DE19600312A1 - Thermisch aktivierte Freigabevorrichtung vom Kolbentyp - Google Patents

Thermisch aktivierte Freigabevorrichtung vom Kolbentyp

Info

Publication number
DE19600312A1
DE19600312A1 DE19600312A DE19600312A DE19600312A1 DE 19600312 A1 DE19600312 A1 DE 19600312A1 DE 19600312 A DE19600312 A DE 19600312A DE 19600312 A DE19600312 A DE 19600312A DE 19600312 A1 DE19600312 A1 DE 19600312A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
thermally activated
release device
activated release
piston
pressure
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.)
Granted
Application number
DE19600312A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19600312B4 (de
Inventor
Robin N Borland
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.)
Impco Technologies Canada LLC
Original Assignee
Amcast Industrial Corp
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
Application filed by Amcast Industrial Corp filed Critical Amcast Industrial Corp
Publication of DE19600312A1 publication Critical patent/DE19600312A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19600312B4 publication Critical patent/DE19600312B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/36Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves actuated in consequence of extraneous circumstances, e.g. shock, change of position
    • F16K17/38Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves actuated in consequence of extraneous circumstances, e.g. shock, change of position of excessive temperature
    • F16K17/383Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves actuated in consequence of extraneous circumstances, e.g. shock, change of position of excessive temperature the valve comprising fusible, softening or meltable elements, e.g. used as link, blocking element, seal, closure plug
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/1624Destructible or deformable element controlled
    • Y10T137/1797Heat destructible or fusible
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/1842Ambient condition change responsive
    • Y10T137/1939Atmospheric
    • Y10T137/1963Temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Safety Valves (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf thermisch aktivierte Freigabevorrichtungen, die aktiviert werden, um Druck in Druckbehältern abzulassen, wenn eine vorbestimmte Temperatur in dem Behälter oder um diesen herum überschritten wird.
Die meisten Gefäße oder Behälter, welche ein Gas oder eine Flüssigkeit unter Druck enthalten, sind mit Freigabe- bzw. Überdruckventilen ausgestattet, um ein katastrophales Bersten des Behälters im Falle von übermäßigen Drücken oder Temperaturen zu verhindern. Beispielsweise erfordern Fahrzeuge, welche alternative Brennstoffe, wie zum Beispiel komprimiertes natürliches Gas (CNG) verwenden, das Vorhandensein von einem oder mehreren Brennstoffzylindern an Bord bzw. in dem Fahrzeug, welche ein derartiges Gas unter Druck enthalten. Bundesgesetze erfordern es, daß derartige Zylinder mit Freigabe- bzw. Überdruckventilmechanismen ausgerüstet sind, die im Falle eines Feuers das Gas aus dem Zylinder entweichen lassen, bevor ein unannehmbar hoher Druck erreicht wird. Dies vermindert die Möglichkeit einer Explosion.
Verschiedene Ansätze sind schon verwendet worden, um akzeptable, thermisch aktivierte Freigabeventile herzustellen. Ein Ansatz besteht beispielsweise darin, einen aufschmelzbaren Stopfen aus einem eutektischen Metall einzubauen, welcher einen Auslaßdurchgang in dem Druckgefäß blockiert und abdichtet. Wenn die Temperatur der Umgebung des Gefäßes den Fließpunkt des eutektischen Metalls erreicht, so schmilzt der Stopfen und öffnet einen kontrollierten Entweichungsweg für das Gas in dem Gefäß.
Ein Hauptproblem entsteht jedoch dadurch, daß im wesentlichen alle kommerziell erhältlichen eutektischen Metalle dazu neigen, mit der Zeit zu extrudieren (kriechen oder kaltfließen) und einen potentiellen Gasleckpfad zu erzeugen, wenn sie hohen Drücken ausgesetzt werden. Aus diesem Grund werden konventionelle Vorrichtungen vom schmelzbaren Stopfentyp nicht für Anwendungen empfohlen, in welchen die eutektische Metallegierung Behälterdrücken von mehr als 35 kg/cm² (500 psig) ausgesetzt wird.
Die Tanks für komprimierten natürlichen Gasbrennstoff können jedoch Drücke von bis zu 320 kg/cm² (4500 psig) haben, wenn ein System mit einem nominellen Arbeitsdruck von 250 kg/cm² (3600 psig) eine temperaturkompensierte Füllung bis zu etwa dem 1,25fachen des "Ruhedruckes" erhält. Die von der compressed Gas Association angenommenen Standards für Druck­ freigabevorrichtungen vom Typ CG-9, die in CNG-betriebenen Fahrzeugen verwendet werden, erfordern es, daß keine sichtbare Extrusion des schmelzbaren Metalls auftritt nach 26.000 Zyklen zwischen 21 kg/cm² (300 psig) und 70% des Brennstofftanktestdruckes, wenn der Test bei 82°C (81°F) durchgeführt wird, und weiterhin, daß keine sichtbare Extrusion auftritt nach einer Einwirkung über 500 Stunden von 70% des Tanktestdruckes, wenn der Test bei 82°C (180°F) durchgeführt wird.
Verschiedene Ansätze sind bei Versuchen verwendet worden, um diese strengen Standards bzw. Anforderungen zu erfüllen. Visnic, in dem US-Patent Nr. 4,800,948, sowie Visnic et al in den US-Patenten Nr. 4,744,382 und 4,744,383 geben durchweg die Lehre, daß thermisch aktivierte Druckfreigabevorrichtungen steile bzw. schwierige Strömungspfade verwenden, um die Extrusion des schmelzbaren Stopfenmaterials zu verhindern. Wass et al, in dem US-Patent Nr. 5,197,671, offenbaren ein Druckfreigabeventil mit einem thermischen Auslöser, der eine eutektische Metallegierung einschließt und der mit einem Dichtungsstopfen in Eingriff steht. Wenn eine vorbestimmte Temperatur überschritten wird, gibt der Auslöser den Dichtstopfen frei, um einen Gasströmungsweg zu öffnen. Ervin et al, in dem US-Patent Nr. 5,255,809, offenbaren einen unterschiedlichen Ansatz für Druckfreigabeeinrichtungen; anstelle der Verwendung eines schmelzbaren Stopfens verwenden Ervin et al ein Metall mit Gedächtnis (memory metal), welches seine Form unter Ansprechen auf Temperaturänderungen verändert und ein Ventil öffnet.
Auf diesem Gebiet besteht jedoch noch immer das Bedürfnis nach thermisch aktivierten Freigabevorrichtungen, die in zuverlässiger Weise in Aktion treten, um ein katastrophales Bersten eines Druckgefäßes unter Druck zu verhindern und dennoch nicht ein mit Extrusion zusammen­ hängendes Versagen entwickeln aufgrund der Extrusion einer schmelzbaren Legierung.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung erfüllt dieses Bedürfnis, indem sie eine thermisch aktivierte Freigabevorrichtung bereitstellt, die einem Versagen im Zusammenhang mit Extrusion selbst bei hohen Drücken widersteht und dennoch zuverlässig in Aktion tritt, um den Druck in einem Gefäß freizugeben und um ein katastrophales Bersten eines Gefäßes unter Druck zu verhindern. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine thermisch aktivierte Freigabevorrichtung bereitgestellt und weist einen Korpus mit einem Einlaß, einem Auslaß und einem Fluidströmungs­ durchgang auf, der mit dem Einlaß und dem Auslaß in Verbindung steht. Der Korpus beinhaltet weiterhin einen Fluidentweichdurchgang, in welchem sich ein Teil befindet, das für Gase und Flüssigkeiten porös bzw. durchlässig ist, jedoch nicht für Festkörper; d. h., dieses Teil erlaubt den Durchtritt von Gasen und Flüssigkeiten, jedoch nicht von Feststoffen. Ein Stopfen aus einem schmelzbaren Material, welches bei einer vorbestimmten Temperatur schmilzt, wird an dem porösen Teil in dem Fluidentweichdurchgang angeordnet.
Ein Kolben wird in dem Fluiddurchgang angeordnet und hat erste und zweite Enden, wobei das erste Ende eine Dichtung aufweist und das zweite Ende an dem Stopfen anliegt. Der Kolben ist normalerweise in dichtender Beziehung zu dem Einlaß vorgespannt und übt eine Druckkraft auf den Stopfen aus. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Kolben durch eine Feder in eine geschlossene und abgedichtete Position mit dem Einlaß der Vorrichtung vorgespannt.
Um die Drucklast auf den Stopfen zu vermindern, kann das erste Ende des Kolbens so ausgestaltet sein, daß es eine kleinere Oberfläche hat als das zweite Ende. Auf diese Weise wirkt der Druck in einem Gefäß, in welchem die Vorrichtung montiert ist, auf die kleinere Oberfläche des ersten Endes des Kolbens.
Das poröse Teil besteht vorzugsweise aus einem Material, das einen gewundenen Strömungspfad oder -pfade für ein Fluid bereitstellt. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das poröse Teil aus einem gesinterten Metall wie zum Beispiel Bronze. Das gesinterte Metallteil kann hergestellt werden durch Zusammenpressen einer Vielzahl kleiner Metallkugeln und Zusammen­ sintern zu einem einheitlichen Teil, wobei die Räume zwischen den Kugeln vielfache Strömungs­ wege bereitstellen. Ein derartiges Material widersteht einem Hindurchextrudieren des festen, schmelzbaren Materials.
Die thermisch aktivierte Freigabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist so anpassungsfähig, daß sie im wesentlichen mit jeglichem Druckgefäß verwendet werden kann, indem sie in einer Öffnung in dem Gefäß montiert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die thermisch aktivierte Vorrichtung jedoch in ein in zwei Richtungen gerichtetes bzw. wirkendes Ventil integriert, um die Strömung eines komprimierten Gases in ein unter Druck stehendes Gefäß, wie zum Beispiel ein Brennstoffzylinder für ein CNG-betriebenes Fahrzeug, der komprimiertes natürliches Gas enthält, und aus diesem heraus, zu kontrollieren. In dieser Ausführungsform funktioniert die thermisch aktivierte Vorrichtung so, daß sie verhindert, daß der Brennstoffzylinder reißt bzw. platzt, indem übermäßiger Gasdruck in dem Zylinder freigegeben wird, zum Beispiel im Falle eines Feuers.
Im Betrieb wird der Stopfen aus einer schmelzbaren Legierung zwischen dem Kolben und dem porösen Teil in dem Fluidentweichdurchgang zusammengedrückt. Wenn die Temperatur einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, schmilzt das Stopfenmaterial und strömt aufgrund der von dem Kolben ausgeübten Druckkraft durch das poröse Teil und den Fluidentweichdurchgang aus der Vorrichtung heraus. Wenn das Stopfenmaterial fließt, bewegt sich der Kolben in den Raum, der zuvor von dem Stopfen eingenommen wurden. Wenn das entgegengesetzte Ende des Kolbens den Einlaß der Vorrichtung freigibt, so wird der Fluidströmungsdurchgang durch die Vorrichtung geöffnet und das Gas strömt hindurch und gibt dadurch den aufgebauten Druck frei.
Dementsprechend ist es ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, eine thermisch aktivierte Freigabevorrichtung bereitzustellen, die einem Versagen im Zusammenhang mit Extrusion selbst bei hohen Drücken widersteht und dennoch in zuverlässiger Weise in Aktion tritt, um den Druck in einem Gefäß abzulassen und ein katastrophales Bersten eines Gefäßes unter Druck zu verhindern. Diese und andere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden genauen Beschreibung, der zugehörigen Zeichnungen und der anhängenden Ansprüche.
Kurzbeschreibung der Figuren
Für ein besseres Verständnis der Erfindung wird jetzt beispielhaft auf die zugehörigen Zeichnungen Bezug genommen, wobei:
Fig. 1 eine teilweise im Querschnitt gezeigte Seitenansicht der Druckfreigabevorrichtung der vorliegenden Erfindung ist, die mit einem Spulenventil bzw. Magnetventil ausgestattet ist,
Fig. 2 im Querschnitt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist, die dafür ausgelegt ist, daß sie direkt an einen Druckbehälter montiert werden kann,
Fig. 3 im Querschnitt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist, die eine Zapfenverbindung auf der Einlaßseite hat, und
Fig. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht der Freigabevorrichtung nach der Aktivierung ist, bei welcher der schmelzbare Metallegierungsstopfen geschmolzen und der federgespannte Kolben in den vorher von dem Stopfen besetzten Raum verschoben worden ist.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Wenn es auch für die Fachleute offensichtlich ist, daß die thermisch aktivierte Freigabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für die Benutzung mit im wesentlichen jedem beliebigen Druckgefäß angepaßt werden kann, bei welchem das Erfordernis der Druckfreigabe besteht, einschließlich von sowohl mit Gas als auch mit Flüssigkeit gefüllten Gefäßen, wird die vorliegende Erfindung anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Eine dieser Ausführungsformen ist in Fig. 1 dargestellt, die ein bidirektionales Ventil 10 zeigt, das einen Ventilkorpus 12 hat, welcher einen ersten Gasströmungsdurchgang 14 hat, der sich durch den Ventilkorpus von einem ersten Ende 16, welches mit dem Inneren eines unter Druck stehenden Gefäßes (nicht dargestellt) in Verbindung steht, zu einem zweiten Ende 18 erstreckt, welches mit (nicht dargestellten) Auslaßanschlüssen an dem Ventikorpus in Verbindung steht. Der Ventilkorpus 12 weist äußere Gewindegänge 20 auf, was es erlaubt, daß das Ventil in ein entsprechendes Gewinde an einem Hals des Druckgefäßes eingeschraubt wird. Ein federnd nachgiebiger bzw. elastischer O-Ring 22 gewährleistet die Abdichtung zwischen dem Ventilkorpus 12 und dem Druckgefäß. Das Ventil 10 und seine Bestandteile können aus Messing, Stahl, rostfreiem Stahl oder Aluminium hergestellt werden, was auch eine Plattierung oder andere Oberflächenbehandlung für den Widerstand gegen Korrosion einschließen kann.
In dem Gasströmungsdurchgang 14 befindet sich ein Ventilsitz 24. Ebenfalls in dem Gas­ strömungsdurchgang 14 ist ein Magnetventil 26 angeordnet, welches einen Kolben 28, einen Tellerkopf 30 und ein Gehäuse 32 aufweist. Der Kolben 28 und der Tellerkopf 30 können in dem Gasströmungsdurchgang 14 gleiten. Eine (nicht dargestellte) Feder spannt normalerweise den Tellerkopf 30 in Abdichtung mit dem Ventilsitz 24 vor. Eine (nicht dargestellte) Magnetspule bewirkt, wenn sie in Betrieb gesetzt wird, daß der Kolben 28 sich von dem Tellerkopf 30 wegbewegt und erlaubt damit, daß sich der Ventilsitz öffnet, was genauer in dem US-Patent Nr. 5,452,738 desselben Anmelders erläutert ist.
Wiederum gemäß Fig. 1 weist das bidirektionale Ventil 10 auch ein wahlweise vorhandenes bzw. betätigbares Verschlußventil 34 auf, welches in dem Gasströmungsdurchgang 14 zwischen dem Ventilsitz 24 und dem zweiten Ende 18 des Strömungsdurchganges angeordnet ist. Das manuelle Verschlußventil 34 (Dreh-Druckventil) erlaubt die Drucküberprüfung des Ventils und des Brennstoffzuführsystems um sicherzustellen, daß sie in einem Bereich normaler Betriebsdrücke von bis zu etwa 3600 psi leckdicht sind. Das manuelle Verschlußventil 34 kann unter Verwendung eines Werkzeuges, wie zum Beispiel eines (nicht dargestellten) Sechskantschlüssels in der Muffe 35 gegen einen zweiten Ventilsitz 36 in dem Gasströmungsdurchgang festgezogen bzw. - gespannt werden. Wie dargestellt, kann der Gewindezapfen 38 gedreht werden, um die elastische Dichtung 40 gegen den Ventilsitz 36 festzuziehen, um den Gasströmungsdurchgang 14 abzudichten.
Weiterhin weist gemäß Fig. 1 der Ventikorpus 12 auch einen zweiten Gasströmungsdurchgang 42 auf, der an einem Ende mit dem Inneren des Druckgefäßes und mit dem anderen Ende mit einem Gasablaßanschluß 44 an dem Ventilkorpus in Verbindung steht. Die thermisch aktivierte Freigabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die allgemein mit 50 bezeichnet ist, ist in dem zweiten Gasströmungsdurchgang 42 montiert. Die Freigabevorrichtung 50 weist einen Korpus 52 auf, der einen Einlaß 54 und einen Auslaß 56 hat. Der zweite Gasströmungsdurchgang 42 stellt die Verbindung zwischen dem Einlaß 54 und dem Auslaß 56 her. Der Korpus 52 kann aus irgendeinem geeigneten Metall hergestellt werden, wie zum Beispiel aus Messing. Der Korpus 52 weist auch einen Fluidentweichdurchgang 58 auf, der es ermöglicht, daß Gas aus dem unter Druck stehenden Zylinder unter Bedingungen entweicht, wie sie genauer weiter unten beschrieben werden. Der Entweichdurchgang 58 für ein Blockierfluid ist das Teil 60, welches für Gase und Flüssigkeiten, nicht jedoch für Festkörper porös bzw. durchlässig ist. Wie dargestellt, kann das Teil 60 in einem freigeschnittenen Schulterbereich 61 in dem Korpus 52 sitzen. Vorzugsweise besteht das Teil 60 aus einem gesinterten Metall, wie zum Beispiel Bronze. Die Sinterbronze kann die Form vieler Kugeln mit kleinem Durchmesser haben, die zusammengesintert sind, um einen einzelnen Korpus zu bilden. Die Freiräume zwischen den Kugeln bilden zahlreiche Fluid­ strömungsdurchgänge, widerstehen jedoch dem Durchtritt von Feststoffen wegen der kleinen Querschnittsfläche der Durchgänge und wegen ihrer vielfachen Richtungsänderungen. Es versteht sich für die Fachleute, daß das Teil 60 eine Reihe verschiedener Formen annehmen und aus jeglichem Material hergestellt sein kann, welches die Eigenschaften hat, daß es für Gase und Flüssigkeiten porös ist, jedoch nicht für Feststoffe porös ist, und welches zahlreiche kleine Strömungsdurchgänge einschließt, die vorzugsweise gewundene Strömungspfade bereitstellen.
Wie in Fig. 1 dargestellt, weist die thermisch aktivierte Freigabevorrichtung 50 auch einen Stopfen 62 aus einem schmelzbaren Material, vorzugsweise einer schmelzbaren, eutektischen Metallegierung, auf, die einen Schmelzpunkt von 103°C (217°F) hat. Derartige schmelzbare Legierungen und ihre Schmelzpunkte sind im Stand der Technik wohlbekannt. Verschiedene eutektische Legierungen können in Abhängigkeit von der gewünschten Temperatur ausgewählt werden, bei welcher die Freigabevorrichtung öffnen soll. Der Stopfen 62 ist an dem porösen Teil 60 und außerhalb des zweiten Gasströmungsdurchganges 42 angeordnet. Der Stopfen 62 wird neben dem Teil 60 von einem Kolben 64 an seinem Platz gehalten, welcher in dem Gas­ strömungsdurchgang 42 angeordnet ist. Der Kolben 64 ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt.
Der Kolben 64 hat ein erstes Ende 66 und ein zweites Ende 68, wobei das erste Ende 66 wie gezeigt eine kleinere Oberfläche hat als das zweite Ende 68. Indem der Kolben 64 auf diese Weise hergestellt wird, wird die auf den schmelzbaren Stopfen 62 wirkende Kraft vermindert, um jegliche Tendenz der Stopfenlegierung herabzusetzen, durch Kriechen oder Kaltfließen zu extrudieren. Wenn das erste Ende 66 des Kolbens 64 einen Durchmesser D1 hat, das zweite Ende 66 einen Durchmesser D2 hat und D1 < D2 ist, so ist die auf den Stopfen 62 ausgeübte Druckspannung gleich dem Tankdruck multipliziert mit π/4 × (D1/D2)².
Wie in Fig. 1 dargestellt, hat das erste Ende 66 des Kolbens 64 eine Dichtung 70, wie zum Beispiel ein Paar aus einem O-Ring und einem Stützring, um eine Abdichtung gegenüber der Haltemutter bzw. -nuß 72 bereitzustellen, welche aus einem geeigneten Metall, wie zum Beispiel Messing, hergestellt ist. Wie dargestellt, weist die Haltenuß 72 selbst ein Paar 74 aus einem O-Ring und einem Stützring auf, um eine Abdichtung gegenüber dem Korpus 52 zu gewährleisten. Vorzugsweise ist das Paar aus O-Ring/Stützring aus einem Nitrilkautschuk, Viton (Warenzeichen) oder einem anderen geeigneten Material hergestellt, welches für eine Elastizität bei niedriger Temperatur ausgelegt ist. Das zweite Ende 68 des Kolbens 64 beinhaltet ebenfalls eine O-Ringdichtung 78, um eine Sekundärdichtung zu bilden um sicherzustellen, daß um den Kolben herum keine Gaslecks auftreten.
Die Feder 76 stellt sicher, daß die Freigabevorrichtung 50 funktioniert, selbst wenn nur ein sehr niedriger oder gar kein Druck in dem Behälter herrscht. D.h., die Feder 76 übt eine ausreichende Kraft gegen den Stopfen 62 aus, so daß in dem Fall, daß die Temperatur um die Vorrichtung herum die vorbestimmte Schmelztemperatur des Stopfenmaterials übersteigt, das geschmolzene Material durch den Durchgang 58 gedrückt wird und es erlaubt, daß sich der Strömungsdurchgang 42 öffnet. Weiterhin ist es, wenn auch eine Schraubenfeder dargestellt ist, für die Fachleute offensichtlich, daß andere äquivalente mechanische Einrichtungen verwendet werden können, um den Kolben gegen den Stopfen 62 vorzuspannen.
Während des normalen Betriebs des bidirektionalen Ventil 10 hält die Freigabevorrichtung 50 eine gasdichte Abdichtung aufrecht. Wenn jedoch die Temperatur an dem Ventilkorpus oder dem Druckgefäß über einen vorbestimmten Wert hinweg ansteigt, so schmilzt der schmelzbare Stopfen 62 auf und fließt durch das poröse Teil 60 und aus dem Entweichdurchgang 58 heraus. Wie am besten in Fig. 4 dargestellt ist, bewirkt die Kombination der Druckkraft auf die Feder 76, welche auf die Schulter 80 wirkt, mit der Kraft aufgrund des Tankdruckes, welche auf die Fläche des ersten Endes 66 des Kolbens 64 wirkt, daß sich der Kolben 64 in Richtung des Pfeiles bewegt. Diese Bewegung des Kolbens 64 öffnet den zweiten Gasströmungsdurchgang 42 und erlaubt, daß das unter Druck stehende Gas in dem Behälter an den äußeren Durchgangsanschluß 44 abgelassen wird.
Eine weitere Ausführungsform der thermisch aktivierten Freigabevorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt, wobei gleiche Bezugszahlen gleiche bzw. ähnliche Teile wiedergeben. In dieser Ausführungsform der Erfindung kann die Freigabevorrichtung 50 direkt in irgendeinem Behälter für ein unter Druck stehendes Fluid abgedichtet bzw. dicht eingesetzt werden. Wie dargestellt, ist die Freigabevorrichtung 50 in einer Kappe 90 dicht aufgenommen, die ihrerseits dafür ausgelegt ist, daß sie in eine Öffnung in einem (nicht dargestellten) Behälter eingeschraubt werden kann. Die Kappe 90 weist eine ringförmige Gewindeöffnung auf, in welche die entsprechenden Gewindegänge an dem Korpus 52 der Freigabevorrichtung 50 montiert werden können.
Wie dargestellt, stellt der O-Ring 22 eine Dichtfläche zwischen der Kappe 90 und dem (nicht dargestellten) Behälter bereit, während die Kappe 90 eine abgeschrägte Oberfläche 96 für den O-Ring 98 aufweist, damit dieser dort verbleibt und eine Dichtung zwischen dem Korpus 52 und der Kappe 90 bereitstellt. Die Kappe 90 weist auch einen sich in etwa horizontal erstreckenden Flansch 92 und eine im allgemeinen hochstehende Lippe 94 auf, um einen Raum um den Gasauslaß 56 herum zu erzeugen, welcher es ermöglicht, daß Fluid durch den Auslaß 56 entweicht, wie zuvor beschrieben.
Fig. 3 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Freigabevor­ richtung 50 außen an einem Behälter über eine Drehzapfen- bzw. Überwurfmutterverbindung 100 montiert werden kann. Wie dargestellt, weist der Korpus 52 einen Flanschabschnitt 102 auf, auf welchem der Ansatz bzw. die Lippe 104 der Drehzapfenverbindung 100 aufgesetzt bzw. aufgepaßt ist. Die Freigabevorrichtung 50 kann dann um volle 360° gedreht werden, um einfache Verbindungen, beispielsweise für einen Belüftungsanschluß 44, bereitzustellen.
Während bestimmte repräsentative Ausführungsformen und Einzelheiten zum Zwecke der Veranschaulichung der Erfindung hier dargestellt worden sind, versteht es sich für die Fachleute, daß verschiedene Änderungen hinsichtlich der hier offenbarten Verfahrensweisen und Vorrichtungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den anhängenden Ansprüchen definiert ist.

Claims (11)

1. Thermisch aktivierte Freigabevorrichtung mit:
einem Korpus mit einem Einlaß, einem Auslaß und einem Fluidströmungsdurchgang, der mit dem Einlaß und dem Auslaß in Verbindung steht, wobei der Korpus weiterhin einen Fluidentweichdurchgang aufweist, in welchem ein Teil angeordnet ist, welches für Gase und Flüssigkeiten, jedoch nicht für Festkörper porös bzw. durchlässig ist,
mit einem Stopfen aus einem schmelzbaren Material, welches bei einer vorbestimmten Temperatur in der Umgebung des Teiles schmilzt und,
mit einem Kolben, der in dem Fluidströmungsdurchgang angeordnet ist und erste und zweite Enden aufweist, wobei das erste Ende des Kolbens normalerweise in dichtender Beziehung zu dem Einlaß vorgespannt ist und das zweite Ende an dem Stopfen anliegt und eine Druckkraft auf diesen ausübt.
2. Thermisch aktivierte Freigabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Ende des Kolbens eine kleinere Oberfläche hat als das zweite Ende.
3. Thermisch aktivierte Freigabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kolben durch eine Feder vorgespannt ist.
4. Thermisch aktivierte Freigabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Teil aus einem gesinterten Metall besteht.
5. Thermisch aktivierte Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das gesinterte Metall aus zusammengesinterten Kugeln besteht.
6. Thermisch aktivierte Freigabevorrichtung nach Anspruch 4, wobei das gesinterte Metall Bronze ist.
7. Thermisch aktivierte Freigabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Stopfen sich nicht in dem Fluidströmungsdurchgang befindet.
8. Thermisch aktivierte Freigabevorrichtung nach Anspruch 1, welche eine Drehzapfenver­ bindung (Überwurfmutterverbindung) an dem Einlaß aufweist.
9. Thermisch aktivierte Freigabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Korpus eine Schulter an dem Fluidentweichdurchgang aufweist und wobei das Teil in diese Schulter eingepaßt ist.
10. Thermisch aktivierte Freigabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Korpus in einem bidirektionalen Ventil für die Steuerung der Strömung eines unter Druck stehenden Gases zu und von einem unter Druck stehenden Behälter montiert ist.
11. Thermisch aktivierte Freigabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Korpus in eine Öffnung in eine Öffnung in einem unter Druck stehenden Behälter montiert ist.
DE19600312A 1995-01-17 1996-01-06 Thermisch aktivierte Freigabevorrichtung Expired - Lifetime DE19600312B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/373,622 US5511576A (en) 1995-01-17 1995-01-17 Piston-type thermally activated relief device
US373622 1995-01-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19600312A1 true DE19600312A1 (de) 1996-07-18
DE19600312B4 DE19600312B4 (de) 2005-02-10

Family

ID=23473169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19600312A Expired - Lifetime DE19600312B4 (de) 1995-01-17 1996-01-06 Thermisch aktivierte Freigabevorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5511576A (de)
JP (1) JP2771144B2 (de)
CA (1) CA2162240C (de)
DE (1) DE19600312B4 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1418372A1 (de) 2002-11-08 2004-05-12 Luxembourg Patent Company S.A. Thermisch aktivierbares Sicherheitsventil
DE10307799B4 (de) * 2002-02-26 2011-08-11 General Motors Corp., Mich. Verfahren zur anfänglichen Verzögerung der Bypasswirkung eines Bypassventils
US8925567B2 (en) 2011-12-27 2015-01-06 GM Global Technology Operations LLC Thermal pressure relief device with expansion activation

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6006774A (en) * 1994-12-21 1999-12-28 Cti Composite Products Thermally activated pressure relief valve or fuse plug for protecting pressurized devices from over pressure due to fire
US5632297A (en) * 1995-09-26 1997-05-27 Amcast Industrial Corporation Piston-type thermally or pressure activated relief device
US6382234B1 (en) * 1996-10-08 2002-05-07 Weatherford/Lamb, Inc. One shot valve for operating down-hole well working and sub-sea devices and tools
DE19911530C2 (de) * 1999-03-16 2001-05-17 Vti Ventil Technik Gmbh Sicherheitsvorrichtung für einen Druckgasbehälter
EP1069355B1 (de) * 1999-07-14 2006-01-18 Luxembourg Patent Company S.A. Sicherheitsventil für Druckbehälter
US6367499B2 (en) * 2000-03-02 2002-04-09 Hamai Industries Limited Safety valve
US6227226B1 (en) * 2000-03-24 2001-05-08 Baker Hughes Incorporated Fire activated, fail safe, gate valve bonnet
JP2002168399A (ja) * 2000-12-01 2002-06-14 Neriki:Kk ガスボンベ用バルブ装置
JP2002181298A (ja) * 2000-12-12 2002-06-26 Neriki:Kk ガスボンベ用バルブ装置
JP2002257297A (ja) * 2001-03-02 2002-09-11 Koyo Sangyo Kk 高圧ガス容器用安全装置
US6814097B2 (en) 2001-03-20 2004-11-09 Teleflex Gfi Control Systems L.P. Pressure relief device
FI116803B (fi) * 2001-04-27 2006-02-28 Crane John Safematic Oy Sovitelma mekaanisen tiivisteen yhteydessä
ITMO20010176A1 (it) * 2001-08-31 2003-03-03 Esam Spa Dispositivo di regolazione per compressori - aspiratori
EP1497580B1 (de) * 2002-04-23 2006-11-08 Teleflex GFI Control Systems L.P. Druckentlastungsvorrichtung
US20030217770A1 (en) * 2002-05-24 2003-11-27 Schultz Jeffrey A. Combination thermal and pressure relief valve
JP3820483B2 (ja) * 2003-03-03 2006-09-13 株式会社フジキン 安全弁
JP4427371B2 (ja) * 2004-03-29 2010-03-03 株式会社ネリキ 安全弁
US7819198B2 (en) * 2004-06-08 2010-10-26 Birckhead John M Friction spring release mechanism
EP1830115B1 (de) * 2004-11-11 2014-03-26 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Sicherheitsventilvorrichtung
DE602005004371T2 (de) * 2005-02-14 2009-02-19 Luxembourg Patent Company S.A. Thermisch aktivierbares Sicherheitsventil
EP1748237B1 (de) * 2005-07-22 2008-01-02 Job Lizenz GmbH & Co. KG Sicherheitsventil für einen Druckgasbehälter
DE502006002903D1 (de) * 2006-11-06 2009-04-02 Job Lizenz Gmbh Sicherheitsventil für einen Druckgasbehälter
JP4873156B2 (ja) * 2007-01-12 2012-02-08 トヨタ自動車株式会社 溶栓
JP5140487B2 (ja) * 2008-05-16 2013-02-06 川崎重工業株式会社 安全弁
JP5255901B2 (ja) * 2008-05-16 2013-08-07 川崎重工業株式会社 安全弁装置
US8327868B2 (en) * 2009-06-04 2012-12-11 Control Devices, Llc Cylinder valve with thermal relief feature
DE102010011878A1 (de) 2010-03-18 2011-09-22 Hydac Technology Gmbh Sicherheitseinrichtung für durch Gasdruck belastete Behälter
US8511334B2 (en) * 2010-10-12 2013-08-20 GM Global Technology Operations LLC Compressed gas system, manual valve assembly, and manual valve piston with isochoric thermal isolation zone
CA2893826C (en) 2011-12-07 2021-11-16 Agility Fuel Systems, Inc. Systems and methods for monitoring and controlling fuel systems
US9371913B2 (en) * 2012-12-26 2016-06-21 Sue H. Lhymn Valve apparatus for high pressure gas containers
JP5973367B2 (ja) * 2013-03-04 2016-08-23 川崎重工業株式会社 溶栓式安全弁
US9714644B2 (en) 2013-03-13 2017-07-25 Westinghouse Electric Company Llc Thermal retracting actuator
US9217441B2 (en) * 2013-08-20 2015-12-22 Westinghouse Electric Company Llc Pump seal with thermal retracting actuator
DE102013004908B3 (de) * 2013-03-22 2014-02-06 Ksb Aktiengesellschaft Ventil und Pumpenanordnung mit Ventil
US9293792B2 (en) * 2013-05-10 2016-03-22 Tesla Motors, Inc. Self-activated draining system
AU2015217131B2 (en) * 2014-02-12 2018-07-05 Owen Oil Tools Lp Detonator interrupter for well tools
JP6011566B2 (ja) * 2014-03-05 2016-10-19 トヨタ自動車株式会社 可溶式安全弁
FR3023896B1 (fr) 2014-07-17 2016-07-15 Schrader Vanne de securite
US11073218B2 (en) 2014-07-23 2021-07-27 Bs&B Innovations Limited In-line pressure relief valve and rupture disk
EP3175167A4 (de) * 2014-07-31 2018-05-16 Lightsail Energy, Inc. Druckgasspeichereinheit und füllverfahren
US10295075B2 (en) * 2017-01-10 2019-05-21 Control Devices, Llc Cylinder valve
DE102017209580A1 (de) * 2017-06-07 2018-12-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Druckentlastungsvorrichtung mit einem variablen Massenstrom
US10494886B2 (en) * 2017-07-05 2019-12-03 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Potential energy actuated valve triggered by collapse of a support member
DE102017221073A1 (de) * 2017-11-24 2019-05-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Sicherheitsventil für einen Druckbehälter mit einer Auslöseleitung sowie Druckbehältersystem
KR20200132413A (ko) * 2019-05-17 2020-11-25 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 온도감응식 압력안전장치
KR20210076757A (ko) * 2019-12-16 2021-06-24 현대자동차주식회사 온도 감응식 압력안전장치
US11441426B2 (en) * 2020-04-30 2022-09-13 Hamilton Sundstrand Corporation Valve assembly configured with manifold having eutectic plug
US11577909B2 (en) * 2020-06-05 2023-02-14 The Boeing Company Systems and methods for deployment of a compacting head in a waste compartment
DE102020208843A1 (de) * 2020-07-15 2022-01-20 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Ventilfassung für einen druckbeaufschlagten Behälter, Ventilvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Ventilfassung
CN112797315A (zh) * 2021-03-09 2021-05-14 广东欧佩亚氢能源科技有限公司 一种高压氢气瓶安全释放阀
KR20230126122A (ko) * 2022-02-22 2023-08-29 현대자동차주식회사 압력 안전 장치

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2671461A (en) * 1950-03-16 1954-03-09 Nat Alarms Corp Railway car journal box fuse
US3618627A (en) * 1969-10-29 1971-11-09 William Wagner Valve automatic pressure release means
US3896835A (en) * 1972-12-29 1975-07-29 Acf Ind Inc Heat responsive safety device for gate valves
GB1412896A (en) * 1973-11-06 1975-11-05 Sugimura N Pressure container
US4221231A (en) * 1976-02-27 1980-09-09 Dunlop Limited Thermal fuse device
DE2744898C3 (de) * 1977-10-06 1980-04-10 Honeywell Gmbh, 6000 Frankfurt Auf Übertemperatur ansprechendes Sicherheitsventil für Druckgefäße
AU528766B2 (en) * 1979-02-01 1983-05-12 Commonwealth Industrial Gases Limited, The Safety device for pressure vessel
FR2469298A1 (fr) * 1979-11-13 1981-05-22 Messier Hispano Sa Fusible thermique pour roue equipee de pneumatique
US4503675A (en) * 1982-02-26 1985-03-12 Xomox Corporation Fail-safe actuator with fusible link
US4553589A (en) * 1984-07-12 1985-11-19 Gray Tool Company Fire-safe surface-controlled subsurface safety valve control line/wellhead connector and blowout preventer
US4800948A (en) * 1987-04-29 1989-01-31 Aluminum Company Of America Method of forming a thermally activated pressure relief valve
US4744383A (en) * 1987-04-29 1988-05-17 Aluminum Company Of America Thermally activated valve
US4744382A (en) * 1987-04-29 1988-05-17 Aluminum Company Of America Combination thermal or pressure activated relief valve
US5223347A (en) * 1989-02-23 1993-06-29 Composites Technology International, Inc. Creep resistant composite alloys
US5197671A (en) * 1991-05-30 1993-03-30 Wass Lloyd G Pressure relief valve with thermal trigger and movable seal plug
US5255809A (en) * 1993-05-17 1993-10-26 Ford Motor Company Compressed gas container with shape memory alloy pressure relief member
US5452738A (en) * 1994-02-22 1995-09-26 Amcast Industrial Corporation Crashworthy solenoid actuated valve for CNG powered vehicle
GB2286804A (en) * 1994-02-26 1995-08-30 Dunlop Ltd Fusible plug for pressure vessels

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10307799B4 (de) * 2002-02-26 2011-08-11 General Motors Corp., Mich. Verfahren zur anfänglichen Verzögerung der Bypasswirkung eines Bypassventils
EP1418372A1 (de) 2002-11-08 2004-05-12 Luxembourg Patent Company S.A. Thermisch aktivierbares Sicherheitsventil
US8925567B2 (en) 2011-12-27 2015-01-06 GM Global Technology Operations LLC Thermal pressure relief device with expansion activation
DE102012223797B4 (de) * 2011-12-27 2016-08-18 GM Global Technology Operations, LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) Thermische Druckentlastungsvorrichtung mit Ausdehnungsaktivierung

Also Published As

Publication number Publication date
US5511576A (en) 1996-04-30
CA2162240A1 (en) 1996-07-18
DE19600312B4 (de) 2005-02-10
CA2162240C (en) 1999-01-26
JP2771144B2 (ja) 1998-07-02
JPH08233139A (ja) 1996-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19600312B4 (de) Thermisch aktivierte Freigabevorrichtung
DE60309339T2 (de) Wärme- und druckentlastungskombinationsventil
DE60200511T2 (de) Druckspeicher mit Sicherheitsventil
DE60218306T2 (de) Zylinderventil und bajonett-rückschlagfilter mit schutz gegen übermässige strömung
EP0158982B1 (de) Sicherheitsventil für Flüssiggastanks, insbesondere Schiffstanks
DE612136C (de) Sicherheitsventil fuer Druckgasbehaelter
DE102020201172A1 (de) Vorrichtung zum Speichern von Druckgas, Fahrzeug
DE69103619T2 (de) Ventil für Druck- oder Flüssiggasflaschen.
DE2042198C3 (de) Leckanzeigeventil in einer Gasleitung
DE2909046C2 (de) Ventilanordnung für ein unter Druck stehendes fluides Medium
DE102009046004A1 (de) Ventil für einen Gastank
DE2731804C3 (de) Sicherheitseinrichtung für Tanks für verflüssigtes Gas
DE2751142A1 (de) Fluidumsleckanzeigegeraet
EP0394673B1 (de) Sicherheitsvorrichtung für einen Druckgasbehälter
EP2428714A1 (de) Schnellöffnungsventil für einen Löschmittelbehälter
DE2624477C3 (de) Überdruck-Sicherheitsventil für aufblasbare Körper, insbesondere Rettungskörper
DE1450627A1 (de) Behaelter fuer ein unter Druck stehendes Fluidum
DE763658C (de) Druckminderventil
DE1198628B (de) Gasflaschenventil fuer hochgespannte Gase, insbesondere fuer Sauerstoff
DE3419986C2 (de)
EP0164566A2 (de) Sicherheitseinrichtung für Flüssiggastanks
DE29809605U1 (de) Sicherheitsabsperrventil
DE3417269A1 (de) Sicherheitseinrichtung fuer fluessiggastanks
DE1600937C3 (de) Gasflaschenventil für aufsteckbare Membrandruckregler
DE2209410A1 (de) Auslassventil

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: HARSCO CORP., CAMP HILL, PA., US

8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: GFI CONTROL SYSTEMS, INC., KITCHENER, ONTARIO, CA

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: TELEFLEX GFI CONTROL SYSTEMS L.P., KITCHENER, ONTA

8172 Supplementary division/partition in:

Ref document number: 19655325

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

Q171 Divided out to:

Ref document number: 19655325

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: HANSMANN & VOGESER, 81369 MUENCHEN

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: IMPCO TECHNOLOGIES ( CANADA ) LLC (N. D. GES. , US

R084 Declaration of willingness to licence
R082 Change of representative
R071 Expiry of right