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Patent Searching and Data


Title:
PRESSURE RELIEF DEVICE FOR A BURSTING ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/029735
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pressure relief device for a bursting element (16) on a system at risk of explosion, such as on a container, a pipe or the like, the opening (3) of which is closed in a gastight manner by the bursting element (16). Here, at a predefined positive pressure, the bursting element (16) opens into a surround structure which surrounds the bursting element (16) and has at least one gas-permeable wall element (5). The invention is characterized in that the gas-permeable wall element (5) contains at least two delimiting elements (8, 9) which are spaced apart and in which a multiplicity of cut-outs (10) are let which are arranged offset so as to lie opposite one another. Here, pipe stubs (11) are provided around the cut-outs (10), which pipe stubs (11) are directed into the intermediate spaces (19) which are provided offset with respect to one another between the tube stubs (11) which lie opposite one another.

Inventors:
REITINGER PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/003277
Publication Date:
March 07, 2013
Filing Date:
August 01, 2012
Export Citation:
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Assignee:
REITINGER PETER (DE)
REITINGER ENGINEERING DIPL ING PETER REITINGER (DE)
International Classes:
F16K17/14; A62C4/00
Foreign References:
EP1369628B12005-09-07
DE245923C
FR451917A1913-05-02
DE149581C
EP1369628B12005-09-07
Attorney, Agent or Firm:
BEHRENS, HELMUT (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Druckentlastungsvorrichtung für. ein Berstelement (16) an einer explosionsgefährdeten Anlage, insbesondere an einem Behälter, einem Rohr oder dergleichen, dessen Öffnung (3) durch das Berstelement (16) gasdicht verschlossen ist, wobei das Berstelement (16) bei einem vorgegebenen Überdruck in eine das Berstelement (16) umgebende Umbauung öffnet, die mindestens ein

gasdurchlässiges Wandelement (5) aufweistdadurch gekennzeichnet, dass das gasdurchlässige Wandelement (5) mindestens zwei beabstandete Begrenzungselemente (8, 9) enthält, in denen eine Vielzahl von gegenüberliegend versetzt angeordneten Aussparungen (10) eingelassen sind, wobei um die Aussparungen (10) Rohrstutzen (11) vorgesehen sind, die in die gegenüber versetzt

vorgesehenen Zwischenräume (19) zwischen den

gegenüberliegenden Rohrstutzen (11) gerichtet sind.

2. Druckentlastungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass die Umbauung mindestens aus einem Sockel (1) und einem diesen abdeckendes Wandelement (5) besteht, wobei bei einem Wandelement (5) mit zwei

Begrenzungselementen (8, 9) das eine metallene

Innenwandplatte (8) und das andere eine metallene Außenwandplatte (9) darstellt, zwischen denen

entgegengerichtete metallische Rohrstutzen (11)

angeordnet sind, wobei ein Teil der Rohrstutzen (11) an der Innenwandplatte (8) und der versetzt angeordnete andere Teil an der Außenwandplatte (9) befestigt ist.

3. Druckentlastungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (10) als Rundlöcher (10), Schlitze oder als eckige Löcher

ausgebildet sind, deren zum beabstandeten Zwischenraum (19) gerichteter Umfang von runden oder eckigen

Rohrstutzen (11) umgeben ist.

4. Druckentlastungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrstutzen (11) eine Länge von mindestens 5/10 bis höchstens 9/10 des

Abstands der Wandplatten (8, 9) voneinander aufweisen.

5. Druckentlastungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Wandelement (5) an seinem ümfangsrand durch Rahmenelemente (12) abgedichtet ist.

6. Druckentlastungsvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umbauung quaderförmig ausgebildet ist und aus mindestens vier Seitenwandelementen (6) und mindestens einem Abdeckelement (15) als Wandelement (5) besteht.

7. Druckentlastungsvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Berstelement aus mindestens einer die Öffnung (3) der explosionsgefährdeten Anlage gasdicht verschließende Berstscheibe, einer auf mindestens ein Wandelement (5) aufgebrachte Berstfolie (16) oder einer einseitig durchlässige Membran besteht.

8. Druckentlastungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Öffnung (3) innerhalb des Sockels (1) eine

Unterdruckklappe (17) angebracht ist.

Description:
Druckentlastungsvorrichtung für ein Berstelement Die Erfindung betrifft eine Druckentlastungsvorrichtung für ein Berstelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In vielen explosionsgefährdeten Anlagen wie zum Beispiel

Silos, Behältern, Rohren und dergleichen werden häufig

Berstscheiben eingebaut, die als Sollbruchstelle wirken.

Solche Berstscheiben bestehen meist aus eingerahmten

Blechscheiben, die in Öffnungen von explosionsgefährdeten Anlagen eingebaut sind und die bei einem bestimmten Überdruck bersten und den Überdruck zur Atmosphäre freigeben, damit das Silo, der Behälter, die Rohre oder die mit diesen verbundenen Anlageteile nicht beschädigt werden. Derartige Berstscheiben werden dann nach einer Explosion wieder ersetzt, so dass die damit geschützten Anlagen ohne großen Aufwand wieder

betriebsbereit sind. Allerdings treten aus diesen geborstenen Öffnungen bei einem Explosionsvorgang auch häufig Flammen aus, die außerhalb der Anlagen einen Brand auslösen können. Deshalb werden derartige Berstscheiben häufig mit einem

gasdurchlässigen Käfig oder Korb umbaut, durch den die Flammen an einem Austreten gehindert werden sollen.

Eine derartige Vorrichtung zur Druckentlastung für eine

Berstscheibe ist aus der EP 1 369 628 Bl bekannt, durch die die Berstscheibe mit einem gasdurchlässigen Korb umbaut ist. Dieser Korb besteht aus einem quaderförmigen Gestell, das durch vier rechteckige, hochkant angeordnete Wandelemente und ein abdeckendes Wandelement die Berstscheibe umgibt. Dabei bestehen die Wandelemente aus ebenen beabstandeten

gasdurchlässigen Innen- und Außenplatten, wobei mindestens die Außenplatten im Zentrum eine quadratische aussparende

Gitterstruktur aufweisen, die innen mit einem offenporigen

BESTÄTIGUNGSKOPIE Metallschaum hinterlegt ist. Beim Durchströmen des

Metallschaumes von explosionsbedingten Flammen soll diesen durch den Metallschaum so viel Wärme entzogen werden, dass die Flammen erlöschen. Derartige Metallschaumplatten sind

aufwendig in der Herstellung und stellen wegen ihrer geringen porenweite ein Druckhindernis dar, so dass für eine schnelle Druckentlastung eine große Plattenfläche benötigt wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine

Druckentlastungvorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass damit eine schnelle Druckentlastung erfolgt und explosionsbedingte Flammen zuverlässig gelöscht werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben .

Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch die relativ großen Aussparungen den flammenden Gasen kein Druck aufbauendes

Hindernis entgegensteht, so dass an die mechanische Festigkeit der Umbauung keine großen Anforderungen gestellt werden müssen und eine einfache kostengünstige Umbauung ausreicht.

Gleichfalls wird durch die Flammenumlenkung in den

beabstandeten Begrenzungselementen der Wandflächen der

Flammenweg seitlich so verlängert, dass dabei so viel Hitze abgegeben wird, dass die Flammen in jedem Fall darin

erlöschen. Dabei wird insbesondere durch die versetzt

angeordneten Rohrstutzen in den Wandelementen der Flammenweg in seitlicher Richtung so verlängert, dass relativ flache gasdurchlässige Wandelemente ausführbar sind, die nur einen geringen Platzbedarf benötigen.

Bei einer besonderen Ausführung dieser

Druckentlastungsvorrichtung kann das Berstelement als innen aufklebbare Berstfolie oder als zwischen zwei Wandelementen angeordnete Glasscheibe ausgebildet sein, wodurch nur eine sehr kleinbauende Umbauung des Berstelements notwendig ist. Bei einer weiteren besonderen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die gasdurchlässigen Wände aus parallel gegenüberliegenden ebenen beabstandeten Metallplatten

bestehen, auf denen versetzt angeordnete runde Rohrstutzen vorgesehen sind. Diese Ausführung der Erfindung ist einfach herstellbar und kann in verschiedenen Umbauungsformen die vorgesehenen Öffnungen der gefährdeten Anlagenteile

umschließen .

In einer weiteren besonderen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, eine einfache Unterdruckklappe vorzusehen, durch die die explosionsgefährdeten Anlageteile vorteilhafterweise auch unterdrücktest ausgeführt werden können.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Die einzige

Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine aufgeschnittene quaderförmige Druckentlastungsvorrichtung über einer Behälteröffnung.

In Fig. 1 der Zeichnung ist eine quaderförmige

Druckentlastungsvorrichtung dargestellt, die oberhalb einer Öffnung 3 einer explosionsgefährdeten Anlage befestigt ist, die diese durch vier hochkant gerichtete Seitenwände 6 und eine quadratische Abdeckwand 7 umschließt, wobei die Wände aus zwei gegenüberliegenden beabstandeten Metallplatten 8, 9 bestehen, die eine Vielzahl von kreisrunden seitlich

gegeneinander versetzt angeordneten Löchern 10 als

Aussparungen aufweisen, wobei die Löcher 10 von

Rundrohrstutzen umgeben sind, die in die Zwischenräume 19 der gegenüberliegenden Rohrstutzen 11 gerichtet sind. Die Druckentlastungsvorrichtung enthält im unteren Bereich nahe der Öffnung 3 einen vorzugsweise quadratischen oder runden Sockel 1, der auf einem Befestigungsrand 2 aufgesetzt und mit diesem verbunden ist. Dabei wird der Sockel 1 auf einer Öffnung 3 einer explosionsgefährdeten Anlage,

insbesondere einer Silo-, einer Behälter- oder einer

Leitungsöffnung befestigt, die meist durch eine Berstscheibe nach oben verschlossen ist. Auf diesen Sockel 1 sind vier L- förmig ausgebildete Metallschienen 4 befestigt, an die acht Wandelemente 5 als Seitenwände 6 hochkant geschraubt befestigt sind. Dabei bilden jeweils zwei Wandelemente 5 eine Seitenwand 6 der Druckentlastungsvorrichtung.

Jedes Wandelement 5 besteht dabei aus zwei sich parallel gegenüberliegenden Metallplatten 8, 9 als Begrenzungselemente vorzugsweise aus Stahlblech. Dabei handelt es sich bei dem nach innen zur Öffnung 3 gerichteten Begrenzungselement um eine Innenwandplatte 8 und bei dem nach außen zur Atmosphäre gerichteten Begrenzungselement um eine Außenwandplatte 9. In jeder Wandplatte 8, 9 sind eine Vielzahl von Aussparungen 10 vorgesehen, die bei der dargestellten Ausführung in Form von vierzehn verteilt angeordneten Löchern 10 von ca. 10 bis 40 mm Durchmesser ausgebildet sind. Dabei sind die beiden

Wandplatten 8, 9 vorzusgweise 10 bis 50 mm voneinander

beabstandet. Um die Aussparung 10 herum sind an jeder

Wandplatte 8, 9 kurze Rohrstutzen 11 angeordnet, die

vorzugsweise eine Länge von 5 bis 45 mm aufweisen und jeweils zur gegenüberliegenden Wandplatte 8, 9 gerichtet sind. Die Rohrstutzen 11 haben dabei eine Länge, die mindestens 5/10 bis 9/10 des Abstandes zwischen den Wandplatten 8, 9 beträgt.

Die Aussparungen 10 der Wandplatten 8, 9 sind dabei so

angeordnet, dass die Aussparungen 10 der Innenwandplatte 8 gegenüber den Aussparungen 10 der Außenwandplatte seitlich gegeneinander versetzt sind. Dabei ragen die Rohrstutzen 11 der Innenwandplatte 8 in die Zwischen- 19 oder Freiräume zwischen den Aussparungen 10 der Außenwandplatte 9 hinein.

Dadurch wird eine vom Innenraum in die Aussparungen 10 der Innenwandplatte 8 eindringende Flamme durch die Rohrstutzen 11 um mindestens 180° seitlich umgelenkt, um dann in die

entgegengerichteten Rohrstutzen 11 der Außenwandplatte 9 zu gelangen. Dadurch kühlt dich die Flamme sowohl an den beiden Wandplatten 8, 9, an dem Luftinhalt als auch an den

Rohrstutzen 11 soweit ab, dass die Flamme in jedem Fall erlischt und nicht mehr nach außen in die Atmosphäre gelangen kann .

Bei sehr hohen Flammentemperaturen kann zwischen den Innen- 8 und den Außenwandplatten 9 noch eine oder mehrere gleichartige Wandplatten vorgesehen werden. Zur äußeren Abdichtung der Wandplatten 8, 9 ist jedes Wandelement 5 von 4 U- oder L- förmigen Rahmenelementen 12 eingefasst. Zur gleichmäßigen Beabstandung der Wandplatten 8, 9 voneinander sind zwischen diesen Abstandshülsen 13 eingesetzt, durch die von außen über Bohrungen 14 in den Platten 8, 9 Schrauben eingebracht werden, die die Innen- 8 und Außenwandplatte 9 gegeneinander fixieren. Dabei sind durch die acht hochkant befestigten Wandelemente 5 die Öffnungen 3 zum Silo, Behälter oder dem Rohr seitlich umschlossen. Zur gasdurchlässigen Abdichtung nach oben sind noch zwei weitere Wandelemente als Abdeckelemente 15

vorgesehen, die wie die Wandelemente 5 ausgebildet sind.

Dadurch ist die Öffnung 3 nach allen Seiten mit Wandelementen 5, 15 umschlossen, so dass im Explosionsfall keine Flamme nach außen zur Atmosphäre austreten kann.

Wie vorstehend bereits erwähnt ist die Öffnung 3 meist mit einer nicht dargestellten Berstscheibe gasdicht verschlossen, die im Explosionsfall zerstört wird und damit die

Druckentlastung bewirkt. Bei der vorliegenden Ausführung sind die Innenwandplatten 8 zum umgebenden inneren Hohlraum 18 mit einer Berstfolie 16 aus einem temperaturfesten Kunststoff, einer Metallfolie oder einer einseitig durchlässigen Membran beschichtet oder beklebt. Diese Berstfolie 16 besitzt eine Dicke von ca. 0,1 bis 1 mm und deckt damit die Aussparungen 10 an der Innenwand flächendeckend ab. Im Explosionsfall wird diese Berstfolie 16 dann im Bereich der Aussparungen 10 zerstört und macht dadurch die Wand- 5 und Abdeckelemente 15 nach außen gasdurchlässig und bewirkt gleichzeitig die

Druckentlastung .

Bei der Aufbringung einer Berstfolie 16 kann im Grunde der innere Hohlraum 18 über der Öffnung 3 auf ein Minimum begrenzt werden, so dass die Wand- 5 oder die Abdeckelemente 15 direkt auf der Öffnung 3 oder dem Sockel 1 befestigt werden können. Dabei kann es dann vorteilhaft sein, mehrere Wand- 5 oder Abdeckelement 15 übereinander anzuordnen, um die

Flammenlöschwirkung zu verbessern. In diesem Fall könnte auch auf die Berstfolie 16 verzichtet werden und zwischen die übereinander angeordneten Wand-5 oder Abdeckelemente 15 direkt eine Berstscheibe entsprechender Dicke gelegt werden.

Da im Explosionsfall nach dem Bersten der Berstscheibe oder der Berstfolie der dadurch entstandene Überdruck nach außen in die Atmosphäre entweicht, entsteht nachfolgend innerhalb der Anlage beziehungsweise des Behälters ein Unterdruck. Um die Anlage unterdrücktest zu gestalten, enthält die dargestellte Druckentlastungsvorrichtung oberhalb des Sockels 1 eine vierteilige Unterdruckklappe 17 aus vier federelastisch eingebauten Blechteilen. Diese wird durch den Explosionsdruck nach oben in den umbauten Hohlraum 18 geöffnet und durch die Federwirkung und den danach auftretenden Unterdruck wieder selbsttätig geschlossen.

Wie bereits zuvor beschrieben, kann die den inneren Hohlraum 18 umschließende Umbauung nicht nur aus quaderförmig montierten Wandelementen 5 bestehen, sondern auch aus einer ein- oder mehrteiligen die Öffnung 3 abdeckenden Wand- 5 oder Abdeckelement 15 gebildet werden. Gleichzeitig kann die

Umbauung auch aus runden kuppelartigen oder dreiecksförmigen Wandelementen bestehen, die lediglich mindestens zwei

beabstandete Begrenzungselemente mit versetzt angeordneten Aussparungen 10 und Rohrstutzen 11 aufweisen müssen. Dabei können die Aussparungen 10 sowohl als Rundlöcher, Schlitze oder als eckige Löcher ausgebildet sein. Insofern können auch die Rohrstutzen 10 rund oder eckig ausgestaltet sein.