DE29521209U1 - Vorrichtung zum Ausgleich von Druckstößen bei Staub- oder Gasexplosionen in geschlossenen Systemen - Google Patents

Description

"Vorrichtung zum Ausgleich von Druckstößen bei Staub- oder Gasexplosionen in geschlossenen Systemen'

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Ausgleich von Druckstößen bei möglichen Staub- oder Gasexplosionen der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung.

Derartige Explosions-Entlastungseinrichtungen sind in unterschiedlichen Gestaltungen bekannt, als Berstscheiben, als federnd anschlagende Leichtbau-Explosionsklappen u. dgl. Hier seien als Beispiele Klappen genannt, wie sie in der DE-A-24 55 325, DE-A-30 42 026, DE-A-31 06 138, DE-A-36 26 946 oder der DE-A-43 24 280 beschrieben sind. Fixierungen von Explosionsklappen sind in der EP-B-O 232 478 beschrieben. Aus der FR-A-2 316 510 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt, bei der ein um eine seitliche Achse schwenkbarer Deckel von einer Zugfeder in Schließposition gehalten ist. Eine über der Öffnung vorgesehene Haube kann bei einer Beschädigung des Verschlußdeckels diesen auffangen.

Gerade die zuletzt genannten Lösungen weisen schon eine Reihe von erheblichen Vorteilen gegenüber vergleichsweise trag reagierenden alten Lösungen auf, wobei ein Vorteil gegenüber anderen Entlastungseinrichtungen z.B. darin besteht, daß alle Elemente am Rohrstutzen verbleiben, d.h. nicht unkontrol-

liert in die Umgebung ausgestoßen werden. Um dies bei Berstklappen zu vermeiden, müssen diese mit Auffangkäfigen versehen werden, was zusätzliche Kosten mit sich bringt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der eine leichtgängige Schließeinrichtung für einen Auslaßstutzen geschaffen wird, die einfach zu montieren und insbesondere preiswert herzustellen ist.

Mit einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Nach der Erfindung kann der Deckel aus einem einfachen, leicht verformbaren Blech gebildet sein, z.B. aus einem Aluminium-Blech oder einem Verbund, etwa in Sandwich-Bauweise aus vergleichsweise dünnen Folien, wobei der Deckel lose den Auslaßstutzen überdeckt. Fixiert wird der Deckel lediglich durch wenigstens ein das Auffalten ermöglichende Federelement.

In Ausgestaltung ist vorgesehen, daß dieses Fixier- bzw. Auffangelement als den Deckel übergreifender Bügel ausgebildet ist, an dem sich beim explosionsartigen Öffnen das Ablaßelement auffaltet.

Es hat sich gezeigt, daß durch die bei derartigen Sicherungseinrichtungen im Auslösungsfall auftretenden Druckwellen der leicht gebaute Deckel um das klingenartige Fixierelement aufgefaltet wird, wobei das Fixierelement gleichzeitig dafür sorgt, daß der Deckel selbst nicht davonfliegt, so daß er für die Umgebung keine Gefahr darstellt.

Als zweckmäßig hat sich erwiesen, den Deckel aus einem dünnwandigen Metallblech herzustellen. Der Deckel kann auch als Sandwich-Element gestaltet sein, d.h. mehrlagig. Vorteilhaft ist es auch, den Deckel kalottenartig konvex oder konkav gewölbt auszubilden, was dem Deckel selbst bei normalen Betriebsbedingungen eine größere Stabilität verleiht, ohne daß die Auffaltmöglichkeit im Explosionsfalle nachhaltig beeinflußt würde.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die den Deckel in Schließstellung haltenden Federelemente eine geringfügige Öffnungsbewegung des Deckels ermöglichen.

Dabei kann auch vorgesehen sein, daß die Federelemente als am Fixier- bzw. Auffangbügel angeordnete Blatt- oder Schraubenfedern und/oder als am Außenumfang verteilte federbeaufschlagte Gleit- oder Rollenelemente ausgebildet sind. Durch das Vorsehen wenigstens eines Federelementes wird erreicht, daß der an sich lose aufliegende Deckel geringfügige Bewe-

gungen gegen die Feder ausführen kann, um auftretenden Überdruck im System ausgleichen zu können.

Eine zweckmäßige Gestaltung eines derartigen Federelementes zum Fixieren der Schließstellung eines Deckels liegt darin, daß das den Deckelrand beaufschlagende Federelement das an einem Schwenkhebel gelagerte Gleit- oder Rollenelement aufweist, welches im Explosionsfalle beim Überschreiten einer Klemmkraft den Randbereich der Explosionsklappe in Öffnungsrichtung freigibt, wobei der Schwenkhebel im Schwenklager längeneinstellbar derart gelagert ist, daß die Wirklinie zwischen Mittelpunkt des Schwenklagers und Klemmpunkt des Klemmelementes veränderbar ist.

Es hat sich gezeigt, daß es gerade im Aufstellungsbereich derartiger Einrichtungen oder bei Explosionsklappen zu Staubanfall und Verschmutzungen kommen kann, die sich beispielsweise unter die vorgesehene, die Fixierung in Schließstellung bewirkende Rolle setzen, so daß sich der Auslösedruck der Klappe zwar anfänglich gut einstellen läßt, durch die auftretenden Verschmutzungen aber während der Betriebszeit der Klappe nicht gewährleistet bleibt. Mit der Erfindung ist die genaue Einstellung der Fixiereinrichtung möglich, die auch selbst bei Staubanfall am Aufstellungsort nicht gefährdet ist.

Durch diese erfindungsgemäße Veränderung der Position des Schwenklagers ist es auch möglich, beispielsweise das Klemmelement exakt auf eine Deckelkante zu setzen, irgendwelche Abroll- oder Gleitflächen, die verschmutzen könnten, werden damit entbehrlich.

Eine technisch einfache und wartungsfreie Möglichkeit der Einstellbarkeit besteht erfindungsgemäß darin, daß der Schwenkhebel im Schwenklager exzentrisch in einem Exzenter gelagert ist, wobei eine Einstellung des Exzenterlagers über Einstell-Lochscheiben möglich sein kann, die ggf. durch einfache Klemm- oder Rastbügel in ihrer Einstellung fixierbar sind, wie dies die Erfindung ebenfalls vorsieht.

Die eingangs genannte Aufgabe der Erfindung kann auch dadurch gelöst werden, daß der Schwenkhebel mit wenigstens einer, sich an der Außenrandkante des Deckels aufsetzenden, in Schließrichtung federbeaufschlagten Rolle versehen ist, sowie mit wenigstens einem das Auflaufen der Rolle in Schließrichtung begrenzenden Nocken.

Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, die wirksame Nokkenvorderkante der wirksamen Berührungslinie der Rolle derart zuzuordnen, daß sich die Rolle auf die Deckel-Eckkante aufsetzt.

Die hier genannten Lösungen können auch derart kombiniert werden, daß sowohl eine Exzenterlagerung wie auch Begrenzungsnocken vorgesehen sind.

Um das Ausbrechen von Flammen in die Umgebung am Auslaßstutzen zu vermeiden, sieht die Erfindung auch vor, daß der Randbereich des Auslaßstutzens mit Deckel und Fixierelement von einem Rohrstutzen größeren Durchmessers als Druckwellen- und Flammenleitelement umgeben ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 die Seitenansicht auf einen Rohrstutzen in vereinfachter Darstellung mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht etwa gemäß Pfeil II in Fig. 1,

Fig. 3 und 4 abgewandelte Ausführungsbeispiele in der Darstellungsart gemäß Fig. 2,

Fig. 5 vergrößerte Teilansichten des Randbereiches des Rohrstutzens gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 3,

• · · i

-B-

Fig. 6 eine vergrößerte Detailansicht des Deckelbereiches mit Auffangelement in Schließstellung,

Fig. 7 in gleicher Darstellung den Deckelbereich nach der Explosionsöffnung,

Fig. 8 und 9 entsprechende vergrößerte Darstellungen bei

einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit außenrandseitigen Federelementen in zwei Ausführungsvarianten in der linken und rechten Figurenhälfte sowie in den

Fig. 11 und 12 diese unterschiedlichen Federelemente in vergrößerter Darstellung.

In Fig. 1 ist eine allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Ausgleich von Druckstößen in einem Rohrleitungssystem an einem Auslaßstutzen 2 vorgesehen, der im dargestellten Beispiel gegenüber der Senkrechten geringfügig über ein Knieelement 3 geneigt ist, hier können auch, wie sich insbesondere aus den Fig. 3 und 4 ergibt, andere Anordnungen, insbesondere eine Anordnung in der Senkrechten vorgesehen sein.

Der Rohrstutzen 2 ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 mit einem nach innen kalottenartig verformten Deckel 4 ausgerüstet, der lose auf dem in Fig. 5 mit 6 bezeichneten und mit einer aufgesteckten Dichtung 7 versehenen Rand aufliegt .

An zwei gegenüberliegend angeordneten Stützstegen 8 ist ein klingenartiges Fixier- bzw. Auffangelement 9 befestigt, welches mittelbar über eine Blattfeder 10 bzw. einen Federstern den Deckel 4 in Schließstellung hält, wobei die Blattfeder 10 zentrisch dem Deckel 4 zugeordnet ist.

Es können zwei weitere Stützstege 8a (Fig. 2) vorgesehen sein, wobei die Stützstege 8 und 8a insgesamt zur Fixierung eines den Auslaßstutzen 2 auf Abstand umgebenden RohrStutzens 11 halten, der als Druckwellen- und Flammenleitelement im Explosionsfalle dient, um zu verhindern, daß Medien unkontrolliert im Bereich des Auslaßstutzens 2 an die Umgebung abgegeben werden.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung 1 ist dabei die folgende:

Wird beispielsweise eine Druckwelle aufgrund einer Explosion, die im Regelfalle der Flammenfront vorauseilt, in den Auslaßstutzen geleitet, wird der lose auf dem Rand 6 aufliegende Deckel um das klingenartige Fixierelement 9 aus der in

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Fig. 6 dargestellten Ruheposition in die in Fig. 7 dargestellte Faltposition aufgefaltet, wobei das Fixierelement 9 dafür sorgt, daß der verformte Deckel 4 nicht unkontrolliert weggeschleudert wird. Das Federelement 10 verformt sich dabei mit, etwa in der Weise, wie dies in Fig. 7 angedeutet ist.

Herrschen demgegenüber im System geringfügige Druckschwankungen und kommt es zu kleineren Druckstößen, wird der Dekkel 4 gegen die Kraft der Feder 10 leicht angehoben, der Überdruck kann entweichen und der Deckel 4 kann dann wieder in die Ruhelage gelangen.

In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt. Die dortige Vorrichtung ist allgemein mit la bezeichnet. Hier ist der Deckel 4a nach außen gewölbt ausgebildet, ansonsten sind die konstruktiven Merkmale im wesentlichen mit denjenigen der Fig. 1 vergleichbar. Die Gestaltung des Randes 6 und des entsprechenden Bereiches des Deckels 4a ergibt sich aus Fig. 5 linke Figurenhälfte.

Schließlich zeigt Fig. 4 ein wiederum abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung Ib. Hier ist der nach innen gewölbte Deckel 4b von einer Spiralfeder 10b beaufschlagt. Der aufgefaltete Zustand ist in Fig. 9 gegenüber dem Ruhezustand in Fig. 8 wiedergegeben.

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Nicht näher ist in den Figuren die Möglichkeit dargestellt, den Deckel beispielsweise als ebene Platte in Sandwich-Bauweise aus Folien zu bilden.

Das Ausführungsbespiel gemäß Fig. 10 entspricht in der Darstellungsweise etwa demjenigen der Fig. 2, die funktionell gleichen Teile sind hier wiederum mit den gleichen Bezugsziffern versehen, ergänzt durch den Buchstaben "c".

Außenrandseitig wird bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel der Deckel 4c von Federelementen 12 (linke Figurenhälfte) bzw. Fig. 11 und 13 (rechte Figurenhälfte) bzw. Fig. 12 in Schließstellung gehalten. Dabei können mehrere Federelemente am Umfang verteilt vorgesehen sein, wovon in Fig. 10 aber nur je eines dargestellt ist.

Das Federelement 12 weist ein als Rolle ausgebildetes Klemmelement 14 auf, welches in einer Art Spiralfeder 15 drehbar gelagert ist. Die Spiralfeder 15 ist mit einem Auslaufarm 15a am Auslaßstutzen 2c befestigt, während der andere Auslaufarm 15b über die Außenkontur der Rolle 14 hinaus so weit abgewinkelt ist, daß er sich an dem nach unten gezogenen Rand 16 des Deckels 4c anlegen kann in der Weise, daß die Rolle 14 genau auf die durch den Rand 16 mit der Deckelhauptfläche gebildete Ecke anlegen kann und den Deckel 4c auf eine andeutungsweise wiedergegebene Dichtung 17 auf-

drückt.

Das in Fig. 12 dargestellte Federelement 13 weist einen in einer Exzenterscheibe 18, die von einer Einstellochscheibe 19 umgeben ist, gelagerten Schwenkhebel 20 auf, der an seinem freien Ende eine Klemmrolle 14c trägt und einen Anschlagnocken 21 aufweist, der so angedeutet ist, daß wiederum die Rolle 14c sich auf die von der Deckelhauptfläche und den umlaufenden Rand gebildete Ecke in der in Fig. 12 dargestellten Weise anlegt. In Klemmstellung wird dabei die Rolle 14 durch eine einstellbare Druckfeder 22 gebracht.

Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann insbesondere das klingenartige Fixierelement 9 nicht als Flacheisen ausgebildet sein, sondern als Rundstab, es kann in seiner Berührungsebene mit dem Deckel 4 federnd ausgebildet sein, z.B. dort mit einer elastischen Kunststoffleiste versehen sein, u. dgl. mehr.

Claims (8)

- 13 - Ansprüche:

1. Vorrichtung (1) zum Ausgleich von Druckstößen bei möglichen Staub- oder Gasexplosionen in geschlossenen Systemen, wie Silos, Rohrleitungen od. dgl., mit einem lose angeordneten, federbelasteten Abschlußelement (4) und einem Auffangelement (9) an einem Auslaßstutzen (2), dadurch gekennzeichnet,

daß das Abschlußelement als leicht verformbarer Deckel (4) auf dem freien Rand des Auslaßstutzens (2) angeordnet und von dem Federelement (10) in Schließstellung gehalten und von dem Auffangelement am unkontrollierten Ausstoß gehindert ist, wobei das Fixier- bzw. Auffangelement (9) klingenartig und als den Deckel (4) übergreifender Bügel (9) ausgebildet ist, an dem sich im explosionsartigen Fall der Deckel auffaltet, wobei das Federelement (10) als an dem Fixier- bzw. Auffangbügel (9) angeordnete Blatt- oder Schraubenfeder und/ oder als federbeaufschlagtes Gleit- oder Rollenelement (14) ausgebildet ist, von denen mehrere am Umfang verteilt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Deckel (4) aus einem dünnwandigen Metallblech geformt insbesondere als Sandwichelement und/oder kalottenartig konvex oder konkav gewölbt ausgebildet ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die den Deckel (4) in Schließstellung haltenden Federelemente (10) eine geringfügige Öffnungsbewegung des Deckels ermöglichen.

4. Vorrichtung zum Fixieren der Schließstellung eines Deckels, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das den Deckelrand (16) beaufschlagende Federelement (13) das an einem Schwenkhebel (20) gelagerte Gleit- oder Rollenelement (14c) aufweist, welches im Explosionsfalle beim überschreiten einer Klemmkraft den Randbereich des Dekkels (4c) in Öffnungsrichtung freigibt, wobei der Schwenkhebel (20) im Schwenklager (18,19) längeneinstellbar derart gelagert ist, daß die Wirklinie zwischen Mittelpunkt des Schwenklagers und Klemmpunkt des Klemmelementes veränderbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Schwenkhebel (20) im Schwenklager (18) exzentrisch, insbesondere in einem Exzenter gelagert ist und/oder in einem Lagerexzenter, der mit einer außenrandseitigen Einstell-Lochscheibe (19) versehen ist.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß das Gleit- bzw. Rollenelement (14) in einem Auslaufarm einer Spiralfeder (15) gelagert ist, wobei die Spiralfeder ihrerseits am Rohrstutzen (2c) befestigt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Rolle als Gleit- bzw. Rollenelement, dadurc h gekennz e ic hnet,

daß die Rolle (14,14c) im Bereich der Lagerung mit wenigstens einem das Auflaufen der Rolle in Schließrichtung begrenzenden Nocken versehen ist, wobei insbesondere die wirksame Vorderkante des Nockens (16) der wirksamen Berührungslinie der Rolle derart zugeordnet ist, daß sich die Rolle auf der Deckelkante aufsetzt.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der Randbereich des Auslaßstutzens (2) mit Deckel und Fixier- bzw. Auffangelernent von einem Rohrstutzen (11) größeren Durchmessers als Druckwellen- und Flammenleitelement umgeben ist.