DE2756727B2 - Berstscheiben-Anordnung - Google Patents
Berstscheiben-AnordnungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Berstscheibenanordnung für Druck-Systeme mit einem austrittsseitig
angeordneten Schlagbolzen und einer gewölbten Berstscheibe, deren konkave Seite dem abzusichernden
System zugewandt ist.
Eine Berstscheibenjnordnung dieser Art ist durch die
US-Patentschrift 30 91 365 bekannt geworden. Hier ist zum Begrenzen des Druckes eines Fluids in einem
Behälter dessen Austrittsseite mit einer Membrane abgeschlossen, wobei deren konkave Seite dem
abzusichernden System und deren konvexe Seite einem Schlagbolzen zugewandt ist.
Durch diese bekannte Ausbildung sollen Vorteile einer Membrane mit natürlicher Zerreißung durch die
Möglichkeit ergänzt werden, den Zerreißanfangspunkt zusätzlich noch durch eine Schneidanordnung einstellen
zu können.
Diese Maßnahmen sind aber mit dem Nachteil behaftet, daß einmal die Toleranzen für die Berstung der
Membrane noch viel zu hoch liegen und demgemäß die Ansprechgenauigkeit zu gering ist. Dieser Fehler ist
durch die zusätzliche Schneideinrichtung nicht behoben, denn die Schneidkante wird für einen bestimmten
Berstdruck voreingestellt, wodurch jedoch die Bersttoleranzen der Membrane unbeeinflußt bleiben, d. h., sie
können nicht eliminiert werden.
Hinzu kommt noch ein weiterer Nachteil, nämlich die Beemflußbarkeit dieser Systeme durch Temperaturänderungen.
Aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zwischen Lagermaterial, Membrane.
Fluid und der Schneideinrichtung etc. ist eine genau definierte Ansprechgenauigkeit nicht gegeben. So sind
diese bekannten Einrichtungen beispielsweise nicht für Anlagen brauchbar, bei denen hohe Massendurchsätze
genau abgesichert werden müssen, wie dies bei Luftversorgungsanlagen für Feststoff-Stautriebwerke
der Fall ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Berstsicherung zu schaffen, die von
Temperatureinflüssen unabhängig eine hohe Ansprechgenauigkeit aufweist und die eine mit hoher Zuverlässigkeit
funktionierende Überdrucksicherung darstellt.
Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der
Schlagbolzen mit einem Druckkolben verbunden ist, der über ein in einer Verbindungsleitung angeordnetes, bei
Erreichen des Ansprechdrucks öffnendes Vollhub-Überdruck Ventil schlagartig mit dem Druck des
abzusichernden Systems beaufschlagbar ist
ίο Durch diese Maßnahmen ist nun eine Überdrucksicherung
geschaffen, die von Temperatureinflüssen völlig unabhängig ist, da der Fluiddruck selbst das
Bersten der Membrane bestimmt
Durch diese Maßnahmen werden unter Ausnutzung d?r Vorteile einer Membranensicherung die Vorteile kostspieliger und aufwendiger Sicherheitsventile erreicht
Durch diese Maßnahmen werden unter Ausnutzung d?r Vorteile einer Membranensicherung die Vorteile kostspieliger und aufwendiger Sicherheitsventile erreicht
Die Erfindung ist in ihren Einzelheiten in den Ansprüchen niedergelegt und in der Beschreibung
anhand eines Ausführungsbeispiels funktionell und aufbaumäßig beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel
ist in der Zeichnung dargestellt Es zeigt
F i g. 1 einen Querschnitt durch die Berstscheiben-Anordnung im sogenannten Null-Zustand, wobei also die
Grenze des Berstdruckes noch nicht erreicht ist;
F i g. 2 eine Draufsicht auf die Berstscheiben-Anordnung nach Fig. 1.
Bekanntlich haben Berstscheiben-Anordnungen die Aufgabe, Anlagen oder Anlagenteile gegen Überschreitung
eines maximal zulässigen Betriebsdruckes zu schützen. Aufgrund ihrer relativen Preisgünstigkeit
werden solche Sicherungen häufig anstelle von aufwendigen Sicherheitsventilen eingesetzt. Vor allem bei
großen Nennweiten ist hier der Preisunterschied zwischen Sicherheitsventil und konventioneller Berstsicherung
beachtlich groß. Allerdings wird dieser Vorteil durch eine große Differenz zwischen maximal zulässigem
Betriebsdruck und dem Sollberstdruck erkauft, aber auch durch eine große 'ibhängigkeit des
Berstdruckes von der Medium- und Umgebungstemperatur, was ;:u großen Ansprechungenauigkeiten führt.
Die Ausführungsform nach der Erfindung weist nun die Vorteile eines hochwertigen Sicherheitsventils
bezüglich seiner hohen Ansprechgenauigkeit und des geringen Abstandes des Betriebsdruckes zum öffnungsdruck
sowie die Vorteile der Berstsicherung in bezug auf unproblematische Montage und Preisgünstigkeit auf.
Das in der Figur dargestellte Beispiel einer Berstscheiben-Anordnung
weist vornehmlich eine Reihen-Schaltung von drei Komponenten und zwar aus einem kleinen Vollhubsicherheitsventil mit einem Arbeitskolben
und einer Berstscheibe auf.
Am einsirömungsseitigen Ende der Berstscheiben-Anordnung,
die an einem Behälter 10 oder einer Rohrleitung angebracht ist, befindet sich eine Membrane
20 mit eimern Fluidausgangskanal 11, mit dem sie fest
verbunden ist. Das heißt, die Membrane 20 ist in der Verschraubung von Behälter 10 und Kanal 11
angeordnet und eingepreßt. Zwischen diesen beiden Elementen 10, 11 ist nun eine Verbindungsleitung 12
gelegt, deren Ausgangskanal durch ein mittels Feder 19 belastetes Vollhub-Überdruck-Ventil 13 abgedichtet ist.
Zusätzlich ist der Ventilboden mit einem Verschlußstück 18 versehen, das vorzugsweise aus einem
elastischen Material gebildet ist. Aber auch eine Labyrinthdichtung kann für bestimmte Fälle von Vorteil
sein. Von diesem Vollhub-Überdruckventil führt ein Druckkanal 14 zu einem Gehäuse 14a, in dem ein mit
einer Rückholfeder 17 vorgespannter Schlagbolzen 15 beweglich gelagert isL Dieser Schlagbolzen 15 ist mit
einem Druckkolben 16 versehen, auf den das überströmende Medium 21 einwirkt.
Steigt der Druck unterhalb der Membrane bzw. Berstscheibe 20 auf den eingestellten höchstzulässigen
Wert, so drückt das in der Verbindungsleitung befindliche Medium das Vollhub-Oberdruck-Ventil 13
gegen den Ausgleichsdruck der Feder 19 hoch. Damit ι ο wird der Druckkanal 14 freigegeben und das Medium
überträgt den Druck auf den Druckkolben 16 des Schlagbolzens 15. Dieser schlägt mit seiner Spitze auf
die Membrane 20 und bringt diese zum Bersten. Für die
zu etwa 60 bis 70% des Sollberstdruckes belastete Berstscheibe 20 genügt diese Schlagbolzenverletzung,
um vollständig aufzureißen und den vollen Querschnitt des Ströinungsrohres 11 freizugeben.
Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in einfacher, aber absolut wirkungsvoller Weise eine hohe
Ansprechgemiuigkeit erreicht. Außerdem wird eine weitgehende Unabhängigkeit des Berstdruckes von der
Temperatur des Mediums, wie überhaupt von Temperatureinflüssen erzielt Zusätzliche Druckmedien sind
nicht erforderlich, wodurch einer Abnahme bzw. Zulassung durch Technische Überwachungsvereine kein
Hindernis im Wege steht
Die vielseitige Anwendbarkeit der Erfindung zeigt sich auch in der Möglichkeit, den Berstdruck durch
Verstellung bzw. Einstellung des Vollhub-Überdruck-Ventiles zu ändern, ohne daß dabei die Berstscheibe
gewechselt werden muß. Versuche haben gezeigt, daß sich der Berstdruck durch Voreinstellen des Sicherheitsventils mit einer absoluten Genauigkeit von 1 bis
2 Kp/cm2 reproduzieren ließ.
Sollten am Sitz des Überdruckventils 13 zwischen dem Verschlußstück 18 und der Verbindungsleitung 12
Leckagen auftreten, so werden diese durch eine kleine Bohrung 22 im Ventilgehäuse 13a abgeführt, ohne daß
dadurch die Berstsicherung anspricht
liierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Berstscheibenanordnung für Druck-Systeme mit einem austrittsseitig angeordneten Schlagbolzen
und einer gewölbten Berstscheibe, deren konkave Seite dem abzusichernden System zugewandt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagbolzen (15) mit einem Druckkolben (16) verbunden
ist, der über ein in einer Verbindungsleitung (12) angeordnetes, bei Erreichen des Ansprechdrucks
öffnendes Vollhub-Oberdruck-Ventil (13) schlagartig mit dem Druck des abzusichernden Systems (21)
beaufschlagt ist
2. Berstscheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückholfeder (17)
zur Halterung des Schlagbolzens (IS) in der Ruhestellung vorgesehen ist
3. Berstscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß im Ventilgehäuse (13ajdes Überdruckventils (13) bohrungen (22) zum Abführen einer
eventuellen Leckage zwischen dem Verschlußstück (18) und der Verbindungsleitung (12) vorgesehen
sind.
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Family Applications (1)
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1977
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Also Published As
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