansche und sie weisen öffnungen auf, durch die die Schraubenbolzen der Rohrflansche hindurchgeführt werden. Einige der vorbekannten Vorrichtungen mit großem Durchmesser weisen Kopfschrauben auf, wobei die Tragglieder und die Bruchscheiben vorgefertigt sind und bereits vor dem Einsatz in den Röhrenflansch zusammengeklemmt sind«

Bei Benutzung der vorbekannten Vorrichtungen mit reduziertem Durchmesser sind verschiedentlich Schwierigkeiten in bezug auf falsche Ausrichtung der Bruchscheibe innerhalb der Tragglieder, falsche Ausrichtung der Tragglieder gegeneinander sowie Auftreten von zu hohem, zu niederem oder ungleichmäßiger Belastung auf die Druckscheibe eingetreten, die zum ungenauen Ansprechen der Scheibe wegen über- oder Unterschreiten des Scheibennenndruckes geführt haben. Desgleichen können derartige Vorrichtungen nicht zum Zwecke der Inspektion entfernt und dann wieder eingesetzt werden, ohne das Risiko einzugehen, die Funktion der Bruchscheibe durch das Wiederfestklemmen zwischen den Trägergliedern zu beeinträchtigen, wodurch die Bruchecheibe be-

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schädigt werden kann. Obgleich die vorbekannten, vorgefertigten Vorrichtungen mit vollem Durhmesser die oben aufgezeigten Schwierigkeiten hinsichtlich falscher Ausrichtung usw. im allgemeinen überwunden haben, ist es doch erforderlich, bei Inspektionen der Vorrichtung sämtliche Schrauben des Flansches lösen zu müssen.

Versuche zum Einsatz von vorgefertigten Vorrichtungen mit ringförmigen Traggliedern mit reduziertem Durchmesser, wobei die Vorrichtung zwischen die Schraubenbolzen des Rohrflansches passen, sind weitgehend ohne Erfolg geblieben, insbesondere bei Niederdruckanwendungen, und zwar im Hinblick auf das Erfordernis, daß die Mittel zum Festklemmen der Tragglieder und der Bruchscheibe zusammen vormontiert sein müssen, d.h. daß Kopfschrauben o.dgl. bereits an denjenigen Stellen angeordnet sein müssen, die später die Sitzfläche der Tragglieder bilden, die mit den Sitzflächen des Rohrflansches kooperieren, wobei sie mit der Fähigkeit ausgestattet sein müssen, völlig dichtend gegen die Oberfläche des Rohrflansches anzuliegen.

Erfindungsgemäß wird nun eine vormontierte überdrucksicherung vorgeschlagen, die zwischen zwei konventionelle Rohrflansche eingeklemmt werden kann und die eine ring-

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förmlge Sitzoberfläche aufweist, sowie mehrere Schraubbolzen, die in Offnungen angeordnet sind, welche sich in räumlichem Abstand der ringförmigen Sitzoberfläche befinden. Die vormontierte überdrucksicherung enthält ein durch Druck zerstörbares Glied, ein komplementäres Traggliederpaar mit darin angeordneten zentralen Offnungen, die einen Durchfluß zwischen den beiden Rohrflanschen gestatten und die das durch Druck zerstörbare Glied dichtend zwischen sich und quer zur Durchflußrichtung aufnehmen. Die Tragglieder sind so dimensioniert, daß sie zwischen die Rohrflansche und deren Schraubbolzen passen. Sie haben ringförmige Sitzflächen, die zu den ringförmigen Sitzflächen der Rohrflansche passen. Die Tragglieder sind von solcher Größe und Gestalt, daß Teile davon sich radial über die Grenzen der ringförmigen Sitzflächen erstrecken und die Mittel zum Festklemmen der Tragglieder und des durch Druck zerstörbaren Gliedes sind zusammen in denjenigen Teilen der Tragglieder vormontiert, die sich radial nach außen über die Grenzen der Sitzflächen erstrecken.

Eine derartige Vorrichtung löst alle Probleme hinsichtlich Fehlausrichtung, usw. wie sie oben geschildert wurden und kann schnell zur Inspektion entfernt und danach ohne die Notwendigkeit alle Schraubbolzen des Flansches zu lösen,

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wieder eingesetzt werden. Desgleichen kann eine einzige erfindungsgemäße Vorrichtung mit konventionellen Rohrflanschen für unterschiedliche Druckauslegung verwendet werden.

Die Erfindung wird beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II der Fig.

1, Fig. 3 und 4 Ansichten der Vorrichtung entsprechend den

Linien III-III und IV-IV der Fig. 2,

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V der Fig. 1, Fig. 6 eine Draufsicht auf ein konventionelles Rohrflanschpaar, zwischen denen die Vorrichtung gemäß Fig. 1-5 angeordnet ist, Fig. 7 und 8 Querschnitte entlang der Linie VII-VII bzw.

VIII-VIII der Fig. 6,

Fig. 9 eine Draufsicht auf ein konventionelles Rohrflanschpaar eines anderen Typs, zwischen dem die Vorrichtung gemäß Fig. 1-5 angeordnet ist,

Fig. 10 eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen vormontierten Überdrucksicherung,

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Fig. 11 eine Draufsicht auf ein konventionelles Rohrflanschpaar, zwischen denen die Vorrichtung gemäß Fig. 10 angeordnet ist,

Fig. 12 eine Draufsicht auf ein konventionelles Rohrflanschpaar anderer Art, zwischen dem eine Vorrichtung gemäß Fig. 10 installiert ist.

Es wird zunächst auf die Fig. 1-5 Bezug genommen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 weist grundsätzlich ein durch Druck zerstörbares Glied 12 auf, welches in Form einer aufgebeulten Scheibe zwischen dem Einlaßtrageglied 14 und dem Auslaßtrageglied 16 angeordnet ist. Jede andere Ausführung oder Konfiguration des durch Druck zerstörbaren Gliedes kann aber ebenfalls verwendet werden. Die Trageglieder 14 und 16 haben die Form eines Flachwürfels, dessen Kopf- und Bodenflächen quadratisch geformt sind und die jeweils kreisförmige Bohrungen 18 und 20 aufweisen. Die aufgebogene Bruchscheibe 12 hat einen mittig angeordneten konkav-konvexen Teil, der vorzugsweise mit nicht dargestellten Ritzen versehen ist und einen ringförmigen flachen Flanschteil 22, der zwischen einen ringförmigen flachen Teil 26 des Tragegliedes 16 und einen flachen kleinen Ring 28 des Gliedes 14 geklemmt ist. Die Bruchscheibe 12 und die Einlaß- und Auslaßtrageglieder 14 und 16 sind vormontiert und miteinander verklemmt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, wobei Kopfschrauben 32 in Bohrungen 30 eingreifen, die sich 708884/0628

In den Ecken der Glieder 14 und 16 befinden, wobei die Schrauben unter einem vorbestlnmten Drehmoment stehen und folglich eine Vorspannung auf die Bruchscheibe ausüben, so daß die Scheibe sich in gewünschter Weise verhält, z.B. bricht, wenn ein vorgegebener Druck über das Einlaßglied 14 auf sie einwirkt.

Wie am besten aus den Fig. 3-5 hervorgeht, weist das Einlaßtrageglied 14 drei abstehende asymmetrisch angeordnete Bolzen 34 auf dem flachen ringförmigen Teil desselben auf, wobei Im Flansch 22 der Bruchscheibe 12 und im Glied 16 entsprechende öffnungen 36 und Bohrungen 38 angeordnet sind, in die die Bolzen 34 hineinpassen, so daß die Bruchscheibe 12 zentriert wird und nicht in umgekehrter Position installiert werden kann, so daß ferner die Einlaß- und Auslaßtrageglieder 14 und 16 in richtiger Position gegeneinander sowie auch zur Bruchscheibe 12 gehalten werden.

Naturgemäß können die Bolzen 34 hinsichtlich Anzahl und Form variieren und sie können desgleichen im Auslaßtrageglied 16 angeordnet sein, wobei sich dann die Bohrungen 38 im Einlaßtrageglied 14 befinden oder, alternativ, ein oder mehrere Bolzen 34 sind an dem einen Trageglied angeordnet und die restlichen Bolzen befinden sich am anderen Glied.

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In den Fig. 6-8 ist die vormontierte überdrucksieherung 10 zwischen einem Paar konventioneller Rohrflansche 40 und 42 dargestellt. Derartige Flansche weisen in den kleineren Größen, z.B. 1 Zoll, 1 1/2 Zoll, 2 Zoll und 3 Zoll (2,45 cm, 3,81 cm, 5,08 cm und 7,62 cm) als 150-Pfund-ASA-Flansch (68 kg) und 1 Zoll und 1 1/2 Zoll (2,54 cm und 3,81 cm) als 300- und 600-Pfund-ASA-Flansch (136 kg und 272 kg) vier Schrauben- oder Bolzenglieder 44 auf. Wenn die Vorrichtung 10 zwischen die Rohrflansche 40 und 42 eingesetzt wird, müssen extra lange Schraubbolzen 44 zum Festklemmen der Flanschen 4O und 42 und der Vorrichtung 10 verwendet werden« Die Flansche 40 und 42 haben ringförmig begrenzte Sitzflächen 46 und 48 und die Schraubbolzen 44 reichen durch entsprechende Offnungen 50, die in den Flanschen 40 und 42 in räumlicher Anordnung rings um die Sitzflächen 46 und 48 angeordnet sind. Zwischen den Sitzoberflächen der Flansche 4O und 42 und der oberen bzw. unteren Oberfläche der Tragglieder 16 und 14 sind konventionelle Ringdichtungen 52 und 54 angeordnet.

Die Vorrichtung 10 hat eine solche Größe, daß sie zwischen die Schraubbolzen 44 der verschiedenen obengenannten Flanschgroßen paßt. Wegen der Quadratform der Trageglieder 14 und 16, ragen deren Ecken Ober die ringförmigen Sitzflächen 46 und 48 des Rohrflansches 42 und die entsprechenden ringför-

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mlgen Sitzflächen der Trageglieder 14 und 16 hinaus. Da die öffnungen 30 und die Kopfschrauben 32, die die Trageglieder und die Bruchscheibe 12 miteinander verklemmen in den Eckteilen der Trageglieder 14 und 16 angeordnet sind, welche über die äußeren Grenzen der Sitzflächen 46 und 48 hinausragen, stören sie den Sitz zwischen den Sitzflächen und den Dichtungen 52 und 54 nicht.

Im Hinblick auf die quadratische Form der Trageglieder 14 und 16 der Vorrichtung 10 ist es nicht erforderlich, alle Schrauben 44 zu lösen, wenn die Vorrichtung den Rohrflanschen 40 und 42 für Inspektionszwecke oder aus anderen Gründen entnommen werden soll. Falle die Flansche vier Schrauben 44 aufweisen, wie dies in den Fig. 6-8 dargestellt ist, ist es lediglich erforderlich, diese zu lösen und eine davon aus den Flanschen 40 und 42 herauszuziehen, um die Vorrichtung 10 entnehmen zu können. Es liegt auf der Hand, daß die Durchmesser der Schraubenkreise der Flansche mit unterschiedlichen Drücken variieren. Dennoch kann eine vormontierte Vorrichtung 10 verwendet werden und paßt zwischen Schraubenkreise für 150 Pfund-(68 kg)-ASA-Flansche bis 300 Pfund-(136 kg) und 600 Pfund-(272 kg)-ASA-Flansehe, so daß eine leichte Verschiebung zwischen den Flanschen und der vormontierten Vorrichtung 10 nur von geringer Folge ist. Das bedeutet, daß der gleiche vormontierte Apparat an 1 Zoll (2,54 cm)- oder 1 1/2 Zoll (3,81 cm)-ASA-Flansehen 708884/0628

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entsprechend 150,300 oder 600 Pfund (68, 136 oder 272 kg) verwendet werden kann.

In Fig. 9 ist die Vorrichtung 10 zwischen zwei konventionell ausgestalteten Flanschflächen 60 mit acht Schraubbolzen 62 dargestellt, wie sie für höher belastete und größere Flansche verwendet werden. Die gleiche Vorrichtung 10, wie sie als installierbar bei Flanschen mit vier Schraubbolzen beschrieben worden und in Fig. 6 dargestellt ist, kann auch zwischen Flanschen mit acht Schraubbolzen entsprechend Fig. 9 verwendet werden. Z.B. paßt die Vorrichtung 10 sowohl zwischen zwei ASA-Flansehe von 2 Zoll (5,08 cm), 150 Pfund (68 kg) gemäß Fig. 6, wie auch zwischen zwei ASA-Flansche von 2 Zoll (5,08 cm) und 300 oder 600 Pfund (136 oder 272 kg) entsprechend Fig. 9.

Die in den Fig. 10 bis 12 dargestellte Vorrichtung 70 entspricht der oben beschriebenen Vorrichtung 10 mit Ausnahme der Form des Tragegliedes 72, welches für die Verwendung bei größeren konventionellen Rohrflanschen mit acht oder zwölf Schraubbolzen bestimmt ist. Es ist zu erkennen, daß die Trageglieder 72 Polyederform aufweisen, deren Oberflächen seitlich zu den Achsen der Rohrflansche angeordnet und sternförmig ausgebildet sind, wobei die Stern-

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punkte 74 sich bis über die Grenzen der Flansch-Sitzflächen erstrecken. Die Sternpunkte 74 sind an ihren äußersten Enden abgerundet, so daß die Vorrichtung 70 in einen Zwölfbolzenflansch hineinpaßt, wie weiter unten beschrieben ist. Entsprechende öffnungen und Kopfschrauben 76 sind in den Teilen 74 der Trageglieder angeordnet, die sich über die Grenzen der Flanschsitze erstrecken.

In Fig. 11 ist die vormontierte Vorrichtung 70 zwischen zwei Flanschen 80 dargestellt, die acht Schraubbolzen 82 aufweisen, z.B. zwischen zwei 6 Zoll-150 Pfund-ASA-Flanschen (15,24 cm-68 kg). Aus Fig. 12 ist ersichtlich, daß die gleiche Vorrichtung 70 zwischen zwei Flanschen 90 mit zwölf Schrauben, beispielsweise zwischen zwei 6 ZoIl-300 Pfund-ASA-Flanschen (15,24 cm-136 kg) montiert werden kann. Ebenso wie die Vorrichtung 10 kann auch die Vorrichtung 70 schnell und leicht zwischen den Flanschen 80 und 90 entfernt werden, indem lediglich die Schraubbolzen gelöst und nur ein Teil davon entfernt wird.

Wie ersichtlich, können die erfindungsgemäßen Trageglieder eine Vielzahl von anderen Formen aufweisen, bei denen Teile sich über die Grenzen der ringförmigen Flächensitze erstrecken und die die Kopfschrauben oder andere Mittel enthalten, die zum Festklemmen der Trageglieder sowie des durch Druck zerstörbaren Gliedes dienen. 700884/0628

r s e i t e

Claims

Black, Sivalls & Bryson, Inc., Houston, Texas (USA)

Patentansprüche

11.1 Vormontierte Überdrucksicherung, die zwischen zwei konventionelle Rohrflansche eingeklemmt werden kann und die eine ringförmige Sitzoberfläche aufweist sowie mehrere Schraubbolzen, die in öffnungen angeordnet sind, welche sich in räumlichem Abstand der ringförmigen Sitzoberfläche befinden, mit einem durch Druck zerstörbaren Glied, einem komplementären Traggliederpaar mit darin angeordneten zentralen öffnungen, die einen Durchfluß zwischen den beiden Rohrflanschen gestatten und die das durch Druck zerstörbare Glied dichtend zwischen sich und quer zur Durchlfußrichtung aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragglieder (14;16;72) so dimensioniert sind, daß sie zwischen die Rohrflansche und deren Schraubbolzen passen und daß sie ringförmige Sitzflächen (46;48) haben, die zu den ringförmigen Sitzflächen der Rohrflansche passen, daß die Tragglieder von solcher Größe und Gestalt sind, daß Teile davon sich radial über die Grenzen der ringförmigen Sitzflächen erstrecken und die Mittel (30;32) zum Festklemmen der Trag-

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SSOO Nürnberg 11 Telefon (0911) Telex Telegramme Bayer. Vereinsbank Stadtsparkasse Deutsche Bank Postscheckkonto

ORIGINAL INSPECTED

glieder und des durch Druck zerstörbaren Gliedes zusammen mit den Teilen der Tragglieder vormontiert sind, die sich radial nach außen über die Grenzen der Sitzflächen erstrecken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmittel Bolzen (32) enthalten, die in komplementäre öffnungen (30) eingreifen, welche in den über die Grenzen der Sitzflächen (46;48) hineinragenden Teilen der Trageglieder enthalten sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageglieder (14; 16) die Form von rechtwinkligen Flachwürfeln aufweisen, deren Oberflächen senkrecht zu den Achsen der Rohrflansche angeordnet und flache Quadrate sind und daß die die Grenzen der Sitzflächen (46;48) überragenden Teile die Ecken der flachen Quadrate sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageglieder (72) die Form eines Polyeders aufweisen, dessen Oberflächen senkrecht zu den Achsen der Rohrflansche angeordnet sind und flache sternartige Form aufweisen, wobei die die Grenzen der Sitzflächen überragenden Teile die Sternpunkte (74) dieser Form sind.

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