DE1965817C3 - Druckbehälter aus einem starren Gefäß mit axial fluchtenden öffnungen an beiden Enden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen druckbehälter, bestehend aus einem starren Gefäß mit axial fluchtenden öffnungen an den beiden Enden, einer verformbaren Scheidewand oder Blase in dem Behälter zwischen den beiden Öffnungen, welche an einem Ende ein Mundstück hat, einem sich nach außen erstreckenden Gasanschluß, dessen Teil größeren Durchmessers mit diesem Mundstück verbunden ist, einem herausnehmbaren Einsatz zwischen dem Gasanschluß und der einen Öffnung des Gefäßes und einem Verriegelungsorgan mit mehreren Segmenten, welches zwischen die Gefäßöffnung und den Einsatz greift.

Ein solcher Druckbehälter ist aus der US-PS 23 90 319 bekannt. Bei diesem Druckbehälter ist die Inrienwandung der Druckbehälteröffnung, durch welche hindurch sich der Gasanschluß erstreckt, mit einer umlaufenden Nut versehen, in die die Verriegelungssegmente eingesetzt werden. Der Einsatz ist am oberen Umfang mit einer umlaufenden Aussparung versehen, die die Verriegelungssegmente untergreift, so daß der Einsatz durch die Verriegelungssegmente gehindert wird, durch den Druck innerhalb der Scheidewand oder Blase durch die Öffnung des Gefäßes hindurch nach außen gedruckt zu werden. Der Einsatz ist ferner durch eine Deckelplatte gesichert, die über den Außenrand der Gefäßöffnung greift und mit dem Einsatz verschräübt ist. Das Mundstück der Seheidewand bzw. Blase ist zwischen dem Einsatz und dem Gasanschluß eingeklemmt. Der Gasanschluß ist seinerseits an dem Einsatz festgeschraubt.

Druckbehälter dieser Art werden z. B. mit Öl und unter Druck stehendem Gas gefüllt, wobei das Öl und das Gas durch die Scheidewand bzw. Blase voneinander getrennt werden. Solche Druckbehälter haben verhältnismäßig große Abmessungen, z. B. mit einem Fassungsvermögen von 1501, sowie ein sehr hohes Gewicht, z. B. in der Größenordnung von 130—180 kg.

Solche Druckbehälter werden häufig in senkrechter Stellung aufgebaut und über den Gasanschluß mit einer Druckleitung verbunden. Die Scheidewand unterliegt einem relativ hohen Verschleiß und muß daher von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden. Wenn nun der Druckbehälter zum Zwecke des Ersetzens der Blase

ίο oder Scheidewand von der Druckleitung getrennt werden muß, so erfordert diese Arbeit in Anbetracht des hohen Behältergewichtes die Beteiligung mehrerer Arbeiter, um den Behälter zu bewegen. Häufig ist dazu sogar ein Kran oder Flaschenzug erforderlich. Der zum

f5 Ersetzen der beschädigten Blase notwendige Zeitaufwand ist daher recht beträchtlich, und die mittels des Druckbehälters betriebene Anlage liegt dann natürlich während der gleichen Zeit still, was sehr störend sein kann.

Beim Öffnen des Druckbehälters besteht ferner die Schwierigkeit, daß durch die großen Abmessungen desselben und demzufolge die große Oberfläche des dem Innendruck ausgesetzten Gasanschlusses, an dem die Blase befestigt ist, selbst bei verhältnismäßig geringem Innendruck die gegen den Gasanschluß wirkenden Kräfte sehr hoch sind. Wenn der Gasanschluß in der oberen öffnung des Gefäßes entfernt werden kann, bevor praktisch der gesamte Innendruck entspannt ist, kann es vorkommen, daß der Gasanschluß plötzlich ausgeblasen wird, was natürlich eine beträchtliche Gefahr darstellt

Bei dem bekannten Druckbehälter nach der US-PS 23 90 319 ist der Ausbau des Gasanschlusses zum Ersetzen der Blase ein relativ aufwendiger Vorgang.

Ferner besteht die Gefahr, daß beim Lösen der Deckelplatte von dem Einsatz, wenn der Druck im Inneren des Behälters nicht vollständig entspannt ist, die Verriegelungssegmente aus der Ringnut der Gefäßöffnung herausgedrückt werden und der Gasanschluß mitsamt Einsatz herausgeblasen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Druckbehälter der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen leichten Austausch der Blase ermöglicht und mit Sicherheit erst dann zuläßt, wenn in dem Behälter kein Druck mehr vorhanden ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Druckbehälter der eingangs genannten Art gelöst, der gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß das Verricgelungsorgan einzrseits unmittelbar an der Unterseite

so der die öffnung umgebenden Wandung des Gefäßes und andererseits an dem als Schulter ausgebildeten unteren Ende des Einsatzes anliegt, daß die Segmente des Verriegelungsorgans durch einen elastischen Ring verbunden sind, welcher die Unterseite der die öffnung umgebenden Wandung des Gefäßes untergreift, und daß der die Segmente des Verriegelungsorgans verbindende elastische, im Querschnitt kegelförmige Ring nahe dem an dem Gasanschluß befestigten Wandungsteil der Blase eine zum gewölbten Teil des Behälters hin geneigte Fläche aufweist, welche diesen Wandungsteil abstützt, wenn die Blase sich ausdehnt.

Die geneigte Fläche des im Querschnitt kegelförmigen Ringes hat die Aufgabe, den von dem Gasanschluß ausgehenden Wandungsteil der Blase abzustutzen; denn der Gasanschluß ist so ausgebildet, daß die Blase in unmittelbarer Nähe der Gefäßöffnung im Abstand von der Gefäßinnenwandung gehalten wird. Die geneigte Fläche verhindert also, daß dieser Wandungsteil der

Blase unmittelbar am Gasanschluß zur Gefäßinnenwandung hin umgeknickt wird.

Ein im Querschnitt kegelförmiger Ring, der ebenfalls die Aufgabe hat, die Blasenwandung im Bereich des nach innen vorstehenden Gasanschlusses eines Druckbehälters abzustützen, ist bereits aus der DE-AS 12 73 934 bekannt Bei diesem bekannten Druckbehälter ist jedoch die Blase nicht am Gasanschluß befestigt Eine ähnliche Anordnung ist auch aus der US-PS 32 U 184 bekannt Do·! ist das Munstück der Blase zwischen dem Gasanschluß und der Innenwandung des Druckgefäßes unter Zwischenlage eines im Querschnitt allgemein kegelförmigen Ringes eingespannt

Bei dem erfindungsgemäß vorgesclilagenen Druckbehälter kann der Gasanschluß nicht von innen aus der Gefäßöffnung herausgedrückt werden; vielmehr muß er zum Ausbau des Gasanschlusses in den Behälter hineingedrückt werden. Dies ist erst möglich, nachdem der Druck im Inneren des Behälters völlig entspannt ist Auf diese Weise werden Gefährdungen durch Ausblasen des Gasanschlusses beim Auswechseln der Blase mit Sicherheit ausgeschlossen.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsueispiel der Erfindung, und zwar sind

F i g. 1 eine Seitenansicht mit geschnittenen Teilen eines Druckbehälters gemäß der Erfindung,

F i g. 2 ein Längsschnitt durch den Druckbehälter in vergrößertem Maßstab,

Fig.3 eine Grundriß des verformbaren Verriegelungsorgans und

F i g. 4 ein Teilschnitt durch das Verriegelungsorgan und die damit zusammenarbeitenden Teilen in vergrößertem Maßstab.

In der dargestellten Ausführungsform hat der Druckbehälter ein Gefäß 11 aus starrem widerstandsfähigem Material, wie z. B. Stahl, gegossenem Aluminium od. dgl, das den hohen Drücken standhalten kann. Der dargestellte Druckbehälter hat große Abmessungen, beispielsweise ein Fassungsvermögen von 150 Litern und ein Gewicht von 130 bis 180 kg.

Im wesentlichen hat der Druckbehälter zylindrische Gestalt mit gewölbten Böden und er enthält eine verformbare Scheidewand, die zwischen die öffnung 12 für das Gas und die öffnung 13 für die Flüssigkeit eingeschaltet ist Diese Scheidewand besteht aus einem Sack oder einer Blase 14, die ausdehnbar und zusammenziehbar ist Sie ist aus elastischem Material, wie z. B. aus Kautschuk oder synthetischem Kunststoff mit gleichen physikalischen Eigenschaften und in entspanntem drucklosem Zustande kleiner als der Hohlraum des Gefäßes. Die Blase 14 ist an ihrem einen Ende 15 geschlossen, und sie hat an ihrem anderen Ende ein Mundstück 16, in welchem beispielsweise durch entsprechende Formgebung bei 18 ein Anschluß 17 befestigt ist

Der Anschluß 17 hat einen zylindrischen Körper 19, welcher an seinem inneren Ende mit einem Teil 21 von größerem Durchmesser versehen ist Dieser Teil bildet eine ringförmige Schulter 22 und stellt eine Endscheibe dar, die einen flanschartigen Rand 23 hat Das Mundstück 16 der Blase ist, wie aus Fig.4 ersichtlich, über die Endscheibe 21 herübergeformt

Der zylindrische Körper 19 hat eine Mittelbohrung 14, die an ihrem inneren. Ende bei 25 von geringerem Durchmesser ist und die zwischen dem Inneren der Blase und einem Druckmesser 26, der an das äußere Ende der Bohrung 24 abgeschlossen ist, eine Verbindung herstellt AußenJeft enthält der Körper 19 eine axial versetzte Bohrung 27, die an ihrem inneren Ende bei 28 ebenfalls von geringerem Durchmesser ist und an ihrem äußeren Ende ein Ventil 29 aufweist, über das die Blase mit Druckgas gefüllt werden kann.

Besondere Mittel dienen zum Festhalten des Anschlusses 17 in der öffnung 21.

Die öffnung 12 enthält einen zylindrischen Einsatz 31 mit einer durchgehenden Längsbohrung 32 und an. inneren Ende mit einem flanschartigen Rand 33, so daß eine Ringschulter 34 und ein verjüngter Halsteil 35 vorhanden sind.

Der Außendurchmesser des Randes 33 ist etwas kleiner als der Durchmesser der öffnung 12, so daß der Rand 33 leicht eingeführt werden kann. Die Länge des Halsteiles 35 ist so gewählt, daß dieser aus der öffnung 12 herausragt.

Der Einsatz 31 ist in dem Gefäß 11 mittels eines Verriegelungsorganes in Form eines Ringes 36 befestigt, der so ausgebildet ist, daß er leicht verformt und somit in die öffnung 12 des Gefäßes 11 eingeführt werden kann. Das in den F i g. 2 bis 4 dargestellt Verriegelungsorgan

36 hat mehrere gebogene Segmeme ", die aus hartem Metall, wie z. B. Stahl, bestehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Segmente vorhanden, die eine etwas geringere Ausdehnung als 180° haben, so daß sie, τλτ Bildung eines Ringes zusammengefügt, zwischen ihren benachbarten Enden 38 einen Spalt 39 freilassen.

Der von den aneinandergelegten Segmenten gebildete Ring hat einen Innendurchmesser, der etwas größer ist, als der Außendurchmesser des Halsteiles 35 des Einsatzes 31. Die Innenwandung 41 der Segmente 37 umgibt also enganliegend den Halsteil 35, während die Schulter 34 auf dem inneren Umfang 42 der Segmente aufliegt.

Der Außendurchmesser des von den zusammengelegten Segmenten 37 gebildeten Ringes ist größer a!s derjenige der Öffnung 12, so daß die Oberseite 43 der Segmente 37 an dem inneren Umfang der öffnung 12 zur Anlage kommt, wie dies aus F i g. 4 ei°sichtl!ch ist

Die Oberseite jedes der Segmente 37 hat in der Nähe des inneren Umfanges einen gebogenen Kragen 44, dessen Breite etwa gleich dem Unterschied zwischen dem Außendurchmesser des Halsteiles 35 und dem Durchmesser der Öffnung 12 ist so daß der Kragen 44, wenn er zwischen den Halsteil 35 und die öffnung 12 eingesetzt ist, den Einsatz 31 in der Öffnung 12 zentriert hält

Mit der Unterseite und der Außenseite der Segmente

37 ist beispielsweise durch Verkleben, durch Vulkanisieren od. dgl. ein Ring 51 verbunden. Der Ring 51 besteht aus elastischem Material, wie z. B. aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk. Der Innendurchmesser 52 des elastischen Ringes 51 ist größer als der Außendurchn-;sier des von den zusammengesetzten Segmenten 37 gebildeten Ringes, so daß der Umfang der öffnung 12 an der metallischen Oberfläche 43 der Segmente 37 anliegt.

Der Ring 51 hat einen dreieckigen Querschnitt, und er bildet eine schräge Anlagefläche 53 für denjenigen Teil der Blase 14, eier dem Mundstück 16 benachbart ist, so daß dieser Teil der Blase dort eine Abstützung findet, wenn die Blase ausgedehnt wird.

Zum Zwecke einer flüssigkeitsdicliten Abdichtung zwischen dem Halsteil 35 des Einsatzes 31 und der Wandung 55 der öffnung 12 ist ein elastischer Dichtungsring 56, z. B. ein O-Ring, vorgesehen, der den Halsteil 35 zwischen dem Kragen 44 und einem benachbarten Kragen 57 umgibt, der von dem inneren

Umfangeines Ringes58gebildet wird.

Bei der Montage des Akkumulators wird der Anschluß 17, an dem die Blase befestigt ist, durch die Bohrung 32 in den Einsatz 31 eingeführt und dort mit Hilfe einer Mutter 59, die auf das außen mit Gewinde 61 versehene Ende des Anschlusses 17 aufgeschraubt wird, festgelegt Dann wird die Blase 14 sowie der Einsatz 31 mit dem auf ihm befestigten Anschluß 17 durch die öffnung 12 in das Gefäß 11 gebracht. Hierauf wird das Verriegelungsorgan 36 durch Zusammenbiegen der beiden Segmente 37 verformt. Das verformte Verriegelungsorgan 36 kann nun leicht durch die öffnung 12 in das Gefäß 11 befördert werden. Darauf wird das Verriegelungsorgan 36 losgelassen, so daß es infolge der Elastizität des verformten Ringes 51 wieder seine ursprüngliche Ringform annimmt, und auf den Halsteil 35 des Einsatzes 31 aufgesteckt werden kann. Der Einsatz 31 wird dann nach außen gezogen, bis sich seine

37 legt Die Außenseite 43 der starren Segmente wird dabei gegen den inneren Umfang der öffnung 12 des Gefäßes gedrückt. Der Dichtungsring 56 und der Ring 58 können dann auf den Halsteil 35 gesteckt werden, und die Mutter 63 wird auf den außen mit Gewinde versehenen Teil 64 des Halsteiles 35 geschraubt. Das Ganze wird nun festgezogen, um die verschiedenen zusammengefügten Teile miteinander in fester Verbindung zu halten.

Eine das obere Ende des Einsatzes 31 umgebende Kappe 65 schützt das Luftventil 29 und den Druckmesser 26. Die Kappe 65 !>:>' ^ine Öffnung 66, die ein Ablesen des Druckmessers 2u ermöglicht.

Die Durchtrittsöffnung 13 des Akkumulators hat den gleichen Durchmesser wie die öffnung 12, und sie enthält eine Hülse 71, die in der Öffnung 13 in gleicher Weise wie der Einsatz 31 in der öffnung 12 festgelegt ist Die verschiedenen Teile dieser Anordnung sind, soweit sie Teilen der vorher beschriebenen Anordnung entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen jeweils mit einem Beistrich versehen.

Das innere Ende der Hülse 71 ist bei 72 kegelig gestaltet um so einen Sitz für den ebenfalls kegeligen Rand 73 eines Ventilkörpers 74 zu bilden. Gegen die obere Räche 75 des Ventilkörpers 74 kann sich das geschlossene Ende 15 der Blase anlegen.

Der Ventilkörper trägt eine axial verlaufende Stange 76, die verschiebbar in einem axialen Führungsorgan 77 gelagert und durch eine die Stange 76 umgebende Schraubenfeder 78 normalerweise nach außen in die Öffnungsstellung gedruckt wird. Eine auf das äußere Ende der Stange '6 aufgeschraubte Mutter 79 kann an dem benachbarten Ende des Führungsorganes 77 zum Anschlag kommen, wodurch die Verschiebung des Ventilkörpers nach innen begrenzt wird.

Das äußere Ende 82 der Hülse 71 trägt Außengewin de zur Aufnahme eines Kupplungsflansches 83. Diesel Kupplungsflansch ist durch eine Reihe über den Umfang verteilter Bolzen 84 mit einem entsprechenden Flanscl 85 verbunden, der sich auf dem oberen Ende einer Hüls« 86 befindet, die an ihrem unteren Ende einen zweiter Flansch 87 trägt, der beispielsweise durch Verschwel ßung bei 88 mit einer Druckleitung 89 verbunden ist Zwischen den Flanschen 83 und 85 befindet sich eini

ίο Dichtung 90.

In Anbetracht der großen Abmessungen und de hohen Gewichtes des Akkumulators 11 sind die Hüls« 71 und die Flansche 83,85 und 87 wie auch die Hülse 8( durchweg sehr kräftig ausgeführt, um so dem vertika aufgestellten Akkumulator 11 eine starre Unterstützunj zu bieten.

Im Falle einer Beschädigung der Blase 14 ist es nich erforderlich, den Akkumulator von der Leitung 89, au dsr sr montiert ist, sbzunshfnen. Man ksnn vielmehr di* Blase auf sehr einfache Weise ersetzen, indem dii öffnung 12 freigelegt wird. Zu diesem Zweck ist dii Kappe 65 abzunehmen und die Mutter 63 abzuschrau ben. Dann wird der Einsatz 31 in das Innere des Gefäße 11 geschoben, so daß das Verriegelungsorgan 36 vot

?■> dem Halsteil 35 des Einsatzes entfernt werden kann. Au der öffnung 12 kann das Verriegelungsorgan herausge nommen werden, indem man es verformt

Wem? sich in der Blase 14 Druckluft befindet, so üb diese auf den Einsatz 31 einen Druck aus, wodurch eim

jo Verschiebung des letzteren verhindert wird. Bei de Demontage des Akkumulators ist es also nicht möglich daß man vergißt den restlichen luftdruck in der Blasi zunächst abzulassea Es besteht also nicht die Gefahi daß der Einsatz aus dem Gefäß herausgeblasen wird.

Nachdem der Einsatz 31 und die damit in Verbindunj stehende Blase 14 aus dem Gefäß entfernt sind, wird dii Mutter 59 abgeschraubt so daß der Anschluß 17 und dii damit verbundene Blase 14 zusammen von dem Einsat; 31 gelöst werden können. Es bestehen dann keim

Schwierigkeiten, einen neuen Anschluß 17 mit eine

damit verbundenen neuen Blase 14 in den Einsatz 3 einzubringen und die Vorrichtung wieder so zusammen zubauen, wie dies vorstehend beschrieben wurde.

Dank der vorstehend beschriebenen Konstruktior

bei der der Akkumulator in seiner an seinem oberei Ende angeordneten Gasdurchtrittsöffnung 12 einei leicht entfernbaren Einsatz aufweist kann die Blas· ohne Schwierigkeiten ersetzt werden, ohne daß de Akkumulator von der mit ihm verbundenen Anlag'

so getrennt werden muß. Diese leichte Ersetzbarkeit de Blase oder sonstigen Scheidewand erspart schv, >rig Manipulationen mit dem schweren Akkumulator um verkürzt die Stillstandszeiten der mit dem Akkumulato ausgerüsteten Anlage.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Druckbehälter, bestehend aus einem starren Gefäß mit axial fluchtenden öffnungen an den beiden Enden, einer verformbaren Scheidewand oder Blase in dem Behälter zwischen den beiden öffnungen, weiche an einem Ende ein Mundstück hat, sinem sich nach außen erstreckenden Gasanschluß, dessen Teil größeren Durchmessers mit diesem Mundstück verbunden ist, einem herausnehmbaren Einsatz zwischen dem Gasanschluß und der einen öffnung des Gefäßes und einem Verriegelungsorgan mit mehreren Segmenten, welches zwischen die Gefäßöffnung und den Einsatz greift, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsorgan (36) einerseits unmittelbar an der Unterseite der die öffnung (12) umgebenden Wandung des Gefäßes (11) und andererseits an dem als Schulter (34) ausgebildeten unteren Ende des Einsatzes (31) anliegt, daß die Segmente (37) des Verriegeiungsorgans durch einen elastischen Ring gl) verbunden sind, welcher die Unterseite der die ffnung umgebenden Wandung des Gefäßes untergreift, und daß der die Segmente (37) des Verriegelungsorgans verbindende elastische, im Querschnitt kegelförmige Ring nahe dem an dem Gasanschluß (17) befestigten Wandungsteil der Blase (14) eine zum gewölbten Teil des Behälters hin geneigte Fläche (53) aufweist, welche diesen Wandungsteil abstützt, wenn die Blase sich ausdehnt