Disco de ruptura de descarga de presión (1), que presenta:

una parte de reborde (2),

una parte inclinada troncocónica (3) interior de la parte de reborde (2), y

una parte abombada (4) interior de la parte inclinada,

presentando dicha parte inclinada (3) su extremo más ancho unido a la parte de reborde (2) einclinándose desde la parte de reborde (2) en una primera dirección y quedando unida en su extremomás estrecho directamente a dicha parte abombada (4), presentando dicha parte abombada (4) sulado cóncavo orientado hacia dicha primera dirección, y presentando el disco una línea dedebilitamiento,

caracterizado por el hecho de que dicha línea de debilitamiento se encuentra en la citada parteinclinada (3), y el ángulo agudo (a) entre la parte inclinada (3) y el plano de la parte de reborde (2) esentre 20º y 45º.

Dispositivo de descarga de presión de seguridad.

Campo técnico

La invención se refiere a dispositivos de descarga de presión de seguridad, y más concretamente a discos de ruptura que están diseñados para romperse de manera fiable a un diferencial de presión predeterminado (resistencia a la ruptura) . Esta invención se refiere también a un procedimiento para la fabricación de un disco de ruptura.

Antecedentes de la invención

Son bien conocidos en las industrias de ingeniería química y farmacéutica dispositivos de descarga de presión para proteger sistemas de presión de la sobrepresión. Uno de dichos dispositivos de descarga de presión es un disco de ruptura, por ejemplo como el que se describe en el documento WO 03/031853. Cuando la presión en un lado del disco se eleva por encima de un valor predeterminado de resistencia a la ruptura, el disco se rompe liberando así la presión del sistema. Aplicaciones típicas son recipientes y cámaras de reacción, en las industrias química, farmacéutica y alimentaria.

También es conocido en la técnica un disco de ruptura con un detector de ruptura. WO 2005/054731 describe un detector de sobrepresión de tipo con disco de ruptura que presenta un disco de ruptura sujeto en su reborde entre unos elementos de tubo de entrada y salida. En el lado de ventilación del dispositivo va montado un imán, detectándose su movimiento por un sensor no invasivo. Cuando la presión en un lado del disco se eleva por encima de un valor predeterminado de resistencia a la ruptura, el disco se rompe liberando así la presión del sistema y moviendo el imán respecto al sensor. El sensor produce una señal que indica que el disco de ruptura se ha roto.

Los discos de ruptura suelen clasificarse en dos tipos, discos de actuación hacia adelante y discos de actuación hacia atrás. Los discos de actuación hacia delante tienen forma de cúpula con un lado cóncavo orientado hacia la parte de alta presión. Los discos que actúan de manera inversa tienen un lado orientado hacia la parte de alta presión.

En funcionamiento, los discos de actuación hacia delante están bajo tensión, lo que les da una tendencia a estirarse bajo unos ciclos de presión y por lo general duran menos y son menos estables que los discos de actuación inversa. Para la mayoría de las aplicaciones se prefieren los discos de actuación inversa. Los discos de actuación inversa se comprimen cuando están bajo presión y pueden funcionar cerca del valor de resistencia a la ruptura durante un uso normal y se rompen de manera más fiable que los discos de actuación hacia adelante.

A menudo se disponen discos de ruptura con una línea de debilitamiento (normalmente una incisión) que facilita la ruptura a medida que el disco empieza a doblarse a un valor de resistencia a la ruptura predeterminado. Sin embargo, la formación de una línea de incisión en la parte de la cúpula de un disco de ruptura puede causar un daño accidental, lo que reduce la fiabilidad y durabilidad del disco. Es conocido en la técnica que estos problemas pueden reducirse formando una línea de incisión en una parte de transición troncocónica entre una parte de la cúpula y un reborde anular, tal como se describe en el documento WO 03/031853.

Es difícil producir un disco de ruptura que se rompa de manera fiable a bajas presiones. Un disco delgado es frágil y difícil de manejar. Los materiales que son maleables, si son delgados, son caros y/o no están disponibles fácilmente. A veces los discos se marcan o se dañan previamente para proporcionar una menor resistencia a la ruptura, pero esto reduce la fiabilidad y la durabilidad del disco de ruptura. Además, los discos dañados previamente tienden a deformarse en un movimiento ondulatorio de un lado al otro, cuando se doblan.

En el uso de discos de ruptura de actuación inversa a bajas presiones existe el problema adicional de que el disco debe invertirse para romperse. Esta inversión aumenta el volumen del sistema en el lado de entrada y puede reducir la presión del sistema. Como que el fluido a baja presión no puede llenar inmediatamente el espacio detrás de la parte de la cúpula, la energía/momento cinético de la parte de ruptura de la cúpula se reduce y esto puede impedir que el disco se rompa a la presión deseada. En un intento por superar este problema, puede disponerse uno o más salientes en el conjunto en el lado de ventilación del disco para facilitar el rasgado del disco, tal como se muestra en el documento EP 0395318.

US-A-5058413 y US-A-5755249 muestran un disco de ruptura en forma de cúpula que tiene unas líneas de orificios de perforación en la cúpula para facilitar la ruptura prevista en la cúpula. La cúpula es apropiada para romperse si se somete a tracción o compresión. La cúpula está conectada a una zona del reborde a través de una parte troncocónica.

WO 03/031853 describe un disco de descarga de presión de seguridad de actuación inversa con una línea de debilitamiento. Tanto la parte troncocónica como la parte de la cúpula quedan dispuestas hacia el lado de alta presión.

Descripción de la invención

La presente invención se ha ideado para mejorar o preferiblemente superar por lo menos uno de los problemas mencionados anteriormente.

De acuerdo con la presente invención, se dispone un disco de ruptura de descarga de presión de acuerdo con la reivindicación.

En funcionamiento, el disco proporciona la resistencia de ruptura deseada cuando la cara cóncava de la parte abombada queda orientada hacia el lado de alta presión.

La presente invención dispone un disco que puede considerarse no solamente de actuación hacia adelante ni solamente de actuación inversa. En funcionamiento, la parte central abombada está sometida a tracción (cóncava a la presión) , mientras que la parte inclinada está sometida a compresión (se levanta hacia la presión) .

La parte inclinada, que generalmente es de forma anular y se inclina en la primera dirección desde su borde exterior, es troncocónica. En lo sucesivo se denominará parte troncocónica.

Preferiblemente, la parte abombada tiene una resistencia mayor, más preferiblemente mucho mayor, que la resistencia de la parte troncocónica. Esto significa que es la parte troncocónica la que cede (se dobla) en la resistencia a la ruptura del disco. Esto es deseable en la presente invención ya que se ha encontrado que la parte troncocónica se dobla de manera más fiable que la parte abombada. Los inventores no desean limitarse a la teoría, pero se cree que esto es debido a que la parte troncocónica está sometida a compresión, mientras que la parte abombada está sometida a tracción cuando el disco está en funcionamiento. El disponer una parte abombada con una resistencia relativamente elevada se impide que la parte abombada se estire durante ciclos de presión y por lo tanto aumenta la durabilidad del disco. Además, si la parte abombada se daña durante la manipulación, el rendimiento del disco puede verse afectado.

La forma de la parte de la cúpula no está particularmente limitada, especialmente debido a que preferiblemente tiene una mayor resistencia contra la presión aplicada a la parte troncocónica y por lo tanto no es susceptible de doblarse

o romperse a presiones próximas a la resistencia a la ruptura. Sin embargo, la parte abombada tiene preferiblemente forma abombada, presentando, por ejemplo, una curvatura esférica, catenaria, elíptica o parabólica. Sin embargo, la parte abombada puede tener cualquier forma cóncava adecuada, por ejemplo, puede tener una parte exterior troncocónica unida en su borde interior a una parte de la cúpula o puede comprender una base plana.

Generalmente, la parte troncocónica y la parte abombada son circulares, presentando el disco un eje de simetría.

La parte del reborde es preferentemente plana, o tiene su borde interior en un plano. Por lo general, la parte del reborde es anular.

La profundidad de la parte abombada no está particularmente limitada, pero preferiblemente se extiende a través del plano de la parte del reborde. La profundidad de la parte abombada puede regularse para alterar la resistencia a la ruptura del disco. En algunas realizaciones, una parte abombada más profunda da lugar a una mayor resistencia a la ruptura. Se ha encontrado que la conexión entre la parte troncocónica y la parte abombada es un factor importante para... [Seguir leyendo]

1. Disco de ruptura de descarga de presión (1) , que presenta:

una parte de reborde (2) , una parte inclinada troncocónica (3) interior de la parte de reborde (2) , y una parte abombada (4) interior de la parte inclinada, presentando dicha parte inclinada (3) su extremo más ancho unido a la parte de reborde (2) e inclinándose desde la parte de reborde (2) en una primera dirección y quedando unida en su extremo más estrecho directamente a dicha parte abombada (4) , presentando dicha parte abombada (4) su lado cóncavo orientado hacia dicha primera dirección, y presentando el disco una línea de debilitamiento, caracterizado por el hecho de que dicha línea de debilitamiento se encuentra en la citada parte inclinada (3) , y el ángulo agudo (a) entre la parte inclinada (3) y el plano de la parte de reborde (2) es entre 20º y 45º.

2. Disco de ruptura según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha parte abombada (4) es curvada, según se ve en sección transversal, en toda su extensión entre sus uniones a la parte inclinada (3) en lados opuestos.

3. Disco de ruptura según la reivindicación 1, o 2, caracterizado por el hecho de que la conexión entre la parte inclinada (3) y la parte cóncava (4) es curvada, según se ve en sección transversal.

4. Disco de ruptura según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la conexión entre la parte inclinada

(3) y la parte cóncava (4) tiene un radio de curvatura de por lo menos 0, 2 mm, según se ve en sección transversal.

5. Disco de ruptura según la reivindicación 3 o 4, caracterizado por el hecho de que dicha conexión entre la parte inclinada (3) y la parte cóncava (4) tiene un radio de curvatura no mayor de 2, 0 mm, según se ve en sección transversal.

6. Disco de ruptura según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que el ángulo agudo entre la parte inclinada (3) y el plano de la parte abombada (4) en su conexión es entre 60º y 150º, preferiblemente entre 95º y 120º.

7. Disco de ruptura según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que dicha parte abombada (4) se extiende a través del plano de la parte de dicha parte de reborde (2) .

8. Disco de ruptura según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que dicha línea de debilitamiento es una incisión.

9. Procedimiento para fabricar un disco de ruptura según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende las etapas de:

formar una lámina en un molde produciendo un artículo que tiene un zona de reborde, una parte central y una parte inclinada troncocónica que se levanta en una primera dirección desde la zona de reborde, siendo el ángulo agudo entre la zona inclinada y el plano de la zona de reborde entre 20º y 45º, y sujetar por lo menos la parte inclinada y mediante un fluido a presión darle a la parte central una forma abombada, que presenta un lado cóncavo hacia dicha primera dirección axial, incluyendo el procedimiento, además, la etapa de formar la línea de debilitamiento en la parte troncocónica.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es únicamente para la comodidad del lector. No forma parte del documento de la patente europea. A pesar del cuidado tenido en la recopilación de las referencias, no se pueden 5 excluir errores u omisiones y la EPO niega toda responsabilidad en este sentido.

Documentos de patentes citados en la descripción

• WO 03/031853 A • US 5058413 A 10 • WO 2005/054731 A • US 5755249 A

• EP 0395318 A • GB 2285284 A