DE1018688B - UEberdrucksicherung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung befaßt sich mit einer Überdrucksicherung mit einem kuppeiförmigen, zerreißbaren Diaphragma. Derartige zerreißbare Diaphragmen haben den Nachteil, daß sie durch negativen inneren Unterdruck im abzusichernden Druckgefäß leicht beschädigt werden und daß sie dann, wenn sie wieder innerem Überdruck ausgesetzt werden, oft 'bei einer Druckdifferenz zerreißen, die niedriger als diejenige ist, bei der sie wirksam werden sollen. Derartige Druckdifferenzen, die zu einer Deformierung des dünnwandigen Diaphragmas führen, können z. B. in Druckgefäßen bei deren Albkühlung auftreten.

Um diesen Nachteil zu beheben, ist bereits vorgeschlagen worden, 'auf der konkaven Seite des Diaphragmas eine Vakuumstütze anzuordnen. Die bisher benutzten Vakuumstützen 'bestanden im wesentlichen aus einer kuppeiförmigen Scheibe, deren konvexe Oberfläche auf die (konkave Oberfläche des zerreißbaren Diaphragmas paßt und auf diese Weise das zerreiß'bare Diaphragma gegen durch inneren Unterdruck verursachte Deformierungen schützt. Um diesem Zwecke genügen zu können, muß natürlich die Vakuumstütze gegen inneren Unterdruck kräftiger sein als das Diaphragma. Auch muß die Vakuumstütze Durchlochungen besitzen, durch welche sich der Druck der Flüssigkeit auf das Diaphragma überträgt und ein Zerreißen des letzteren im Bedarfsfalle ermöglicht.

Die (bisher bekannten Vakuumstützen, die aus kuppeiförmigen Scheiben 'bestehen, welche eine Anzahl von wahllos verteilten Öffnungen enthalten, haben jedoch den Nachteil, daß sie nach dem Zerreißen der entweichenden Flüssigkeit keinen genügenden freien Durchfluß gewähren, so daß bei einem plötzlichen starken Anwachsen des Druckes in dem Druckgefäß das Ausströmen der Flüssigkeit durch die Sicherungsvorrichtung, deren Leistung durch die vorgeschaltete Vakuumstütze beschränkt ist, nicht rasch genug erfolgen kann, um eine Explosion zu verhindern. Ein weiterer Nachteil der 'beschriebenen Vakuumstützen besteht darin, daß, wenn die entweichende Flüssigkeit feste Teilchen enthält, die Öffnungen in der Vakuumstütze sich verstopfen können.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun Vakuumstützen für zerreißbare Diaphragmen von Sicherungsvorrichtungen der beschriebenen Art, durch die einerseits das Diaphragma gegen die schädliche Einwirkung von innerem Unterdruck geschützt und andererseits das Ausströmen von Flüssigkeit aus dem Druckgefäß nach dem Bersten des Diaphragmas nicht gehindert wird. Die neue Vakuumstütze ist in ihrer Ausführung auch sehr einfach und billig in einem Stück, z. B. aus Metall, herzustellen.

Die neue Vakuumstütze, die ebenfalls aus einer überdrucksicherung

Anmelder:

The Distillers Company Limited,
Edinburgh (Großbritannien)

Vertreter: Dr. W. Schalk und Dipl.-Ing. P, Wirth,

Patentanwälte,
Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 1. Februar 1952

Thomas Bruce Philip, Epsom, Surrey (Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden

kuppeiförmigen Scheibe besteht, deren konvexe Oberfläche genau mit der konkaven Oberfläche des Diaphragmas zusammenpaßt und diese unterstützt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlochungen in einer oder mehreren Linien des möglichen, Bruches liegen, so daß die Vakuumstütze entlang dieser Linie oder Linien zerreißt, wenn sie einem inneren Überdruck ausgesetzt wird, der geringer als derjenige ist, bei dem das Diaphragma zerreißen soll, und zwar so reißt, daß die Teile der zerrissenen Stütze durch die entweichende Flüssigkeit im Austrittsrohr der Sicherungsvorrichtung in der Richtung der ausströmenden Flüssigkeit zurückgeklappt werden.

Am zweckmäßigsten haben die Durchlochungen die Form von rechteckigen Schlitzen, welche entlang den Linien des möglichen Bruches oder Zerreißens angeordnet sind, oder von kreisförmigen Löchern, da auf diese Weise der Widerstand der Vakuumstütze sowohl gegen positive wie auch negative Druckdifferenzen, berechnet werden kann.

Zweckmäßig verlaufen die Linien des möglichen Bruches in Draufsicht auf dem kuppeiförmigen Teil der Stütze parallel zum Umfang oder radial zu diesem, da bei diesen 'beiden Anordnungen die Festigkeit der Vakuumstütze, sich leichter berechnen läßt.

Damit die Vakuumstütze nach dem Reißen leichter in Richtung der entweichenden Flüssigkeit zurückklappt und somit den geringsten Widerstand bietet, können auf ihrer 'konvexen Fläche auch noch Rillen, Aussparungen und/oder Durchlochungen vorgesehen

709 758/280 a

Claims (4)

sein, welche Schwächungslmien darstellen, um welche die Vakuumstütze oder Teile davon zurückklappen. Beispiel Ein kuppeiförmiges Diaphragma aus Silberblech mit einem Durchmesser des kuppeiförmigen Teiles von 5 cm wird unter einem inneren Überdruck von etwa 10 kg/cm2 bersten, wenn seine Dicke 0,03 mm beträgt. Für dieses Diaphragma wurde eine Vakuumstütze aus 0,25 mm dickem Nickel benutzt. Diese Vakuumstütze würde ohne Durchlochungen bei einem inneren Überdruck zerreißen, der etwa achtmal größer ist als der, welcher das Silberdiaphragma zum Bersten bringt. Es ist daher notwendig, ihre Zugfestigkeit im Verhältnis 1 : 8 zu schwächen, was dadurch bewirkt werden kann, daß man sechs radiale Linien des möglichen Bruches bildet, welche vom äußeren Umfang des kuppeiförmigen Diaphragmateiles nach seinem Mittelpunkt verlaufen, wodurch die Vakuumstütze in sechs gleiche Teile geteilt wird. Die sechs radialen Linien des möglichen Bruches werden dadurch erzeugt, daß man Löcher von 3 mm Durchmesser entlang der genannten Linien bohrt, wdbei man einen Steg von etwa 0,8 mm Breite Metall zwischen den Löchern stehenläßt. Die derart geschwächte Vakuumstütze wird dann bei einem inneren Überdruck brechen, der etwas geringer als derjenige ist, bei welchem das Silberdiaphragma bersten wird. Sie ist aber beim Zusammendrücken stark genug, um einem inneren Unterdrück von 2,1 'kg/cm2 standzuhalten. Sie besitzt also genügend Festigkeitsspielraum, um das Silberdiaphragma vor der Einwirkung eines im Druckgefäß auftretenden Unterdruokes zu schützen. Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsformen der Erfindung. Fig. 1 ist ein vertikaler Schnitt durch eine Sicherungsvorrichtung mit der neuen Vakuumstütze, bei welchem die ringförmigen Flansche der Vakuumstütze 2 und des zerreiß'baren Diaphragmas 1 auf derselben Seite des Klemmringes 3 zusammengeklemmt sind, der selbst durch die Schraübbolzen 4 in Stellung gehalten wird. Mit 5 ist der Teil des Austrittsrohres der Sicherungsvorrichtung bezeichnet, welcher unmittelbar mit dem Druckgefäß verbunden ist, während 6 derjenige Teil des Austrittsrohres ist, welcher offen mit der Atmosphäre in Verbindung steht; die Wandungen des Austrittsrohres sind mit 7 bezeichnet. Fig. 2 ist eine Draufsicht der in der Sicherungsvorrichtung gemäß Fig. 1 angebrachten Vakuumstütze, und zwar ist 8 der ringförmige Flansch und 9 der kuppelförmig gestaltete Teil der Vakuumstütze. Die kreisförmigen Bohrungen 10 liegen in den beiden Linien des möglichen Bruches A-A und B-B. Fig. 3 zeigt in Draufsicht eine andere Ausführungsform der Vakuumstütze, bei der die schlitzförmigen Durchlochungen 11 die durch die beiden Pfeile angedeutete Linie des möglichen Bruches C-C bilden. Bei den in Fig. 2 und 3 dargestellten Vakuumstützen ist die Festigkeit des Materials, aus dem sie hergestellt worden sind, so bemessen, daß beim Bruch entlang den Linien A-A, B-B und C-C die verbleibenden Teile der Stütze unter Druck der entweichenden Flüssigkeit in dem einen Falle entlang der Linien A-B und in dem anderen entlang C-C zurückklappen, so daß die geborstene Scheibe der entweichenden Flüssigkeit nur ein Mindestmaß an Hindernis (bietet. Fig. 4 zeigt in Draufsicht eine Vakuumstütze mit sechs radialen Linien des möglichen Bruches, die durch die kreisförmigen Bohrungen 12 gebildet werden, welche vom Mittelpunkt der Stütze nach den Punkten D-D, E-E und F-F der Kante des kuppeiförmig gestalteten Teiles verlaufen. Zusätzlich enthält sie die Schwächungslinien D-F, F-E, E-D, D-F, F-E und E-D, welche durch die kreisförmigen Bohrungen gebildet werden. Wenn im Betrieb die Stütze entlang den möglichen Bruchlinien zerreißt, klappen die dadurch gebildeten Zungen ohne weiteres unter der Wirkung des Druckes der ausströmenden Flüssigkeit entlang diesen Schwächungslinien zurück, so daß die für die austretende Flüssigkeit durch die zerbrochene Stütze bewirkte Verengung auf ein Mindestmaß beschränkt wird. Paten ta ν s ρ rC c ηε

1. Überdrucksicherung mit einem kuppeiförmigen, zerreiß'baren Diaphragma und einer Stütze seiner konkaven Seite, die aus einer kuppeiförmigen Scheibe besteht, deren konvexe Oberfläche sich möglichst genau an die konkave Oberfläche des Diaphragmas anlegt und diese gegen unzulässige Verformung bei Unterdruck im abzusichernden Druckgefäß stützt, wobei die Scheibe eine Anzahl von Durchlochungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Durchlochungen eine Linie oder mehrere Linien des möglichen Bruches bilden, so daß die Vakuumstütze entlang der genannten Linien bricht, wenn sie geringerem Überdruck ausgesetzt wird als dem, für welchen der Bruch des Diaphragmas vorgesehen ist, und die Teile der zerrissenen Stütze durch die entweichende Flüssigkeit im Austrittsrohr der Sicherungsvorrichtung in der Richtung der ausströmenden Flüssigkeit zurückgeklappt werden.

2. Überdrucksicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlochungen aus rechteckigen Schlitzen oder kreisrunden Löchern bestehen.

3. Überdrucksicherung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Linie oder Linien des möglichen Bruches entlang dem Umfang der kuppeiförmigen Scheibe verlaufen (Fig. 3).

4. Überdrucksicherung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Linie oder die Linien des möglichen Bruches radial in der kuppeiförmigen Scheibe verlaufen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 665 648, 742 339, 539, 851 152;

österreichische Patentschrift Nr. 16 169;
USA.-Patentschrift Nr. 2 242 547.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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