DE3244233A1 - Reissfaehige druckentlastungsvorrichtung - Google Patents

Reissfaehige druckentlastungsvorrichtung

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DE3244233A1 DE19823244233 DE3244233A DE3244233A1 DE 3244233 A1 DE3244233 A1 DE 3244233A1 DE 19823244233 DE19823244233 DE 19823244233 DE 3244233 A DE3244233 A DE 3244233A DE 3244233 A1 DE3244233 A1 DE 3244233A1
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Description

-V-
BS Sc B Safety Systems Ltd. 22 435/6
Bay G-I Raheen Industrial Estate
Raheen County
Limerick/Irland
Reißfähige Druckentlastungsvorrichtung
B e s ehr e ibung
Die Erfindung bezieht sich auf eine reiß- oder berstfähige Druckentlastungsvorrichtung der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Bei bekannten reißfähigen Druckentlastungsvorrichtungen ist eine Berstscheibe zwischen einem zulauf- sowie einen ablaufseitigen Träger, die in ein Druckentlastungssystem einbezogen sind, geklemmt, so daß sie reißt, wenn ein Überdruckzustand in dem System auftritt. Es wurden viele unterschiedliche Ausgestaltungen für Berstscheiben vorgeschlagen, die jeweils für besondere, individuelle Anwendungen geeignet oder solchen angepaßt sind. Beispielsweise gibt es in der Nähe von Klingen oder Schneiden angeordnete Konkav/Konvex-Scheiben, die bei einer Umkehrung oder bei einer Rückschlagbewegung- bei Auftreten eines Überdrucks durchstochen werden. Auch gibt es Scheiben
mit Nuten oder Kerben, die Schwächungsiinien darstellen und ein Bersten gesteuert ermöglichen. Es bestehen und bleiben jedoch Probleme, und zwar insbesondere bei der Anwendung von Flüssigkeitsdrücken und niedrigen Gasdrükken. Vor allein werden häufig, wenn Scheiben ohne Kerben oder Nuten hierbei angewendet werden, bei einem Bersten oder Reißen lose Stücke der Scheibe gebildet, die nachgeschaltete Geräte oder Vorrichtungen beschädigen können. Andererseits werden häufig solche Scheiben, die nicht in Bruchstücke zerfallen, z.B. solche Scheiben mit Kerben an ihren Flächen, bei einem Reißen nicht vollständig geöffnet.
Ziel der Erfindung ist es, diese Probleme oder Schwierigkeiten zu vermindern bzw. auszuschalten.
Um dieses Ziel zu erreichen, wird erfindungsgemäß eine reißfähige Druckentlastungsvorrichtung, die zwischen ringförmige zulauf- sowie ablaufseitige Tragglieder (Träger) einzufügen ist und eine Berstscheibe mit einem ringförmigen Flansch hat, der durch einen Übergangsbereich mit einem Konkav/Konvex-Teil verbunden ist, geschaffen, wobei der Konkav/Konvex-Teil in seiner einen Fläche eine Schwächungslinie aufweist und an einer Seite des Konkav/ Konvex-Teils wenigstens ein .Konkav/Konvex-Gelenkverstärkungsteil angebracht ist, das nahe einem Abschnitt des Konkav/Konvex-Teils der Berstscheibe angeordnet sowie diesem gleichartig ausgebildet ist, so daß bei einem Bersten der Konkav/Konvex-Teil der Berstscheibe längs der durch die Nut erzeugten Schwächungslinie reißt und sich um ein mit dem Gelenkverstärkungsteil übereinstimmendes, einstückiges, nicht-gerissenes Teil biegt.
Erf indungs gemäß ist wenigstens ein Konica v/Konvex- Gel enkteil an einer der Flachen des Konkav-Konvex-Teils der Berstscheibe befestigt, so daß es dieses Teil bei Bersten der Scheibe stützt, um das Biegen zu einer völligen Öffnung zu unterstützen, jedoch die Bildung von Bruchstücken, die stromab geführt werden können, verhindert. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist insbesondere - jedoch nicht ausschließlich - für Flüssigkeits- und Niederdruck-Gassysteme von Nutzen.
Das Gelenkverstärlcungsteil kann an der konvexen oder konkaven Fläche des Konkav/Konvex-Teils der Berstscheibe vorhanden sein, oder es kann an jeder Fläche dieses Teils des Gelenkverstärlcungsteil vorgesehen sein. Das Gelenkverstärkungstcil oder diese mehrfach vorhandenen Teile kann bzw. können am Konkav/Konvex-Teil punktgeschweißt und einstückig mit einem ringförmigen iiandstüclc, das dem Flansch der Berstscheibe benachbart ist, ausgebildet sein.
Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine reißfähige Druckentlastungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 einen zu Fig. 1 gleichartigen Längsschnitt nach Reißen der Berstscheibe;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Anordnung von Fig. 1;
Fig. 4 bis 8 Schnitte von gegenüber Fig. 1 abgewandelten Ausführungsformen von Berstscheibenanordnungen.
Bine reißfähige Berstscheibenanordnung 10 hat einen zulaufseitigen Träger 12 sowie einen ablaufseitigen Träger l4, zwischen die eine Berstsclieibenanordnung l6 abgedichtet eingeklemmt ist. Die Träger 12, 14 können verschiedenartig
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ausgebildet sein, bei der gezeigten Ausführungsform haben sie jedoch Flansche, die sich gegen gegenüberliegende Flächen der Berstscheibenanordnung 16 anlegen und durch mehrere Schraubenbolzen 18 mit Muttern 20 zusammengehalten sind. Alternativ können sie als ringförmige Träger, die zwischen Rohrflansche oder andere Klemmvorrichtungen eingespannt sind, ausgebildet sein.
Die Träger l4, l6 sind jeweils mit Leitungen 22, 24 verschweißt. Im Anwendungsfall ist die Leitung 22 mit einem ein unter Druck stehendes Fluid enthaltenden Gefäß, das gegen Überdruck zu schützen ist, verbunden. Die Leitung 24 kann beispielsweise zu einer anderen Druckentlastungseinrichtung, z.B. zu einem Entspannungsventil oder zur Atmosphäre, führen. Die Träger 12, 14 haben einander gegenüberliegende ringförmige Sitzflächen für die dichte Anlage und Aufnahme eines ringförmigen flachen Flanschs 28 der Berstscheibe 26 aus der BerstScheibenanordnung Der Flansch 28 der Berstscheibe ist mit einem Konkav/ Konvex-Teil 30 dieser Scheibe über einen kreisförmigen Übergangsbereich 32 verbunden. Die Berstscheibe 26 ist von herkömmlicher Bauart, wobei der Druck auf ihre konkave Seite wirkt.
Wie die Fig. 1 und 3 zeigen, hat die Berstscheibe 26 auf ihrer einen Fläche, vorzugsweise auf der konkaven Fläche, eine Nut oder Kerbe 34, die eine Schwächungslinie darstellt, so daß, wenn ein vorgegebener Fluiddruck überschritten wird, der Konlcav/Konvex-Teil 30 längs dieser Schwächungslinie reißt und eine Öffnung bildet. Die Nut 34 ist kreisförmig und kann durchlaufend, d.h. ein vollständiger Kreis sein, sie verläiift jedoch vorzugsweise nur über einen Kreisabschnitt.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 ist ein Paar von identischen und identisch gelegenen, im wesentliche]! ringförmigen Verstärkungsgliedcrn 36, 38 an zwei gegenüberliegenden Seitenflächen der Berstscheibe 24 vorhanden. Jedes dieser Glieder* weist ein flaches, ringförmiges Randstück 40, 44 auf, das mit einem Konkav/Konvex-Gelenkvorstärkungsteil 42 und 46, welches sich über eine geringe Distanz an der einen Fläche bzw. am einen Randbereich des Konicav/Konvex-Teils 30 der Berstscheibe 26 einwärts erstreckt, einstückig ausgebildet ist. Die Gelenkverstärkungsteile 42, 46 haben somit eine periphere Gestalt, die im wesentlichen von einem durch den Übergangsbereich 32 und eine Sehne dessen bestimmten Kreisabschnitt begrenzt ist.
Wie die Fig. 3 erkennen läßt, bildet die Nut 34 in der Berstscheibe 26 einen Teil eines Kreises, wobei ihre Enden die Innenkanten der Konkav/Koiivcx-Gelenkverstärkungstcile 4-2, 46 sind. Die Verstärkungsgliedor 36, 3& sind mit der Berstscheibe 26 vorzugsweise über die flachen, ringförmigen Randstücke 4-0, 44 verbunden und werden von diesen fest gehalten, wobei diese Verbindung über Punktschweißungen 48 am ringförmigen flachen Flansch 28 der Berstscheibe 26 erfolgt. Zusätzlich sind Punktschweißungen 50 zwischen den Konkav/Konvex-Gelenkverstärkungsteilen 42, 46 und dem Koukav/Konvex-Teil 30 der Berstscheibe 26 vorhanden.
Zwischen der aus dex· Berstscheibe 26 sowie den Verstärkuiigs gliedern 36, 38 bestehenden Anordnung lü und den Trägern 12, 14 ist ein Paar von üblichen Dichtungen 52 zur Gewährleistung einer drucksicheren Abdichtung an diesen Teilen angeordnet.
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Im Betrieb wird ein unter Druck stehendes Fluid über die Leitung 22 sowie den zulaufseitigen Träger 12 der Berstscheibe 26 zugeführt und von dieser solange zurückgehalten, wie der Druck auf einem unter dem Auslegungsdruck der Berstscheibe 26 liegenden Wert ist. Wenn der Druck den Auslegungsdruck erreicht, so reißt die Berstscheibe 26 längs der Nut 31^ auf. Wenn, wie Fig. 2 zeigt, die Berstscheibe 26 aufgerissen wird, dann wird der innerhalb der Nut 3^ liegende Bereich des Konkav/Konvex-Teils 30 zwangsweise durch die Strömung des entlasteten Fluids in die Offenstellung verlagert. Durch die Gelenkverstärkungstoilo 42 und 46, die am Konkav/Konvex-Teil 30 fest angebracht sind, biegt sich der abgerissene Bereich an den Kanten der Verstärkungsteile 42, 46 ab, er bleibt jedoch befestigt. Bei Aufreißen der Berstscheibe 26 werden somit keine losen Bruchstücke entstehen, und wegen der großen Fläche des aufgerissenen Bereichs biegt das entlastete Fluid diesen leicht in die Offenlage. Somit wird im Fall der Anwendung auf Flüssigkeit oder Gas mit niedrigem Druck, wobei die Kraft des entlasteten Fluids, das nach einem Reißen durch die Vorrichtung 10 strömt, relativ gering ist, der aufgerissene Bereich innen an den Gelenkverstärkungsteilen 42, 46 mit Leichtigkeit abgebogen, und es wird eine maximale Öffnung erreicht.
Die Fig. 4 bis 8 zeigen jeweils abgewandelte Ausführungsformen für eine Berstscheibenanordnung gemäß der Erfindung. Hierbei weist die Anordnung jeweils eine Berstscheibe 62 mit einem ringfö-rmigen flachen Flansch 64, der über einen kreisförmigen Übergangsbereich 68 mit einem Konkav/Konvex-Teil 66 verbunden ist, auf. Ferner hat jede Berstscheibe 62 eine Nut 70, die im Konkav/Konvox-Tcil 66 eine im wesentlichen kreisförmige Schwächungslinie .bildet, wobei ein oder zwei Gclenkverstärkuigstcilc vorhanden sind, mit
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denen das Konicav/Korivc-x-Toil vorzugsweise durch Punktschweißungen fest verbunden ist.
Die Anordnung von Fig. 4- weist ein einzelnes ringförmiges Verstärkungsglied 72 auf, das an der konvexen Seite der Berstscheibe 62 angebracht ist und ein flaches, ringförmiges Randstück 7k sowie ein damit einstückiges Konkav/ Konvex-Gelenkverstärkungstcil 76 besitzt.
Gemäß Fig. 5 ist wieder ein einzelnes Verstärkungsglied 92 vorhanden, das an der konkaven Seite der Berstscheibe 62 angebracht ist, wobei ein ringförmiges Randstück <)lt sowie ein Konkav/Konvex-Gelcnkverstärkingsteil 96 vorgesehen sind.
Bei der Ausfuhrungsform von Fig. 6 ist ein Paar von Konkav/ Koiivex-Gelonkverstärkungsteilcn 112, ll'i mit den einander gegcnüberliegenden Flächen des Konkav/Konvox-Teils nahe einer dessen Kanten verbunden. Die Gelenkverstärkungsteile 112, ll'i sind von identischer Gestalt und unterscheiden sich von den vorher beschriebenen Golenkvcrstärkungsteilen dadurch, daß sie keine ringförmigen flachen Flansche haben.
Gemäß Fig. 7 ist ein Konkav/Konvex-Gelenkverstärkungsteil I32, das nicht mit einem ringförmigen flachön Flansch verbunden ist, auf der konvexen Seite der Berstscheibe 62 angebracht.
Im Fall der Ausfülirungsform von Fig. 8 ist das Konkav/ Konvex-Gelenkverstärkungsteil 152, das wiederum ohne einen flachen ringförmigen Flansch ist, an der konkaven Seite der Berstscheibe 62 angeordnet.
Jede dor in don Fig.- 4 bis ΰ gezeigten Ausfüürimgsformcii arbeitet in der gleichen Weise wie die im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 3 beschriebene Ausführungsform. Die Umfangsgestaltung der Gelenkverstärkungsteile bei den Ausführungsforincn von Fig. 4 bis 8 ist zum ersten Ausführungsboispicl identisch. Die Wahl, ob ein Gelenkverstärkungsteil oder deren zwei verwendet werden, wie auch die Wahl, ob diese mit ringförmigen VerstärkuigsgJLedrn mit flachen .Randstücken in einem Stück ausgebildet sein sollen, hängt von der ins Auge gefaßten einzelnen Vorrichtung, von deren Verwendung von der Stärke bzw. Dicke des Berstscheibenmaterials und von seiner Biegefestigkeit ab.
Beispiel
Die Vorrichtung 10 gemäß Fig. 1 wurde über die Leitung 22 an ein Wasser im flüssigen Zustand bei einem normalen Betriebsdruck von 12 kg/cm" enthaltendes Gefäß angeschlossen. Die Berstscheibenanordnuiig 16 wies eine Berstscheibe 26 von 8,9 cm Durchmesser und mit einem ringförmigen flachen Flansch 26 von 12,6 cm Weite auf, d.h., der vom Übergangsbereich 3" bestimmte Kreisdurchmesser betrug 8,9 cm. Der Konkav/Konvex-Teil 30 der Berstscheibe 26 hatte eine Scheitelhöhe von 1,25 cm, die Berstscheibe war aus Nickel mit einer Stärke von 0,0305 cm gefertigt. Der Auslegungsdruck der Berstscheibe 26 war 14 lcg/cm" - 5 %· Die Nut 34 hatte eine Weite von 8,25 cm und eine Tiefe von 0,0152 cm. Die Verstärkungsglieder 36, 38 hatten ringförmige liandstücke 40, 44 mit dem ringförmigen flachen Flansch der Berstscheibe 26 entsprechender Größe, während die zugehörigen einstückigen Gelenkverstärkungsteile 42, 46 eine solche Größe hatten, daß ihre Innenkanten eine Länge von 5,8 cm aufwiesen. Der größte, vom Übergangsbereich 32 der Berstscheibe 26 zur Innenkante der- Golenkverstärkungsteile 42, 46 gemessene Abstand betrug 1,25 cm.
Als der Druck der im Gefäß, mit dcui die Vorrichtung 10 verbunden war, enthaltenen Flüssigkeit lh kg/cm" erreichte, barst die Berstscheibe 16 und riß längs der von der Nut 3zi erzeugten Schwächungslinie auf. Beim Bersten wurde der abgerissene Bereich dos Konkav/Koiivex-Tcils 30 vom übrigen Teil der Berstscheibe 26 woggebogen, und zwar längs einer Gelenklinie, die von den Innenkanten der Gclenkverstärkungs· teile /i2, 1Ib bestimmt war.
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Leerseite

Claims (10)

  1. 3-2U233
    PATENTANWÄLTE
    Dr. rer. nat. DIETER LOUIS
    Dlpl.-Phys. CLAUS PÖHLAU
    Dipl.-Ing. FRANZ LOHSENTZ
    DipL-Phys.WOLFGANG SEGETH
    KESSLERPLATZ 1
    3500 NÜRNBERG 20
    BS & B Safety Systems Ltd. 22 435/6
    Bay G-I Raheen Industrial Estate
    Raheen County
    Limerick/Irland
    lieißfähige Druckentlastungsvorrichtung
    Patentansprüche
    fl.yReißfähige Druckentlastungsvorrichtung, die zwischen zu- und ablaufseitige Träger einklemmbar ist und eine Berstscheibe mit einem ringförmigen Flansch, der durch einen Übergangsbereich mit einem Konkav/Konvex-Teil verbunden ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Fläche des Konkav/Konvex-Teils (30, 66) eine eine Schwächungslinie bildende Nut (34, 70) ausgestaltet und an einer Fläche des Konkav/Konvex-Teils wenigstens ein Konkav/ Konvex-Gelenkverstärkungsteil (42, 46, 76, 96, 112, 114, 132, 152) angebracht ist, welches einem Abschnitt des Konkav/Konvex-Teils der Berstscheibe (26, 62) benachbart angeordnet und diesem gleichartig gestaltet ist, so daß bei Bersten der Konkav/Konvex-Teil längs der von der Nut erzeugten Schwächungslinie reißt und sich um ein nicht-gerissenes, mit dem Gelenkverstärkungsteil übereinstimmendes Teil biegt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (34, 70) in der Berstscheibe (26, 62) eine im wesentlichen als Kreis oder als Kreisabschnitt verlaufende Schwächungslinie bestimmt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Peripherie des Gelenkverstärkungsteils (42, 46, 76, 96, 112, Il4, I32, 152) im wesentlichen einem,Kreisabschnitt, der durch den Übergangsbereich (32, 68) der Berstscheibe sowie eine Sehne dieses Kreises bestimmt ist, entspricht.
  4. 4. Vorrichtung nach einein der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkverstärkungsteil (42, 46, 76, 96) mit einem im wesentlichen ringförmigen, einen flachen Flansch aufweisenden Randstück (40, 44, 74, 94), das am ringförmigen Flansch (28, 64) der Berstscheibe anliegt, einstückig ausgebildet ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkverstärkungsteil (46, 76, 114, I32) an der konvexen Fläche des Konicav/Konvex-Teils (30, 66) der Berstscheibe angeordnet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkverstärkungsteil (42, 96, 112, 152) an der konkaven Fläche des Konkav/Konvex-Teils der Berstscheibe angeordnet ist.
  7. 7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Paar von Konkav/ Konvex-Gelenkverstärkungsteilen (42, 46; 112, Il4), von denen das eine aus dem Paar an der konvexen, das andere an der konkaven Fläche des Konkav/Konvex-Teils der Berstscheibe angeordnet ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gelenkverstärkungsteil durch Punktschweißung (50) am Konkav/Konvex-Teil (30, 66) der Berstscheibe befestigt ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das flache Randstück (40, 44, 74, 94) eines Gelenkverstärkungsteils durch Punktschweißung (48) mit dem ringförmigen Flansch (28, 64) der Berstscheibe verbunden ist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 95 gekennzeichnet durch zwei ringförmige Träger (12, Ii), zwischen denen der ringförmige flache Flansch (28) der Berstscheibe in abgedichteter Weise eingeklemmt anzuordnen ist.
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