DE3408489A1

DE3408489A1 - Schutzvorrichtung gegen eine gefaehrliche temperaturerhoehung fuer eine fluidkreiseinrichtung mit einer solchen schutzvorrichtung

Info

Publication number: DE3408489A1
Application number: DE19843408489
Authority: DE
Inventors: Henry-Albert Villeneuve sur Yonne Thoor
Original assignee: FMC Europe NV; FMC Europe SA
Current assignee: John Bean Technologies NV; FMC Technologies SAS
Priority date: 1983-03-08
Filing date: 1984-03-08
Publication date: 1984-09-13
Also published as: GB8405913D0; DE3408489C2; FR2542412A1; GB2136096A; GB2136096B; US4635669A; DE8407138U1; FR2542412B1; IT1175433B; IT8419936A0; DE3447985C2

Description

Schutzvorrichtung gegen eine gefährliche Temperaturerhöhung für eine Fluidkreiseinrichtung und Fluidkreiseinrichtung mit einer solchen Schutzvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung gegen eine gefährliche Temperaturerhöhung für Fluidkreiseinrichtungen und eine Fluidkreiseinrichtung mit einer solchen Schutzvorrichtung.

Ein Vorteil der Vorrichtung liegt darin, daß sie zwischen zwei fluiddichte Rohrleitungen geschaltet werden kann und daß sie bei jeder Temperatur selbst gegen die äußere Atmosphäre fluiddicht bleibt. Es tritt auch kein Druckverlust gegen das Äußere selbst auf, wenn eine Erhöhung der Temperatur ein Öffnen der Vorrichtung herbeigeführt hat.

Die Vorrichtung ist insbesondere, aber nicht ausschließlich für gasförmige Fluide geeignet, die kryogene Temperaturen erreichen können.

Erfindungsgemäß ist die Schutzvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Absperrorgan bildet, das zwischen zwei fluiddichten Rohrleitungen angeordnet ist, und daß sie einen ein Verschlußstück aufnehmenden Sitz und ein Stützmittel aufweist, auf dem schmelzbare Ringe zur Auflage kommen, wobei das Schmelzen dieser Ringe für die Verchiebung des besagten Stützmittels und das Öffnen des Verschlußstücks maßgebend ist, das die Verbindung der beiden Rohrleitungen herstellt, wobei das Verschlußstück selbst bei jeder Temperatur gegen die äußere Atmosphäre fluiddicht bleibt.

Das Material oder die Legierung, das bzw. die für die schmelzbaren Ringe benutzt wird, kann so modifiziert werden, daß ein unterschiedlicher Schmelzpunkt erhal-

ten wird, um verschiedene Anwendungen zu ermöglichen (beispielsweise aufeinanderfolgende Öffnungen verschiedener Vorrichtungen, je nachdem, wie die Temperatur fortfährt, sich zu vergrößern).
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Nach einem die vorliegende Erfindung nicht beschränkenden Beispiel ist die Vorrichtung angewandt zur Steuerung von Schiebern, Winden oder anderen Systemen, zur Steuerung durch ein unter Druck stehendes gasförmiges Fluid von einer bestimmten Temperatur an.

Die Erfindung ist auf eine allgemeine, aber nicht einschränkende Art und Weise auf Fluidkreiseinrichtungen gerichtet, die gegen eine gefährliche Temperaturerhöhung geschützt sind und wenigstens ein Absperrorgan aufweisen, wie es nachfolgend definiert ist.

Andere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Figur 1 eine Schnittansicht eines Absperrorgans gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Figur 2 eine Schnittansicht einer Variante;

Figur 2A einen Ausschnitt aus der Ansicht nach Figur in vergrößerter Darstellung;

Figur 3 ein Schema einer Einrichtung, in der Absperrorgane nach der Erfindung angewandt sind; und

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Figur 4 eine vergrößerte und teilweise geschnitten gezeigte Ansicht eines Teils des Schemas nach Figur 3.

In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform weist die Vorrichtung prinzipiell drei Teile auf:

- einen zwei Rohrleitungen A und B aufnehmenden Körper 1;

- einen ein Verschlußstück 3 aufnehmenden Sitz 2; und - ein Stützmittel oder eine Platte 4, auf der schmelzbare Unterlagen oder Ringe 5 zur Auflage kommen.

Eine Druckschraube 6 ist vorgesehen, um das Verschlußstück 3 an den Körper 1 gegen eine Schraubenfeder 7 anliegen zu lassen, die auf der anderen Seite des Verschlußstücks in einer mit der Rohrleitung oder Zufuhröffnung A in Verbindung stehenden Ausbohrung 8 angeordnet ist. Eine Konter- oder Sicherungsmutter 9 ermöglicht eine korrekte Blockierung der Druckschraube 6, die zum Erreichen des Verschlußstücks 3 durch die Platte 4 geschraubt ist und den Sitz 2 durch eine Ausbohrung durchragt.

Wenigstens drei um 120° gegeneinander versetzte Befestigungsschrauben 11 halten die Platte, indem sie diese durchragen und in den Sitz 2 eingeschraubt sind, wobei zwischen der Platte und dem Sitz eine Dichtung angeordnet ist. Die schmelzbaren Ringe 5 werden von den Befestigungsschrauben 11 durchragt und sind zwischen den Köpfen dieser Schrauben und der Platte 4 angeordnet.

Eine andere Dichtung 13 ist zwischen dem Körper 1 und dem Sitz 2 angeordnet, wobei zwischen den beiden Stücken eine Kammer 14 zur Aufnahme des Verschlußstücks ausgebildet ist, in welche die Ausbohrung 8, die Ausbohrung 10 und ein Kanal 15 münden, an den die Rohrleitung oder Austrittsöffnung B angeschlossen ist.-

Sowohl die Mündung der Ausbohrung 8 in die Kammer als auch die Mündung der Ausbohrung 10 in diese Kammer stel-

len jeweils eine kreisförmige Lippe 8A bzw. 1OA dar, wobei die Lippe 8A der Ausbohrung 8 und die Lippe 1OA der Ausbohrung 10 zugeordnet ist und wobei zwischen

diesen Lippen das Verschlußstück 3 angeordnet ist.

Die erfindungsgemaße Vorrichtung, die vorzugsweise vertikal angeordnet ist, mit der Platte 4 unten, funktioniert auf folgende Weise:

Bei Umgebungstemperatur ist die Verbindung A-B unmöglich, d.h. abgesperrt. Die Druckschraube 6 übt auf das Verschlußstück bzw. die Klappe eine Kraft aus, die sich auf die Schraubenfeder 7 überträgt und die das Verschlußstück 3 auf dem Körper 1 aufliegen läßt.

Bei einer Temperatur über dem Schmelzpunkt der Legierung, aus der die schmelzbaren Ringe 5 gebildet sind, schmelzen diese und ihre Funktion, die Platte 4 zu halten und festzuklemmen, verschwindet.

Die Schraubenfeder 7 (hier unterstützt durch die Schwerkraft) drückt das Verschlußstück 3/ das anfänglich an dem Körper 1 anlag, gegen die kreisförmige Lippe 10A, wodurch folglich die Verbindung zwischen A und B durch die Kammer 14 ermöglicht ist und gleichzeitig durch den Kontakt des Verschlußstücks 3 mit der kreisförmigen Lippe bzw. Mündung 10A die Fluiddichtigkeit mit der äußeren Umgebung sichergestellt ist. Bei seiner Ver-Schiebung bewegt das Verschlußstück die Druckschraube und die Platte 4 mit, die an den Köpfen der Befestigungsschrauben 11 zur Anlage kommt.

In der Variante nach den Figuren 2 und 2A wird die Fluiddichtigkeit gegen die äußere Umgebung noch aufgrund der Tatsache verbessert, daß eine zwischen einem

glatten Abschnitt 6A der Druckschraube 6 und der Ausbohrung 10 angeordnete Dichtung 16 vorgesehen ist.

Die Figur 3 zeigt ein Beispiel einer Sicherheitskreiseinrichtung, in der ein oder mehrere, gesteuert durch schmelzbare Ringe nach der Erfindung automatisch sich öffnende Absperrorgane D1, D2, D3 ... angewendet sind. Sie ist zum Schutz eines Reservoirs 17 verwendet, das mit einem Membranventil 18 mit einer Membran 18A und mit einem Steuerelement 19 ausgerüstet ist, das mit einer internen Zuleitung bzw. Versorgung F1 versehen ist (eine externe Zuleitung F2 kann ebensogut vorgesehen sein). Das Pilot- bzw. Steuerelement ist auf einen Druck Po eingestellt oder austariert.

Neben den Absperrorganen beruht die Originalität der Einrichtung in einem Sicherheitssteuerelement 20, das sich in das obere Gehäuse des Ventils öffnet. Es ermöglicht als dieses einen inneren Ausgleich von P1 auf PO, wenn die Temperatur abnormal ansteigt, wobei das Steuerelement 20 durch die Absperrorgane versorgt wird. Der größte Teil der Kapazität des Reservoirs kann daher über das Ventil 18 abgelassen werden, das sich öffnet und dabei vor einem Temperaturanstieg die Zeit gehabt hat, der gefährlichen Einstellung zu begegnen.

Die Versorgung oder Zuleitung A von bzw. zu Absperrorganen kann vom zu schützenden Reservoir aus geschehen. In diesem Fall muß die Einstellung oder Tarage P unter dem Druck liegen, der im Reservoir herrscht. Es ist aber ebensogut möglich, sie durch ein Nebennetz für Luft oder Stickstoff zu .versorgen, unter der Bedingung, daß in dem Netz ein Druck höher als P1 vorgesehen wird, der entweder konstant ist, wobei sich das Reservoir vollständig entleert, oder der niedriger als P1 wird, wobei sich das Schutzsystem, das sein Ventil geöffnet hat, infolgedessen wieder schließt und

der Druck im Reservoir sich bei P1 wie im ersten Fall stabilisiert, wo die Zufuhr oder Versorgung vom Reservoir aus erfolgt.

Die Absperrorgane können parallel in einer solchen Weise angeordnet sein, daß sie-mehrere Zonen, welche das zu schützende Reservoir umgeben, schützen. In diesem Fall steuert das Erfassen einer erhöhten Temperatur in einer der Zonen das Öffnen des Ventils. D.h. daß Sicherheitsschaltkreise (gestrichelt dargestellt) parallel zu einem Hauptsicherheitsschaltkreis (in durchgezogenen Linien dargestellt) geschaltet sind.

Die für die schmelzbaren Ringe verwendeten Legierungen können von einem Organ zum anderen in der Weise verschieden sein, daß für diese Organe verschiedene Schmelzpunkte gegeben sind.

Nach einer nicht dargestellten Variante sind die Absperrorgane in Serie geschaltet, in Kaskade. Das Öffnen eines Absperrorgans steuert in diesem Fall die Zufuhr zum darauffolgenden und so fort, bis zur Sicherheitssteuerung 20, wenn die Temperatur fortfährt anzusteigen .
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Am Ausgang der Sicherheitssteuerung 20 kann ein Ausströmregulierungsmittel 21 so vorgesehen sein, daß das Regeln der Hauptausströmung aus dem Ventil 18 auf konsequentem Weg ermöglicht ist. Das Regulierungsmittel kann eine Düsenspitze 22 (Figur 4) aufweisen.

Schließlich kann beim Betrieb des für.die Sicherheitsvorrichtung 20 gewählten Typs ein Verschlußstopfen bzw. -element 23 an einer Stelle des Fluidkreises dieser Steuerung (Figur 4) vorgesehen sein, um die Fluidzufuhrpassage unter der Membran dieser Steuerung zu umgehen.

Die Erfindung ist in allgemeiner Art und Weise für den Schutz von Fluidkreisen anwendbar.

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- Leerseite

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H."¥eYckm"a'n^,° DipIT.-Phys. Dr. K. Fincke
Dipl.-Ing. F. A.
Weickmann, Dipl.-Chem. B.
Huber Dr.-Ing.H.
Liska Dr
D/20
8000 MÜNCHEN 86 POSTFACH 860 820
8.

MDHLSTRASSE 22

TELEFON (089) 980352

TELEX 5 22621

TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÖNCHEN

FMC EUROPE S.A.
Route de Clerimois, 89103 Sens Cedex, Frankreich

Schutzvorrichtung gegen eine gefährliche Temperaturerhöhung für eine Fluidkreiseinrichtung mit einer solchen Schutzvorrichtung

Patentansprüche

ρ-.

1J Schutzvorrichtung gegen eine gefährliche Temperaturerhöhung für eine Fluidkreiseinrichtung, d a durch gekennzeichnet, daß sie ein Absperrorgan bildet, welches zwischen zwei fluiddichten Rohrleitungen (A, B) angeordnet ist, und daß sie einen ein Verschlußstück (3) aufnehmenden Sitz (2) und ein Stützmittel (4) aufweist, auf dem schmelzbare Unterlagen zur Anlage kommen, wobei das Schmelzen dieser Unterlagen die Verschiebung des Stützmittels (4) und die Öffnung des Verschlußstücks bewirkt, welche die beiden Rohrleitungen (A, B) miteinander verbindet, wobei das Verschlußstück (3) bei jeder Temperatur gegen die umgebende Atmosphäre selbst dicht bleibt.*

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens drei in den Sitz (2) eingeschraubte Befestigungsschrauben (11)

-z-

das Stützmittel (A) halten, wobei die schmelzbaren Unterlagen (5) zwischen den Köpfen dieser Schrauben und dem Stützmittel (4) aufgenommen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die schmelzbaren Unterlagen (5) je nach Anwendung verschiedene Schmelzpunkte haben können.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen die beiden Rohrleitungen (A, B) aufnehmenden Körper aufweist, und daß eine Druckschraube vorgesehen ist, um das Verschlußstück (3) normalerweise an dem Körper (1) gegen eine Feder aufliegen zu lassen, wobei die Druckschraube das in Form einer Platte ausgebildete Stützmittel (4) durchquert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e - 2.0 kennzeichnet, daß eine Sicherungsmutter (9) ein richtiges Sperren der durch die Platte (4) geschraubten Druckschraube (6) ermöglicht.

H-.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a durch gekennzeichnet, daß eine

Dichtung (16) zwischen einem glatten Abschnitt (6A) der Druckschraube (6) und einer Ausbohrung (10) des Sitzes (2) vorgesehen ist, um die Dichtigkeit noch zu verbessern.
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7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a durch gekennzeichne.t, daß zwischen der Platte (4) und dem Sitz (2) eine Dichtung (13) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die fluiddichten Rohrleitungen (A, B), zwischen denen das Absperrorgan angeordnet ist, von einem gasförmigen Fluid durchströmt sind, das kryogene Temperaturen annehmen kann.
9. Gegen eine gefährliche Temperaturerhöhung geschützte Fluidkreiseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens ein Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, mit einem Ventil (18) mit einer Hauptsteuerung (19), die auf einen Druck PO eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie noch eine oder mehrere durch schmelzbaree Unterlagen gesteuerte, automatisch sich öffnende Absperrorgane (D1, D2, D3 ...) und eine über dem oberen Gehäuse des Ventils (18) sich öffnende Sicherheitssteuerung (20) aufweist, die an diesem ein Entweichen für eine Druckeinstellung P1 unter den Druck Po ermöglicht, wenn die Temperatur abnormal ansteigt, wobei die Steuerung (20) durch die Absperrorgane versorgt ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Versorgung (A) von Absperrorganen von einem zu schützenden Reservoir (17) aus ermöglicht ist, welches das besagte Ventil (18) aufweist, wobei die Druckeinstellung P1 in diesem Fall unter dem Druck erfolgt, der in dem Reservoir vorherrscht.
12. Einrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung (A)

von Absperrorganen von einem Nebennetz aus erfolgt, das auf einen Druck über dem Druck P1 eingestellt ist, der entweder konstant ist oder unter den Druck P1 fällt, wenn die Schutzvorrichtung sich öffnet. 5
13· Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Neben- oder Hilfsnetz ein Netz für Luft oder Stickstoff ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrorgane derart parallel angeordnet sind, daß sie mehrere Zonen schützen.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrorgane in Reihe, in Kaskade geschaltet sind.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15,

dadurch gekennzeichnet, daß ein

Ausstromregulierungsmittel (21) am Ausgang der Sicherheitssteuerung (21) vorgesehen ist.