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Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung an bajonettar-
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tigen Schnellverschlüssen von Druckbehältern, bei denen ein Deckelrand
und ein Verschlußring am Behälterrand in Umfangsrichtung verteilte, radial in entgegengesetzte
Richtungen vorspringende und axial miteinander verriegelnde Verschluß- oder Bajonett
zähne und dazwischenliegende, ein Lösen des Verschlusses ermöglichende Umfangsausnehmungen
von an die Umfangslänge der Zähne angepaßter Umfangsausdehnung aufweisen und jeweils
einer von den zusammenwirkenden Zähnen an einem Umfangsende eine gestufte Ausnehmung
zur Aufnahme des anderen Zahnes in einer Zwischenstellung zwischen der Verriegelungsstellung
und der Offenstellung aufweist in der der Deckel durch einen erhöhten Behälterinnendruck
von einer Umfangsdichtung lediglich um einen für die Druckentspannung des Behälters
ausreichenden axialen Hub abhebbar ist.
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Es ist bekannt, Druckbehälter, z.B. Autoklaven, mit Bajonettschnellverschlüssen
auszurüsten, um einen schnellen Wechsel der Behälterladung vornehmen zu können.
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Da im Betrieb die Autoklaven oder Druckbehälter unter hohem Druck
und zumeist auch unter erhöhter Temperatur stehen, ist es außerordentlich wichtig,
das Bedienungspersonal beim öffnen des Verschlusses gegen gefährliche Drucke und
Temperatureinwirkungen aus dem Druckbehälter zu schützen.
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Zu diesem Zweck sind verschiedene Sicherheitsvorrichtungen bekannt
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jeweils mehrere Sicherheitsvorrichtungen gleichzeitig bei jedem Druckbehälter vorgesehen.
Diese Sicherheitsvorrichtungen bei einem Druckbehälter kommen beim Öffnen nacheinander
zur Funktion.
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Zu solchen Vorrichtungen gehört z.B. ein Prüfhahn, der mit der Verriegelung
der Öffnungseinrichtung gekoppelt ist. Wenn der Verschluß geöffnet werden soll,
muB dazu die Verriegelung entriegelt werden, wobei zwangsläufig der Prüfhahn geöffnet
wird, um somit einen Druckausgleich zu ermöglichen und durch die dabei entstehenden
Strömungsgeräusche die Bedienungsperson auf den erhöhten Druck im Behälter aufmerksam
zu machen. Die Ausströmöffnung des Prüfhahnes ist dabei so angebracht, daß die aus
dem Druckbehälter austretende Strömung von der Bedienungsperson gefahrlos beobachtet
oder mit dem Gehör kontrolliert werden kann.
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Eine weitere Sicherheitsvorrichtung an solchen Druckbehältern besteht
darin, daß die miteinander zusammenwirkenden Verriegelungszähne des Bajonettverschlusses
so ausgebildet sind, daß der eine Zahn eine gestufte Ausnehmung aufweist, in die
nach teilweisem relativem Verdrehen der noch in Verriegelung miteinander befindlichen
Zähne der andere Zahn einrasten kann, wenn der Deckel unter dem noch im Druckbehälter
bestehenden Überdruck von der Umfangsdichtung so weit abgehoben wird, wie dies die
Tiefe der abgestuften Ausnehmung in dem anderen Zahn zuläßt. Es kann also beim offenen
des Bajonettverschlusses der Verschluß nicht ohne
weiteres in die
Entriegelungsstellung gebracht werden, wenn noch ein erhöhter Druck im Druckbehälter
herrscht, da dieser Druck den Deckel bei Erreichen einer vorbestimmten relativen
Drehstellung der Bajonettzähne plötzlich nach außen springt und hierbei von der
gestuften Ausnehmung nach geringem Abhebeweg aufgefangen wird.
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Durch das Abheben von der Umfangsdichtung wird ein Druckentlastung
-spalt zwischen Verschlußring des Behälters und Deckel geschaffen.
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Die abgestufte Ausnehmung ist in der segel in den Bajonettzähnen des
Deckels vorgesehen.
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Diese Ausbildung des Bajonettverschlusses bietet eine erhöhte Sicherheit.
Voraussetzung dafür ist jedoch eine sachgerechte Bedienung des Verschlusses. Die
Praxis hat jedoch gezeigt, daß es vorkommen kann, daß ungeschultes Personal versucht
ist, den Deckel in einem Zug über die Zwischenstellung oder aus der Zwischenstellung
in die Offenstellung zu drehen, so daß der Deckel abgenommen werden kann. Dabei
besteht aber die Gefahr, daß der beim offenen im Druckbehälter herrschende Druck
noch nicht in ausreichendem Maße abgebaut ist und der Deckel nach außen in die Offenstellung
schlägt und zu schweren Verletzungen führen kann. Das gleiche kann durch ausströmende,
gefahrbringende Flüssigkeiten, wie heißes Wasser, verursacht werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitsvorrichtung
der eingangs näher bezeichneten Art so weiter auszugestalten, daß die dargelegten
Schwierigkeiten und Gefahren nicht
auftreten können und eine absolute
Sicherheit bei der Betätigung der Verschlüs se auch dann gewährleistet ist, wenn
ungeschultes Personal mit der Betätigung der Verschlüsse beauftragt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Verschlußring
und Deckelrand jeweils wenigstens ein Anschlagelement aufweisen, wobei die Anschlagelemente
in der Weise ausgebildet und angeordnet sind, daß sie bei Aufnahme jeweils des einen
Verschlußzahnes in der gestuften Ausnehmung des damit zusammenwirkenden Verschlußzahnes
die relative Drehung der Teile (Verschlußring und Deckel) in öffnungsrichtung sperren
und nur in der axialen Anlagestellung des Deckels an der Dichtung freigeben.
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Dabei kann zweckmäßigerweise der Verschlußring einen in Umfangsrichtung
offenen Durchtrittsspalt für einen Sperrfinger am Deckel aufweisen, wobei diese
beiden Teile nur bei fester Anlage des Deckelrandes auf der Dichtung miteinander
in Umfangsrichtung fluchten, wobei der Durchtrittsspalt in bezug auf den Sperrfinger
an einer solchen Umfangsstelle angeordnet ist, daß der Sperrfinger in der Schließ-
und der Zwischenstellung auf der einen und in der Offenstellung auf der anderen
Seite - in Umfangsrichtung gesehen -des Durchtrittsspaltes liegt.
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werden durch Auf diese Weise/die Tatsache, daß dann, wenn die Bajonettzähne
die Zwischenstellung erreichen und in dem Druckbehälter noch ein erhöhter Druck
herrscht, welcher den Deckel axial in die abgestuft
Ausnehmung bewegt,
die beiden Anschlagelemente außer Fluchtung gebracht, so daß jede weitere relative
Drehung in Umfangsrichtung von Deckel und Verschlußring zuverlässig und formschlüssig
gesperrt wird. Ein Weiterdrehen der Teile in die vollständige Offenstellung ist
erst wieder möglich, wenn zuvor die Bedienungsperson den Deckel in axialer Richtung
zurück in die feste Anlage auf die Dichtung bewegt, was nur möglich ist, wenn der
Druck im Behälter auf einen nicht mehr gefährlichen Druck oder auf Atmosphärendruck
abgefallen ist. Erst dann lassen sich die Teile aus der Zwischenstellung in die
vollständige Offenstellung drehen, so daß der Deckel geöffnet werden kann.
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Dadurch wird ein unsachgemäßes öffnen, insbesondere ein Öffnen des
Druckbehälters, während des Bestehens eines gefährlichen Restdruckes zuverlässig
und auf sehr einfache Weise verhindert.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an
einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 im Ausschnitt einenpie Achse des liegend angeordneten
Behälters enthaltenden Schnitt des Randbereiches des geschlossenen Behälters, Fig.
2 im Ausschnitt einen Schnitt durch die zusammenwirkenden Bajonettzähne in der geschlossenen
Stellung des Behälters, wobei der Schnitt entlang der Schnittebene II-II geführt
ist und
die Fig. 3 und 5 bzw. 4 und 6 jeweils den Fig. 1 bzw. 2
entsprechende Darstellungen, wobei die zusammenwirkenden Teile in unterschiedlichen
Phasen des öffnungsvorganges wiedergegeben sind.
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Der in den Figuren gezeigte Bajonettverschluß 1 verriegelt den Verschlußring
2 eines liegenden Behälters, wie Druckautoklaven, und den Rand eines Verschlußdeckels
6.
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Der Verschlußrung 2 weist eine Anlagefläche 2a für die Dichtfläche
7 des Deckels auf. In der Anlagefläche 2a ist in einer Ringnut ein Dichtelement
5 angeordnet oder fest eingesetzt, das mit der Dichtfläche 7 in der in Fig. 1 und
2 gezeigten Schließstellung des Behälters abdichtend zusammenwirkt.
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Der Verschlußring 2 des Behälters weist einen axial vorspringenden
Randbereich 3 auf, der sich über die Anlage fläche 2a hinaus erhebt. Im Abstand
von der Anlagefläche 2a springen von der zur Deckelmitte weisenden Innenfläche des
Randbereiches 3 mehrere in Umfangsrichtung in Abstände angeordnete Bajonettzähne
4 vor, die jeweils in Umfangsrichtung eine vorbestimmte Ausdehnung besitzen und
voneinander jeweils durch Zwischenräume von die Umfangslänge der Bajonettzähne übersteigender
Umfangsausdehnung getrennt sind.
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Der verstärkte Deckelrand, an dem die Anlage oder Dichtfläche 7 gebildet
ist, weist angrenzend an die Dicht fläche 7 am Außenumfang
mehrere
entsprechende Bajonett zähne 8 auf, welche im wesentlichen die gleiche Verteilung
und Umfangsausdehnung und die gleichen gegenseitigen Umfangsabstände aufweisen wie
die Bajonett ~ zähne des Verschlußringes 2.
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Einer der jeweils zusammenwirkenden beiden Bajonettzähne, im dargestellten
Beispiel der Bajonettzahn 8 des Deckels 6, weist an einem Umfangsende eine gestufte
Ausnehmung 9 auf. Diese Ausnehmung ist an dem Ende des Bajonettzahnes 8 des Deckels
angeordnet, das der Drehrichtung im offnungssinn entgegengesetzt ist.
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Durch die Bajonettzähne wird die Dichtfläche 7 des Deckels 6 in fester
und abdichtender Anlage an der Dichtung 5 des Verschlußringes 2 gehalten. Gleichzeitig
greifen die Bajonettzähne 8 des Deckels in den Ringspalt zwischen der Auflagefläche
2a des Verschlußringes 2 und der dieser zugewandten Unterseite der Bajonett zähne
4 des Verschlußringes, so daß die Teile in der in Fig. 1 und 2 dargestellten Schließstellung
formschlüssig miteinander ver riegelt sind.
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Zum Öffnen des Verschlusses muB die Verriegelung gelöst werden.
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Dazu werden Deckel und Verschlußring in öffnungsrichtung relativ zueinander
gedreht, wie dies durch den Pfeil a in Fig. 4 angedeutet ist. Dabei schiebt sich
der Bajonettzahn 8 des Deckels unter den Bajonettzahn 4 des Verschlußringes 2 in
Umfangsrichtung entlang, bis das in öffnungsrichtung weisende Ende a des Bajonettzahnes
4
des Verschlußringes in Höhe mit der gestuften Ausnehmung 9 des Bajonettzahnes 8
gelangt. Unter der Annahme, daß in dem Behälter noch ein erheblicher Überdruck herrscht,
ist ersichtlich, daß dieser Überdruck bestrebt ist, den Deckel 6 von dem Verschlußring
2 in axialer Richtung abzudrücken. Dies wird solange verhindert, solange der Bajonettzahn
8 unter dem Bajqnettzahn 4 liegt. Wenn jedoch die Zwischenstellung gemäß Fig. 4
erreicht wird, kann der Deckel 6 unter dem Überdruck entsprechend dem Pfeil b in
Fig. 4 ein der Tiefe der gestuften Ausnehmung 9 entsprechendes Stück axial gegenüber
dem Verschlußring abgedrückt werden, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Dabei wird
die Dichtfläch 7 von der Dichtung 5 abgehoben, und es kann eine Druckentlastung
durch den dabei entstehenden Ringspalt auftreten. Mit entsprechendem Kraftaufwand
kann aber auch der Deckel 6 aus der in Fig.4 gezeigten Stellung relativ zu dem Verschlußring
2 weiter in Richtung der Offenstellung gedreht werden, und zwar solange, bis der
Bajonettzahn 8 von dem Bajonettzahn 4 freikommt und, sofern noch ein entsprechender
Überdruck besteht, der Deckel unter diesem Überdruck nach außen geschleudert wird.
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Um diese gesundheitsgefährdende, unsachgemäße Bedienung eines sol
chen Verschlusses zuverlässig zu verhindern, sieht die Erfindung eine zusätzliche
Sperreinrichtung vor. Diese besteht aus am Verschlu-ßring 2 und am Deckelrand angebrachten
Anschlagelementen 10 und 14. Es braucht am Verschlußring 2 und am Deckel 6 jeweils
nur ein derartiges Anschlagelement vorgesehen zu sein. Wesentlich
kommt
es auf die Ausbildung und auf die relative Anordnung der Anschlagelemente in bezug
auf die relative Lage der Bajonett zähne an.
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Auf die relative Lage wird weiter unten näher eingegangen. Zunächst
werden die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele der Anschlagelemente erläutert.
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Das Anschlagelement 10 ist an der Außenseite des Verschlußringes 2
fest angebracht. Es weist einen zur Behälterachse parallelen äußeren Bereich auf,
der mit seinem einen Ende an dem Verschlußring 2 fest angebracht ist, über die Stirnfläche
des Verschlußringes hinaus jedoch in axialer Richtung um ein vorbestimmtes Maß vorspringt.
An seinem freien Ende weist das Anschlagelement 10 einen winkelförmig zur Deckelmitte
vorspringenden Ansatz 12 auf, dessen Unterseite mit der gegenüberliegenden Stirnseite
des Verschlußringes 2 einen Ringspalt 13 bildet, der in beiden Umfangsrichtungen
offen ist und der eine vorbestimmte axiale Höhk aufweist.
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Das Anschlagelement des Deckels 6 ist frei vorspringend im axiale
Abstand von den Bajonettzähnen 8 am Bajonettrand z.B. durch Schweißen, wie bei 15
angedeutet oder auf andere Weise starr befestigt. Das Anschlagelement 14 springt
fingerförmig radial nach außen und weist einen in Umfangsrichtung gesehen rechteckförmigen
Umriß auf. Die axiale Höhe des Fingers 14 ist nur wenig geringer
als
die axiale Höhe des Ringspaltes 13 des Anschlagelementes 10 am Verschlußring 2.
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Aus Fig. 1 und 5 erkennt man, daß der Finger 14 und die Umfangsnut
13 des Anschlages 10 in Umfangsrichtung gesehen nur dann in gegenseitiger Fluchtung
liegen, wenn die Anlagefläche 7 des Deckels 6 fest auf der Dichtung 5 des Verschlußringes
2 aufliegt.
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Wenn dagegen die Zwischenstellung gemäß Fig. 3 und 4 erreicht ist
in der der Bajonettzahn 4 in der gestuften Ausnehmung 9 des Bajonettzahnes 8 aufgenommen
ist, ist der Finger 14 in axialer Richtung gegenüber der Umfangsnut 13 des Anschlagelementes
10 axial versetzt.
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Das Anschlagelement 10 und der Finger 14 sind nun in Umfangsrichtung
an Umfangsstellen in einer solchen gegenseitigen Beziehung und in einer solchen
Beziehung auf die relative Lage der Bajonett zähne 4 und 8 angeordnet und weisen
eine solche Umfangserstreckun auf, daß einmal der Finger 14 sowohl in der Schließstellung
nach Fig. 2 als auch in der Zwischenstellung nach Fig. 4 auf der einen Umfangs seite
des Anschlagelementes 10, in den Zeichnungen auf der dem Betrachter zugewandten
Seite des Anschlagelementes 10 und in der völligen Offenstellung nach Fig. 6 auf
der anderen Umfangsseite des Anschlagelementes 10 liegt, während zum anderen in
der Zwischenstellung nach Fig. 3 und 4 das Anschlagelement 14 an der dem Betrachter
der Fig. 3 zugewandten Seite des Anschlagelementes 10 fest anliegt, so daß in dieser
Stellung jedes weitere Verdrehe
des Deckels 6 und des Verschlußringes
2 im öffnungssinn formschlüssig verhindert ist.
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Es ist also ersichtlich, daß aus der Stellung nach Fig. 4 ein versehentliches
Weiterdrehen des Deckels oder Verschlußringes in die Offenstellung nicht möglich
ist. Dazu muß vielmehr der Deckel 6 erst in axialer Richtung zurück zur festen Anlage
auf der Dichtung 5 bewegt werden, damit zwischen dem Finger 14 und der Nut 13 des
Anschlagelementes 10 eine Fluchtung in Umfangsrichtung erreicht wird. Solange jedoch
ein Überdruck im Behälter herrscht, kann die Bedienungsperson den Deckel 6 nicht
in die Anlagestellung an die Dichtung 5 herandrücken. Erst wenn der Druck ausreichend
abgebaut ist, kann die Bedienungsperson den Deckel entsprechend dem Pfeil c an die
Dichtung andrücken, den Deckel und den Verschlußring entsprechend dem Pfeil d in
Umfangsrichtung verdrehen, wobei der Finger 14 das Anschlagelement 10 unter Durchwandern
der Nut 13 passiert und der Deckel entsprechend dem Pfeil e nunmehr endgültig abgenommen
oder geöffnet werden kann, da in dieser Stellung nunmehr auch der Bajonettzahn 8
vollständig von dem Bajonettzahn 4 freigekommen ist. Die Stellung nach Fig. 5 und
6 kann jedoch nur erreicht werden, wenn der Druck im Behälter ganz oder auf eine
nicht mehr beachtenswerte Größe abgefallen ist.
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