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Einrichtung zur Sicherung von Gefäßen, Behältern. oder Rohrleitungen
gegen Zerstörung durch inneren- Überdruck -Die Sicherung - von - Gefäßen, - Behältern-,
Rohrleitungen o.,dgl. gegen s.chädlirche innere Überdrücke, die ein Zerreißen, Zersplittern
oder sonstige Zerstörung der Gefäßwände zur Folge haben können, wurde bisher vorwiegend
durch Sicherheitsventile angestrebt. Diese genügten indessen den an sie gestellten
Anforderungen nur dann, wenn der schädliche innere Überdruck verhältnismäßig langsam
entstand, so Üaß er, ehe er bis zu einer gefährlichen Hölie ansteigt, durch den
Ventilquexsclulitt entlastet werden konnte.
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Da beim Zerknall der Druckanstieg äußerst rasch vor sich geht, entsteht
-trotz -volIständigen öffnens des- Ventils ,en gefährlicher überdruck, der eine
Zerstörung des. Gefäßes zur Folge hat. Man ist deshalb, um ein schnelleres und widerstandsloiseres
Entweichen der Druckgase zu erm'ö'glichen, dazu übergegangen, stellenweise Verschwächungen
der Gefäßwand vorzusehen; die bei . Bruch- einen größeren Durchgangsquersichnitt-
freilegen, der allerdings im Gegensatz zu den -Sicherheitsventilen-sich bei-stärkeren
Druckanstiegen nicht weiter vergrößert, .sondern -unabhängig von,der steigenden
Druckhöhe konstant-,bleibt. Dagegen erfolgt das Ausströmen widerstandsloser. Aber
auch dieser Querschnitt ist noch verhältnismäßig klein, so; daß in vielen Fällen
doch eine Sprengung des Gefäßeis nicht vermieden werden konnte. Abgesehen davon
gefährden--auch die Splitter der Bruchplatte die Umgebung.
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Diese Nachteile sollen erfindungsgemäß ,durch eine Bauweise beseitigt
werden, bei der je nach der Heftigkeit und Stärke eines Zerknalls und ihres Druckanstieges
verschieden große,-und -zwar jeweils ausreichende Querschnitte freigelegt werden:.
Je-größer also der entstehende innere Überdruck, um so größer ,der freigelegte Querschnitt,
um so schneller entweicht auch der Überdruck.
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Demgemäß besteht nach der Erfindung eine Einrichtung zur Sicherung
von Gefäßen, Behältern oder Rohrleitungen gegen Zerstörung durch inneren überdruck,
insbeson-,dere bei schlagartigem Druckanstieg (Zerknall) darin, daß die Wandung
der Einrichtung ;oder ein, Teil- davon als Drehkörper aus verformbarem :Werkstoff
ausgebildet ist, der in an sich bekannter Weise zwischen zwei gegen seine Enden
-durch Zugentlastungsmittel von geringerer Verformbarkeit,, wie Zugstangen, Schraubspadeln
o. d,-l., gepreßte Stirnplatten oder Widerlager so eing@epaßt ist, daß die unter
axialer Verkürzung erfolgende Verformung des Drehkörpers unter- dem inneren Überdruck
nicht behindert wird. Die _ Folge ist, -;daß bei Auftreten eines inneren überdruckes
diese Wand oder dieser Wandteil
eine dem Überdruckentsprechende
Verformung .erleidet, die eine Verkürzung des Abstandes der Wandenden zur Folge
hat. Durch diese Verkürzung wird ein ausreichend großer Querschnitt zum raschen
Entweichen des Überdruckes freigelegt.
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Bei einer vorbekannten Bauweise war zwar die Gefäßwand; als Drehkörper
ausgebildet,, ebenfalls zwischen zwei Stirnplatten eing.epaßt, wobei gegen seine
Enden die Stirnplatten durch Zugstangen gepreßt wurden. Trotzdem konnte bei der
vorbekannten Ausführungsfosrm die gemäß der Erfindung erstrebte technische Wirkung
nicht erreicht werden; die Freilegung der Gas.austrittswege erfolgte nicht durch
Verformung .der Wandung der Einrichtung oder eines Teiles davon, sondern vielmehr
durch Verformung den- Zugentlastungsmittel selbst, weil diese nicht von geringerer
Verformbarkeit durch den inneren Überdruck wären als die Gefäßwand selbst. Im Sinne
der Erfindung war also bei dieser früheren Bauweise die Gefäßwand nicht verformbar,
und demgemäß verhält sich die vorbekannte Einrichtung zur Druckentlastung nicht
anders. als die bekannten Sicherheitsventile, die unter dem auftretenden inneren
Überdruck von ihren Sitzen abgehoben werden. und hierdurch verhältnismäßig kleine
Austrittswege freigeben.
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Bei einer anderen ähnlichen Einrichtung war die zwischen zwei Stirnplatten
eingepreßte relativdünne Behälterwand durch eine künstliche Abstützung gegen inneren
Überdruck planmäßig so widerstandsfähig gemacht, daß sie praktisch unverfdrmbar
war und -so die erfindungsgemäß erstrebte Wirkung nicht eintreten konnte.
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Einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung
schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. i und z Behälter mit verformbarer Seitenwand,
Fig.3 einen Behälter mit teilweise verformbarer Seitenmwand, Fig. g eine nach der
Erfindung ausgebildete Rohrleitung. In Fig. i ist .ein Druckgefäßdargestellt; dessen
Seitenwand aus dem zylindrischen Rohrmäntelschuß x besteht; der an den; Stirnflächen
durch Deckplatten 2 und 3 geschlossen ist. Die beide. Deckplatten werden durch Spannstangen
q. fest auf den Rolirschuß i gepreßt. Demgemäß liegt der Rohrschuß in Richtung der
Rohrachse 5 unter Preßdruck, d. h. der Werkstoff ist in Richtung .der Ruhrachse
5 nicht auf Zug, sondern auf Druck beansprucht. Bei einem durch etwa einen Zerknall
entstehenden hinreichend hohen inneren Überdruck nimmt der Rohrschuß die durch die
gestrichelte Linie 6# dargestellte annähernd kugelige Form an. Der Abstand der Rohrenden
voneinander wird hierdurch stark verkürzt, und der Überdruck kann durch die verhältnismäßig
großen freigelegten Querschnitte entweichen, bevor er eine Größe erreicht, die zur
Sprengung des Gefäßes führen würde. Offensichtlich ist dieser Vorgang nur dadurch
möglich, daß die Gefäßwand in Richtung der Rohrachse von Zug entlastet ist. Der
Rohrschuß i kann außer .der zylindrischen Form eine beliebige andere Form, z. B.
ellipsoide; paraboloide Form, aufweisen. Er darf indessen von vornherein nicht kugelig
sein, ,da die Kugelform durch die Verformung erst angestrebt wird.
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In Fig.2 ist eine in gewisser Beziehung besonders vorteilhafte Ausführung
des Rohrschussec wiedergegeben. Der Rohrschuß i stellt einen. Drehhohlkörper dar,
dessen Wand im Schnitt .eine nach außen gekehrte Parabel, Ellipse @o.,dgl. ist.
Diese Form hat den Vorteil, @daß bei Druckbelastung der Röhrschuß i an den Deckplatten
2 und 3 mehr und mehr abdichtet und erst von einem gewissen überdruck ab ganz plötzlich
der Kugelform zustrebt; wie sie durch die gestrichelte Linie 5 angedeutet ist. Die
beiden Deckplatten werden beispielsweise hier durch eine konzentrische Schraubspindel
q. fest .auf den Rohrschuß gepreßt.
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An Stelle der ganzen Gefäßseitenwand kann auch nur ein Teil von Zugkraft
entlastet sein. Eine derartige Ausführung ist in Fig. 3 dargestellt. Der bombenförmige
Druckbehälter i' weist einen Flansch z' auf, von welchem aus die Deckplatte 3 durch
Spindeln q. auf die offene Stirnlache des Gefäßes i gedrückt wird. Der Teil 7 des
Gefäßes i ist daher von Zugkraft entlastet und nimmt bei entsprechend hohem innerem
Überdruck eine annähernd kugelige Fo@.rm an, wie sie durch die gestrichelte Linie
7' angedeutet ist.
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Der Gefäßteil i wird vorteilhaft als selbständiger Körper ausgebildet,
der mit dem übrigen Behältermantel i nicht zusammenhängt, sondern lediglich unter
Einfügung einer Dichtung auf das beispielsweise beim Flansch 2' endigende Gefäß
gedrückt wird. Er kann nach seiner Verformung beliebig ausgewechselt werden. Der
Behälter selbst leidet keinen Schaden. Vorteilhaft wird die Wand des Rohrschusses
7 schwächer ausgeführt als die Wand des Gefäßes i. Sinngemäß kann die neue Sicherung
auch bei Rohrleitungen angewendet werdlen, wie in Fig. q. gezeigt. Der hier entsprechend
kleine Rohrschuß z o, der schwächer ausgeführt ist als,die Rohrleitungen 8 und.
9, wird mit Hilfe ,der Schraubspindelnq. und der Brilleni2 und 13 zwischen idie
Rohrleitungsnipp ei 8' und 9' gepreßt. Der Rohrschuß i o weist bei: i o' eine Verengung
auf und entspricht in seiner Ausfi'thrung den bei Fig:2 beschriebenen Rohrschüssen.
Er nimmt gegebenenfalls die kugelige
Form an, die durch die gestrichelte
Linie i i angedeutet ist. Derartige Sicherungen bringt man vorteilhaft auch in der
Nähe dies Auslasses und Einlasses von Druckrohrleitungen in Gefäße an. Sie verhindern
ein Weiterwirken einer Druckwelle in den Gefäßen.