DE4041636B4

DE4041636B4 - Berstscheibe

Info

Publication number: DE4041636B4
Application number: DE19904041636
Authority: DE
Inventors: Bernhard Penno
Original assignee: Rembe GmbH Safety and Control
Current assignee: Rembe GmbH Safety and Control
Priority date: 1990-12-22
Filing date: 1990-12-22
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2010-12-23
Also published as: DE4041636A1

Abstract

Dreiteilige Berstscheibe, die im Oberteil mehrere durch das Oberteil durchgehende Einschnitte aufweist, wobei Einschnitte (5) vorhanden sind, die in Umfangsrichtung und konzentrisch zu einer äußeren Einfassungskonstruktion (4) der Berstscheibe verlaufen sowie weitere Einschnitte (6) von den Endpunkten der Einschnitte (5) jeweils in Richtung auf den Mittelpunkt der Berstscheibe (radial) verlaufen, so dass die Einschnitte (5) und die weiteren Einschnitte (6) insgesamt auf einem gedachten, annähernd gleichseitigen Dreieck liegen, dessen Basis jedoch kreisbogenförmig gekrümmt ist, wobei jedoch die radialen weiteren Einschnitte (6) nicht bis zum Mittelpunkt der Berstscheibe hin eingeschnitten sind, wobei zwischen den weiteren radial verlaufenden Einschnitten (6) gebildete Stege des Oberteils der Berstscheibe teilweise mit Einfräsungen (7) versehen sind, deren Anordnung beziehungsweise Einschnitttiefe so gewählt ist, dass diese beim Erreichen eines bestimmten Ansprechdrucks aufplatzen, wobei mindestens ein Steg (9) ohne Einfräsungen vorgesehen ist, so dass beim Aufplatzen der Berstscheibe dieser Steg (9) ein Scharnier bildet.

Description

Die vorliegende Erfindung hat eine spezielle Berstscheibenkonstruktion zum Gegenstand.
Behälter, die einem Überdruck ausgesetzt sind, bedürfen zwecks Vermeidung der Überschreitung des zulässigen Druckes einer Sicherheitsvorrichtung (Druckentlastungseinrichtung). Neben Sicherheitsventilen, die sich bei Überschreiten des zulässigen Druckes öffnen, haben sich in zunehmendem Maße Berstscheiben durchgesetzt, die bei Erreichen des Ansprechdruckes aufplatzen. Das hierbei aufgetretene technische Problem besteht darin, zu gewährleisten, daß die Berstscheibe nur bei Erreichen eines im voraus genau berechneten Ansprechdruckes im vollen Querschnitt aufplatzt. Auf diese Weise kann die Druckanlage mit einer minimalen Toleranzgrenze bis kurz unter den im voraus berechneten Ansprechdruck gefahren werden, was zu einer wirtschaftlich günstigeren Ausnutzung der Kapazitätsgrenzen führt.
Bisher ist dies insbesondere versucht worden durch den Einsatz eines Kerb-Knickstabes. Ein in der Mitte schräg eingekerbter Kerb-Knickstab wird hierbei eingespannt zwischen der Mitte des Oberteils der Berstscheibe und einer seitlich angebrachten oder genau entgegengesetzt befindlichen festen Gegenstützkonstruktion. Der auf die Berstscheibe gelangende Druck setzt sich bei dieser Konstruktion auf den Kerb-Knickstab fort. Durch eine unterschiedliche Dicke des Materials dieses Kerb-Knickstabes und die in seiner Mitte angebrachte unterschiedliche Einkerbung läßt sich erreichen, daß dieser bei einem vorher berechneten Ansprechdruck durchbricht. Dieses Verfahren beschreibt die Patentanmeldung DE 36 25 778 A1 .
Konstruktionen dieser Art haben den Nachteil, daß der Kerb-Knickstab durch Witterungseinflüsse, durch unbeabsichtigte Berührungen des Bedienungspersonals oder durch andere äußere Einflüsse wie z. B. Erschütterungen beschädigt oder die ursprüngliche Arretierungsform verändert werden kann, wodurch die ordnungsgemäße Funktion der Berstscheibe beeinträchtigt wird. Außerdem ist die Herstellung einer mit einer Kerb-Knickstab-Konstruktion verbundenen Berstscheibe sehr arbeitsaufwendig. Die vor dem Einbau der Knickstäbe erforderliche Materialkontrolle erfolgt üblicherweise in einem Einzelverfahren, was infolge des hierzu erforderlichen Ein- und Ausspannens in eine Prüfvorrichtung sehr zeitaufwendig ist. Sodann müssen die Knickstäbe in Handarbeit mit der Berstscheibe montiert werden.
Eine weitere Berstscheibenkonstruktion ist aus der Patentschrift US 2,548,744 bekannt. Die dort offenbarte Konstruktion weist ein Oberteil auf, das radiale, durchgehende Einschnitte hat, die in Umfangsrichtung und konzentrisch einer äußeren Einfassungskonstruktion der Berstscheibe verlaufen. Außerdem sind weitere Einschnitte vorgesehen, die von den erstgenannten Einschnitten in Richtung auf den Mittelpunkt des Oberteils radial verlaufen. Diese weiteren Einschnitte sind nicht bis zum Mittelpunkt des Oberteils hin eingeschnitten sondern münden in einer zentralen Ausnehmung des Oberteils. Die sich zwischen den radialen Einschnitten erstreckenden Segmente weisen im Bereich der zentralen Ausnehmung hervorstehende Elemente auf, an denen ein ringförmig verlaufender Draht angebracht ist, der die Segmente bei Normaldruck in einem Kontakt zu einer Dichtfolie der Berstscheibenkonstruktion hält.
Bei der aus der Patentschrift US 2,548,744 bekannten Konstruktion wird der in dem zu sichernden Behälter herrschende Druck von der Dichtfolie und dem Oberteil aufgenommen. Beim Oberteil ist der ringförmige Draht eines der Elemente, die die Belastbarkeit des Oberteils bestimmen. Die Enden des Drahtes werden, wie man aus den Figuren der Patentschrift US 2,548,744 erkennen kann, miteinander verzwirbelt. Durch Verzwirbeln der Drahtenden ist eine reproduzierbare Belastbarkeit aber kaum möglich. Daher kann auch mit dieser Lösung kein in allen Punkten zufriedenstellendes Ergebnis erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, diese Nachteile zu vermeiden und eine neuartige Konstruktion zu finden, die einerseits ein noch genaueres Anpassen der Kapazität der Berstscheibe an den voraus berechneten Ansprechdruck ermöglicht und andererseits einfacher, schneller und preiswerter hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine dreiteilige Bestscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Berstscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.
Eine erfindungsgemäße dreiteilige Berstscheibe weist demnach im Oberteil mehrere durch das Oberteil durchgehende Einschnitte auf, wobei Einschnitte (5) vorhanden sind, die in Umfangsrichtung und konzentrisch zu einer äußeren Einfassungskonstruktion (4) der Berstscheibe verlaufen sowie weitere Einschnitte (6) von den Endpunkten der Einschnitte (5) jeweils in Richtung auf den Mittelpunkt der Berstscheibe (radial) verlaufen, so dass die Einschnitte (5) und die weiteren Einschnitte (6) insgesamt auf einem gedachten, annähernd gleichseitigen Dreieck liegen, dessen Basis jedoch kreisbogenförmig gekrümmt ist. Die radialen weiteren Einschnitte (6) sind jedoch nicht bis zum Mittelpunkt der Berstscheibe hin eingeschnitten.
Nach der in Anspruch 1 angegebenen ersten Alternative sind zwischen den weiteren radial verlaufenden Einschnitten (6) gebildete Stege des Oberteils der dreiteiligen Berstscheibe teilweise mit Einfräsungen (7) versehen, deren Anordnung beziehungsweise Einschnitttiefe so gewählt ist, dass diese beim Erreichen eines bestimmten Ansprechdrucks aufplatzen. Mindestens ein Steg (9) ist ohne Einfräsungen vorgesehen, so dass beim Aufplatzen der Berstscheibe dieser Steg (9) ein Scharnier bildet.
Gemäß Anspruch 2 ist alternativ eine dreiteilige Berstscheibe, bei der die Einschnitte (5) in Umfangsrichtung der Berstscheibe durchlaufend angebracht sind und im Bereich der Stege durch einen oder mehrere Schweißpunkte (8) die Berstscheibe und die äußere Einfassungskonstruktion der Berstscheibe miteinander verbunden sind.
Die erfindungsgemäßen dreiteiligen Berstscheiben bestehen aus einer Schutzschicht (1), einer Dichtfolie (2) und dem äußeren Oberteil (3).
Der Abstand der Einschnitte zu der äußeren Stützungskonstruktion wie auch die Länge der parallel verlaufenden Einschnitte in Richtung auf den Mittelpunkt der Berstscheibe ist variabel. Der durch die jeweils parallel zum Mittelpunkt der Berstscheibe hin verlaufenden Einschnitte gebildete Steg ist mit einer Einfräsung versehen, deren Anordnung, Form und Einschnittiefe variabel ist (7). Durch neuartige Produktionstechniken wie die Lasertechnik können diese Einschnitte sehr genau und mit gleichbleibender Qualität vorgenommen werden. Denkbar ist, daß das aus Metall, Kunststoff, Kohlenstoff oder aus anderen Materialien bestehende Oberteil der Berstscheibe mit einer Genauigkeit von bis 1 tausendstel Milimeter Tiefe eingefräst wird.
Beim Erreichen des Ansprechdruckes führt dies dazu, daß der auf die Mitte der Berstscheibe gelangende Druck zum äußeren Teil der Berstscheibe abgeleitet wird und infolge der zum Zentrum der Berstscheibe ausgerichteten Einschnitte auf den Mittelteil des Steges gelangt. Auf diese Weise wird ähnlich wie bei der Kerb-Knickstab-Berstscheibe der Druck weitergeleitet. Bei einem bestimmten Ansprechdruck führt dies dazu, daß die Einfräsungen (7) oder bei der abgewandelten Konstruktion die Schweißpunkte (8) aufplatzen und das Mittelteil der Berstscheibe zusammen mit den beiden darunter befindlichen Schichten sich in Richtung des ausströmenden Druckes nach außen öffnen, wodurch eine schnelle und sichere 100%-ige Querschnittsfreigabe erfolgt. Ein (oder mehrere) Steg (9) weist keine Einfräsung (oder Schweißpunkte) auf und bildet auf diese Weise eine feste Verbindung zwischen dem in die Stützkonstruktion eingespannten äußeren Teil und dem mittleren Teil der Berstscheibe. Dies führt dazu, daß beim Aufplatzen der Berstscheibe diese sich hieran scharnierartig nach oben aufrollt.
Diese neue Konstruktion hat gegenüber den bisher bekannten Berstscheibenkonstruktionen, insbesondere auch der Kerb-Knickstab-Berstscheibe den Vorteil, daß auf diese Weise ein noch genaueres Abstimmen der Funktionsweise der Berstscheibe auf den jeweiligen Ansprechdruck gewährleistet ist. Erreicht wird dies durch die Kombination zwischen der Anzahl der Stege innerhalb der Platte, der Dicke des Materials, der Anordnung, der Form und der Tiefe des Einschnitts. Hinzu kommt, daß die aufgezeigten Nachteile einer Kerb-Knickstab-Konstruktion hierbei nicht mehr auftreten. Insbesondere ist die neue Konstruktion absolut erschütterungsfrei. Schließlich ermöglicht die erfindungsgemäße Konstruktion eine einfachere und preiswertere Herstellung einschließlich der Qualitätskontrolle. Die Wölbung der Berstscheibe wird maschinell mittels eines hohen Druckes hergestellt. Sollten in der Berstscheibe Materialfehler vorhanden sein, würde dies bei diesem Arbeitsvorgang durch unterschiedliche Wölbungen erkennbar sein. Das mühselige einzelne Prüfen der Knickstäbe entfällt.

Claims

Dreiteilige Berstscheibe, die im Oberteil mehrere durch das Oberteil durchgehende Einschnitte aufweist, wobei Einschnitte (5) vorhanden sind, die in Umfangsrichtung und konzentrisch zu einer äußeren Einfassungskonstruktion (4) der Berstscheibe verlaufen sowie weitere Einschnitte (6) von den Endpunkten der Einschnitte (5) jeweils in Richtung auf den Mittelpunkt der Berstscheibe (radial) verlaufen, so dass die Einschnitte (5) und die weiteren Einschnitte (6) insgesamt auf einem gedachten, annähernd gleichseitigen Dreieck liegen, dessen Basis jedoch kreisbogenförmig gekrümmt ist, wobei jedoch die radialen weiteren Einschnitte (6) nicht bis zum Mittelpunkt der Berstscheibe hin eingeschnitten sind, wobei zwischen den weiteren radial verlaufenden Einschnitten (6) gebildete Stege des Oberteils der Berstscheibe teilweise mit Einfräsungen (7) versehen sind, deren Anordnung beziehungsweise Einschnitttiefe so gewählt ist, dass diese beim Erreichen eines bestimmten Ansprechdrucks aufplatzen, wobei mindestens ein Steg (9) ohne Einfräsungen vorgesehen ist, so dass beim Aufplatzen der Berstscheibe dieser Steg (9) ein Scharnier bildet.
Dreiteilige Berstscheibe, die im Oberteil mehrere durch das Oberteil durchgehende Einschnitte aufweist, wobei Einschnitte (5) vorhanden sind, die in Umfangsrichtung und konzentrisch zu einer äußeren Einfassungskonstruktion (4) der Berstscheibe verlaufen sowie weitere Einschnitte (6) von den Endpunkten der Einschnitte (5) jeweils in Richtung auf den Mittelpunkt der Berstscheibe (radial) verlaufen, so dass die Einschnitte (5) und die weiteren Einschnitte (6) insgesamt auf einem gedachten, annähernd gleichseitigen Dreieck liegen, dessen Basis jedoch kreisbogenförmig gekrümmt ist, wobei jedoch die radialen weiteren Einschnitte (6) nicht bis zum Mittelpunkt der Berstscheibe hin eingeschnitten sind, wobei zwischen den weiteren radial verlaufenden Einschnitten (6) des Oberteils der Berstscheibe Stege gebildet sind, wobei die Einschnitte (5) in Umfangsrichtung der Berstscheibe durchlaufend angebracht sind und im Bereich der Stege durch einen oder mehrere Schweißpunkte (8) die Berstscheibe und die äußere Einfassungskonstruktion der Berstscheibe miteinander verbunden sind.