DE2718357A1 - Pyrotechnische einrichtung zum verschliessen einer leitung - Google Patents

Pyrotechnische einrichtung zum verschliessen einer leitung

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Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke
Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
SPMY
B 5847-3 BM ' MÜNCHEN 86· DEN
J ' J POSTFACH 860 S20
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
COMMISSARIAT A. L1ENERGIE ATOMIQUE 29, rue de la Federation, 75015 Paris, Frankreich
Pyrotechnische Einrichtung zum Verschließen einer Leitung
Die Erfindung betrifft eine pyrotechnische Einrichtung zum Verschließen einer Leitung durch Zusammendrücken, und zwar ist die Erfindung insbesondere dazu bestimmt, eine Leitung schnell und dicht zu verschließen, die ein gefährliches Strömungsmittel führt.
Die bisher bekannten pyrotechnischen Einrichtungen für das Verschließen einer Leitung weisen allgemein Elemente auf, die, wenn sie durch eine pyrotechnische Vorrichtung bewegt werden, geeignet sind, die Leitung zu zerstören, indem sie in diese eindringen.
Auch haben diese Einrichtungen insbesondere den Nachteil, daß sie eine genaue Herstellung für ihre Anpassung an eine gegebene Leitungsart erfordern, daß sie Montagevorgänge großer Kompliziertheit an bzw. in den Leitungen notwendig machen, und daß sie schließlich die Strömung des Fluids vor dem Verschließen stören.
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Mit der Erfindung soll eine Einrichtung^ ZUnTTO?- schließen einer Leitung, insbesondere einer Rohrleitung, geschaffen werden, mit der die vorstehenden Nachteile überwunden werden und die außerdem eine Anzahl von Vorteilen aufweist, insbesondere bezüglich der dichten Art des Verschlusses und der Schnelligkeit, mit der dieser Verschluß erreicht wird.
Die pyrotechnische Einrichtung zum Verschließen einer Leitung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß sie folgendes aufweist:
Eine Hebe- bzw. Druckvorrichtung, die einen Kolben und einen Zylinder bzw. Zylinderkopf besitzt, wobei der Kolben an seiner Basis eine Kammer aufweist, die zusammen mit dem Boden des Zylinders bzw. Zylinderkopfes eine Unterbringung bzw. einen Unterbringungsraum begrenzt, die bzw. der mittels einer Dichtung abgedichtet ist, welche zwischen die seitlichen Wände des Kolbens und des Zylinders bzw. Zylinderkopfes der Hebe- bzw. Druckvorrichtung eingefügt ist;
eine in der Unterbringung angeordnete pyrotechnische Vorrichtung bzw. Anordnung zum Steuern bzw. Betätigen der Hebe- bzw. Druckvorrichtung;
ein System zum Entflammen bzw. Zünden der für die Steuerung bzw. Betätigung der Hebe- bzw. Druckvorrichtung vorgesehenen pyrotechnischen Vorrichtung bzw. Anordnung; und
zwei Teile, die beiderseits der Leitung, insbesondere Rohrleitung, angeordnet sind und aufgrund der Entflammung bzw. des Zündens der pyrotechnischen Vorrichtung bzw. Anordnung für die Steuerung bzw. Betätigung der Hebe- bzw. Druckvorrichtung zum Zwecke des Verschließens der Leitung aufeinander zu geschleudert werden; wobei das eine dieser Teile fest bzw. formschlüssig mit dem Kolben der Hebe- bzw. Druckvorrichtung verbunden ist, während das andere dieser Teile mechanisch durch Bolzen mit dem Zylinder bzw. Zylinderkopf der Hebe- bzw. Druckvorrichtung verbunden ist; wobei
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weiterhin das Teil, das fest bzw. formschlüssig mit dem Kolben verbunden ist, zu einer Verschiebebewegung durch die Bolzen frei geführt ist.
Die vorstehend gekennzeichnete Einrichtung, die einen einfachen Aufbau hat, ist insbesondere dazu geeignet, für das Verschließen einer Leitung benutzt zu werden, die ein gefährliches Strömungsmittel führt, da sich diese Vorrichtung vollständig außerhalb der Leitung befindet, was es gestattet, alle die Schwierigkeiten zu vermeiden, die sich aus einem Eingriff in eine solche Leitung und der Einführung eines Materials, das eventuell unverträglich mit dem von der Leitung geführten Strömungsmittel ist, in diese Leitung ergeben.
Darüberhinaus hat die Einrichtung den Vorteil, daß sie außerdem das gleichzeitige Verschließen mehrerer Leitungen ermöglicht.
Gemäß der Erfindung sind die Massen der Bestandteile der Einrichtung, die aufgrund der Entflammung bzw. Zündung der pyrotechnischen Vorrichtung bzw. Anordnung in Bewegung gesetzt werden, also die Massen der erwähnten Teile, des Kolbens und des Zylinders bzw. Zylinderkopfes der Hebe- bzw. Druckvorrichtung sowie der erwähnten Bolzen, vorzugsweise in der Weise ausgewählt, daß die Verschiebungen der aufeinander zu geschleuderten Teile gleich sind.
Auf diese Weise ist es möglich, eine Leitung, insbesondere Rohrleitung, zu verschließen, ohne eine nennenswerte Verschiebung ihrer Achse zu bewirken.
Andererseits haben die genannten Teile gemäß der Erfindung eine Form, die sich dazu eignet, eine solche Deformation der Leitung zu erzeugen, durch die die Dichtigkeit des Verschlusses der Leitung sichergestellt wird.
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Bei Teilen einer gegebenen Form kann man außerdem im Inneren der Leitung zum Zwecke der Vervollkommnung bzw. Erhöhung der Dichtheit ihres Verschlusses eine Hülse, Buchse oder dergl. aus Elastomer anordnen.
Gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht die pyrotechnische Vorrichtung bzw. Anordnung vorzugsweise aus einer Patrone mit Pulver auf der Basis von Nitroglycerin und Nitrocellulose, deren Entflammungseinrichtung bzw. Zünder von niedriger Intensität sein kann.
Weiterhin kann das System zur Entflammung bzw. zum Zünden der vorerwähnten pyro technischen Vorrichtung bzw. Anordnung gemäß einem AüsfUhrungsbeispiel der Erfindung einen Generator zum Erzeugen von elektrischen Impulsen umfassen, der an die Entflammungseinrichtung bzw. den Zünder der pyrotechnischen Vorrichtung bzw. Anordnung angepaßt ist, sowie einen Detektor, der diesen Generator betätigt bzw. in Betrieb setzt.
Schließlich besitzt die Einrichtung nach der Erfindung gemäß einem speziellen, vorgenannten Ausführungsbeispiel eine sehr niedrige Ansprechzelt, die unterhalb von 10 msec liegt (diese Ansprechzeit entspricht der Zeit, die erforderlich ist, um das Verschließen der Leitung zu bewirken, wenn ein Befehl zum Verschließen gegeben worden ist, z.B. durch einen Stoßaufnehmer).
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand einiger, in den Fig. 1 bis 3B der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung;
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Fig. 2 ein weiteres AusfUhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Verschließen einer Leitung, die zu einem Kreislauf der Zuführung oder Entleerung eines Strömungsmittels eines Behälters gehört, und zwar teilweise im Schnitt dargestellt; und
Fig. 3a und 3b einen Querschnitt durch zwei spezielle AusfUhrungsbeispiele von Teilen der Einrichtung, zwischen denen die Leitung zusammengedrückt wird.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die dort dargestellte erfindungsgemäße Einrichtung zwei Teile 1a und 1b aufweist, die dazu bestimmt sind, die Leitung 3, die hier eine Rohrleitung ist, durch Zusammendrücken zu verschließen, indem sich diese Teile einander annähern.
Zu diesem Zweck sind die Teile 1a und 1b so ausgebildet und angeordnet, daß sie mit einer pyrotechnischen Druck- bzw. Preßvorrichtung zusammenwirken, deren Kolben mit 5 und deren Bodenstück, Zylinder bzw. Zylinderkopf mit 7 bezeichnet ist (das letztere Teil wird hier abgekürzt als "Zylinderkopf bezeichnet).
Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung ist das Teil 1b fest bzw. formschlüssig mit dem Kolben 5 der pyrotechnischen Hebe- bzw. Druck- bzw. Preßvorrichtung (abgekürzt als "Druckvorrichtung" bezeichnet) verbunden, während das Teil 1a mechanisch mit dem Zylinderkopf verbunden ist, und zwar mittels der Bolzen 9, welche das Teil 1b zu dessen freier Translations- bzw. Verschiebebewegung führen.
Außerdem ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß der Kolben 5 an seiner Basis eine Kammer 13 aufweist, die mit dem Boden des Zylinderkopfes 7 eine Unterbringung bzw. Lagerung bzw. einen Raum für eine pyrotechnische Patrone 11 begrenzt.
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Schließlich ist erkennbar, daß die Abdichtung zwischen dem Kolben 5 und dem Zylinderkopf 7 der Druckvorrichtung durch die Dichtung 15 erzielt wird.
Diese Patrone 11 weist in an sich bekannter Weise im Inneren eines isolierenden Gehäuses bzw. Behältnisses, das vorzugsweise aus Plexiglas (Acrylglas) besteht, einerseits eine unter Berücksichtigung der Trägheit, gegen welche die Bestandteile in Bewegung zu setzen sind, und der Deformationsenergie der Leitung geeignet bemessene Hasse eines pyrotechnischen Pulvers auf sowie andererseits einen Zünder; dieser Zünder, der in das genannte Pulver versenkt und auf bzw. an dem Gehäuse bzw. Behältnis befestigt ist, ist mit einem in dieser Figur nicht dargestellten, elektrischen System zur Entflammung bzw. Zündung der pyrotechnischen Masse verbunden.
Das Pulver, das bei der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendet wird, ist vorzugsweise ein Pulver auf der Basis von Nitroglycerin und Nitrocellulose, graphitiert und mit Diphenylamin stabilisiert, und der Zünder ist von niedriger Intensität.
Die Funktionsweise der vorstehend erläuterten Einrichtung ist wie folgt:
Durch das Zünden der Patrone 11 wird eine Gasmenge frei, die ausreicht, um Bewegungen des Zylinderkopfes 7 und des Kolbens 5 in Richtung aufeinander in Gang zu setzen. Der Zylinderkopf 7 treibt die Bolzen 9 an,und infolgedessen werden die Teile 1a und 1b aufeinander zu geschleudert, so daß sie dadurch ein Zusammendrücken der Leitung 3 bewirken.
Nachstehend seien die Parameter einer vorzugsweisen Ausführungsform der Einrichtung zum Verschließen einer Leitung aus rostfreiem Stahl ohne Hervorrufen einer merklichen Verschiebung der Achse dieser Leitung gegeben, wobei der
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Durchmesser dieser Leitung zwischen 22 und 80 mm liegt und die Leitung ein Strömungsmittel führt, das unter einem Druck zwischen 10 und 5 Torr steht:
Massen der unterschiedlichen Bestandteile, die in Bewegung gesetzt werden:
Teil 1a 400 g
Teil 1b + Kolben 5 1400 g
Zylinderkopf 7 400 g
Bolzen 9 600 g
Masse eines doppelbasigen Pulvers GBSe 120:400 mg im Beispiel eines Rohrs aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 20 bis 22 mm;
Zünder, der unter der Bezeichnung B66 von der Firma Davey Bickford vertrieben wird;
ein Zündsystem, das einen Generator zur Erzeugung elektrischer Impulse aufweist, der an den Zünder angepaßt ist, und ein Detektor, der diesen Generator betätigt.
Bei diesen Parametern für die Ausführung einer Einrichtung beträgt die mittlere Verschlußzeit 5 msec, und die Dichtheit des Verschlusses ist ungefähr 9 x 10 at cnr/sec.
Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß, wenn man im Inneren der Leitung in der Nähe der Teile 1a und 1b von geeigneter Form eine Hülse bzw. Buchse auf Elastomer anordnet, die Dichtheit des Verschlusses etwa 10"' at cnr/see beträgt.
In Fig. 2 sind schematisch zwei Einrichtungen 1· und 1" der Art dargestellt, wie in Fig. 1 veranschaulicht, und diese Einrichtungen werden zum Verschließen der Leitungen 3* und 3" in Betrieb gesetzt, wobei diese Leitungen beispielsweise Zuführungs- und Abführungsleitungen für die Zuführung eines Fluids in einen Behälter 17 bzw. für die Abführung bzw. Evakuierung des Fluids aus dem Behälter 17 entsprechen.
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Man erkennt aus dieser Figur, daß die Zünder der Verschließeinrichtungen 1' und 1" mit einer Zündeinrichtung verbunden sind, welche in den Widerständen der Zünder diejenigen elektrischen Impulse erzeugt bzw. zu den Widerständen diejenigen elektrischen Impulse liefert, die für deren Zündung erforderlich sind; diese Zündeinrichtung 19 wird von einem Detektor 21 betätigt, der so eingerichtet bzw. ausgebildet ist, daß er irgendeine physikalische Größe (Temperatur, Beschleunigung, Druck usw.) ermittelt.
Bei einem derartigen Betrieb der Einrichtungen 1f und 1" wird ein schnelles Verschließen der einen der Leitungen 3f und 3" erzielt, wenn der Detektor 21 beispielsweise eine Temperaturerhöhung erfährt, die eine vorbestimmte bzw. voreingestellte Schwelle erreicht, oder wenn er einen Stoß erfährt.
In den Fig. 3a und 3b sind zwei AusfUhrungsbeispiele der Teile 1a und 1b dargestellt.
Aus Fig. 3a ist ersichtlich, daß der Schnitt jedes der Teile 1a und 1b ein U-Profil aufweist. Gemäß Fig. 3b weist der Schnitt des Teils 1a ein M-förmiges Profil auf, während der Schnitt des Teils 1b ein W-förmiges Profil besitzt. Derartige Teile 1a und 1b, die ein M-förmiges bzw. ein W-förmiges Profil haben, können in vorteilhafter Weise in Verbindung mit einer Hülse bzw. Buchse aus Elastomer verwendet werden.
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Leerseite

Claims (5)

Patentansprüche
1. J Pyrotechnische Einrichtung zum Verschließen einer itung, gekennzeichnet durch
eine Druck- bzw. Preßvorrichtung, die einen Kolben (5) und einen Zylinder bzw. Zylinderkopf (7) aufweist, wobei der Kolben an seiner Basis eine Kammer (13) aufweist, die mit dem Boden des Zylinders bzw. Zylinderkopfes eine Unterbringung begrenzt, welche durch eine Dichtung (15) abgedichtet ist, die zwischen die seitlichen Wände des Kolbens und des Zylinders bzw. Zylinderkopfes der Druckvorrichtung eingefügt ist;
eine in der Unterbringung angeordnete pyrotechnische Vorrichtung bzw. Anordnung zum Steuern bzw. Betreiben der Druckvorrichtung;
ein Zündsystem (19,21) zum Zünden bzw. Entflammen der pyrotechnischen Vorrichtung bzw. Anordnung für das Steuern bzw. Betreiben der Druckvorrichtung;
zwei Teile (ia,1b), die beiderseits der Leitung (3) so angeordnet sind, daß sie aufgrund des Zündens der pyrotechnischen Vorrichtung bzw. Anordnung für das Steuern bzw. Betreiben der Druckvorrichtung gegeneinander geschleudert werden, so daß sie die Leitung verschließen; wobei das eine der Teile (1b) fest bzw. formschlüssig mit dem Kolben der Druckvorrichtung verbunden ist, während das andere der beiden Teile (1a) mittels Bolzen (9) mechanisch mit dem Zylinder bzw. Zylinderkopf der Druckvorrichtung verbunden ist, wobei ferner das Teil, das mit dem Kolben fest bzw. formschlüssig verbunden ist, durch die Bolzen frei zu einer Translationsbewegung geführt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (1a,1b), der Kolben (5) und der Zylinder bzw. Zylinderkopf (7) der Druckvorrichtung und die Bolzen (9) eine derartige Masse haben, daß das Zusammendrücken der Leitung (3) ohne nennenswerte Verschiebung ihrer Achse zustande kommt.
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ORIGINAL INSPECTED
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die pyrotechnische Vorrichtung bzw. Anordnung von einer Patrone (11) mit Pulver auf der Basis von Nitroglycerin und Nitrocellulose gebildet ist, deren Entflammungseinrichtung bzw. Zünder von niedriger Intensität ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (1a,1b) eine Form haben,die zum Hervorbringen einer solchen Deformation der Leitung (3) geeignet ist, durch welche ein dichter Verschluß erzielt wird.
5. Einrichtung nach einender Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Manschette, Hülse, Buchse oder dergl. aus Elastomer, die im Inneren der Leitung (3) angeordnet ist.
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DE19772718357 1976-04-29 1977-04-25 Pyrotechnische einrichtung zum verschliessen einer leitung Withdrawn DE2718357A1 (de)

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