-
Mehrteiliger Verschluß für Druckgefäße
Vorliegende Erfindung hat einen
Verschluß zum Gegenstand, der sich für jede beliebige Art von Druckgefäßen eignet,
wenngleich er besonders angezeigt für Hochdruck und große Durchmesser ist.
-
1^ r wird insl>esondere vorgeschlagen für Hochdrucksynthesekolonnen,
heispielsweise zur Ammoniaksynthese, für welche ein System gefordert wird, das geeignet
sein soll, Drücken nicht unter 300kg/cm2 zu XViCterstehell und zu gleicher Zeit
praktisch beim Auf- und Abmontieren sein soll.
-
Bisher wurden hauptsächlich Schraubenverl>indungen mittels Stehbolzen
oder Stiftschrauben verwendet. Bei diesen bekannten Verschlüssen lastet der Deckel
auf dem Außenteil der Kolonne, und Dicke und Gewicht der Teile müssen daher beträchtlich
sein. Zum Verschließen ist die Handhabung zahlreicher Bolzen großen Gewichts erforderlich;
das Anziehen erfordert bedeutenden Kraftaufwand. Das list bei Synthesekolonnen ein
stark fühlbarer Nachteil.
-
Zur Lösung desselben Problems wurden auch andere Verschlußarten mit
auf einem Innenteil der Kolonne lastenden Deckel vorgeschlagen. Eine bekannte Lösung
ist die des Schraubenstopfenverschlusses, bei dem eine gewisse Anzahl von Abschnitten
des Schraubengewindes am Deckel und an der Kolonne weggefräst sind; man verspannt,
indem man den Deckel so einsetzt, daß dessen Gewindeteile zwischen die nicht mit
Gewinde versehenen Teile der Kolonne kommen, und um einen Bruchteil eines vollen
Winkels dreht. Die Abdichtung kann außen oder innen erfolgen. Diese Lösung
leidet
an dem Nachteil, daß sie ein Festklemmen der beiden Teile möglich macht und daß
nur die Hälfte des Gewindeteils die Beanspruchungen aufnimmt, so daß der Gewindeteil
und mithin der Deckel eine beträchtliche Höhe aufweisen müssen; außerdem wird es
unmöglich, die Last gleichförmig auf die Gewinde zu verteilen.
-
Eine andere bekannte Lösung besteht in der Verankerung des Deckels
mittels eines mehrteiligen Ringes, dessen Sektoren aus einer dafür vorgesehenen
Ausnehmung des Deckels ausgebaut werden können zwischen diesen Sektoren und dem
Deckel wird ein Dichtungsring aus Stahl zusammengedrückt, dessen Querschnitt keilförmig
ist, so daß die gesamte Beanspruchung der Kolonne durch den Dichtungsring übertragen
wird. Diese Lösung hat den Nachteil, daß es erforderlich wird, einen Stahlring großen
Durchmessers und den entsprechenden Sitz an der Kolonne äußerst genau nachzuschleifen.
-
Ein solcher Verschluß wäre ferner unpraktisch für Gefäße, die, wie
Synthesekolonnen, wiederholt geöffnet und geschlossen werden müssen, da die geschliffenen
Teile während des Auf- und Abmontierens unvermeidlich abgenutzt würden. Wenn ferner
während des Betriebes aus irgendwelchen Gründen der Verschluß undicht werden sollte,
so wäre es notwendig, den Betrieb zu unterbrechen, den Deckel ahzumontieren und
den Ring und die Sitzfläche neuerlich nachzuschleifen. Ferner sind die auf dem Dichtungsring
lastenden Ringsektoren mit dem Nachteil behaftet, daß sie das Bestreben haben, auf
der Ebene der Dichtung zu rutschen und sich um eine Kippachse zu drehen.
-
Die Nachteile der bekannten Typen werden durch den Verschluß gemäß
vorliegender Erfindung behoben, der von der Type mit beweglichen Verankerungsringsektoren
zwischen Deckel und Kolonne ist, aber mit von der mechanischen Verbindung unabhängiger
und daher den auf die Kolonne einwirkenden Beanspruchungen nicht ausgesetzter Außendichtung.
Gemäß der Erfindung werden also die Vorteile des Innendeckels über den Schraubenverschluß
(geringeres Gewicht, geringere Kosten, größere Einfachheit und Leichtigkeit beim
Auf-und Ahmontiere) gewährt, aber ohne die Nachteile der Stopfenverschlüsse einerseits
und der Sektoren mit selbstspannender Dichtung andererseits. Zum Unterschied von
den bekannten Systemen liegen die Sektoren am Deckel auf und werden durch diesen
gegen die Kolonne angepreßt, derart, daß sie ausschließlich auf Schub beansprucht
werden. IDie Sektoren sind so geformt, daß sie bei der Montage des Deckels mit einem
Kraftaufwand gehandhabt werden können, der einzig der auf ihrem Eigengewicht beruhenden
Reibung entspricht, und so, daß eine jede Translationsbewegung oder Drehung derselben
bei verspanntem Deckel ausgeschlossen ist.
-
Dies wird dadurch erreicht, daß am oberen äußeren Rand der Sektoren
und im Querschnitt diagonal gegenüber am unteren inneren Rand derselben je eine
Nut ausgespart wird; diese Nuten stellen die Sitzflächen zum Verklemmen oder Verankern
zwischen Deckel und Kolonne dar. Bei in die Kolonne eingelassenem Deckel und herausgezogenen
Sektoren liegt die obere Nut oder Sitzfläche an einer entsprechenden Kante an; wenn
dann der Deckel angehoben wird, so kommt die untere Nut oder Sitzfläche des Sektors
mit der äußeren unteren Kante der Deckelaussparung in Eingriff, aus der die Sektoren
herausgezogen werden. Der Hul> des Deckels nach oben ist um ein geringes größer
als die Tiefe der Sektornuten, d. h. bei herabgelassenem Deckel (rechte Seite der
Fig. I) ist der Vertikalabstand zwischen den Auflageflächen der Kolonne und des
Deckels etwas größer als der zwischen Horizontalebene der oberen Nut und unterster
I forizontalebene der Sektoren.
-
Erfindungsgemäß hat die ringförmige Aussparung im Deckel, worin die
Sektoren untergebracht sind, die Gestalt einer im Zylindermantel des Deckels ausgesparten
Rinne. Die Dichtung ist zwischen Kolonne und Deckel über besagtem Kanal eingeklemmt,
und einziger Haltering dient sowohl als Organ zum Anpressen der Dichtung als auch
zum Hochziehen des Deckels.
-
Folgende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung ist unter
bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise und nicht in einschränkenden: Sinne
angeführt.
-
In der Zeichnung stellt Fig. i den Kopf der Kolonne mit Deckel im
Längsschnitt nach der gebrochenen Linie I-I-I der Fig. 2 dar; Fig. 2 stellt den
Kopf der Kolonne mit Deckel in Draufsicht und teilweisem Schnitt nach der linie
Il-lI der Fig. 1 dar. Die rechte Hälfte der Fig. 1 bzw. 2 zeigt den Zusammenbau
von Kopf und Deckel im Verlauf der Montage; die linke Hälfte der Fig. i bzw. 2 zeigt
den Kopf mit aufgesetztem Deckel in Betriebsstellung.
-
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung sind die Sektoren I, die die Organe
zur mechanischen Verbindung von Deckel und Kolonne untereinander darstellen, aus
einem mit zwei im Querschnitt diagonal entgegengesetzt angeordneten Sitzflächen
oder Nuten gedrehten Ring geschnitten, derart, daß die vertikale Fläche der oberen
äußeren Ringnut auf denselben Durchmesser gedreht ist wie der Kolonnenteil, mit
dem sie in Berührung zu kommen bestimmt ist, während die vertikale Fläche der unteren
inneren Ringnut auf denselben Durchmesser gedreht ist wie der IDeckelteil, mit dem
sie in Berührung kommen soll. Es war bereits oben vom Vertikalabstand zwischen besagten
Teilen oder Auflageflächen der Kolonne und des Deckels die Rede. Die Sektoren sind
beispielsweise acht, und ihre Bogenweite ist derart, daß sie die im rechten Teil
der Fig. 2 dargestellte Lage einnehmen können, ohne daß die Enden aneinanderstoßen.
Der Deckel 2 wird bei eingezogenen Sektoren I montiert, bis sein Vorsprung 3 auf
eine entsprechende, in der Kolonne 4 vorgesehene Aussparung aufzuliegen kommt (Fig.
I rechts). Die Sektoren I werden dann durch Handhabung besonderer Schlüssel 5 herausgezogen
und zum Anliegen an die Kolonne 4 gebracht. Dann wird durch Anziehen der oberen
Muttern 6 der Stliftschraubenbolzen 7 der Deckel
angehoben, bis
die Sektoren t an der hierzu vorgesehenen Kante des Deckels anschlagen. Die Dichtigkeit
wird erreicht, indem die Muttern der Bolzen 7 weiter angezogen werden und so der
Ring 8 auf die Packung g im Oberteil angedrückt wird.
-
Die eben beschriebenen Operationen in umgekehrtem Sinne ausgeführt,
gestatten den Ausbau.
-
Die in der Kolonne vorgesehenen Bohrungen 10 zur Durchführung der
Schlüssel 5 zum Herausziehen werden während des Betriebs durch je einen Blindflansch
abgedeckt.
-
Die Sektoren 1 sind fast ausschließlich auf Schub beansprucht. da
die Biegebeanspruchung auf ein Minimum reduziert ist.
-
Die Bolzen 7 sind auf dem Deckel 2 in einem Bereich aufgeschraubt,
in welchem der besagte Deckel keiner Beanspruchung ausgesetzt ist, was mit einer
rationellen Raumausnutzung in Einklang steht.
-
PATENTANSPROCHE: I. Verschluß für Druckgefäße mit mechanischem Verbindungsorgan
zwischen Gefäß und I)eckel, bestehend aus in einer ringförmigen Aussparung des Deckels
untergebrachten, bei eingelassenem Deckel nlittelsHandhabung durch hierzu in der
Gefäßwandung vorgesehene Bohrungen herausziehbare und durch Anheben des Deckels
gegen die Gefäßwand klemmbare Ringsektoren, dadurch gekennzeichnet, daß sich besagte
Sektoren zwischen Deckel und Gefäßwand in unmittelbarer Berührung einfügen.