DE69635041T2 - Berstscheibe - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Berstscheibenvorrichtungen sowie Herstellungsverfahren und insbesondere Berstscheiben, Baugruppen und Herstellungsverfahren, bei denen die Berstscheiben einen abgeschwächten Bereich oder abgeschwächte Bereiche haben, um das Öffnen der Scheibe zu erleichtern.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Eine Druckverringerungsplatte, die eine Berstscheibe ersetzen soll, ist aus GB 2 126 281 bekannt. Diese Druckverringerungsplatte, die vorzugsweise in der Wand einer Brennkammer verwendet wird, um zu starken Druck zu verringern, hat einen flachen Mittelabschnitt.
  • Eine weitere Druckverringerungsvorrichtung ist aus GB 2 080 436 bekannt. Diese Druckverringerungsvorrichtung ist integral mit der Wand eines Druckbehälters ausgebildet, um Fluid aus dem Behälter freizusetzen, wenn eine Überdrucksituation auftritt.
  • Viele Druckverringerungsvorrichtungen vom Berstscheibentyp sind entwickelt und eingesetzt worden. Im Allgemeinen enthalten derartige Vorrichtungen eine Berstscheibe, die zwischen einem Paar Trageelemente oder Flansche getragen wird, die ihrerseits mit einer Ablassverbindung in einem Behälter oder System verbunden sind, das Druckfluid enthält. Wenn das Druckfluid in dem Behälter oder System den Auslegungs-Berstdruck der Berstscheibe übersteigt, birst die Scheibe, so dass Druckfluid aus dem Behälter oder System abgelassen werden kann.
  • Berstscheiben gehören zu zwei allgemeinen Kategorien, d.h. nach vorn wirkenden Scheiben und nach hinten wirkenden Scheiben. Es sind bestimmte nach vorn wirkende Spannscheiben entwickelt worden, bei denen eine Kerblinie in der Oberfläche der Scheibe eingesetzt wird, um Öffnen in einem bestimmten Bereich zu gewährleisten. In jüngster Zeit weisen auch zurückwölbende Berstscheiben Kerblinien auf, die an einer Oberfläche ausgebildet sind, um einen abgeschwächten Bereich oder abgeschwächte Bereiche zu bilden, so dass bei Rückwölbung die Scheibe in diesem abgeschwächten Bereich bzw. abgeschwächten Bereichen aufreißt. Verfahren zum Herstellen von eingekerbten zurückwölbenden Berstscheiben sind im US-Patent Nr. 4,441,350 von Short et al. am 10. April 1984 sowie im US-Patent Nr. 4,458,516, erteilt Naumann am 10. Juli 1984, beschrieben.
  • Obwohl eingekerbte zurückwölbende Berstscheiben erfolgreich eingesetzt worden sind und bei einer Reihe von Einsatzzwecken Messerklingen überflüssig gemacht haben, kann Zertrümmerung und/oder das Abreißen von Teilen der Scheibe nach wie vor ein Problem sein. Das heißt, beim Zurückwölben und Bersten der eingekerbten zurückwölbenden Berstscheibe in dem abgeschwächten Bereich bzw. den abgeschwächten Bereichen, der/die durch die Einkerbungen gebildet wird/werden, kann es zu Zertrümmerung und Abreißen von Teilen der Scheibe kommen. Diese Probleme aufgrund von Zertrümmerung und Abreißen können auch bei bekannten Berstscheiben auftreten.
  • Um die Gefahr der Zertrümmerung beim Bersten zu verringern, sind C-Einkerbungsverfahren entwickelt worden. Derartige Scheiben enthalten einen bzw. mehrere abgeschwächte Bereiche, die durch eine oder mehrere Einkerbungen gebildet werden, die einen kreisförmigen oder ähnlichen Ausbruchsabschnitt bilden, der durch einen nicht abgeschwächten Gelenkbereich gelenkig mit dem Rest der Scheibe verbunden ist, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Des Weiteren sind, was rückwärts wirkende Berstscheiben angeht, Berstscheibenanordnungen entwickelt worden, die ein Stützelement enthalten, das mit der Scheibe in Kontakt kommt, wenn sie sich zurückwölbt, und so die Gefahr des Abreißens verringert. So beschreibt beispielsweise US-Patent Nr. 5,167,337, das den am nächsten kommenden Stand der Technik darstellt, eine C-eingekerbte rückwärtswölbende Berstscheibenanordnung, die ein sich nach innen erstreckendes Stützelement enthält, das verhindert, dass der Ausbruchsabschnitt der Scheibe an dem Gelenk zertrümmert wird oder abreißt, wenn es zum Bersten kommt.
  • Ein allgemeines Problem bei der Herstellung eingekerbter Berstscheiben, das nach wie vor besteht, ist dass die Werkzeuge, die zum Ausbilden der Einkerbungen verwendet werden, beschädigt werden können, wenn das Scheibenmaterial zu tief eingekerbt wird, wobei dies häufig auch geschieht. So können Kerbwerkzeuge des in den US-Patenten Ni. 4,441,350 sowie 4,458,516 beschriebenen Typs zusammenstoßen, wodurch die Kerbklingen abgestumpft werden oder brechen, so dass sie instandgesetzt oder ausgetauscht werden müssen, wobei dies häufig geschieht. Ein weiteres Problem bei herkömmlichen Einkerbverfahren besteht darin, dass das Material direkt unter der Einkerbklinge kaltverfestigt wird, so dass es schwierig sein kann, die Scheibe auf eine gewünschte Stärke einzukerben.
  • Ein weiteres Problem, das bei eingekerbten Berstscheiben vor der vorliegenden Erfindung aufgetreten ist, ist der vorzeitige Ausfall der Scheiben aufgrund von zyklischer Druckeinwirkung. Zyklische Druckeinwirkung tritt auf vielen Einsatzgebieten von Berstscheiben auf und schließt Überdruckänderungen sowie Änderungen von Über- zu Unterdruck ein. Schwankungen des Drucks des Druckfluids, die auf die Berstscheiben wirken, können dazu führen, dass sie sich biegen, wodurch wiederum das Material, das die Scheiben bildet, ermüdet und an der Einkerbung bzw. den Einkerbungen in den Scheiben bricht. Dies wiederum führt zur Entstehung von Undichtigkeiten und/oder zum vorzeitigen Ausfall der Scheiben. Die Industrie hat versucht, dieses Ermüdungsproblem auf ein Minimum zu verringern, indem der eingekerbte Bereich beispielsweise mit dem Berstscheibenkopf gestützt wird. Mit diesem Verfahren ist jedoch das Problem nicht vollständig gelöst worden.
  • Daher besteht nach wie vor Bedarf nach verbesserten Berstscheiben, Anordnungen und Verfahren, mit denen die oben aufgeführten Probleme gelöst werden.
  • Die vorliegende Erfindung löst die oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik mit einer zurückwölbenden Berstscheiben nach Anspruch 1, sowie einem Verfahren zum Herstellen einer derartigen Berstscheibe nach Anspruch 8.
  • Es werden verbesserte Berstscheiben und Herstellungsverfahren geschaffen, die die oben beschriebenen Bedürfnisse erfüllen und die Mängel des Standes der Technik überwinden. Die verbesserten Berstscheiben der vorliegenden Erfindung haben einen abgeschwächten Bereich bzw. abgeschwächte Bereiche, an denen die Scheibe birst bzw. sich öffnet. Die Erfindung besteht aus einem Berstelement, das aus einem vorzugsweise verformbaren Material ausgebildet ist und so eingerichtet ist, dass es dichtend in einen Durchlass für unter Druck stehendes Fluid eingreift. Die Scheibe enthält wenigstens einen abgeschwächten Bereich, der aus Material besteht, das durch eine teilweise Scherbewegung verschoben ist, um so einen Querschnitt zu bilden, der dünner ist als der Rest der Scheibe, da Material in einer Scherrichtung verschoben ist. Der abgeschwächte Abschnitt ist in dem Berstelement oder daran angrenzend so ausgebildet, dass er einen abgeschwächten Abschnitt zum Öffnen bildet, jedoch keinen Abstand erzeugt, der anfällig für Ermüdungsbruch ist. Dabei kann der Flansch der Scheibe den abgeschwächten Abschnitt stützen und den Einsatz eines separaten Stützelementes überflüssig machen.
  • Die Berstscheibe der vorliegenden Erfindung kann einen Flansch mit einer inneren und einer äußeren Umfangskante enthalten, wobei der Flansch gegenüber dem Berstelement der Scheibe so versetzt ist, dass die Umfangskante des Berstelementes und die Innenumfangskante des Flansches freigelegt werden. Die Umfangskante des Berstelementes und die Innenumfangskante des Flansches werden an einander gegenüberliegenden Seiten des Fluiddurchlasses freigelegt, d.h. an der Einlassseite der Scheibe und an der Auslassseite der Scheibe. Der abgeschwächte Bereich enthält einen dünneren Querschnitt als den des Flansches und des Berstelementes.
  • Gemäß Anspruch 8 wird des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen verbesserter Berstscheiben geschaffen, die einen abgeschwächten Bereich oder abgeschwächte Bereiche aufweisen, an denen die Scheibe birst. Das Verfahren umfasst die Schritte des Ausbildens eines Berstelementes, vorzugsweise aus verformbarem Material, das so eingerichtet ist, dass es dichtend in einen Durchlass für unter Druck stehendes Fluid eingreift, sowie das Ausbilden eines abgeschwächten Bereiches bzw. abgeschwächter Bereiche in dem Berstelement oder daran angrenzend, indem Material mit einer Teil-Scherbewegung verschoben wird. Der abgeschwächte Bereich bzw. die abgeschwächten Bereiche wird/werden vorzugsweise unter Verwendung von Werkzeugen ausgebildet, die versetzt sind und nicht aufeinanderschlagen können. Der abgeschwächte Bereich kann so ausgebildet werden, dass der Flansch der Berstscheibe als eine Stütze für den abgeschwächten Bereich dient. Dadurch wird die Lebensdauer der Scheibe verbessert, wenn sie Druckschwankungen in dem Fluiddurchlass ausgesetzt ist.
  • Schließlich wird ein Verfahren geschaffen, mit dem gewährleistet wird, dass eine zurückwölbende Berstscheibe, die einen abgeschwächten Bereich oder abgeschwächte Bereiche hat, der/die darin ausgebildet ist/sind, nach Zurückwölben birst. Das Verfahren umfasst das Anordnen eines Sicherheitselementes an die Berstscheibe angrenzend an der Auslassseite der Berstscheibe, wobei das Sicherheitselement wenigstens einen berstauslösenden, spannungskonzentrierenden Punkt hat, der so angeordnet ist, dass er mit der Berstscheibe an dem abgeschwächten Bereich in Kontakt kommt, wenn sich die Berstscheibe zurückwölbt.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten abgeschwächten Abschnitt in einer Berstscheibe zu schaffen, um das Öffnen der Berstscheibe bei dem vorgegebenen Nenndruck zu erleichtern, wobei die Verbesserung darin besteht, dass der abgeschwächte Bereich eine längere Lebensdauer hat und kein separates Stützelement benötigt.
  • Einen weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Berstscheibenanordnung zu schaffen, die Öffnen einer zurückwölbenden Berstscheibe bei Zurückwölben gewährleistet.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Ausbilden eines abgeschwächten Bereiches in einer Berstscheibe zu schaffen, das zuverlässig ist, nicht anfällig für Beschädigung von Werkzeugen ist, und herkömmlichen Einkerbverfahren überlegen ist.
  • Andere und weitere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Schnittansicht einer zurückwölbenden Berstscheibenanordnung der vorliegenden Erfindung, die zwischen einem Paar herkömmlicher Rohrflansche eingeklemmt ist.
  • 2 ist eine Teilansicht entlang der Linie 2-2 in 1.
  • 3 ist eine Teilansicht entlang der Linie 3-3 in 1.
  • 4 ist eine als Schnitt ausgeführte Seitenansicht der Anordnung in 1, die die Berstscheibe darstellt, nachdem sich die Berstscheibe zurückgewölbt hat und geborsten ist.
  • 5(a) ist eine Schnittansicht einer Berstscheibe der vorliegenden Erfindung, die einen Querschnitt der Scheibe in dem abgeschwächten Bereich darstellt.
  • 5(b) ist eine Schnittansicht einer Berstscheibe, bevor ein abgeschwächter Bereich in der Scheibe ausgebildet wird.
  • 5(c) ist eine Schnittansicht einer Berstscheibe, die einen abgeschwächten Bereich nach dem Stand der Technik hat.
  • 6(a) ist eine Schnittansicht einer Berstscheibe der vorliegenden Erfindung, die darstellt, wie der abgeschwächte Bereich durch den Flansch gestützt wird.
  • 6(b) ist eine Schnittansicht einer Berstscheibe nach dem Stand der Technik, die den ungestützten abgeschwächten Bereich darstellt.
  • 6(c) ist eine Schnittansicht einer Berstscheibe nach dem Stand der Technik, die einen Biegevorgang darstellt, der häufig an dem abgeschwächten Bereich auftritt.
  • 7 ist eine als Schnitt ausgeführte Seitenansicht der verbesserten rückwärtswölbenden Berstscheibe der vorliegenden Erfindung einschließlich der Bearbeitungswerkzeuge, die zum Ausbilden des abgeschwächten Bereiches eingesetzt werden.
  • 8 ist eine Draufsicht entlang der Linie 8-8 in 7.
  • 9 ist eine Unteransicht entlang der Linie 9-9 in 7.
  • In den Zeichnungen und insbesondere in 14 ist eine Berstscheibenanordnung der vorliegenden Erfindung, die eine zurückwölbende Berstscheibe enthält, die einen darin ausgebildeten abgeschwächten Bereich aufweist, dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. In dieser Ausführung hat der abgeschwächte Bereich, wie in 7 dargestellt, die Form einer durchgehenden C-förmigen Kurve. Die Anordnung 10 besteht aus einem Einlass-Berstscheiben-Stützelement 12 und einem Auslass-Berstscheiben-Stützelement 14. Eine Baugruppe aus zurückwölbender Berstscheibe und Sicherheitselement, die allgemein mit den Bezugszeichen 11 gekennzeichnet ist, ist zwischen den Stützelementen 12 und 14 mit einer Vielzahl von Bolzen 16 eingeklemmt dargestellt. Das Stützelement 12 ist dichtend mit einer Leitung 18 verbunden, die ihrerseits mit einem Behälter oder System (nicht dargestellt) verbunden ist, der/das zu schützendes Druckfluid enthält. Das Stützelement 14 ist dichtend mit einer Leitung 20 verbunden, die über die Berstscheibenanordnung 11 abgelassenes Druckfluid zu einem Punkt leitet, an dem es abgeleitet, gespeichert wird oder dergleichen. Die Stützelemente 12 und 14 können, obwohl nicht dargestellt, mit entsprechenden Rohrflanschen verbunden sein. Die Baugruppe aus Berstscheibe und Sicherheitselement 11 ist zwischen den Stützelementen 12 und 14 eingeklemmt. Ein Paar Dichtungen 24 und 26 können eingesetzt werden, obwohl in vielen Fällen derartige Dichtungen nicht notwendig sind.
  • Die Berstscheibenanordnung 11 der vorliegenden Erfindung besteht aus einer Berstscheibe 28 wie der dargestellten zurückwölbenden Berstscheibe und einem ringförmigen Sicherheitselement 36. Die Berstscheibe 28 besteht vorzugsweise aus verformbarem Material und weist einen darin ausgebildeten abgeschwächten Bereich 30 auf, der durch einen Bereich oder Bereiche von Material gebildet wird, die durch eine Teil-Scherbewegung verschoben sind. Diese Teil-Scherbewegung bewirkt, wie in 5(a) dargestellt und weiter unten ausführlicher beschrieben, Materialverschiebung, durchtrennt die Scheibe jedoch nicht. Der abgeschwächte Bereich 30, der in 14 dargestellt ist, erzeugt eine durchgehende gekrümmte abgeschwächte Linie, entlang der die Scheibe bricht, wenn sie einer vorgegebenen Druckdifferenz ausgesetzt wird. Die Berstscheibe 28 ist an die Dichtung 24 angrenzend angeordnet, die ihrerseits an das Einlass-Stützelement 12 angrenzend angeordnet ist. Das Sicherheitselement 36 ist an die Berstscheibe 28 angrenzend angeordnet, und die Dichtung 26 ist zwischen dem Sicherheitselement 36 und dem Auslass-Stützelement 14 angeordnet. Wenn Dichtungen 24 und 26 in der Baugruppe in 1 weggelassen werden, kommt die Berstscheibe 28 mit dem Einlass-Stützelement in Kontakt, und das Sicherheitselement 36 kommt mit dem Auslass-Stützelement in Kontakt.
  • Die Berstscheibe 28 enthält, wie am besten in 1 und 2 dargestellt, einen konvexkonkaven Abschnitt 25, der mit einem ringförmigen Flanschabschnitt 27 erbunden ist. Der konvex-konkave Abschnitt bildet eine konvexe Fläche an der Seite der Berstscheibe 28 an das Einlass-Stützelement 12 angrenzend und eine entsprechende konkave Fläche an der Seite, die das Auslass-Stützelement 14 angrenzt. Der abgeschwächte Bereich 30, der durch einen Bereich oder Bereiche aus Material gebildet wird, die durch eine Teil-Scherbewegung in der zurückwölbenden Berstscheibe 28 gebildet werden, bildet einen im Wesentlichen kreisförmigen Ausbruchsabschnitt 48, der mit der Berstscheibe 28 durch einen nicht abgeschwächten Gelenkbereich 50 zwischen den einander gegenüberliegenden Enden der Linie der Abschwächung 30 verbunden ist, d.h., der Gelenkbereich 50 entspricht so einer Sehne eines im Wesentlichen kreisförmigen Ausbruchsabschnitts 48.
  • Das Sicherheitselement 36 besteht, wie in 3 dargestellt, aus einem Ring 40. In der bevorzugten Ausführungsform ist dieser Ring in direktem Flächenkontakt mit dem Flanschabschnitt 27 der Berstscheibe. Der Innendurchmesser des Rings 40 hat vorzugsweise einen Durchmesser, der etwas kleiner ist als der Durchmesser der C-förmigen gekrümmten Linie bzw. des abgeschwächten Bereiches 30, so dass die Scheibe sich beim Bersten ungehindert öffnen kann.
  • In der gegenwärtig bevorzugten Ausführung sind drei berstauslösende, spannungskonzentrierende Punkte 44 an der Innenkante des Rings 40 vorhanden, um mit der Berst scheibe 28 in Kontakt zu kommen, wenn sie sich zurückwölbt, jedoch nicht birst. Die Punkte 44 werden durch Paare aneinandergrenzender bogenförmiger Ausschnitte 46 in dem Ring 40 gebildet. Zumindest die zurückwölbende Berstscheibe 28 und das Sicherheitselement 36 sind, wie in 2 und 3 dargestellt, vorzugsweise aneinander angebracht, so beispielsweise durch Punktverschweißungen 38. Der Ring 40, die spannungskonzentrierenden Punkte und die bogenförmigen Ausschnitte 46 sind zusammen so ausgeführt, dass die spannungskonzentrierenden Punkte 44 mit einem Abschnitt des abgeschwächten Bereiches 30 in Kontakt kommen, wenn sich die Scheiben zurückwölben, jedoch nicht sofort aufreißen sollte. Wenn sich die zurückwölbende Scheibe 28 beispielsweise zurückwölbt, jedoch nicht sofort an den abgeschwächten Bereichen 30 aufreißt, und die Scheibe steigendem Druck ausgesetzt ist, bewegt bzw. verformt sich die Scheibe an die Konzentrationspunkte 44 angrenzend in die bogenförmigen ausgeschnittenen Bereiche 46 und drückt den Mittelabschnitt in Kontakt mit den Punkten, wodurch das Reißen entlang des abgeschwächten Bereiches 30 ausgelöst wird.
  • Vorzugsweise enthält das Sicherheitselement 36 ein Element, das beim Zurückwölben mit der Scheibe in Kontakt kommt. In der gegenwärtig bevorzugten Ausführung ist Auffangleiste 42 an den Gelenkbereich 50 angrenzend angeordnet und erstreckt sich wenigstens teilweise über den offenen Innenraum des Auslass-Stützelementes 14. Beim Zurückwölben und Bersten wird der Gelenkbereich 50 der Berstscheibe 28 gestützt, und der Ausbruchsabschnitt 48 desselben kommt in Kontakt und wird abgebremst, wenn er und der Ausbruchsabschnitt 48 sich in den offenen Innenraum des Stützelementes 14 hineinbiegen, wie dies in 4 dargestellt ist. Das Abstützen des Gelenkbereiches 50 und das Abbremsen des Ausbruchsabschnittes 48 der Berstscheibe 28 durch die Auffangleiste 42 verhindern, dass der Ausbruchsabschnitt 48 zertrümmert oder von dem restlichen Abschnitt der Berstscheibe 28 weggerissen wird.
  • 5 zeigt einen Vergleich des Standes der Technik mit der vorliegenden Erfindung. 5(b) stellt eine Berstscheibe mit einem Berstelement 200 und einem Flansch 202 dar. 5(a) stellt eine Scheibe dar, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. 5(c) stellt eine Scheibe dar, die mit Einkerbverfahren nach dem Stand der Technik hergestellt wurde.
  • In der verbesserten zurückwölbenden Berstscheibe der vorliegenden Erfindung ist/sind ein abgeschwächter/abgeschwächte Bereich/e durch einen Bereich bzw. Bereiche aus Material ausgebildet, das in einer Scherrichtung verschoben ist. Der Bereich wird vorzugsweise durch zwei Werkzeugelemente hergestellt, die geringfügig zueinander versetzt sind, die jedoch zwei Kanten haben, die nahezu fluchtend miteinander sind, wie dies in 7 dargestellt und im Folgenden ausführlicher beschrieben ist. Die Berstscheibe der vorliegenden Erfindung kann, wie in 5(a) dargestellt, ein mittiges Berstelement 200 enthalten, das bei einem vorgegebenen Druck vom Rest der Scheibe abreißt, wobei das Berstelement eine Umfangskante 201 hat. Die Scheibe enthält des Weiteren einen Flansch 202 mit einer inneren und einer äußeren Umfangskante 204 bzw. 203. Der Flansch ist gegenüber dem Berstelement so versetzt, dass die Umfangskante des Berstelementes und die Innenumfangskante des Flansches frei liegen. Diese Versetzung bewirkt, dass ein abgeschwächter Bereich 205 zwischen diesen zwei Umfangsrändern ausgebildet ist, der eine Dicke hat, die geringer ist als die Dicke des Flansches und des Berstelementes. Je nach dem eingesetzten Werkzeug können die Kanten des Flansches und des Berstelementes abgerundet sein. Aufgrund der Materialverschiebung können, wie in 7 dargestellt, Wölbungen in Bereichen an den abgeschwächten Bereich angrenzend ausgebildet sein.
  • In bestimmten Fällen ist der Umfangsrand des Berstelementes im Wesentlichen parallel zu der inneren Umfangskante des Flansches und im Wesentlichen fluchtend mit ihr. Die innere Umfangskante des Flansches 204 und die Umfangskante des Berstelementes 201 sind, wie in 5(a) dargestellt, an einander gegenüberliegenden Seiten des Fluiddurchlasses ausgebildet und im Wesentlichen fluchtend. Die Umfangskante des Berstelementes kann an der Einlassseite ausgebildet sein, und die Innenumfangskante des Flansches ist an der Auslassseite ausgebildet. Als Alternative dazu kann die Umfangskante des Berstelementes an der Auslassseite ausgebildet sein, und die Innenumfangskante des Flansches kann an der Einlassseite ausgebildet sein.
  • Wenn eine zurückwölbende Berstscheibe in Betrieb genommen wird, d.h. zwischen Stützelementen eingeklemmt wird, und der Druck von Druckfluid auf die Einlassseite und atmosphärischer oder niedrigerer Druckfluid-Druck auf die Auslassseite ausgeübt werden, wird die Berstscheibe unter Druck gesetzt. Da der abgeschwächte Bereich 205 in der Berstscheibe das Material nach oben bewegt hat, wie dies in 6(a) dargestellt ist, werden die Druckkräfte auf den Umfangsflanschabschnitt 202 der Scheibe übertragen, so dass die Scherspannung, die auf den Bereich bzw. die Bereiche aus Material ausgeübt wird, das durch die Teil-Scherbewegung verschoben ist, relativ gering ist. So ist, obwohl das Material des abgeschwächten Bereiches 205 dünner ist als der Rest der Scheibe und daher den Bereich bildet, in dem sich die Scheibe öffnet, der abgeschwächte Bereich dennoch in der Lage, Druckschwankungen zu widerstehen. Es ist daher nicht notwendig, den abgeschwächten Bereich der Berstscheibe der vorliegenden Erfindung abzustützen.
  • Im Unterschied zu der vorliegenden Erfindung ist die herkömmliche eingekerbte Berstscheibe nach dem Stand der Technik, bei der eine V-förmige Einkerbung in die Scheibe geschnitten ist, in 5(c), 6(b) und 6(c) dargestellt. Der Begriff "Einkerbung" wird hier zur Bezeichnung einer Nut bzw. Kerbe verwendet, die in einer Seite einer Berstscheibe mit einer Messerklinge oder einem ähnlichen Werkzeug ausgebildet wird, um eine abgeschwächte Linie in der Berstscheibe zu erzeugen, so dass die Berstscheibe bei Beschädigung entlang der abgeschwächten Linie aufreißt. Wie unter Bezugnahme auf 5(c) zu sehen ist, enthält die zurückwölbende Berstscheibe 52 nach dem Stand der Technik eine Einkerbung 54, die im Wesentlichen eine Nut ist, die in einer Seite der Scheibe ausgebildet ist. Der verbleibende dünne Abschnitt 56 des Scheibenmaterials unter der Einkerbung 54 verbindet den mittigen Ausbruchsabschnitt 58 der Scheibe mit dem Umfangsflanschabschnitt 60. Die Einkerbung 54 bildet so eine abgeschwächte Linie in der Scheibe, und bisher sind eine oder mehrere derartige Einkerbungen eingesetzt worden, um kreisförmige oder anders geformte Ausbruchsabschnitte auszubilden, die in zurückwölbenden Berstscheiben durch nicht geschwächte Gelenkabschnitte verbunden werden.
  • Wenn derartige Scheiben nach dem Stand der Technik Druckzyklen ausgesetzt sind, werden die Scheiben, wie erwähnt, häufig aufgrund von Spannung beschädigt, die auf den dünnen Abschnitt 56 des Scheibenmaterials unter der Einkerbung 54 wirkt. Daher ist der eingekerbte Bereich derartiger Scheiben nach dem Stand der Technik vorzugsweise abgestützt worden. Selbst mit dieser Abstützung jedoch können die Kräfte von der Scheibe eine Biegewirkung an der Kerblinie verursachen, die zu Ermüdungsbruch führt. Die Kräfte, die von dem Ausbruchsabschnitt 58 übertragen werden, sind, wie am besten in 6(b) und 6(c) zu sehen, mit Pfeil 59 dargestellt. Diese Kräfte verursachen, wie in 6(c) dargestellt, eine Biegewirkung, wenn der Druck auf die Scheibe variiert.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird die Biegewirkung, die bei Scheiben nach dem Stand der Technik aufgrund des Kerbverfahrens auftritt, im wesentlichen minimiert oder vermieden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist/sind ein oder mehrere abgeschwächte/r Bereich/e in einer zurückwölbenden Berstscheibe durch einen Bereich bzw. Bereiche von Material ausgebildet, das durch eine Teil-Scherbewegung verschoben ist. Der/die abgeschwächte/n Bereiche können am Umfang des Berstelementes oder im Hauptkörper des Elementes auf ähnliche Weise wie beim Kreuzkerben (cross scoring) ausgebildet werden. Diese Bereiche können lineare Druckkräfte aufnehmen und die Kräfte bzw. Kraftvektoren direkt entlang einer Linie von dem Berstelement zu dem Stützband der Scheibe leiten.
  • Das Verfahren und die Werkzeuge, die zum Ausbilden eines Bereiches bzw. von Bereichen von Material, das durch die Teil-Scherbewegung verschoben wird, bei einer Berstscheibe der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, sind in 79 dargestellt. 7 stellt das Werkzeug 66 beim Vorgang des Erzeugens des abgeschwächten Bereiches dar. Der abgeschwächte Bereich enthält einen dünneren Querschnitt als der Rest der Scheibe, da Material in einer Scherrichtung verschoben wird. Der Grad der Verschiebung kann je nach dem gewünschten Querschnitt in dem abgeschwächten Bereich variieren. Es wird davon ausgegangen, dass das Verfahren der vorliegenden Erfindung einen abgeschwächten Bereich mit dünnerem Querschnitt als herkömmliche Kerbverfahren erzeugen kann, da es nicht das Problem von kaltverfestigtem Material aufweist, das sich unter der Kerbklinge bildet.
  • Ein abgeschwächter Bereich, der allgemein mit dem Bezugszeichen 64 gekennzeichnet ist, kann, wie in 79 dargestellt, in einer Berstscheibe 62 durch ein Paar Werkzeuge 66 und 68 ausgebildet werden, die mit geeigneten Werkzeugen (nicht dargestellt) verbunden sind. In der gegenwärtig bevorzugten Ausführung ist das Werkzeug 66 ein Ring, der verwendet wird, um den Bereich bzw. Bereiche von Material, das durch die Teil-Scherbewegung verschoben wird, in die Berstscheibe 62 zu stanzen. Das Werkzeug 68 ist ein zweiter Ring mit einem Innendurchmesser, der geringfügig größer ist als der Außendurchmesser von Werkzeug 66. In dieser Ausführung sind die Stirnseiten der Werkzeuge parallel und nahezu fluchtend miteinander. Das Werkzeug 68 hält die Berstscheibe während des Stanzvorgangs fest. Die Werkzeuge 66 und 68 sind, wie dargestellt, vorzugsweise versetzt, so dass sie nicht miteinander kollidieren, wenn der abgeschwächte Bereich 64 zu tief ausgeformt wird. So stellt das Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Ausbilden eines bzw. mehrerer abgeschwächter Bereiche in einer Berstscheibe, entlang derer die Scheibe birst, eine Verbesserung gegenüber Verfahren nach dem Stand der Technik dar, bei denen die eingesetzten Werkzeuge kollidieren können und dies tun. So enthält das Werkzeug, das zum Ausbilden der Einkerbung 54 in der in 5(c) dargestellten Berstscheibe 52 eingesetzt wird, Werkzeuge, die einander auf ähnliche Weise wie die Werkzeuge gegenüberliegen, die in den oben erwähnten US-Patenten Nr. 4,441,350 und 4,458,516 dargestellt sind. Wenn die Einkerbung 54 zu tief ausgeformt wird, schlagen die Werkzeuge aufeinander, wodurch die Werkzeuge und mitunter die mit dem Werkzeug verbundenen Ausrüstungen beschädigt werden.
  • Im Betrieb der Berstscheibenanordnung 10 wird, wie unter Bezugnahme auf 14 zu sehen ist, Druckfluid aus einem Behälter oder System, der/das geschützt wird, durch das Einlass-Stützelement 12 zu der Berstscheibe 28 geleitet, wird jedoch durch die Berstscheibe 28 zurückgehalten und daran gehindert, in den offenen Innenraum des Auslass-Stützelementes 14 einzutreten, so lange der Druck den Auslegungs-Berstdruck der Berstscheibe 28 nicht übersteigt. Der Begriff "Auslegungs-Berstdruck", der hier verwendet wird, bezeichnet den Fluiddruck, der auf die konvexe Seite der Berstscheibe ausgeübt wird und bei dem die Berstscheibe 28 sich zurückwölben und bersten soll.
  • Wenn der auf die Berstscheibe ausgeübte Fluiddruck den Auslegungs-Berstdruck der Berstscheibe 28 übersteigt, wölbt sich die Scheibe zurück und reißt dann in dem/den abgeschwächten Bereich/en 30 auf, der/die durch den/die Bereich/e von Material gebildet wird/werden, das in einer Scherrichtung verschoben ist. Wenn sich der Ausbruchsabschnitt 48 aufgrund des Berstens der Scheibe 28 öffnet, wird er durch das Druckfluid, das über die Scheibe 28 abgelassen wird, in Kontakt mit der Auffangleiste 42 des Sicherheitselementes 36 nach unten gedrückt. Die Auffangleiste verstärkt, wie in 4 dargestellt, den Gelenkbereich 50, so dass, wenn sich der Gelenkbereich 50 biegt, der Ausbruchsabschnitt 48 an dem Gelenkbereich nicht abreißt. Des Weiteren kommt der verlängerte Abschnitt der Auffangleiste 42 mit dem Ausbruchsabschnitt in Kontakt und "fängt" ihn auf, so dass seine Bewegung nach unten abgebremst wird und es nicht zur Zertrümmerung des Ausbruchsabschnitts 50 kommt. Es ist vorgesehen, dass andere Elemente als die Auffangleiste einen Teil des Sicherheitselementes 36 bilden können, um die gleiche Funktion zu erfüllen.
  • Da der Bereich von Material, der in einer Scherrichtung verschoben wird, bei zyklischer Druckänderung, wie oben erwähnt, nicht unter nennenswerter Spannung steht, hat die Berstscheibe 28 eine längere Lebensdauer als vergleichbare zurückwölbende Berstscheiben nach dem Stand der Technik.
  • Das Bersten der Scheibe 28 wird durch das Sicherheitselement 36 gewährleistet. Das heißt, die Berstauslösungs-Spannungskonzentrationspunkte 44, die an der Innenkante des Sicherheitselementes 36 vorhanden sind, kommen mit einem Abschnitt des abgeschwächten Bereiches 36 in Kontakt und bewirken, dass die Berstscheibe 28 in dem/den abgeschwächten Bereich/en birst, wenn sich der konkav-konvexe Abschnitt der Scheibe 28 zurückwölbt und durch Fluiddruck über die Punkte 44 gebogen wird.
  • Der Fachmann weiß, dass, wenn sich eine zurückwölbende Berstscheibe zurückwölbt, ohne zu bersten, sie dem Bersten bis zu gefährlich hohen Fluiddrücken aufgrund einer hohen Zugfestigkeit widerstehen kann. Im Allgemeinen muss eine zurückwölbende Berstscheibe so ausgelegt sein, dass sie unter Zugspannung nach Zurückwölben bei einem Fluiddruck von nicht mehr als dem 1,5-fachen des Auslegungs-Berstdrucks der Scheibe birst, um sichere Funktion der Scheibe zu gewährleisten. Das Sicherheitselement 36 ist mit seinen Ausschnitten und Spannungskonzentrationspunkten so ausgelegt, dass gewährleistet ist, dass die Berstscheibe 28 auf einem derartigen sicheren Druckpegel unter Zugspannung birst, wenn sie sich zurückwölbt, ohne zu bersten.
  • Der/die abgeschwächte/n Bereich/e, der/die durch einen Bereich bzw. Bereiche von Material gebildet wird/werden, das in der Berstscheibe der vorliegenden Erfindung in einer Scherrichtung verschoben ist, können, wie sich versteht, Ausbruchsabschnitte verschiedener Formen bilden, wie sie durch konstruktive Kriterien vorgegeben werden.
  • Das Verfahren zum Herstellen einer Berstscheibe der vorliegenden Erfindung, die einen oder mehrere abgeschwächte Bereiche enthält, entlang derer die Berstscheibe birst, umfasst den Schritt des Ausbildens eines Berstelementes aus verformbaren Material mit einer Druckfluid-Einlassseite und einer Auslassseite, das so eingerichtet ist, dass es dichtend in einen Durchlass für unter Druck stehendes Fluid eingreift. Wenigstens ein Bereich von Material, das durch eine Teil-Scherbewegung verschoben wird, wird ausgebildet, um einen abgeschwächten Bereich in dem Berstelement zu erzeugen. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführung wird eine Patrize/Matrize-Werkzeuggruppe verwendet, um den Bereich aus verschobenem Material auszubilden. Ein Werkzeugblock wird bei einem Stanz- oder einem äquivalenten Vorgang in Kontakt mit der Scheibe bewegt. Die Verschiebung von Material durch den Werkzeugblock 66 wird in einer Teil-Scherbewegung bewerkstelligt, die, wie in 7 dargestellt, durch die Bewegung der Berstscheibenwölbung relativ zu dem Scheibenflansch bewirkt wird. Der entstehende Bereich enthält einen dünneren Querschnittsbereich, der das Öffnen der Scheibe erleichtert. Bei einer gewölbten Bestscheibe, wie der in 7 dargestellten, kann der verdünnte Bereich Druckschwankungen aufgrund einer bogenartigen Verbindung der Wölbung, des abgeschwächten Bereiches und des Flansches widerstehen.
  • Der Bereich bzw. die Bereiche von Material, das durch die Teil-Scherbewegung verschoben wird, ist in der Berstscheibe in einer Form ausgebildet, die einen bzw. mehrere abgeschwächte Bereiche bildet, die einen Ausbruchsabschnitt in der Berstscheibe erzeugen. Die Berstscheibe enthält vorzugsweise des Weiteren einen nicht abgeschwächten Gelenkbereich, der mit dem Ausbruchsabschnitt verbunden ist. Der Ausbruchsabschnitt, der durch den abgeschwächten Bereich gebildet wird, kann, wie oben erwähnt, verschiedene Formen haben, ist jedoch vorzugsweise kreisförmig.
  • Das Verfahren der vorliegenden Erfindung, mit dem gewährleistet wird, dass eine zurückwölbende Berstscheibe, in der ein oder mehrere abgeschwächte Bereiche ausgebildet sind, nach Zurückwölben birst, umfasst das Anordnen eines ringförmigen Sicherheitselementes an die Berstscheibe angrenzend an der Auslassseite derselben, das wenigstens einen berstauslösenden spannungskonzentrierenden Punkt hat, der so angeordnet ist, dass er mit der Berstscheibe an dem abgeschwächten Bereich in Kontakt kommt.

Claims (12)

  1. Zurückwölbende Berstscheibe (28), die ein Berstelement (200), das eine konkavkonvexe Form hat, einen Flansch (202), der im Wesentlichen Kreisform hat und für einen Dichtungseingriff in einen Durchlass für unter Druck stehendes Fluid eingerichtet ist, und wenigstens einen abgeschwächten Bereich (205) umfasst, der in dem Berstelement (200) oder daran angrenzend ausgebildet ist, so dass er einen Ausbruchsteil (48) zum Öffnen des Berstelementes (200) in Reaktion auf unter Druck stehendes Fluid bildet, wobei des Weiteren der Ausbruchsabschnitt (48) durch einen nicht abgeschwächten Gelenkbereich (50) mit dem Flansch (202) verbunden ist und das Berstelement (200) relativ zu dem Flansch (202) zur Einlassseite der Scheibe (28) hin verschoben ist, dadurch gekennzeichnet, dass Material des abgeschwächten Bereiches (205) in einer Scherrichtung verschoben ist, um so einen dünneren Querschnitt als den des Berstelementes (200) auszubilden.
  2. Berstscheibe nach Anspruch 1, wobei das Berstelement (200) kreisförmig ist und der Ausbruchsabschnitt (48) im Wesentlichen kreisförmig ist und der Gelenkbereich (50) einer Sehne des Ausbruchsbereichs (48) entspricht.
  3. Berstscheibe nach Anspruch 1, wobei der Ausbruchsabschnitt (48) eine im Allgemeinen konkav-konvexe Form enthält.
  4. Berstscheibe nach Anspruch 1, wobei der ringförmige Flansch (202) mit dem Berstelement (200) durch den abgeschwächten Bereich (205) so verbunden ist, dass der Flansch (202) den abgeschwächten Bereich (205) trägt.
  5. Berstscheibe nach Anspruch 1, wobei der Flansch (202) eine innere und eine äußere Umfangskante (204, 203) hat, das Berstelement (200) eine Umfangskante (201) enthält und der Flansch (202) von dem Berstelement (200) versetzt ist, um den abgeschwächten Bereich (205) so auszubilden, dass die Umfangskante (201) des Berstelementes (200) und die innere Umfangskante (203) des Flansches (202) frei liegen.
  6. Berstscheibe nach Anspruch 5, wobei die Umfangskante (201) des Berstelementes (200) im Wesentlichen parallel zu der inneren Umfangskante (201) des Flansches (202) ist.
  7. Berstscheibe nach Anspruch 5, wobei die Umfangskante (201) des Berstelementes (200) mit der inneren Umfangskante (201) des Flansches (202) im Wesentlichen fluchtend ist.
  8. Verfahren zum Herstellen einer zurückwölbenden Berstscheibe (28) mit einem abgeschwächten Bereich (205), an dem die Berstscheibe birst, wobei das Verfahren das Ausbilden eines Berstelementes (200) aus verformbarem Material umfasst, das eine konkav-konvexen Form hat, die eine Einlassseite und eine Auslassseite für unter Druck stehendes Fluid enthält, die Berstscheibe (28) einen Flansch (202) enthält, der im Wesentlichen Kreisform hat und so eingerichtet ist, dass er dichtend in einen Durchlass für unter Druck stehendes Fluid eingreift, und einen abgeschwächten Bereich (205) aufweist, wobei der abgeschwächte Bereich (205) ausgebildet wird, indem ein Bereich von Material in dem Berstelement (200) mit einer Teil-Scherbewegung verschoben wird und die Verschiebung von Material eine Verdünnung in dem Querschnitt des abgeschwächten Bereiches (205) verursacht, so dass ein nicht abgeschwächter Gelenkbereich (50) zum Verbinden des Flansches (202) mit einem Ausbruchsabschnitt (48) zurückbleibt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Teil-Scherbewegung in einer Richtung senkrecht zu dem Flansch (202) stattfindet.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Verschiebung von Material verursacht wird, indem die Oberfläche des Berstelementes (200) mit einem Werkzeug (66) in Kontakt gebracht wird und die Oberfläche des Berstelementes (200) relativ zu dem Flansch (202) bewegt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Verschiebung von Material bewirkt, dass der Flansch (202) so von dem Berstelement (200) versetzt wird, dass ein Teil einer Umfangskante (201) des Berstelementes (200) und ein Teil einer inneren Umfangskante (203) des Flansches (202) an einander gegenüberliegenden Seiten des Fluiddurchlasses freigelegt werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Umfangskante (201) des Berstelementes (200) und die innere Umfangskante (203) des Flansches (202) im Wesentlichen fluchtend sind.
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IN (1) IN191054B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202009001389U1 (de) 2009-02-05 2009-04-09 Basf Se Berstscheibe sowie Vorrichtung zur Montage einer Berstscheibe

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5996696A (en) * 1997-06-27 1999-12-07 Fike Corporation Method and apparatus for testing the integrity of oil delivery tubing within an oil well casing
US6006938A (en) 1997-09-18 1999-12-28 Continental Disc Corporation Enhanced reverse buckling rupture disc
DE19853080A1 (de) * 1998-11-17 2000-05-18 Trw Airbag Sys Gmbh & Co Kg Verfahren zum Öffnen einer Berstscheibe an einem Druckbehälter sowie Druckgasquelle zur Aktivierung eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems
ATE300693T1 (de) * 1999-03-15 2005-08-15 Continental Disc Corp Umkehrberstscheibe
MXPA01011551A (es) 1999-05-13 2003-08-20 Bs & B Safety Systems Inc Ensamble de un disco de rompimiento.
US6178983B1 (en) 1999-05-13 2001-01-30 Bs&B Safety Systems, Inc. Rupture disk assembly
US6298869B1 (en) * 2000-02-24 2001-10-09 Oklahoma Safety Equipment Co. Reverse buckling, thermoformed, polymer rupture disk
US6311715B1 (en) 2000-07-07 2001-11-06 Zook Enterprises, Llc Stacked rupture disk assembly
US6948515B2 (en) * 2000-07-07 2005-09-27 Zook Enterprises, Llc Carbon rupture disk assembly
DE10056023A1 (de) * 2000-11-11 2002-06-13 Opel Adam Ag Blechteil mit einem nachträglich entfernbaren Bereich und Verfahren zu dessen Herstellung
JP4113921B2 (ja) * 2002-01-09 2008-07-09 新キャタピラー三菱株式会社 建設機械における滑り止め材の製造方法および製造装置
US6983758B2 (en) * 2002-07-05 2006-01-10 Rohm And Haas Company Prevention of unwanted material accumulations
US6959828B2 (en) * 2003-11-13 2005-11-01 Fike Corporation Non-fragmenting pressure relief apparatus
US7017767B2 (en) * 2003-11-13 2006-03-28 Fike Corporation Non-fragmenting pressure relief apparatus
KR101094772B1 (ko) * 2004-06-30 2011-12-16 엘지디스플레이 주식회사 타일형 표시장치
US7600527B2 (en) 2005-04-01 2009-10-13 Fike Corporation Reverse acting rupture disc with laser-defined electropolished line of weakness and method of forming the line of weakness
US7520153B2 (en) * 2006-05-13 2009-04-21 Rembe Gmbh Bursting disk and method for manufacturing the same
US20080006389A1 (en) * 2006-06-27 2008-01-10 Ioan Sauciuc Preventing burst-related hazards in microelectronic cooling systems
EP2049821A4 (de) 2006-07-21 2013-09-04 Amgen Inc Bruchventil
US20080060702A1 (en) * 2006-09-12 2008-03-13 Scott Muddiman Elliptical score pattern for reverse acting style rupture disc and assembly using the same
JP4537988B2 (ja) * 2006-11-07 2010-09-08 佐藤工業株式会社 ガス溶存水生成ミキサー及びガス溶存水製造装置
US8122747B2 (en) * 2008-06-03 2012-02-28 Stolle Machinery Company, Llc Can end scoring method, and tooling assembly and conversion press therefor
US7878215B2 (en) * 2008-11-21 2011-02-01 Fike Corporation Impulse actuated valve
US20100140238A1 (en) * 2008-12-10 2010-06-10 Continental Disc Corporation Machining score lines in a rupture disc using laser machining
US8636164B2 (en) * 2008-12-10 2014-01-28 Continental Disc Corporation Controlling the rated burst pressure of a rupture disc through the use of control scores on the disc dome
US8656823B2 (en) * 2009-06-05 2014-02-25 Fox Factory, Inc. Methods and apparatus for suspending a vehicle shield
WO2011041456A1 (en) 2009-09-30 2011-04-07 John Tomasko Rupture disk
US8387647B1 (en) 2010-05-18 2013-03-05 Oklahoma Safety Equipment Company, Inc. Overpressure indicating reverse buckling disk apparatus
US8354934B2 (en) 2010-06-14 2013-01-15 Fike Corporation Burst indicator
ES2913181T3 (es) * 2011-06-09 2022-05-31 Rembe Gmbh Safety Control Dispositivo para limitar el ángulo de apertura de un disco de ruptura
WO2013038273A2 (en) 2011-09-16 2013-03-21 Paul Goggin Rupture disk and hinge
US9168619B2 (en) 2012-02-14 2015-10-27 Bs&B Safety Systems Limited Quality control for a pressure relief device
CN103423495B (zh) * 2012-05-15 2016-05-04 南通中集罐式储运设备制造有限公司 爆破片装置、储运设备及爆破片装置制作方法
US9551429B2 (en) * 2012-07-18 2017-01-24 Fike Corporation Rupture disc having laser-defined reversal initiation and deformation control features
CN102954262A (zh) * 2012-11-19 2013-03-06 大连理工大学 一种具有吸波消焰功能的爆燃超压泄放装置
GB201303611D0 (en) * 2013-02-28 2013-04-17 Airbus Operations Ltd Aircraft fuel tank arrangement
JP7005140B2 (ja) * 2013-04-25 2022-01-21 ビーエスアンドビー イノベーション リミテッド 脆弱線を有する錐台状破裂板
FR3027647B1 (fr) * 2014-10-24 2016-12-09 Commissariat Energie Atomique Disque de rupture pour dispositif de protection contre les surpressions a l'interieur d'un equipement, application a un equipement destine a contenir successivement deux gaz de nature chimique differente
CN105003698A (zh) * 2015-07-29 2015-10-28 北京矿大节能科技有限公司 一种耐高温防爆阀及其工作方法
US10100942B2 (en) * 2016-08-19 2018-10-16 Continental Disc Corporation Inlet support structure for a tension acting rupture disc
WO2018042250A1 (en) 2016-08-29 2018-03-08 John Tomasko Pressure relief module
CN107044552A (zh) * 2017-01-19 2017-08-15 北京航空航天大学 过滤式膜片阀
US10139027B1 (en) * 2017-07-06 2018-11-27 Martin Engineering Company Flange assembly with frangible gate for mounting air cannons to bulk material processing equipment
KR20200066346A (ko) 2017-10-12 2020-06-09 비에스 앤 비 이노베이션즈 리미티드 파열디스크
ES2969712T3 (es) * 2018-07-05 2024-05-22 Fike Corp Disco de rotura que presenta una característica de concentración de esfuerzos
WO2022195519A1 (en) * 2021-03-17 2022-09-22 Bs&B Innovations Limited Kinetic hinge for a pressure relief device

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2159325A (en) * 1935-09-30 1939-05-23 Guardian Safety Seal Company Method of rendering sheet metal and sheet metal articles readily severable
US3929251A (en) * 1972-08-17 1975-12-30 Aluminum Co Of America Container wall with rupturable weakening line
US3834580A (en) * 1972-09-25 1974-09-10 Black Sivalls & Bryson Inc Safety pressure relief device
US3997076A (en) * 1974-05-02 1976-12-14 Aluminum Company Of America Tabless container opening device
US3921556A (en) * 1975-01-02 1975-11-25 Black Sivalls & Bryson Inc Scored reverse buckling rupture disk manufacturing method
US4043481A (en) * 1975-07-16 1977-08-23 Continental Can Company, Inc. Scored metal flap areas
US4211334A (en) * 1977-09-12 1980-07-08 B S & B Safety Systems, Inc. Safety pressure relief apparatus
US4158422A (en) * 1977-09-12 1979-06-19 Black, Sivalls & Bryson, Inc. Safety pressure relief apparatus
US4269214A (en) 1979-01-19 1981-05-26 Bs & B Safety Systems, Inc. Safety pressure relief device
US4216736A (en) * 1979-02-02 1980-08-12 Boise Cascade Corporation Method and apparatus for forming no-fin scored metal ends
US4236648A (en) * 1979-03-05 1980-12-02 Black, Sivalls & Bryson Safety pressure relief apparatus
US4513874A (en) * 1980-07-16 1985-04-30 Sexton Can Company, Inc. Pressure relief device for internally pressurized fluid container
CA1156569A (en) * 1980-07-16 1983-11-08 Walter J. Mulawski Pressure relief device for internally pressurized fluid container
US4347942A (en) * 1980-11-24 1982-09-07 Pressure-Pak Container Co., Inc. Pressure relief device and method of fabrication thereof
US4441350A (en) 1981-12-15 1984-04-10 Bs&B Safety Systems, Inc. Scored reverse buckling rupture disk manufacturing method
GB2126281A (en) * 1982-07-21 1984-03-21 Johnson Matthey Plc Pressure relieving devices
US4458516A (en) 1983-02-11 1984-07-10 Bs&B Safety Systems, Inc. Method for manufacturing rupture disks
US4492103A (en) * 1983-02-11 1985-01-08 Bs&B Safety Systems, Inc. Apparatus for manufacturing rupture disks
US4479587A (en) * 1983-09-06 1984-10-30 Bs&B Safety Systems, Inc. Two-way rupturable pressure relief apparatus
US4759460A (en) * 1983-09-20 1988-07-26 Continental Disc Corporation Rupture disc system
US4597505A (en) * 1984-04-09 1986-07-01 Continental Disc Corporation Rupture disc with selectively positioned initial buckling
US4738372A (en) * 1985-11-21 1988-04-19 Pressure Pak, Inc. Method and device for corrosion relief of a pressure vessel
CA2012964C (en) * 1990-01-09 1998-06-16 Edward H. Short Iii Scored reverse buckling rupture disk assembly
US5005722A (en) * 1990-11-07 1991-04-09 Bs&B Safety Systems, Inc. Fail safe rupture disk assembly
US5082133A (en) * 1991-08-01 1992-01-21 Bs&B Safety Systems, Inc. Low pressure rupture disk and assembly
US5368180A (en) * 1993-10-12 1994-11-29 Bs&B Safety Systems, Inc. Perforated rupture disk assembly

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202009001389U1 (de) 2009-02-05 2009-04-09 Basf Se Berstscheibe sowie Vorrichtung zur Montage einer Berstscheibe

Also Published As

Publication number Publication date
US5934308A (en) 1999-08-10
DE69635041D1 (de) 2005-09-15
CN1089415C (zh) 2002-08-21
IN191054B (de) 2003-09-13
US6192914B1 (en) 2001-02-27
EP1347222A2 (de) 2003-09-24
EP0770805A2 (de) 1997-05-02
EP0770805B1 (de) 2005-08-10
US5996605A (en) 1999-12-07
EP0770805A3 (de) 1999-01-20
EP1347222A3 (de) 2006-03-08
CN1158393A (zh) 1997-09-03
EP1347222B1 (de) 2011-08-24
CA2188229A1 (en) 1997-04-25
JPH09178076A (ja) 1997-07-11
US5974851A (en) 1999-11-02

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