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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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;
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Fig. 2 ist eine verkleinerte fragmentarische Aufrißansicht der
in Fig. 1 gezeigten stufenförmigen Druckentlastungsbaugruppe,
wie dieselbe erscheint, bevor eine der zerbrechlichen Platten
gebrochen ist;
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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;
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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;
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Fig. 5 ist eine Ansicht ähnlich derjenigen von Fig. 4, wobei der
zweite zerbrechliche Plattenteil zerbrochen worden ist, um die
Druckentlastungsbaugruppe voll zu öffnen;
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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;
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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;
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.