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DE1234116B - Rupture disc assembly - Google Patents

Rupture disc assembly

Info

Publication number
DE1234116B
DE1234116B DE1960B0059696 DEB0059696A DE1234116B DE 1234116 B DE1234116 B DE 1234116B DE 1960B0059696 DE1960B0059696 DE 1960B0059696 DE B0059696 A DEB0059696 A DE B0059696A DE 1234116 B DE1234116 B DE 1234116B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
disc
rupture
bursting
metal foil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1960B0059696
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Ing Joachim Nitschke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to NL111293D priority Critical patent/NL111293C/xx
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to DE1960B0059696 priority patent/DE1234116B/en
Priority to GB3597761A priority patent/GB937473A/en
Priority to FR875372A priority patent/FR1303727A/en
Publication of DE1234116B publication Critical patent/DE1234116B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/14—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side with fracturing member
    • F16K17/16—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side with fracturing member with fracturing diaphragm ; Rupture discs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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    • F16K17/1606—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side with fracturing member with fracturing diaphragm ; Rupture discs of the reverse-buckling-type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Safety Valves (AREA)

Description

DEUTSCHES WTTWl· PATENTAMTGERMAN WTTWl PATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

DeutscheKl.: 47 g-47/03 German class: 47 g -47/03

Nummer: 1234116Number: 1234116

Aktenzeichen: B 59696 ΧΠ/47 gFile number: B 59696 ΧΠ / 47 g

j[ 234 116 Anmeldetag: 8. Oktober 1960j [234 116 filing date: October 8, 1960

Auslegetag: 9. Februar 1967Opened on: February 9, 1967

Die Erfindung betrifft eine Berstscheibenanordnung als Bruchsicherung für Druckräume, bestehend aus einem Trag- oder Haltering und einer darin druckdicht gehaltenen, beim Ansprechdruck sich daraus lösenden gewölbten Scheibe, deren konvexe Seite dem Druckraum zugewandt ist, sowie einer vor die konvexe Seite der Berstscheibe gelegten Folie, die sich unter dem Druck des abzusperrenden Mediums auf der Berstscheibe abstützt.The invention relates to a bursting disc arrangement as a break protection for pressure spaces, consisting of a support or retaining ring and one held in it pressure-tight, at the response pressure from it releasing curved disc, the convex side of which faces the pressure chamber, and one in front of the convex Side of the rupture disc placed film, which is placed under the pressure of the medium to be shut off the rupture disc is supported.

Gewölbte Berstscheiben mit nur linienförmiger Ab-Stützung des Scheibenrandes an einem inneren Absatz des Halteringes sind z. B. auf Grund der deutschen Patentschrift 964 823 bekannt. Diese Berstscheiben weisen eine hohe Ansprechgenauigkeit sowie geringe Differenzen zwischen der Dauerstandfestigkeit und dem Berstdruck auf. Die erforderliche Abdichtung des Randes der Berstscheibe in einem Absatz des Halteringes erzielt man mittels eines Weichlots, das das Umklappen der gewölbten Berstscheibe beim Ansprechdruck und das Sichlösen der Scheibe aus dem Haltering nicht beeinträchtigt. Da jedoch Weichlote nur bis etwa 300° C anwendbar sind, ist es auch gebräuchlich, für die Abdichtung des Scheibenrandes im Haltering temperaturbeständige Kitte zu verwenden, die die mechanischen Eigenschäften der Einspannstelle und das Ansprechen der Berstscheibensicherung nicht stören. Jedoch werden kittartige Lichtungsmittel bei längerer Dienstleistung der Scheiben durch Austrocknen undicht.Arched bursting disks with only linear support of the disk edge on an inner shoulder of the retaining ring are z. B. on the basis of the German patent specification 964 823 known. These bursting discs have a high level of response accuracy and small differences between the fatigue strength and the bursting pressure. The required sealing of the edge of the rupture disc in a shoulder of the retaining ring is achieved by means of a soft solder, which does not impair the folding of the curved rupture disc at the response pressure and the detachment of the disc from the retaining ring. However, since soft solders can only be used up to about 300 ° C, it is also common to use temperature-resistant putties for sealing the edge of the disc in the retaining ring, which do not interfere with the mechanical properties of the clamping point and the response of the rupture disc protection. However, putty-like lighting means become leaky when the panes dry out for longer periods of time.

Es ist auch bereits eine Brechplattensicherung für Kompressoren bekannt, bei der vor der kalibrierten ebenen Brechplatte eine ebene Dichtungsscheibe aus nachgiebigem, undurchlässigem Material, wie Blei, Gummi od. dgl., angeordnet ist. Die Brechplatten- und Folienränder sind dabei fest eingespannt. Im Gegensatz zu gewölbten Berstscheiben muß hierbei zum Ansprechen vom Druckraum her auch die gesamte Verformungsarbeit für die Brechplatte und die Folie aufgebracht werden. Das bedeutet, daß der Berstdruck einer solchen Anordnung höher liegt als derjenige der Brechplatte und daß die bei fest eingespannten Rändern ohnehin in weiten Grenzen variierende Ansprechgenauigkeit weiter herabgesetzt wird. Sofern weiterhin in den Raum zwischen der Brechplatte und der Folie ein flüssiges Medium, z. B. Kondenswasser oder gar eine aus dem zu sichernden Drucksystem herrührende Flüssigkeit, über die Einspannstellen eintritt, kann diese bis zum nächsten Scheibenwechsel nicht mehr entfernt werden und setzt die Ansprechgenauigkeit nochmals herab. Die aus einer ebenen Brechplatte und Folie bestehende bekannte Anordnung ermöglicht schließlich auch BerstscheibenanordnungA break plate protection for compressors is also already known, in which the calibrated before flat crushing plate a flat sealing washer made of flexible, impermeable material such as lead, Rubber or the like. Is arranged. The crushing plate and foil edges are firmly clamped. In contrast To respond to the pressure chamber, the entire rupture disks must also be arched Deformation work for the crushing plate and the film are applied. That means that the burst pressure such an arrangement is higher than that of the crushing plate and that the firmly clamped Edges anyway within wide limits varying response accuracy is further reduced. If a liquid medium, e.g. B. Condensation or even a liquid coming from the pressure system to be secured, via the clamping points occurs, it cannot be removed until the next disc change and further reduces the response accuracy. The one consisting of a flat crushing plate and foil known arrangement finally also enables rupture disc arrangement

Anmelder:Applicant:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik
Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/RheinAniline & Soda Factory in Baden
Aktiengesellschaft, Ludwigshafen / Rhein

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Joachim Nitschke,
Wesseling (Bez. Köln)Named as inventor:
Dipl.-Ing. Joachim Nitschke,
Wesseling (district of Cologne)

keine hinsichtlich des Berstdruckes definierbare Sicherung in beiden Druckrichtungen.no security definable with regard to the bursting pressure in both pressure directions.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine in beiden Druckrichtungen wirksame Berstscheibenanordnung zu schaffen, bei der eine Herabsetzung der Ansprechgenauigkeit durch ein flüssiges Medium zwischen Berstscheibe und Folie mit Sicherheit verhindert ist.The invention is therefore based on the object of a rupture disk arrangement that is effective in both pressure directions to create, in which a reduction of the response accuracy by a liquid Medium between rupture disc and foil is definitely prevented.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß in der Berstscheibe eine oder mehrere kleine Bohrungen vorgesehen sind.The solution to this problem is that in the bursting disc one or more small holes are provided.

Es entsteht hierbei eine doppelseitig wirksame Bruchsicherung mit in beiden Belastungsrichtungen unterschiedlichen, exakt bestimmbaren Berstdrucken, die einerseits durch den Berstdruck der festen Scheibe und andererseits durch den Berstdruck der vorgelegten dünnen dehnfähigen Folie bestimmt sind.This creates a double-sided fracture protection with in both directions of loading different, exactly determinable bursting pressures, on the one hand by the bursting pressure of the fixed disk and on the other hand are determined by the bursting pressure of the thin, stretchable film presented.

Die für die Berstscheibenanordnung zu verwendende dehnfähige Folie ist dabei so dünn gewählt, daß sie unmittelbar nach dem membranartigen Umklappen der Berstscheibe und dem damit verbundenen Ausbeulen der Folie in die andere Richtung sofort zerreißt. Die Festigkeit der entgegen der Druckrichtung gewölbten Folie muß also lediglich geringer sein als die der entgegen der Druckrichtung gewölbten Berstscheibe.The stretchable film to be used for the rupture disc arrangement is chosen so thin that that they immediately after the membrane-like folding over of the rupture disc and the associated If the film bulges in the other direction, it will tear immediately. The strength of the contrary to the Foil curved in the printing direction must therefore only be less than that of the foil opposite to the printing direction domed rupture disc.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung in Einzelheiten näher beschrieben.The invention will be described in more detail with reference to the drawing.

Die Zeichnung (Abb. 1 und 2) zeigt eine gewölbte Berstscheibe 1, deren konvexe Seite dem in Pfeilrichtung A wirkenden Druck zugewandt ist. Der Berstscheibenrand ist in eine stufenförmige Eindrehung 3 eines Halteringes 2 eingelegt, wobei die ganze Scheibe durch eine Einkittung 4 in ihrer Lage gehalten wird. Eine dünne dehnfähige Folie 5 legt sich auf der dem Druck zugewandten konvexen Seite der Berstscheibe an diese satt an. Dem Haltering 2 ist ein Gegenring 7 The drawing (Figs. 1 and 2) shows a curved bursting disc 1, the convex side of which faces the pressure acting in the direction of arrow A. The rim of the rupture disk is inserted into a stepped recess 3 of a retaining ring 2 , the entire disk being held in its position by cement 4. A thin, stretchable film 5 fits snugly against the convex side of the rupture disk facing the pressure. A counter ring 7 is attached to the retaining ring 2

709 508/174709 508/174

Claims (1)

zugeordnet. DerHaltering 2 und der Gegenring 7 sind in der Trennfuge mit je einer keilförmigen Nut und einer entsprechenden Feder 8 versehen. Die mit Nut und Feder 8 versehenen Flächen des Halteringes 2 und des Gegenringes 7 sind mittels mehrerer Senkschrauben iO gegeneinander verspannt und nehmen den Rand der FolieS zwischen sich auf. Um den Einbau der Berstscheibenanordnung zu erleichtern, ist die MetalIfolieS am Haltering 2 angeleimt, angelötet oder mittels einer Spannvorrichtung befestigt. Die Abdichtung des Druckraumes am Flansch erfolgt also an der Folie. Sollte die Abdichtung einmal nicht vollkommen sein, so bläst das korrodierende Medium durch den Flansch nach außen ab und gelangt nicht an die Berstscheibe. Der Durchmesser der Dichtungen 9 gegenüber den Flanschen 6 und 6 a der Einbaustelle ist kleiner als der Teilkreis der Senkschrauben 10, die den Folienrand zwischen den Ringen 2 und 7 festhalten. Die Berstscheibe 1 ist mit mehreren kleinen Bohrungen 11 versehen. Falls sich bei beginnender Dreckbelasiung der Berstscheibenanordnung in Pfeilrichtung A noch geringe Reste von Gas oder Flüssigkeit zwischen der Berstscheibe 1 und der Metallfolie 5 befinden, werden diese durch die Bohrungen 11 nach der kokaven Seite herausgedrückt. Die Metallfolie 5 liegt dann satt an der Berstscheibe an. Wird der Berstdruck der Berstscheibe 1 überschritten, so schnappt sie membranartig um und fällt aus dem Haltering 2 heraus. Gleichzeitig wölbt sich auch die Metallfolie 5 in Richtung A durch und reißt auf, da ihre Wandstärke so bemessen ist, daß sie dem Druck ohne Abstützung durch die Berstscheibe 1 nicht standhalten kann.assigned. The retaining ring 2 and the counter ring 7 are each provided with a wedge-shaped groove and a corresponding tongue 8 in the parting line. The surfaces of the retaining ring 2 and the counter ring 7 provided with tongue and groove 8 are braced against one another by means of several countersunk screws and take up the edge of the film S between them. In order to facilitate the installation of the bursting disc arrangement, the metal foil is glued, soldered or fastened to the retaining ring 2 by means of a tensioning device. The sealing of the pressure space on the flange takes place on the foil. If the seal should not be perfect, the corrosive medium blows out through the flange and does not reach the bursting disc. The diameter of the seals 9 with respect to the flanges 6 and 6 a of the installation point is smaller than the pitch circle of the countersunk screws 10, which hold the foil edge between the rings 2 and 7. The bursting disc 1 is provided with several small bores 11. If there are still small residues of gas or liquid between the rupture disk 1 and the metal foil 5 when the rupture disk arrangement begins to be exposed to dirt in the direction of arrow A , these are pressed out through the bores 11 towards the cocave side. The metal foil 5 then lies snugly against the bursting disc. If the bursting pressure of the bursting disc 1 is exceeded, it snaps over like a membrane and falls out of the retaining ring 2. At the same time, the metal foil 5 also arches through in the direction A and tears, since its wall thickness is such that it cannot withstand the pressure without the support of the rupture disk 1. Die abgebildete Berstscheibenanordnung kann in beiden Richtungen unterschiedliche Berstdracke aufnehmen. Belastet man sie in der Drackrichtung B, so wirkt dieser Druck über die Bohrungen 11 unmittelbar auf die Metallfolie 5. Die Berstscheibe 1 ist dann vollständig vom Druck entlastet. Die Metallfolie 5 ist in diesem Fall an der abgerundeten Ablaufliante 12 des Gegenringes 7 abgestützt. Die Ablaufkante 12 ist bis nahe an die Berstscheibe 1 herangeführt, so daß die MetallfoIieS bei einer Druckbelastung in PfeilrichtungS sich nur wenig von der Berstscheibe 1 abheben kann. Ist nun der Berstdruck der Metallfolie 5 erreicht, der unterhalb des Berstdruckes der Berstscheibe bei ihrer Belastung in Pfeilrichtung A liegt, so reißt die Metallfolie 5 auf. Da die Berstscheibe beim Wirken eines Druckes in der Richtung B einen Druck nicht aufnehmen kann, wird sie aus der Kittung 4 herausgerissen und gibt den Öffnungsquerschnitt frei.The bursting disc arrangement shown can accommodate different bursting pressures in both directions. If it is loaded in the compression direction B, this pressure acts directly on the metal foil 5 via the bores 11. The rupture disc 1 is then completely relieved of pressure. In this case, the metal foil 5 is supported on the rounded drainage line 12 of the counter ring 7 . The run-off edge 12 is brought up close to the rupture disk 1 , so that the metal foil can only lift slightly from the rupture disk 1 in the event of a pressure load in the direction of the arrow. If the bursting pressure of the metal foil 5 has now been reached, which is below the bursting pressure of the bursting disc when it is loaded in the direction of arrow A , the metal foil 5 tears open. Since the bursting disc cannot absorb pressure when a pressure is applied in the direction B , it is torn out of the cement 4 and releases the opening cross-section. Eine doppelseitig wirksame Drucksicherung läßt sich auch mit einer Berstscheibe 1 ausführen, die nicht mit kleinen kapillaren Bohrungen 11 versehen sind, vor die aber, wie oben beschrieben, die dünne dehnfähige Folie gelegt ist. Tritt dabei ein Druck in Richtung der konkaven Wölbung auf, so kann die Kittung 4 die Berstscheibe nicht halten. Die Berstscheibe legt sich zunächst fester an die benachbarte eingespannte Folie an und überträgt einen größer werdendem Druck zunehmend auf die Folie. Bei weiterer Druckerhöhung reißt schließlich die Metallfolie am Rand, und die Bei -Stscheibe fällt heraus. Bei dieser Ausführungsform ist es unerläßlich, daß die Berstscheibe 1 und die Metallfolie 5 genau die gleiche Form haben und satt aufeinanderliegen.A double-sided effective pressure protection can also be implemented with a rupture disc 1 , which are not provided with small capillary bores 11 , but in front of which, as described above, the thin, stretchable film is placed. If pressure occurs in the direction of the concave curvature, the cement 4 cannot hold the bursting disc. The rupture disc sets initially fixed to the adjacent clamped film, and transmits a becomes larger increasing pressure to the film. In wei more excellent pressure increase finally the metal film tears at the edge, and the case - Stscheibe fall out. In this embodiment it is essential that the rupture disc 1 and the metal foil 5 have exactly the same shape and lie snugly on one another. An sich könnte bei der oben beschriebenen Ausführung auf das Einkitten der Berstscheibe in die Eindrehung 3 des Halteringes 2 verzichtet werden. Herrscht jedoch längere Zeit ein Druck in Richtung der konkaven Seite der Berstscheibe, so muß damit gerechnet werden, daß sich die Metallfolie 5 dehnt und die Berstscheibe von ihrem Sitz in der Eindrehung3 abhebt. Beim Wechsel der Druckrichtung ist es dann nicht sicher, daß die Berstscheibe wieder in die richtige Lage auf den Sitz zurükgedrückt wird. Die Einkittung 4 der Berstscheibe 1 unterstützt daher in Verbindung mit den Bohrungen 11 in jedem Fall die Betriebstüchtigkeit der erfindungsgemäßen Berstscheibenanordnung. In the case of the embodiment described above, cementing the rupture disk into the recess 3 of the retaining ring 2 could be dispensed with. However there is a long time, a pressure towards the concave side of the bursting disc, it must be expected that the metal foil 5 expands and the rupture disc lifts from its seat in the Eindrehung3. When changing the direction of pressure, it is then not certain that the rupture disc will be pushed back into the correct position on the seat. The cementing 4 of the rupture disk 1 therefore, in conjunction with the bores 11, in any case supports the serviceability of the rupture disk arrangement according to the invention. Patentanspruch:Claim: Berstscheibenanordnung als Bruchsicherung für Druckräume, bestehend aus einem Trag- oder Haltering und einer darin druckdicht gehaltenen, beim Ansprechdruck sich daraus lösenden gewölbten Scheibe, deren konvex; Seite dem Bruckraum zugewandt ist, sowie einer vor die konvexe Seite der Berstscheibe gelegten Folie, die sich unter dem Druck des abzusperrenden Mediums auf der Berstscheibe abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Berstscheibe (1) eine oder mehrere kleine Bohrungen (11) vorgesehen sind.Rupture disc arrangement as a rupture protection for pressure spaces, consisting of a support or retaining ring and a convex disc which is held in it pressure-tight and detaches therefrom at the response pressure; Side facing the bridge space, as well as a film placed in front of the convex side of the rupture disc, which is supported on the rupture disc under the pressure of the medium to be shut off, characterized in that one or more small bores (11) are provided in the rupture disc (1) . In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Patentschriften Nr. 513 067, 665 648,
963 018, 1 018 688,1 039 331,1 074 349.German patent specifications No. 513 067, 665 648,
963 018, 1 018 688.1 039 331.1 074 349. USA.-Patentschriften Nr. 2 576 431, 2 716 506;U.S. Patent Nos. 2,576,431, 2,716,506; »VDI-Zeitschrift«, 1957, Nr. 36, S. 1801 ff.;"VDI-Zeitschrift", 1957, No. 36, pp. 1801 ff .; Zeitschrift »Chemie-Ingenieur-Technik«, 1959, Nr. 8, S. 511 ff.Journal "Chemie-Ingenieur-Technik", 1959, No. 8, p. 511 ff. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 709 508/174 1.67 © Bundesdruckerei Berlin709 508/174 1.67 © Bundesdruckerei Berlin
DE1960B0059696 1960-10-08 1960-10-08 Rupture disc assembly Pending DE1234116B (en)

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