DE19538118C2

DE19538118C2 - Sicherheitsverschluß

Info

Publication number: DE19538118C2
Application number: DE1995138118
Authority: DE
Inventors: Peter Weber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1995-10-13
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2015-10-14
Also published as: DE19538118A1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sicherheitsverschluß für Druckbehälter mit einem am Behälter angebrachten Ver schlußstutzen, einen auf den Stutzen aufsetzbaren Blind deckel, wobei der Verschlußstutzen als Festkupplung ausgebil det ist, die zum Anschluß einer Förderleitung dient, der Blinddeckel eine Deckeleinheit mit Ringschultereinheit und eine relativ zur Deckeleinheit mit Ringschultereinheit dreh bare Verankerungseinheit, die auch Knaggeneinheit genannt wird, besitzt und die Festkupplung und die Verankerungsein heit mit parallel zu ihrer Achse verlaufenden starren Halte pratzen versehen sind, die in koaxiale Ringnuten eingreifen. Derartige Sicherheitsverschlüsse werden insbesondere bei Si lo- oder Tankfahrzeugen eingesetzt.

STAND DER TECHNIK

Derartige Sicherheitsverschlüsse sind in der DE-AS 11 21 416 und der DE-OS 22 21 469 beschrieben und sollen verhindern, daß beim Abschrauben der Verschlußkappe diese durch den In nendruck im Behälter weggeschleudert und dabei der die Kappe abschraubende Arbeiter verletzt wird. Diese bekannten Ver schlüsse sind jedoch nicht für die Verbindung mit Storzkupp lungen (DE-PS 1 24 503 und DE-GM 78 30 241) bestimmt und auch nicht für derartige Verbindungen geeignet. Ein nach dem Prin zip der Storzkupplungen aufgebauter Sicherheitsverschluß ist in der DE 35 01 741 C2 beschrieben. Hierbei sind in der Fest kupplung zwei nebeneinander angeordnete Ringnuten vorgesehen, in die Haltepratzen eingreifen, wobei die Haltepratzen des Blinddeckels länger sind als die Haltepratzen der Festkupp lung. So kann der Blinddeckel zunächst gelöst werden, ohne daß er von der Festkupplung abgezogen werden kann. Falls in diesem Zustand sich im Inneren des Behältnisses ein Über druck befindet, wird dieser durch die Anhebung des Blind deckels bis zum Anschlag der Haltepratzen schlagartig abge baut. Eine Verletzungsgefahr des Arbeiters durch einen weg fliegenden Blinddeckel ist somit ausgeschlossen. Durch an schließendes Drehen in umgekehrter Richtung kann dann der Deckel gelöst werden.

Inder Veröffentlichung Chemie-Ing. Techn., 31. Jahrg. 1959/ Nr. 8 ist die Entwicklung einer Berstscheibe mit hoher Ansprechgenauigkeit beschrieben. Die Berstscheibe ist kreis scheibenförmig ausgebildet und weist eine in das Innere eines Druckbehälters gerichtete Krümmung auf. Gemäß der genannten Veröffentlichung können mehrere Berstscheiben hin tereinander angeordnet sein um die Ansprechgenauigkeit zu steigern und eine freie Wahl des Berstdruckes zu ermögli chen.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vor liegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheits verschluß anzugeben, der den Anschluß eines mit einer Kupp lungshälfte versehenen Rohres oder Schlauches ermöglicht, der insbesondere eine Nachrüstung der bereits eingesetzten Storz- Sicherheitsverschlüsse ermöglicht, einen zuverlässigen Über druckabbau dauerhaft gewährleistet und eine Konstruktion er möglicht, bei der eine Verletzung von Bedienpersonen durch Überdruck ausgeschlossen ist.

Der erfindungsgemäße Sicherheitsverschluß ist demgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben. Vorteil hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Der erfindungsgemäße Sicherheitsverschluß der eingangs ge nannten Art zeichnet sich demgemäß dadurch aus, daß die Deckeleinheit als kreisscheibenförmige Überdrucksicherungs einheit ausgebildet ist, die bei auftretendem Überdruck nach gibt oder sich öffnet. Eine besonders vorteilhafte Weiterbil dung zeichnet sich dadurch aus, daß die Steifigkeit der Deckeleinheit so bemessen ist, daß ein Überdruck durch Form änderung der Deckeleinheit abgebaut werden kann.

Eine konstruktiv besonders einfach ausgestaltete Variante des erfindungsgemäßen Sicherheitsverschlusses zeichnet sich da durch aus, daß die Lagerung der Deckeleinheit so ausgebildet ist, daß sie bei auftretendem Überdruck nachgibt oder die Deckeleinheit freigibt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß die Deckeleinheit auf der der Festkupplung zugewandten Seite der Ringschultereinheit an einer Anschlageinheit gelagert ist. Damit ist es unter anderem möglich, den bekannten Storz- Sicherheitsverschluß einzusetzen, wobei lediglich die Deckel einheit des Storz-Sicherheitsverschlusses verändert werden muß, indem an der Ringschultereinheit beispielsweise eine Vorsprungseinheit zum Lagern der erfindungsgemäßen Deckelein heit angebracht werden muß.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherheitsverschlusses, der eine dauerhaft zuverlässige Überdrucksicherung darstellt zeichnet sich dadurch aus, daß die Deckeleinheit als Berstscheibe ausgebildet ist. Hierbei können bevorzugt radial verlaufende Querschnittsschwächungen in der Berstscheibe vorhanden sein, die dazu führen, daß bei Erreichen eines vorgegebenen Überdruckes die Berstscheibe birst und dadurch der Überdruck abgebaut wird, ohne daß Teile der Berstscheibe wegfliegen. Die Dicke der Berstscheibe oder die Ausbildung der Querschnittsschwächungen können empirisch ermittelt werden.

Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicher heitsverschlusses zeichnet sich dadurch aus, daß die Deckel einheit als Tellerfedereinheit ausgebildet ist.

Eine hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung besonders einfache bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Länge L der Lagerfläche der Deckeleinheit in ra dialer Richtung an der Ringschultereinheit so gewählt ist, daß die Querschnittsverkürzung der Deckeleinheit infolge Wöl bung bei auftretendem Überdruck ein Lösen der Deckeleinheit von der Ringschultereinheit bzw. der Anschlageinheit und da mit einen Druckausgleich ermöglicht und eine Abfangeinheit vorhanden ist, die die im Überdruckfall gelöste Deckeleinheit abfängt.

Zu Dichtungs- und/oder Arretierzwecken ist die Deckeleinheit bevorzugt mittels Klebung mit der Ringschultereinheit verbun den.

Nach einem weiteren Merkmal einer besonders bevorzugten Aus gestaltung ist die Abdeckeinheit bzw. die Abfangeinheit so ausgebildet, daß sie zumindest eine Ausnehmung und eine Git terstruktur aufweist, wodurch in einfacher Art und Weise von der Außenseite her insbesondere eine optische Kontrolle hin sichtlich des Zustandes der Deckeleinheit durchgeführt werden kann.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Sicherheitsverschlusses ist dessen Lagerung so ausgebildet, daß die bei Erreichen eines vorgegebenen Druck wertes nachgibt oder die Deckeleinheit ganz freigibt.

Als Material für die Deckeleinheit kann beispielsweise Alumi nium eingesetzt werden.

Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmale sowie durch die nachstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Die Merkmale der Ansprüche können in beliebiger Weise mitein ander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offensicht lich gegenseitig ausschließen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Wei terbildungen derselben werden im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher beschrieben und er läutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen den Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in be liebiger Kombination angewandt werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine um die Mittelachse um 90 Grad gedrehte jeweils halbseitige Querschnittsdarstellung durch einen Si cherheitsverschluß mit einer als Überdrucksicherungs einheit ausgebildeten Deckeleinheit einer ersten Aus führungsvariante,

Fig. 2 schematische Draufsicht auf eine als Berstscheibe ausgebildete Deckeleinheit,

Fig. 3 schematischer Querschnitt durch einen Teil eines Blinddeckels mit sich im Überdruckfall lösender Deckeleinheit und

Fig. 4 eine um die Mittelachse um 90 Grad gedrehte jeweils halbseitige teilweise Querschnittsdarstellung durch einen Sicherheitsverschluß mit einer als Überdrucksi cherungseinheit ausgebildeten Deckeleinheit einer zweiten Ausführungsvariante.

WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

Ein Sicherheitsverschluß 10.1 besitzt einen als Festkupplung 15 ausgebildeten Verschlußstutzen 12 auf den ein Blinddeckel 14 aufsetzbar ist. Sowohl die Festkupplung 15 als auch der Blinddeckel 14 besitzen je zwei um 180 Grad versetzt zueinan der angeordnete, starre Haltepratzen 22, 24. Die Festkupplung 15 besitzt eine Ringnut 26 und zwei Öffnungen, die in Fig. 1 nicht dargestellt sind, für jede Haltepratze 22 des Blind deckels 14, während sich am Blinddeckel 14 eine Ringnut 28 für die beiden starren Haltepratzen 24 der Festkupplung 15 befindet.

Die Haltepratzen 22, 24 verlaufen parallel zur Achse 11 der Festkupplung 15 und des Blinddeckels 14. Die Ringnut 28 des Blinddeckels 14 ist mit zwei nicht dargestellten Öffnungen zum Einschieben der Haltepratzen 24 der Festkupplung 15 ver sehen.

Der Blinddeckel 14 besitzt eine außenseitig umlaufende Veran kerungseinheit 16, an der die Haltepratzen 22 angeformt sind. Im Inneren der Verankerungseinheit 16 ist eine Deckeleinheit 18 mit Ringschultereinheit 20 vorhanden, wobei beide Einhei ten 18, 20 eine gemeinsame handhabbare Einheit bilden und ge genüber der Verankerungseinheit 16 bei nicht verschraubtem Blinddeckel 14 drehbar sind. Im geschlossenen Zustand drückt eine Vorsprungseinheit 34 auf eine entsprechende Gegenlager einheit 36 an der Ringschultereinheit 20, wodurch die Ring schultereinheit 20 mit Deckeleinheit 18 über zwei in Fig. 1 schematisch dargestellte Dichtungseinheiten 38 pressend auf die Festkupplungs-Gegenfläche 39 gedrückt wird und somit ab dichtend befestigt ist. Die Dichteinheiten 38 sind als Laby rinth-Dichtungen ausgebildet, deren Dichtwirkung mit steigen dem Innendruck zunimmt. Die Ringschultereinheit 20 ist über nicht dargestellte Sprengringelemente an der Verankerungsein heit 16 drehbar gehalten.

Die Deckeleinheit 18 ist als kreisscheibenförmige Einheit ausgebildet, wobei sie eine Steifigkeit aufweist, die ermög licht, daß sich die Deckeleinheit 18 bei Auftreten eines be stimmten Überdruckes verformt, wobei durch diese Verformung eine Verbindung zur Außenatmosphäre geschaffen wird und da durch der Innenüberdruck abgebaut wird. Die Deckeleinheit 18 ist auf der der Festkupplung zugewandten Seite der Ringschul tereinheit 20 anliegend an einem entsprechenden Vorsprung 48 gelagert. Der Lagerbereich der Deckeleinheit 18 an dem Vor sprung 48 ist zu Arretierungs- und Dichtungszwecken verklebt.

Gemäß Fig. 1 ist der Blinddeckel 14 nach außen hin mit einer am Blinddeckel 14 befestigten Abdeckeinheit 40 abgedeckt, die nicht dargestellte Ausnehmungen besitzt. Dadurch ist die Deckeleinheit 18 vor Beschädigung durch außen wirkende Ein flüsse geschützt und gleichzeitig kann der Zustand der Deckeleinheit optisch von außen durch die Ausnehmung hindurch erkannt werden. Die beim Öffnen der Deckeleinheit 18 infolge Überdruck austretende Luft kann problemlos durch diese Öff nungen entweichen.

Gemäß Fig. 2 ist die Deckeleinheit 18 als Berstscheibe 30 ausgebildet, mit radial jeweils um 45 Grad versetzt angeord neten Querschnittsschwächungen 32. Die Berstscheibe 30 ist so ausgebildet, daß sie sich bei einem vorgebbaren Überdruck öffnet, so daß ein Druckausgleich stattfinden kann.

Bei der schematischen Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 3, bei der lediglich eine Deckeleinheit 18 und eine Ringschul tereinheit 20 dargestellt ist, ist im Außenendbereich der Ringschultereinheit 20 eine die Deckeleinheit 18 überdeckende Auffangeinheit 40 angeschlossen, die verhindert, daß im Falle eines auftretenden Überdrucks die Deckeleinheit 18 wegge schleudert wird. Die Deckeleinheit 18 ist hierbei so ausge bildet, daß die durch die Vorsprungseinheit 48 der Ringschul tereinheit 20 vorhandene Lagerfläche bzw. Lagerlänge L so ge wählt ist, daß ein Wegfliegen der Deckeleinheit 18 infolge ihrer Wölbung aufgrund eines auftretenden Überdrucks möglich ist (gestrichelte Darstellung in Fig. 3). Durch die Wölbung erfolgt nämlich eine Verkürzung des Außendurchmessers der Deckeleinheit 18 (in einer Draufsicht gesehen), wodurch diese von ihrer Lagerfläche L abgleitet und den Sicherheitsver schluß bei Auftreten eines vorgebbaren Innendrucks schlagar tig öffnet, wobei die Auffangeinrichtung 40 die wegfliegende Deckeleinheit auffängt. Eine derartige Verkürzung ist mög lich, da im Lagerbereich L lediglich eine Verklebung zu Dicht- und Arretierzwecken vorhanden ist, die nicht in der Lage ist, die bei der Wölbung der Deckeleinheit auftretenden hohen Membrankräfte aufzunehmen.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist die Deckel einheit oberseitig an der Ringschutzeinheit beispielsweise mittels Klebung oder Berststiften befestigt, wobei bei Errei chen eines vorgegebenen Druckwertes im Inneren des Behälters die Klebung um die Berststifte nachgibt/nachgeben und die Deckeleinheit freigibt/-geben.

Der in Fig. 4 schematisch dargestellte Sicherheitsverschluß 10.2 weist im wesentlichen denselben Aufbau auf wie der Si cherheitsverschluß 10.1 gemäß Fig. 1. Gleiche Bauteile tragen das gleiche Bezugszeichen und werden nicht nochmals erläu tert.

Im Unterschied zu dem Verschluß 10.1 gemäß Fig. 1 besitzt der Sicherheitsverschluß 10.2 gemäß Fig. 4 eine Auffangeinheit 50, die direkt an der Verankerungseinheit 16 befestigt ist. Die Auffangeinheit 50 besteht aus einer stabilen Kreisplatte 52, die den Blinddeckel 14 vollständig überdeckt und ist über jeweils in Umfangrichtung um 90° versetzt vorhandene Stegele mente 54 mit der Verankerungseinheit 16 verbunden. Durch die beabstandet angeordnete Kreisplatte 52 entsteht zwischen der selben und dem Blinddeckel 14 ein Luftspalt 56, durch den hindurch die abgeblasene Luft im Überdruckfall problemlos entweichen kann.

An der Verankerungseinheit 16 ist innenseitig eine erste Nut einheit vorhanden, der eine entsprechende an der Außenseite der Ringschultereinheit 20 des Blinddeckels 14 zweite Nutein heit gegenüberliegt. Zwischen beide Nuteinheiten ist eine Sprengringeinheit 60 anordenbar, die eine drehbare Lagerung des Blinddeckels 14 innerhalb der Verankerungseinheit 16 ge währleistet und gleichzeitig verhindert, daß sich bei nicht aufgeschraubtem Blinddeckel die Ringschultereinheit von der Verankerungseinheit löst.

Claims

1. Sicherheitsverschluß (10) für Druckbehälter mit

1. - einem am Behälter angebrachten Verschlußstutzen (12),
2. - einem auf den Stutzen (12) aufsetzbaren Blinddeckel (14), wobei
3. - der Verschlußstutzen (12) als Festkupplung (15) ausge bildet ist, die zum Anschluß einer Förderleitung dient,
4. - der Blinddeckel (14) eine Deckeleinheit (18) mit Ring schultereinheit (20) und eine relativ zur Deckeleinheit (18) mit Ringschultereinheit (20) drehbare Verankerungs einheit (16) besitzt und
5. - die Festkupplung (15) und die Verankerungseinheit (16) mit parallel zu ihrer Achse verlaufenden starren Halte pratzen (22; 24) versehen sind, die in koaxiale Ringnuten (26; 28) eingreifen,

dadurch gekennzeichnet, daß
die Deckeleinheit (18) als kreisscheibenförmige Über drucksicherungseinheit ausgebildet ist, die bei auftre tendem Überdruck nachgibt oder sich öffnet und
die Deckeleinheit (18) auf der der Festkupplung (15) zu gewandten Seite der Ringschultereinheit (20) an einer An schlageinheit gelagert ist.

2. Sicherheitsverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifigkeit der Deckeleinheit (18) so bemessen ist, daß ein Überdruck durch Formänderung der Deckeleinheit (18) abgebaut wird.

3. Sicherheitsverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Deckeleinheit (18) so ausgebildet ist, daß sie bei auftretendem Überdruck nachgibt oder die Deckeleinheit (18) freigibt.

4. Sicherheitsverschluß nach einem oder mehreren der Ansprü che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckeleinheit als Berstscheibe (30) ausgebildet ist.

5. Sicherheitsverschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Berstscheibe (30) radial verlaufende Querschnitts schwächungen (32) besitzt.

6. Sicherheitsverschluß nach einem oder mehreren der Ansprü che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckeleinheit als Tellerfedereinheit ausgebildet ist.

7. Sicherheitsverschluß nach einem oder mehreren der Ansprü che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) der Lagerfläche der Deckeleinheit (18) in radialer Richtung an der Ringschultereinheit (20) so ge wählt ist, daß die Querschnittsverkürzung der Deckelein heit (18) infolge Wölbung bei auftretendem Überdruck ein Lösen der Deckeleinheit (18) von der Ringschultereinheit (20) bzw. Anschlageinheit bewirkt und damit einen Druck ausgleich ermöglicht und eine Abfangeinheit (40) vorhan den ist, die die im Überdruckfall gelöste Deckeleinheit (18) abfängt.

8. Sicherheitsverschluß nach Anspruch 5 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckeleinheit (18) vornehmlich zu Dichtungszwecken mit der Ringschultereinheit (20) verklebt ist.

9. Sicherheitsverschluß nach einem oder mehreren der vor stehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckeinheit (40) an dem Blinddeckel (14) vorhanden ist, die die Deckeleinheit (18) gegen Beschädigung von außen schützt und ein Entweichen des Mediums des gefüll ten Behälters bei auftretendem Überdruck erlaubt.

10. Sicherheitsverschluß nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckeinheit (42) bzw. Auffangeinheit (40) zumindest eine Ausnehmung oder eine Gitterstruktur, insbesondere zum Ermöglichen einer optischen Kontrolle des Zustandes der Deckeleinheit (18), aufweist.

11. Sicherheitsverschluß nach einem oder mehreren der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckeleinheit (18) aus Aluminium besteht.

12. Sicherheitsverschluß nach einem oder mehreren der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Verankerungseinheit (16) eine erste Nuteinheit und an der Ringschultereinheit (20) gegenüberliegend eine zweite Nuteinheit vorhanden ist und in die beiden Nutein heiten ein Sprengring oder ein oder mehrere Sprengring segmente (60) angeordnet sind.