DE2152893A1 - Druckgefäß mit Sicherheitsvorrichtung - Google Patents

Description

• Druckgefäss mit Sicherheitsvorrichtung Diese Erfindung betrifft ein Druckgefäss mit Sicherheitsvorrichtung und einem Deckel, der mindestens ein Organ aufweist, das mit einem zugeordneten Gegenorgan des Druckgefässes in dessen Schliesstellung mittels eines Verbindungselementes lösbar verbunden und gegen Oeffnen gesichert ist.
• Derartige Druckgefässe müssen vor jedem Oeffnen darauf geprüft werden, ob sie entlüftet sind. Wird die Entlüftung unterlassen, können beim Oeffnen des Gefässes durch den in seinem Inn£rn herrschenden Ueberdruck schwere Unfälle und Schäden angerichtrt werden. Die bekannten Druckgefässe sind daher gewöhnlich mit Fangvorrichtungen für den Deckel ausgerüstet, die aber die genanntan Gefahren nicht beseitigen, sondern nur verringern. Mit dem @effnen dieser Druckgefässe können weiterhin nur solche Personen betraut werden, die genügend Erfahrung und Verantwortung besitzen.
• As g nsbesondere für die Fälle, in denen die Drucke und Raumnhalte beträchtliche Werte erreichen und die Arbeitsmedien bzw.
• de@en Dämpfe aggressiv sind.
• ber Erfindung liegt das Bestreben zugrunde, ein Druckgefä@s mit einer narrensicheren Sicherheitsvorrichtung gegen das @effnen @nter Druck zu schaffen.
• Erfindungsgemäss wird das dadurch erreicht, dass eine den Druckraum mlt dem Aussenraum verbindende Entlüftungsöffnung vorgesehen ist, die in Schliesstellung des Druckgefässes verschlossen ist, wobei das Verbindungselement so betätigbar ist, dass er zuerst den Verschluss der Entlüftungsöffnung während einer für die Entlüftung ausreichenden Zeit aufhebt, bevor die Verbindung zwischen Organ und Gegenorgan lösbar ist.
• Im folgenden wird als Beispiel eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ausschnittsweise im Längsschnitt ein Druckgefäss mit Sicherheitsvorrichtung in Schliesstellung, Fig, 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1, und Fig. 3 eine Draufsicht aus Richtung III-III.
• Das in der Zeichnung dargestellte Druckgefass hat eine zylinderförmige Innenwand 1, auf deren Oberkante sich in Schliessstellung ein Deckel 2 abstützt. Mit dem Oberteil des Deckels 2 ist ein Joch 3 starr verbunden. Von diesem Joch 3 stehen parallel zur Längsachse des Druckgefässes zwei gleichbeschaffene Schliessbolzen nach unten ab, von denen in der Zeichnung nur einer dargestellt und mit der Bezugsziffer 4 versehen ist. Der äussere Endabschnitt des Schliessbolzens 4 hat, wie die Fig. 3 zeigt, ovalförmigen Querschnitt. Kurz vor seinem äusseren Ende weist er ferner eine Querbohrung 5 zur Verstiftung auf. Von der Innenwand 1 steht ein quaderförmiger Block 6 seitlich nach aussen ab, der mit der Innenwand 1 durch Schweissen unlösbar verbunden ist. Der Block 6 weist zur Aufnahme des Schliessbolzens 4 eine erste durchgehende Bohrung 7 auf, die im Abstand von der Innenwand 1 parallel zur Längsachse des Druckgefässes verläuft und einen etwas grösseren ovalförmigen Querschnitt hat als der Endabschnitt des Schliessbolzens 4. Im Block 6 befindet sich ferner eine zweite durchgehende Bohrung 8, die kreisförmigen Querschnitt hat, auf der Innenwand 1 senkrecht steht und die Bohrung 7 schneidet.
• Die durchgehende Bohrung 8 verjüngt sich an ihrem an die Seitenwand 1 grenzenden Ende kegelförmig. Mit der Bohrung 8 fluchtet eine durchgehende Oeffnung in der Innenwand 1, die eine den Druckraum 9 mit dem Aussenraum verbindende zylindrische Entlüftungsöffnung 10 bildet. Der Durchmesser der Oeffnung 10 ist gleich dem klelnsten Durchmesser der Bohrung 8.
• Kanal 10 und Bohrung 8 nehmen den entsprechend geformten Hauptteil eines rotationssymmetrischen Verbindungsbolzens 12 auf.
• Dessen an den Druckraum 8 grenzendes Ende ist mit einer gleichachsigen Ringnut zur Aufnahme der O-Ringdichtung 14 versehen. Diese dichtet in der dargestellten Schliesstellung den Verbindungsbolzen 12 gegen die Wände der Oeffnung 10 und damit den Druckraum 9 gegen den Aussenraum ab. Der aus der Bohrung 8 frei herausragende Teil des Verbindungsbolzens 12 weist einen gleichachsigen Sperrflansch 16 auf, dessen eine Flanschfläche sich in der dargestellten Schliesstellung auf dem Block 6 abstützt. Die gegenüberliegende Flanschfläche 16a wird im folgenden als Sperrfläche bezeichnet.
• Im Abstand vom Sperrflansch 16 hat der Verbindungsbolzen 12 einen gleichachsigen Entsperrflänsch 18, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der des Sperrflansches 16. Die letzterem zugekehrte Fläche des Entsperrflansches 18 wird im folgenden Entsperrflache 18a genannt. Sperrfläche 16a und Entsperrfläche 18a begrenzen eine gleichachsige Ringnut 19. Am äusseren Ende weist der Verbindungsbolzen 12 schliesslich noch einen Betätigungsknauf 21 auf.
• In die Ringnut 19 greift das wirksame Ende einer Sperrvorrichtung 22 ein. Diese weist ein am Block 6 unlösbar befestigtes, zylindrisches Federbolzengehäuse 23 auf, in dessen Kammer ein gleichachsig von einer Schraubendruckfeder 24 umgebener Federbolzen 25 gleit- und drehbeweglich gelagert ist.
• Der wirksame Endabschnitt des Federbolzens 25 ist für den Eingriff mit der Feder 24 flanschartig verdickt; von diesem Endabschnitt steht seitlich ein Führungszapfen 27 und ein auf den Verbindungsbolzen gerichteter Sperrzapfen 28 ab. Der Sperrzapfen 28 ist auf der Stirnfläche des Endabschnittes aussermittig angeordnet und greift in der dargestellten Schliesstellung in die von Sperrfläche 16a und Entsperrfläche 18a gebildete Ringnut 19 des Verbindungsbolzens 12 ein.
• Am wirksamen Endabschnitt des Federbolzengehäuses 23 ist eine gleichachsige Einsenkung 30 vorgesehen, die die Form eines Zylindersektors hat. Diese Einsenkung 30 dient zur Führung des Führungszapfens 27 beim Drehen des Federbolzens 25, dessen Drehbeweglichkeit durch den Sektorwinkel und die Dicke des Zapfens begrenzt ist. An einer Stelle des Umfanges erweitert sich die Aussparung 30 in das Innere des Federbolzensgehäuses 23 und bildet eine achsparallele Längsnut 31. Diese dient ebenfalls zur Führung des Führungszapfens 27; ihre Länge und die Dicke des Führungszapfens 27 begrenzen die Verschiebbarkeit des Führungszapfens 27 und damit die des ganzen Federbolzens 25 sowie Mindestlänge und erzielbare Vorspannung der Feder 24. Das äussere Ende des Federbolzens 25 weist eine Querbohrung zur Aufnahme eines Gelenkbolzens 33 auf, Auf diesem Bolzen 33 ist ein doppelarmiger Betätigungshebel 34 drehbeweglich gelagert. Am Ende des langen Armes ist ein Betätigungsknauf 35 angebracht, während vom Endabschnitt des kurzesn Armes eine Nase 36 seitlich absteht, die sich auf dem Federbolzengehäuse 23 abstützt.
• Die Wirkungsweise ist folgende: In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schliesstellung ist der Deckel 2 des Druckgefässes auf der Oberkante der Seitenwand 1 abgestützt, wobei der vom Joch 3 nach unten abstehende Schliessbolzen 4 in die erste durchgehende Bohrung 7 des Blockes 6 taucht. Deckel 2 und Schliessbolzen 4 sind in dieser Stellung durch den Verbindungsbolzen 12 festgehalten, der in die zweite durchgehende Bohrung des Blockes 6 gesteckt worden ist und die Querbohrung 5 des Schliessbolzens 4 durchsetzt.
• Derselbe Verbindungsbolzen 12 dichtet in der dargestellten Schliesstellung mittels der O-Ringdichtung 14 den Entlüftungskanal 10 in der Seitenwand 1 ab, der den Druckraum 9 mit dem Aussenraum verbindet.
• Der Verbindungsbolzen 12 wird seinerseits in Schliesstellung durch die Sperrvorrichtung 22 gesperrt. Diese Sperrung erfolg dadurch, dass der vorstehende Spérrzapfen 28 in seiner dem Druckgefäss nächstgelegenen Stellung in die durch Sperrfläche 16a und Entsperrfläche 18a begrenzte Ringnut 19 des Schliessbolzens 12 eingreift. In dieser Stellung liegt der Führungszapfen 27 bezüglich der Längsnut 31 des Federbolzengehäuses 23, wie die Fig. 2 zeigt um 180° versetzt.
• Um den Deckel 2 vom Druckgefäss abnehmen zu können, muss der Verbindungsbolzen 12 aus der Querbohrung 7 des Blockes 6 entfernt werden. Das erfordert jedoch eine vorgängige Entsperrung des Verbindungsbolzens 12 durch Betätigung der Sperrvorrichtung 22 mittels des Betätigungshebels 34.
• Da der Federbolzen 25 wegen des Führungszapfens 27 und der besonderen Ausbildung der Ausnehmungen 30, 31 in seiner Beweglichkeit beschränkt ist, erfolgt die Entsperrung in zwei Stufen, deren Reihenfolge von der Bedienungsperson nicht geändert werden kann.
• In der ersten Stufe wird der Betätigungshebel 34 um 1800 in die in Fig, 2 und 3 mit dem Bezugsseichen 34a versehene, mit strichpunktierten Linien angedeutete Bereitschaftsstellung geschwenkt, Dabei dreht sich der Federbolzen 25 ebenfalls um 1800, wodurch der aussermittig von der Stirn des Federbolzens 25 abstehende Sperrzapfen 28 in seine vom Druckgefäss entfernteste Steljung gelangt. Auf diesem Wege drückt er gegen die Entsperrfläche 18a des Entsperrflansches 18 des Verbindungsbolzens 12 und zieht letzteren soweit aus seiner Schliesstellung, dass die Abdichtung des Entlüftllngskanals 10 aufgehoben wird. Bei Unterlassung der vorgeschriebenen Entlüftung des Druckraums vor dem Oeffnen des Gefässes findet also in der ersten Stufe der Entsperrung selbsttät-ig eine Notentlüftung statt, die die eingangs erwähnten Gefahren ausschliesst. Wesentlich ist dabei, dass der Verbindungsbolzen 12 in dieser Stufe weder durch die ausströmenden Gase herausgeschleudert noch von Hand herausgezogen werden kann. Das wird durch den Sperrflansch 16 des Verbindungsbolzens verhindert, der in der ersten Stufe vor dem Sperrzapfen 28 verbleibt.
• Erst wenn die 180°-Drehung des Betätigungshebels 34 in die Bereitschaftsstellung 34a erfolgt ist, kann er um den Gelenkbolzen 33 in die Entsperrstellung 34b geschwenkt werden (Fig. 2).
• Bei dieser Schwenkbewegung gleitet der Führungszapfen 27 in der Längsnut 31 bis in seine Entsperrstellung 27a; das ist die einzige Stellung, in der der Sperrzapfen 28 den Sperrflansch 16 des Verbindungsbolzenq 12 freigibt. Erst nach dieser Freigabe kann der Verbindungsbolzen 12 von Hand oder maschinell, wie z.B. mittels eines Kraftzylinders, soweit herausgezogen werden, dass die Verbindung zwischen Schliessbolzen 4 und Block 6 und damit auch die Verbindung zwischen Deckel 2 und Druckgefäss gelöst werden kann.
• Der Vorteil der beschriebenen Sicherheitsvorrichtung besteht darin, dass sie absolute Sicherheit gegen ein Oeffnen des unter Ueberdruck stehenden Druckgefässes liefert. Wegetder besonderen Führung des Federbolzens 25 und der aussermittigen Anordnung des Sperrzapfens 28, der in die Ringnut 19 des Verbindungsbolzens 12 eingreift, kann letzterer erst dann die Verbindung zwischen Organ und Gegenorgan freigeben, wenn er vorher die EntlVftungsöffnung 10 freigegeben hat. Letztere muss selbstverständlich so bemessen sein, dass ein Druckgefäss vorgegebener Grösse und vorgegebenen maximalen Betriebsdruckes bei der erwähnten Betätigung vollständig entlüftet wird. Bei versehentlich unterlassener Entlüftung macht sich der Ueberdruck schon zu Beginn der 180 0-f)rehung des Betätigungshebels 34 durch anschwellende Zischgeräusche bemerkbar; darauf kann die Drehung wieder rückgängig gemacht und die normale Entlüftungsvorrichtung betätigt werden. Die beschriebene Sicherheitsvorrichtung soll diese normale Entlüftung nicht ersetzen, sondern nur einen Notausgang liefern, falls die normale Entlüftung unterlassen oder nicht vollständig durchgeführt worden ist.
• In der Regel wird eine verantwortungsbewusste Bedienungsperson eine versehentlich unterlassene Entlüftung nicht etwa über die Notentlüftungsöffnung 10, sondern nach der ersten Wahrnehmung der Zischgeräusche auf normalem Wege durchführen.
• In der beschriebenen Ausführungsform ist der Schliessbolzen mit dem Deckel verbunden, während die Muffe zur Aufnahme des Schliessbolzens am Druckgefäss angebracht ist. Die Wirksamkeit der Sicherheitsvorrichtung ist jedoch auch dann in vollem Umfange gewährleistet, wenn die Muffe mit dem Deckel und der Schliessbolzen mit dem Druckgefäss verbunden wird. Die Entlüftungsöffnung kann nämlich an jeder Stelle der den Druckraum begrenzenden Wände angeordnet sein, beispielsweise auch am Deckel. Ferner lässt sich das Verbindungselement durch einen Kraftzylinder betätigen, dessen Arbeitsgeschwindigkeit steuerbar ist. Die Steuerung lässt sich dann unter Verzicht auf eine Sperrvorrichtung so durchführen, dass die Anfangsgeschwindigkeit des die Entlüftungsöffnung verschliessenden Verbindungselementes so klein ist, dass die Entlüftung des Druckgefässes gewährleistet ist.
• Es steht auch nichts im Wege, dicht an der Entlüftungsöffnung einen Entlüftungskanal oder Leitflächen anzubringen, um den Entlüftungsstrom in eine bestimmte Bahn, beispielsweise unmittelbar ins Freie zu lenken.
• In der beschriebenen Ausführungsform dient das Verbindungselement gleichzeitig zur Verbolzung der Entlüftungsöffnung. Es ist aber auch möglich, eine besondere Vorrichtung' zum Verschliessen der Entlüftungsöffnung vorzusehen; diese Vorrichtung steht dann zeitweise oder dauernd mit der Verbindungselement in Wirkverbindung.

Claims (8)

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Druckgefäss mit Sicherheitsvorrichtung und einem Deckel, der mindestens ein Organ aufweist, das mit einem zugeordneten Gegenorgan des Druckgefässes in dessen Schliesstellung mittels eines Verbindungselementes lösbar verbunden und gegen Oeffnen gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Druckraum (9) mit dem Aussenraum verbindende Entlüftungsöffnung (10) vorgesehen ist, die in Schliesstellung des Druckgefässes verschlossen ist, wobei das Verbindungselement (12) so betätigbar ist, dass es zuerst den Verschluss der Entlüftungsöffnung (10) während einer für die Entlüftung ausreichenden Zeit aufhebt, bevor die Verbindung zwischen Organ (4) und Gegenorgan (6) lösbar ist.

2. Druckgefass nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Organ ein mit dem Deckel verbundener, nach unten abstehender Schliessbolzen (4) und das Gegenorgan eine oben offene Muffe (6) ist, die mit einer Querbohrung zur Aufnahme eines stiftförmigen Verbindungselementes (12) versehen ist.

3. Druckgefäss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenorgan ein mit dem Druckgefäss verbundener. nach oben abstehender Schliessbolzen und das Organ eine unten offene Muffe ist, die mit einer Querbohrung zur Aufnahme eines Verbindungselementes versehen ist.

4. Druckgefäss nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (12) in Schliesstellung mit der Entlüftungsöffnung (10) in Dichteingriff steht und dass sich die Entlüftungsöffnung (10) in einer den Druckraum (9) begrenzenden Wand befindet.

5. Druckgefäss nach Anspruch 1, dadurch giekennzeichnet, dass eine Sperrvorrichtung (22) vorgesehen ist, die nach einer ersten Handhabung den durch das Verbindungselement (12) bewirkten Verschluss der Entlüftungsöffnung (10) aufhebt, wobei die Verbindung zwischen Organ (4) und Gegenorgan (6) erhalten bleibt, und dass erst nach einer zweiten Handhabung der Sperrvorrichtung (22) die Verbindung zwischen Organ (4) und Gegenorgan (6) lösbar ist.

6. Druckgefäss nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrvorrichtung (22) einen in Richtung auf das Verbindungselement (12) vorgespannten Sperrbolzen (25) aufweist, von dessen Stirnseite ein Vorsprung (28) absteht, der mit einer Ausnehmung (19) des Verbindungselementes (12) in Eingriff bringbar ist.

7. Druckgefäss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrbolzen (25) um seine Längsachse drehbeweglich ist und dass der Vorsprung (28) im Abstand von dieser Achse von der Stirnseite des Sperrbolzens (25) absteht.

8. Druckgefäss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Betätigung des Verbindungselementes ein Kraftzylinder vorgesehen ist, dessen Arbeitsgeschwindigkeit steuerbar ist, L e e r s e i t e