DE3707192A1 - Sicherheitsarmatur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsarmatur für die Beaufschlagung von Behältern für Flüssigkeiten, wie Bier und gegebenenfalls Wein mit Gas, wie Kohlensäure oder Stickstoff, insbesondere von Bierfässern, welche mit einer Berstscheibe versehen ist, bei deren Zerstörung die Durchflußleitung der Sicherheitsarmatur geschlossen wird, wobei die Berstscheibe von einem dem des Gases ausge­ setzten Perforationsorgan beaufschlagt wird.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art hat das Perforations­ organ auf seiner der Berstscheibe abgewandten Seite einen federbeaufschlagten Flansch, der im Zuge des Durchflusses des Gases liegt, so daß mit zunehmendem Durchflußdruck der Druck des Perforationsorganes gegen die Berstscheibe ansteigt. Der Durchflußdruck führt also jenseits eines bestimmten Grenz­ wertes zu einer Zerstörung der Berstscheibe.

Nachteilig bei dieser bekannten Anordnung ist es, daß schon der kontinuierlich ansteigende Durchflußdruck das Perforations­ organ in Schließrichtung bewegt, so daß bei steigendem Druck der volle Durchflußquerschnitt nicht mehr zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsarmatur der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine Querschnittsverringerung der Durchflußleitung bei steigendem Durchflußdruck nicht auftreten kann. Gleichwohl soll der Abschluß der Durchflußleitung für den Fall zu hohen Druckes gewährleistet bleiben, um ein Platzen des Behälters zu ver­ hindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Durchflußleitung mit einer Zweigleitung versehen ist, in welcher das Perforationsorgan sowie die Berstscheibe ange­ ordnet sind, wobei die Berstscheibe das der Durchflußleitung abgewandte Ende der Zweigleitung abschließt.

Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß die Durchflußleitung durch den steigenden Druck in ihrem Querschnitt nicht ver­ ändert wird, vielmehr bleibt der Durchflußquerschnitt voll geöffnet, und zwar so lange, bis der Druck den vorgegebenen Wert übersteigt, der zu einer Zerstörung der Berstscheibe führt. Bis dahin steht also das volle Durchflußvolumen des Gases zur Verfügung, so daß der Zapfhahn voll geöffnet werden kann, ohne daß der steigende Druck die zu zapfende Flüssigkeits­ menge beeinflußt.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist darüber hinaus besonders geeignet, in eine Zapfarmatur integriert zu werden, so daß sie ständig an den unter Druck stehenden Behälter, beispiels­ weise an ein Bierfaß, angeschlossen ist. Schwerwiegende Unfälle durch ein Bersten des Behälters können daher nicht mehr auf­ treten.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß in der Durchflußleitung ein Schieber angeordnet und geführt ist, der durch einen an dem Perforationsorgan ange­ ordneten Arretierungsstift od. dgl. in Offenstellung gehalten wird. Bewegt sich das Perforationsorgan aufgrund des Über­ druckes und aufgrund des Berstens der Berstscheibe in der Zweigleitung von der Durchflußleitung weg, so wird der Schie­ ber freigegeben und schließt aufgrund des Durchflußdruckes die Durchflußleitung. Der Schieber kann hierzu mit einer Ringnut versehen sein, in welche der Stift an dem Perforationsorgan eingreift.

Der Stift kann aber auch stromabwärts dem Schieber vorge­ schaltet sein, und damit eine entfernbare Sperre bilden.

Bei beiden Ausführungsformen ist es besonders vorteil­ haft, daß keine Federn benötigt werden.

Der Schieber ist hierzu mit einer auf einem Ventilsitz innerhalb der Durchflußleitung zur Anlage kommenden Dichtung versehen, wobei es zweckmäßig sein kann, als Dichtung einen O-Ring zu verwenden.

Um bei einer Demontage der Anordnung ein Herausfallen des Schiebers zu verhindern, kann ein stromaufwärts angeordneter Sicherungsring im Gebläse vorgesehen sein.

Das Perforationsorgan kann einen Kegel aufweisen, dessen Spitze der Berstscheibe zugewandt ist und dessen Boden die vom Gasdruck beaufschlagte Fläche bildet. An dem Boden des Kegels kann der Arretierungsstift angeschlossen sein.

Der Kegel des Perforationsorganes kann mit einer umlaufenden, der Berstscheibe zugewandten Schneidkante versehen sein, die eine Bohrung im Perforationsorgan umfaßt, um die Wirkung des Perforationsorganes zu verstärken und um das Perforations­ organ möglichst leicht zu halten.

Im übrigen kann das Perforationsorgan einen kreisförmigen oder mehreckigen Außenquerschnitt haben.

Da bei einem Bersten der Berstscheibe das Perforationsorgan unter Umständen explosionsartig nach außen geschleudert werden kann, ist es zweckmäßig, diesen Bereich der Armatur mit einem Auffangkorb abzudecken.

Der Auffangkorb kann mit Öffnungen versehen sein, die kleiner als der Durchmesser des Perforationsorganes sind, um den Druck abzubauen.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Auffangkorb mit einer Überwurfmutter versehen ist, mit welcher er einstückig aus­ gebildet sein kann und mit welcher er auf einen die Zweig­ leitung enthaltenden Stutzen aufschraubbar ist. Da sich am Ende dieses Stutzens die Berstscheibe befindet, kann diese so im Störungsfall leicht ausgetauscht werden. Der Auffangkorb kann hierzu so ausgebildet sein, daß er im montierten Zustand die Berstscheibe festhält. Zweckmäßigerweise ist die Zweig­ leitung und damit der Stutzen im rechten Winkel an die Durchflußleitung angeschlossen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispieles in der Zeichnung näher erläutert.

In der Figur ist im Schnitt eine Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Sicherheitsarmatur wiedergegeben.

Die Sicherheitsarmatur 1 ist mit ihrer in der Figur linken Seite an einen Druckminderer und mit ihrer rechten Seite an einen Behälter angeschlossen, so daß das Gas zur Beauf­ schlagung eines Behälters in Richtung der Pfeile 2 durch die Armatur 1 strömt.

Im Gehäuse 3 der Sicherheitsarmatur ist ein Schieber 4 in Durchflußrichtung verschieblich geführt und gegen Heraus­ fallen durch einen stromaufwärts angeordneten Sicherungs­ ring 5 gehalten. Der Schieber 4 ist mit einem der Abdichtung dienenden O-Ring 6 versehen, der im Schließzustand gegen einen Ventilsitz 7 gedrückt wird.

Stromabwärts ist dem Schieber 4 ein Stift 8 vorgeschaltet, der am Boden 9 a eines Perforationsorganes 9 angeordnet ist und im normalen Durchflußzustand die Bewegung des Schiebers 4 nach rechts in der Figur, also in Stromrichtung sperrt. In diesem Zustand ist also die Durchflußleitung 10 in der Sicherheitsarmatur 1 geöffnet.

Das Perforationsorgan 9 ist in einer Zweigleitung 11 verschieb­ lich angeordnet, die im Gehäuse 3 im rechten Winkel an die Durchflußleitung 10 angeschlossen ist und zum Teil in einen Stutzen 12 verläuft. Das äußere Ende des Perforationsorganes 9 ist in Form eines Teilkegels 9 b mit einer Schneidkante 9 c aus­ gebildet, die eine Bohrung 13 im Perforationsorgan 9 umfaßt. Die Schneidkante 9 c ist gegen eine vorzugsweise aus einer dünnen Aluminiumschicht bestehende Berstscheibe 14 gerichtet, wobei die Aluminiumfolie von einem Rand 15 umfaßt wird. Der Rand 15 wird von einer Überwurfmutter 16 übergriffen, die auf den Stutzen 12 aufschraubbar ist. Diese Überwurfmutter 16 ist zweckmäßigerweise einstückig mit einem Auffangkorb 17 ausge­ bildet, welcher im Zerstörungsfall der Berstscheibe 14 das Perforationsorgan 9 aufnehmen und dessen explosionsartiges Herausschleudern nach außen verhindern soll.

Der Auffangkorb 17 ist mit Öffnungen 18 versehen, die kleiner als der Durchmesser des Perforationsorganes 9 sind und dem Druckabbau dienen.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende:

Bei normalen Druckverhältnissen strömt das Gas in Richtung der Pfeile 2 durch das Gehäuse der Sicherheitsarmatur, wobei das Perforationsorgan 9 mit nur leichtem Druck an der Berst­ scheibe 14 anliegt. Übersteigt der Innendruck in der Durch­ flußleitung 10 den vorgegebenen Wert, durchschneidet die Schneidkante 9 c des Perforationsorganes 9 die Aluminium­ folie der Berstscheibe 14, so daß der Stift 8 am inneren Ende des Perforationsorganes 9 den Schieber 4 freigibt, worauf dieser sich aufgrund des auf ihn wirkenden Gas­ druckes nach rechts in der Figur bewegt und die Durch­ flußleitung über den O-Ring 6 abschließt. Bis zu diesem Zeitpunkt wird aber die Durchflußleitung 10 in der in der Figur wiedergegebenen Lage der Einzelteile mit vollem Durch­ flußquerschnitt offengehalten. Eine Querschnittsverringerung, wie bei der bekannten Anordnung, kann nicht auftreten.

Das Perforationsorgan 9 weist einen an den Kegel 9 b an­ schließenden sich entlang der Zweigleitung 11 erstreckenden Körper 19 auf, der einen zylindrischen Querschnitt haben kann. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn der Körper 19 einen mehreckigen Querschnitt aufweist, da auf diese Weise er besonders leicht in der zylindrischen Zweigleitung 11 gleiten kann.

Claims (20)

1. Sicherheitsarmatur für die Beaufschlagung von Behältern für Flüssigkeiten, wie Bier und gegebenenfalls Wein mit Gas, wie Kohlensäure oder Stickstoff, insbesondere von Bier­ fässern, welche mit einer Berstscheibe versehen ist, bei deren Zerstörung die Durchflußleitung der Sicherheits­ armatur geschlossen wird, wobei die Berstscheibe von einem dem Durchflußdruck des Gases ausgesetzten Perfora­ tionsorgan beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußleitung (10) mit einer Zweigleitung (11) versehen ist, in welcher das Perforationsorgan (9) sowie die Berstscheibe (14) angeordnet sind, wobei die Berst­ scheibe (14) das der Durchflußleitung (10) abgewandte Ende der Zweigleitung (11) abschließt.

2. Sicherheitsarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sicherheitsarmatur (1) in eine Zapfarmatur integriert ist.

3. Sicherheitsarmatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Durchflußleitung (10) ein Schieber (4) angeordnet und geführt ist, der durch einen an dem Perforationsorgan (9) angeordneten Arretierungs­ stift (8) od. dgl. in Offenstellung gehalten wird.

4. Sicherheitsarmatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (4) mit einer Ringnut versehen ist, in welche der Stift (8) des Perforationsorganes (9) eingreift.

5. Sicherheitsarmatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arretierungsstift (8) stromabwärts dem Schieber (4) vorgeschaltet ist und eine entfernbare Sperre bildet.

6. Sicherheitsarmatur nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (4) mit einer auf einem Ventilsitz (7) innerhalb der Durchflußleitung (10) zur Anlage kommenden Dichtung (6) versehen ist.

7. Sicherheitsarmatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung ein O-Ring (6) ist.

8. Sicherheitsarmatur nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Schieber haltender Sicherungsring (5) im Gehäuse (3) stromaufwärts vor dem Schieber (4) angeordnet ist.

9. Sicherheitsarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Perforationsorgan (9) einen Kegel (9 b) aufweist, dessen Spitze der Berstscheibe (14) zugewandt ist und dessen Boden (9 a) die vom Gasdruck beauf­ schlagte Fläche bildet.

10. Sicherheitsarmatur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Boden (9 a) des Kegels der Arretierungsstift (8) angeordnet ist.

11. Sicherheitsarmatur nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kegel (9 b) des Perforationsorganes mit einer umlaufenden, der Berstscheibe (14) zugewandten Schneidkante (9 c) versehen ist, die eine Bohrung (13) im Perforationsorgan (9) umfaßt.

12. Sicherheitsarmatur nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Perforationsorgan einen an den Kegel (9 b) anschließen­ den, sich in der Zweigleitung (11) erstreckenden Körper mit kreisförmigem oder mehreckigem Außenquerschnitt aufweist.

13. Sicherheitsarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zweigleitung (11) ent­ haltende Stutzen (12) mit einem Auffangkorb (17) für das Perforationsorgan (9) versehen ist.

14. Sicherheitsarmatur nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Auffangkorb (17) mit Öffnungen (18) versehen ist, die kleiner als der Durchmesser des Perforations­ organes (9) sind.

15. Sicherheitsarmatur nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangkorb (17) mit einer Über­ wurfmutter (16) versehen ist, mit welcher er an dem Stutzen (12) befestigbar ist.

16. Sicherheitsarmatur nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Auffangkorb (17) mit der Überwurfmutter (16) einstückig ausgebildet ist.

17. Sicherheitsarmatur nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangkorb (17) so ausge­ bildet ist, daß er im montierten Zustand die Berst­ scheibe (14) festhält.

18. Sicherheitsarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigleitung (11) und damit der Stutzen (12) im rechten Winkel an die Durchfluß­ leitung (10) angeschlossen ist.

19. Sicherheitsarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kegel (9 b) des Perfo­ rationsorganes (9) ein sich entlang der Zweigleitung (11) erstreckender Körper (19) anschließt, der von der Berst­ scheibe (14) bis zur Durchflußleitung (10) reicht.

20. Sicherheitsarmatur nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (19) einen mehreckigen Außenquerschnitt in Form eines Polygonzuges hat.