DE3878171T2 - Stufenweise druckentlastungsanordnung. - Google Patents

Stufenweise druckentlastungsanordnung.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckentlastungsbaugruppe für den Schutz gegen einen möglichen Aufbau eines schädlichen Flüssigkeitsdruckes innerhalb eines Gehäuses, wie im Oberbegriff des einzigen Anspruchs definiert und aus US-A-4498261 bekannt, wobei die Baugruppe einen ersten zerbrechlichen Teil, der bei einem ersten bestimmten Druck brechen kann, um eine Entlüftungsöffnung zu bilden, die einen ersten Querschnitt hat und auch einen zweiten zerbrechlichen Teil umfaßt, der bei einem Druck, der höher als der erste Druck ist, brechen kann, um eine druckentlastende Öffnung mit einer Querschnittsfläche zu bilden, die größer als die der Öffnung ist, die nach Brechen des ersten zerbrechlichen Teils gebildet worden ist. Das stufenweise Auslösen der beiden zerbrechlichen Teile bei verschiedenen Drücken entlüftet das Gehäuse ausreichend bei einem Minimum an Flüssigkeitsturbulenz und reduziert da, wo das Gehäuse teilweise Flüssigkeiten enthält, wesentlich die Wahrscheinlichkeit eines Zweiphasenausflusses des unter Druck stehenden Inhalts.
  • Einrichtungen für die Druckentlastung innerhalb eines Flüssigkeitsbehälters, von Leitungen oder anderen Bautypen beinhalten oft Bleche, Platten oder Scheiben, die zerbrechlich sind und bei einem Druck brechen oder bersten, welcher gering genug ist, um eine Explosion des Gefäßes oder anderer Gehäuse, die der Verband definiert, zu verhüten. Solche zerbrechlichen Elemente können die Form einer Bruchscheibe oder von Berstplatten annehmen; in jedem Fall ist bis jetzt bekannt, da zerbrechliche Entlüftungsbaugruppen für eine voraussagbare Entlastungsfläche nach einem anfänglichen Brechen bei einem spezifizierten Druckwert sorgen.
  • Beispiele für Bruchscheiben, die in der Technik bekannt sind, findet man in den US-Patenten Nr. 4,512,491 mit Datum vom 23. April 1985, 4,505,180 mit Datum vom 19. März 1985 und 3,109,553 mit Datum vom 5. November 1963, welche alle auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung ausgestellt sind. Solche Bruchscheiben- Baugruppen umfassen typischerweise entweder eine einzige zerbrechliche Scheibe oder ein Paar zerbrechlicher Scheiben, die einander gegenüber in einem gewissen Abstand voneinander montiert sind, und oft sind die Scheiben mit Sollbruchlinien versehen, um für eine besser voraussagbare und sofortige Reaktion für das Bersten bei einem gegebenen Druckwert in Innern eines zu schützenden Gefäßes zu sorgen. Die Sollbruchlinien ermöglichen der Scheibe, sich voll zu öffnen, wenn der Konstruktionsdruck erreicht ist, so daß ein Maximum an Entlüftungs-Querschnittsfläche es ermöglicht, daß das Aufbauen eines Flüssigkeitsdrucks im Innern des Gefäßes schnell abgebaut wird.
  • Andere Typen zerbrechlicher Entlüftungsbaugruppen beinhalten Berstplatten des in US-Patent Nr. 4,067,154 mit Datum vom 10. Januar 1978 gezeigten Typs, das ebenfalls auf den Inhaber der momentanen Erfindung ausgestellt ist. Berstplatten werden üblicherweise benutzt, um gegen einen Druckaufbau in einer solchen Einrichtung, wie Sackkammern, Zyklonabscheidern und anderen stauberfassenden Einrichtungen zu schützen, welche typischerweise bei Drücken arbeiten, die niedriger als bei durch Bruchscheiben geschützten Gefäßen sind. Berstplatten sind oft mit Kerbmustern, Perforationen oder anderen Typen von Sollbruchlinien versehen, so daß die Platte mit einem hohen Grad der Voraussagbarkeit bei einem bestimmten Konstruktiosdruck birst. Während die in den vorstehend erwähnten US-Patenten beschriebenen zerbrechlichen Druckentlastungsbaugruppen für eine wertvolle Funktion durch Schutz sowohl der Ausrüstung als auch des Personals sorgen, wird die Ansicht vertreten, daß es unter bestimmten Umständen wünschenswert wäre, eine volle Öffnung der Entlastungsfläche während der anfänglichen Stufen eines Druckaufbaus zu vermeiden. Beispielsweise ist im Fall von Berstplatten für Verbrennungsmotor-Abzüge beobachtet worden, da die große Öffnung, die durch die Berstplatten nach dem Bruch derletzteren geboten wurde, bewirkt, daß Gas durch den Abzug mit einer verhältnismäßig großen Strömungsgeschwindigkeit entweicht, und unglücklicherweise verstärkt der große Gasausstrom gelegentlich in dem Gefäß eine Turbulenz, was wiederum den Verbrennungsprozeß in unerwünschter Weise beschleunigt.
  • In ähnlicher Weise sind Bruchscheiben-Baugruppen, wie beispielsweise jene, die verwendet werden, um eine Flüssigkeit enthaltende Gefäße zu schützen, welche einem Druck ausgesetzt sein können, so gebaut, daß sie sich bei einem bestimmten Konstruktionsdruck vollkommen öffnen, der wesentlich unterhalb des Berstdrucks des Gefäßes liegt. Wenn jedoch die Flüssigkeit im Innern des Gefäßes Drücken ausgesetzt ist, die größer als der atmosphärische Druck sind, dann kann die Flüssigkeit einer schnellen Druckentlastung unterzogen werden, sobald sich die Bruchscheiben-Baugruppe öffnet. Während dieses Prozesses bilden sich manchmal Blasen innerhalb der Masse der Flüssigkeit, um ein Druckgleichgewicht zwischen der Flüssigkeit und dem Gas wiederherzustellen, und als Folge davon wird während der schnellen Druckentlastung des Gefäßes die Flüssigkeit plötzlich aufschäumen, was bewirkt, daß Flüssigkeit und Gas zusammen durch die Abzugsöffnung entweichen, die durch die Bruchscheiben-Baugruppe geliefert wird. Ein solcher Zweiphasenstrom ist für das Bedienungspersonal gefährlich und stellt in manchen Fällen auch einen kostspieligen Material-verlust dar.
  • Es ist in der Vergangenheit auch vorgeschlagen worden, für zwei getrennte Bruchscheiben-Baugruppen an Stellen mit einem Abstand voneinander an einem zu schützenden Gefäß zu sorgen, wobei eine Scheibe einer Baugruppe so konstruiert ist, daß sie bei einem ersten Druck birst und vorgesehen ist, daß eine Scheibe der anderen Baugruppe bei einem zweiten, höheren Druck bricht, in dem Bemühen, für ein funktionstüchtiges "Rücksicherungs"-System für den Abbau eines Drucks in dem Gefäß in solchen Fällen zu sorgen, wenn die erste Baugruppe aus irgendwelchen Gründen nicht bricht. Jedoch müssen solche Doppelsysteme zwei gesonderte Leitungen für die Abgabe von ausströmender Flüssigkeit und Gas enthalten und erhöhen dadurch die Gesamtkosten des Systems. Darüber hinaus erhöht die Bereitstellung von zwei gesonderten Bruchscheiben-Baugruppen die Wahrscheinlichkeit einer Undichtigkeit und verdoppelt mehr oder weniger den Aufwand für Installation und Wartung.
  • Wie eingeschätzt werden kann, wäre es ein wünschenswerter Fortschritt in der Technik, für eine druckentlastende Baugruppe für Gefäße, Flüssigkeitsleitungen und auch andere Typen von Ausrüstungen, die einem Flüssigkeits-Druckaufbau ausgesetzt sind, zu sorgen, welche die im Vorstehenden dargelegten Probleme vermeidet. Verbrennungsmotor-Abzüge würden zum Beispiel wünschenswerterweise so konstruiert, daß ein Beitragen zur Turbulenz bei dem Verbrennungsprozeß innerhalb des Gefäßes vermieden wird. Desgleichen würden Bruchscheiben-Baugruppen vorteilhafterweise so konstruiert, daß ein Zweiphasenstrom des Inhalts durch die Abzugsöffnung von Reaktorgefäßen, Tanks und dergleichen im wesentlichen ausgeschlossen wird.
  • Die vorliegende Erfindung überwindet die vorstehend angeführten Nachteile durch Bereitstellung einer Druckentlastungs-Baugruppe, die die Merkmale hat, wie sie in dem einzigen Anspruch definiert sind. Die Querschnittsfläche der druckentlastenden Öffnung, die durch die Bruchplattenteile geboten wird, wird in Übereinstimmung mit dem Grad des Drucks innerhalb des zu schützenden Gefäßes oder anderen Ausrüstungen variiert.
  • Das Ergebnis ist, daß die Verwendung der abgestuften druckentlastenden Baugruppe dieser Erfindung für einen Verbrennungsmotor-Abzug es ermöglicht, daß die Größe des Abzugs in Übereinstimmung mit der Strömungsrate von Gas, das durch den Verbrennungsprozeß erzeugt wird, gesteuert werden kann. Wenn der Flüsigkeitsdruck innerhalb des Gehäuses, das durch die Ausrüstung begrenzt wird, einen ersten Wert erreicht, dann wird ein erster zerbrechlicher Teil zerbrochen, um eine Öffnung zu bilden, die eine erste Querschnittfläche hat, welche verhältnismäßig klein, aber angemessen ist, um das Ausströmen von Verbrennungsgasen in der Rate zu ermöglichen, in der die letzteren expandieren. Das verhältnismäßig geringe Ausströmen von Gas, das durch die erste Querschnittsfläche gestattet wird, die durch den zerbrochenen ersten zerbrechlichen Teil gebildet wird, minimiert die Turbulenz der Verbrennungsgase, was wiederum eine Steigerung des Verbrennungsprozesses vermeidet. Wenn jedoch der Verbrennungsprozeß weitergeht und der Flüssigkeitsdruckaufbau innerhalb der Ausrüstung weiter steigt, dann bricht ein zweiter zerbrechlicher Plattenteil, um eine Entlüftungsöffnung von einer zweiten Querschnittsfläche zu bilden, die wesentlich größer als die erste Querschnittsfläche ist, so daß die Ausrüstung jederzeit vor einem Aussetzen gegenüber Flüssigkeitsdrücken geschützt ist, welche anderenfalls zu einer Explosion der Ausrüstung selbst führen könnten.
  • Wenn die stufenförmige Druckentlastungsbaugruppe der vorliegenden Erfindung alternativ für den Schutz eines Flüssigkeit enthaltenden Gefäßes verwendet wird, das Druckerhöhungen ausgesetzt ist, wie man dies zum Beispiel bei Anwendungen findet, bei denen bis jetzt konventionelle Bruchscheiben verwendet wurden, dann minimiert die stufenförmige Druckentlastungsbaugruppe die Wahrscheinlichkeit, daß ein Zweiphasenausfluß sowohl von Flüssigkeit, als auch von unter Druck stehendem Gas auftritt, wenn der Konstruktions-Berstdruck erreicht ist. Die beiden zerbrechlichen Teile brechen bei verschiedenen Drücken, um anfänglich eine erste Abzugsöffnung zu bilden und anschließend eine größere Abzugsöffnung zu bilden und demzufolge die Flüssigkeit innerhalb des Gefäßes mit einer Rate vom Druck zu entlasten, die geringer als bei konventionellen Bruchscheiben ist, so daß ein Druckausgleich zwischen der Flüssigkeit und dem Gas erleichtert wird. Die verhältnismäßig langsame Druckentlastung des Flüssigkeitsinhalts des Gefäßes vermeidet die Wahrscheinlichkeit eines Scnäumens der Flüssigkeit; infolgedessen können die abgeführten Materialien leichter gesteuert werden, und die Verwendung von etwas kleineren Ableitungen ist ebenfalls möglich.
  • Fig. 1 ist eine fragmentarische auseinandergezogene Ansicht der stufenförmigen Druckentlastungsbaugruppe der vorliegenden Erfindung gemäß einer Ausführungsform davon, wobei drei zerbrechliche Platten, die jeweils im wesentlichen identische Sollbruchlinien haben, an der zu schützenden Konstruktion montiert sind;
  • Fig. 2 ist eine verkleinerte fragmentarische Aufrißansicht der in Fig. 1 gezeigten stufenförmigen Druckentlastungsbaugruppe, wie dieselbe erscheint, bevor eine der zerbrechlichen Platten gebrochen ist;
  • Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich der von Fig. 2, wobei die erste zerbrechliche Platte geborsten ist, um eine druckentlastende Öffnung zu bilden, die durch eine Öffnung definiert ist, die in der zweiten zerbrechlichen Platte gebildet wird;
  • Fig.4 ist eine Ansicht ähnlich derjenigen von Fig. 3, wobei die zweite zerbrechliche Platte zerbrochen worden ist, um dadurch eine druckentlastende Öffnung zu bilden, die durch eine Öffnung definiert ist, welche in der dritten zerbrechlichen Platte gebildet wird;
  • Fig. 5 ist eine Ansicht ähnlich derjenigen von Fig. 4, wobei der zweite zerbrechliche Plattenteil zerbrochen worden ist, um die Druckentlastungsbaugruppe voll zu öffnen;
  • Fig. 6 ist eine Aufrißansicht der stufenförmigen Druckentlastungs-Baugruppe der vorliegenden Erfindung gemäß einer anderen Ausführungsform, wobei eine einzelne Platte Sollbruchlinien hat, die zwei zerbrechliche Teile definieren;
  • Fig. 7 ist eine fragmentarische Schnittansicht von der Seite der vorliegenden Erfindung gemäß einer anderen Ausführungsform, wobei zwei Bruchscheiben an einem zu schützenden Gefäß einander gegenüberliegend montiert sind;
  • Fig. 8 ist eine Ansicht ähnlich derjenigen von Fig. 7, wobei die Bruchscheiben in einem gewissen Abstand voneinander gehalten werden, in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
  • Fig. 9 ist eine Aufrißansicht entlang der Linie 9-9 von Fig.7. Eine Druckentlastungsbaugruppe 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 1-5 gezeigt und ist für eine Montage in abdeckender Form über einer Abzugsöffnung einer Struktur 22 angepaßt, wobei die letztere die Form einer solchen Ausrüstung wie einer Sackkammer, eines Zyklonabscheiders und dergleichen annehmen kann. Insbesondere hat die Struktur 22 ein Gehäuse, das dem Aufbau eines Flüssigkeitsdrucks ausgesetzt ist, und das Gehäuse steht in Verbindung mit der Abzugsöffnung von Struktur 22, so daß die Baugruppe 20 verhütet, daß ein Druck in dem Gehäuse Werte erreicht, welche anderenfalls die Struktur 22 zum Bersten brächten oder beschädigten.
  • Betrachtet man Fig. 1, so umfaßt die Druckentlastungsbaugruppe 20 ein Plattenmittel 24, welches sich quer zur Abzugsöffnung der Struktur 22 erstreckt. Das Plattenmittel 24 beinhaltet eine erste, im allgemeinen ebene Platte 26, eine Dichtung 28, die freigestellt aus Teflon besteht, eine zweite generell flache Platte 30 und eine dritte, im wesentlichen ebene Platte 32. Die Baugruppe 20 beinhaltet auch einen Rahmen 34 und eine Vielzahl von Schrauben 36, die sich durch die passenden Löcher in den Platten 26, 30, 32 der Dichtung 28 und dem Rahmen 34 erstrecken. Die Schrauben 36 und der Rahmen 34 umfassen zusammen mit (nichtgezeigten) Muttern, die das Plattenmittel 24 an den Schrauben 36 befestigen, ein Mittel, um lösbar das Plattenmittel 24 an der Struktur 22 zu montieren.
  • Die erste Platte 26 hat, wie am besten in Fig. 1 gezeigt, ein etwas U-förmiges Muster an gekerbten Sollbruchlinien 38, welche einen ersten zerbrechlichen Plattenteil 40 definieren. Die zweite Platte 30 hat ein U-förmiges Muster von Sollbruchlinien 42, die einen zweiten zerbrechlichen Teil 44 definieren, und eine generell rechteckige Öffnung, die in dem zweiten zerbrechlichen Teil 44 ausgebildet ist, hat eine erste Querschnittsfläche. Die dritte Platte 32 hat ein generell U-förmiges Muster von Sollbruchlinien 48, welche einen dritten zerbrechlichen Plattenteil 50 definieren, und eine generell rechteckige Öffnung 52 von einer bestimmten zweiten Querschnittsfläche ist in dem dritten Plattenteil 50 angeordnet. Die Querschnittsfläche der Öffnung 50 ist größer als die Fläche der Öffnung 46.
  • Wenn die Baugruppe 20 an der Struktur 22 befestigt ist, dann befinden sich die Platten 26, 30, 32 parallel zueinander in einer Anordnung gegenüberliegend, wobei sie die Abzugsöffnung der Struktur 22 abdecken und die Dichtung 28 normalerweise eine Flüssigkeits-Leckage aus dem durch die Struktur 22 begrenzten Gehäuse ausschließt, wie es wünschenswert ist, wenn die Sollbruchlinien 38, 42, 48 in einem gewissen Abstand voneinander angebrachte Perforationen mit Aufreißbändern, die sich zwischen angrenzenden Perforationen erstrecken, umfassen. Das U-förmige Schema der Sollbruchlinien 38 ist mehr oder weniger in Übereinstimmung mit dem Muster, das die Sollbruchlinien 42 und die Sollbruchlinien 48 definiert. Fig.2 ist ein Abbild der Baugruppe 20 in ihrer normalen, nicht gebrochenen Konfiguration, wie sie auftreten würde, bevor das durch die Struktur 22 begrenzte Gehäuse einem möglicherweise gefährlichen oder schädigenden Flüssigkeitsdruck ausgesezt wird.
  • Sobald der Flüssigkeitsdruck innerhalb der Struktur 22 einen ersten bestimmten Druck erreicht, bricht der erste zerbrechliche Teil 40 entlang der Sollbruchlinien 38 und faltet sich zu der Konfiguration zurück, die in Fig. 3 gezeigt wird. Die Öffnungen 46, 52 verbinden den Druck innerhalb des durch die Struktur 22 begrenzten Gehäuses mit dem ersten zerbrechlichen Teil und bewirken, daß der letztere bei dem ersten bestimmten Druck bricht, wobei gleichzeitig die Dichtung 28 birst. Wie gezeigt, bildet die Öffnung 46 des zweiten zerbrechlichen Teils 44 folglich eine druckentlastende Öffnung 54, welche eine erste Querschnittsfläche hat, die im wesentlichen gleich der Fläche der Öffnung 46 ist.
  • Die Öffnung 46, die von einer beschränkten Querschnittsfläche ist, kann funktionieren, um eine bestimmte Strömungsrate durch die druckentlastende Öffnung 54 zu ermöglichen. Wenn jedoch der Druck innerhalb der Struktur 22 weiterhin steigt und sich auf einen zweiten bestimmten Druck erhöht, dann birst der zweite zerbrechliche Teil 44 und faltet sich zu der in Fig. 4 gezeigten Konfiguration auf. Die Öffnung 52 in der dritten Platte funktioniert als solche folglich als druckabsenkende Öffnung 56, welche eine zweite bestimmte Querschnittsfläche hat, die größer als die Fläche ist, die von der in Fig. 3 abgebildeten ersten Öffnung gebildet wird. Infolgedessen ermöglicht die Öffnung 56 zu einer größeren Flüssigkeitsstomrate, um durch die Entlüftungsbaugruppe 20 zu strömen, so daß der Druck innerhalb der Struktur 22 unterhalb möglicherweise schädigender Werte gehalten wird.
  • Ein weiterer Druckaufbau innerhalb des durch die Struktur 22 begrenzten Gehäuses übt eine Kraft auf den dritten zerbrechlichen Teil 50 aus und bewirkt, daß der letztere bricht, wenn der Druck innerhalb der Struktur 22 einen dritten bestimmten Wert erreicht. Der dritte zerbrechliche Teil 50 birst zu der Konfiguration, die in Fig. 5 gezeigt wird und bietet dadurch eine druckentlastende Öffnung 58 von einer Querschnittsfläche, die größer ist, als die einer der beiden Öffnungen 56, 54. Wenn der dritte zerbrechliche Teil 50 bricht, dann wird die Baugruppe 20 voll geöffnet, und die Öffnung 58 ist so dimensioniert, daß sie für eine volle Druckentlastung zum Zweck eines Schutzes vor weiteren Druckerhöhungen innerhalb der Struktur 22 sorgt.
  • Es hat sich herausgestellt, daß man dann beste Ergebnisse erhält, wenn die Platten 26, 30 und 32 eine voneinander verschiedene Konfiguration haben (neben den Unterschieden, die sich aus den ungleich dimensionierten Öffnungen ergeben), so daß jede Platte 26, 30 und 32 bei einem anderen Druckwert bricht. Der Berstdruck der Platten 26, 30 und 32 kann durch entsprechende Sollbruchlinien 38, 42, 48 derart variiert werden, daß die Linien 38 Perforationen sind, die in einen Abstand zwischen Reißlaschen angeordnet sind, die der Fläche nach breiter als die Reißlaschen zwischen Perforationen in dem Sollbruchlinienmuster 42 sind. Als Alternative kann die erste Platte 26 dünner als die zweite Platte 30 sein, oder sie kann freigestellt aus einem anderen Material als die zweite Platte 30 sein. In ähnlicher Weise kann die dritte Platte 32 eine geringfügig andere Konfiguration als die zweite Platte 30 haben. Die erste Platte 26 als solche wird bei einem ersten bestimmten Druck brechen, und die zweite Platte 30 wird bei einem zweiten bestimmten Druck brechen, der höher als der erste Druck ist, und schließlich wird die dritte Platte 32 bei einem dritten Druck bersten, der höher als der Berstdruck der zweiten Platte 30 ist.
  • Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 6 gezeigt und beinhaltet eine druckentlastende Baugruppe 120, die so angepaßt ist, daß sie abdeckend über eine Entlüftungsöffnung einer Struktur 122 angeordnet werden kann. Die Struktur 122 hat ein (nicht gezeigtes) Gehäuse, das dem Aufbau eines Flüssigkeitsdrucks ausgesetzt ist.
  • Die Baugruppe 120 umfaßt ein Plattenmittel 124, welches eine einzelne Platte 125 einschließt, die sich quer über die Entlüftungsöffnung der Struktur 122 erstreckt. Ein Rahmen 134 befestigt lösbar die Platte 125 an der Entlüftungsöffnung der Strutktur 122.
  • Die Platte 125 hat ein U-förmiges Schema an Sollbruchlinien 138, welche einen generell U-förmigen ersten zerbrechlichen Teil 140 in der Platte 125 definieren. Die Platte 125 hat auch ein zweites generell U-förmiges Schema Sollbruchlinien 142, die die Sollbruchlinien 138 umgeben, um einen zweiten zerbrechlichen Plattenteil 144 zu definieren, der größer als der erste zerbrechliche Teil 140 ist. Bei dieser Ausführungsform sind die Sollbruchlinien 138, 142 nach Wahl kleine, nicht durchlaufende Nuten, die innerhalb der Platte 125 gebildet sind, welche aber die letztere nicht vollständig perforieren.
  • Während des Gebrauchs der Baugruppe 120 bleibt die Platte 125 in einer flachen, ungebrochenen Konfiguration, wenn der Druck innerhalb der Struktur 122 unterhalb eines ersten bestimmten Wertes ist. Wenn aber der Flüssigkeitsdruck der Struktur 122 auf einen ersten bestimmten Wert ansteigt, dann wird der erste zerbrechliche Teil 140 entlang der Sollbruchlinien 138 brechen und eine druckentlastende Öffnung mit einer ersten Querschnittsfläche bilden. Wenn der Druck innerhalb der Baugruppe 120 über den ersten Druckwert ansteigt und einen zweiten bestimmten Druck erreicht, dann wird der zweite zerbrechliche Teil 144 entlang der Sollbruchlinien 143 bersten und eine druckentlastende Öffnung bilden, die größer als die druckentlastende Öffnung ist, die nach dem Bruch des ersten zerbrechlichen Teils 140 gebildet wurde. Das Ergebnis ist, daß das abgestufte Brechen der beiden zerbrechlichen Teile 140, 144 bei Drücken, welche voneinander verschieden sind, es ermöglicht, daß die druckentlastende Öffnung der Baugruppe in Übereinstimmung mit: dem Flüssigkeitsdruck innerhalb der Struktur 122 verändert werden kann.
  • Fig. 7 veranschaulicht eine druckentlastende Baugruppe 220 der vorliegenden Erfindung gemäß einer anderen Ausführungsform derselben, wobei die Baugruppe 220 für Schutz gegen einen möglichen gefährlichen Flüssigkeitsdruckaufbau innerhalb eines Gefäßes oder einer Struktur 222 sorgt. Speziell hat die Baugruppe 220 eine gewölbte Bruchscheibe oder erste Platte 226 und eine zweite Bruchplatte oder gewölbte Scheibe 230, die im wesentlichen in der Form der ersten Platte 226 ähnlich ist. Eine Vielzahl von Schrauben 236 klemmen lösbar die Struktur 222, die gewölbten Platten 226, 230 und ein Paar Klemmringe 227 an einer entlüftenden Flüssigkeitsabgabeleitung 223 fest.
  • Die erste Platte 226 hat einen ersten zerbrechlichen Teil 240, welcher dann bricht, wenn der Flüssigkeitsdruck innerhalb der Struktur 222 einen bestimmten ersten Wert erreicht. Die zweite Scheibe oder Platte 230 hat einen zweiten zerbrechlichen Teil 244, welcher dann bricht, wenn der Flüssigkeitsdruck innerhalb der Struktur 222 einen zweiten bestimmten Druck erreicht, der höher als der erste bestimmte Druck ist.
  • Wenn man sich Fig. 9 ansieht, so ist der zweite zerbrechliche Teil 244 der zweiten Platte 232 mit Sollbruchlinien versehen, welche ein kreuzförmiges Muster aus in einem Abstand voneinanderangeordneten Öffnungen umfassen. Die Öffnungen 247 verbinden den Druck innerhalb der Struktur 222 mit dem ersten zerbrechlichen Teil 240, um zu ermöglichen, daß der letztere bei einem ersten bestimmten Druck bricht; danach sorgen die Öffnungen 247 zusammen für eine druckentlastende Öffnung mit einer bestimmten ersten Querschnittsfläche.
  • Wenn der Druck innerhalb der Struktur 222 zu steigen beginnt, dann wird der zweite zerbrechliche Teil 244 bersten und sich nach außen verlaufend entlang der Sollbruchlinien 247 öffnen. Der zweite zerbrechliche Teil 244 öffnet sich, um dadurch eine druckentlastende Öffnung mit einer zweiten Querschnittsfläche zubilden, die größer als die vorstehend erwähnte erste Querschnittsfläche ist, wobei die letztere eine Summe der Gesamtfläche umfaßt, die durch die Öffnungen 247 gebildet wird. Infolgedessen ändert sich die Querschnittsfläche der druckentlastenden Öffnung, die durch die Baugruppe 220 gebildet wird, in Übereinstimmung mit dem Druck innerhalb der Struktur 222.
  • Fig. 8 repräsentiert eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die im wesentlichen mit der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform identisch ist, jedoch mit den nachstehend vermerkten Ausnahmen. Die in Fig. 8 gezeigten Bezugszeichen repräsentieren folglich Komponenten, die generell mit den Komponenten identisch sind, die durch gleiche Bezugszeichen in Fig. 7 dargestellt sind.
  • Jedoch ist bei Fig. 8 die erste Bruchscheibe oder gewölbte Platte 226 von der zweiten Bruchscheibe oder gewölbten Platte 230 mit Hilfe eines Distanzrings 229 getrennt. Der Ring 229 funktioniert, um leicht ein Druckgleichgewicht über den gesamten Raum zwischen der ersten Platte 226 und der zweiten Platte 230 und dem durch die Struktur 222 begrenzten Gehäuse herzustellen. Das heißt, der Druck innerhalb der Struktur 222 wird durch die Öffnungen 227 übertragen, um gegen den gesamten zerbrechlichen Teil 240 der ersten Platte 226 anzuliegen und dieselbe immer dann zu zerbrechen, wenn der Druck den vorstehend genannten ersten bestimmten Wert erreicht.
  • Bei den in den Fig. 7-9 gezeigten Ausführungsformen kann die erste Bruchscheibenplatte 226 durch eine Vielzahl von Mitteln, wie beispielsweise jenen, die vorstehend mit Verweis auf die in Fig. 1-5 gezeigten Ausführungsformen offenbart worden sind, so hergestellt sein, daß sie bei einem Druck bricht, der von dem Berstdruck der zweiten Bruchscheibenplatte 230 verschieden ist. Zum Beispiel kann die zweite Platte 230 von einer Dicke sein, die größer als die Dicke der Platte 226 ist, oder sie kann als Alternative aus einem anderen Material als die Platte 226 bestehen. Auch kann die erste Bruchscheibenplatte 226 mit gekerbten oder genuteten Sollbruchlinien versehen sein, um ein Brechen bei einem Druck zu gewährleisten, der niedriger als der Berstdruck der Platte 230 ist.
  • Es sollte jetzt eingeschätzt werden, daß die vorliegende Erfindung für eine abgestufte Druckentlastung zum Zweck eines Schutzes gegen einen Flüssigkeitsdruckaufbau und für eine Verwendung als Berstplatte in einem System angepaßt werden kann, das verhältnismäßig niedrige Betriebsdrücke verwendet, wie beispielsweise einer Stauberfassungsausrüstung und auch als Bruchscheibenbaugruppe für Systeme, bei denen verhältnismäßig hohe Drücke im Spiel sind, wie beispielsweise jene, die man im Zusammenhang mit Reaktionsgefäßen antrifft.

Claims (1)

  1. Druckentlastungsanordnung für das Verhüten des Aufbaus eines Gasdruckes innerhalb eines Gehäuses auf einen möglicherweise gefährlichen Wert, unter Bedingungen, wo der Druckanstieg als Ergebnis einer kontinuierlichen, obwohl verhältnismäßig schnellen Expansion von Gasen auftritt, die innerhalb des Gehäuses eingeschlossen sind, wobei die Druckentlastungsanordnung mit einer Entlüftungsöffnung für den vollen Gasstrom innerhalb des Gehäuses versehen ist, die eine Menge Gas enthält, wobei diese Öffnung oberhalb des normalen Pegels irgendeiner Flüssigkeit innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und von solch einer Größe ist, daß dann, wenn sie für die Freisetzung von Gasen aus den Gehäuse durch dieselbe offen ist, Gase, deren Druck innerhalb des Gehäuses ansteigen, nicht jenen möglicherweise gefährlichen Wert erreichen und eine Freisetzung von Gasen durch dieselbe nicht in der Form einer schädlichen tubulenten Strömung erfolgt und wobei die druckentlastende Anordnung mit einer zerbrechlichen Plattenbaugruppe versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zerbrechliche Plattenbaugruppe eine selektiv zerbrechliche Platte (125) über der Öffnung normalerweise gasdicht damit verbunden und normalerweise außerhalb eines Kontakts mit irgendeiner Flüssigkeit innerhalb des Gehäuses umfaßt, wobei die zerbrechliche Platte einen ersten Abschnitt (140) hat, der so konstruiert und angeordnet ist, daß dann, wenn der Druck im Gehäuse zu steigen beginnt, sich der erste Abschnitt bei einem anfänglichen vorbestimmten ersten unteren Druckwert öffnet, um eine beschränkte Strömungsöffnung von geringerer, aber ausreichender Größe als die volle Öffnung für den Entlüftungsstrom zu bilden, um eine turbulente Strömung von Gas durch dieselbe während eines kritischen Entlüftens des Gehäuses zu minimieren, wobei die zerbrechliche Platte (125) einen zweiten Abschnitt (144) mit Dimensionen einschließt, die im wesentlichen gleich jenen der vollen Öffnung für die Gasentlüftung sind und derart konstruiert und angeordnet sind, daß nur dann, wenn der Gasdruck in dem Gehäuse einen zweiten vorbestimmten höheren Wert erreicht, die durch die Öffnung des ersten Abschnittes (140) geboten wird, sich der zweite Abschnitt (144) öffnet, um dadurch zu ermöglichen, daß die sich kontinuierlich expandierenden Gase danach von dem Gehäuse durch die volle Öffnung entlüftet werden.
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