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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft einen Gegenstand zum Speichern eines Fluids.
Insbesondere ist die Erfindung auf eine Dichtungsanordnung gerichtet,
die derart angepasst ist, um mit dem Gegenstand zusammenzuwirken,
und die einer Leckage des Fluids entgegenwirkt, wenn ein Inneres
des Gegenstandes verschiedenen Temperaturen und Drücken
ausgesetzt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DES HINTERGRUND
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Derzeit
existiert eine Vielzahl von Druckgefäßen, die
zur Verwendung bei verschiedenen Anwendungen entwickelt worden sind,
wie diejenigen, die derart ausgelegt sind, um Gase zur Verwendung
in Brennstoffzellen zu enthalten. Brennstoffzellen sind als eine
saubere, effiziente und umweltfreundliche Energiequelle für
Elektrofahrzeuge und verschiedene andere Anwendungen vorgeschlagen
worden. Ein Beispiel einer Brennstoffzelle ist eine Protonenaustauschmembran-(PEM)-Brennstoffzelle.
Bei den Brennstoffzellen vom PEM-Typ wird Wasserstoff als ein Brennstoff
an eine Anode der Brennstoffzelle geliefert und Sauerstoff wird
als ein Oxidationsmittel an eine Kathode der Brennstoffzelle geliefert.
Wasserstoff ist farblos, geruchlos, brennt ohne Erzeugung einer
sichtbaren Flamme oder Strahlungswärme und ist schwierig
aufzubewahren. Eine übliche Technik zum Speichern von Wasserstoff
umfasst ein durchstoßfestes Hochdruckgefäß in
Leichtbauweise.
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Herkömmlicherweise
werden derartige Gefäße in vier Typen unterteilt.
Ein Gefäß vom Typ I ist ein Metallgefäß.
Ein Gefäß vom Typ II ist ebenfalls ein Metallgefäß,
wobei das Gefäß eine äußere
Verbundschale besitzt, die an einem zylindrischen Abschnitt desselben
angeordnet ist. Ein Gefäß vom Typ III besteht
aus einer Auskleidung, die aus einem Metall, wie beispielsweise
Stahl und Aluminium hergestellt ist, und einer äußeren
Verbundschale, die die Auskleidung umschließt und einem
Schaden daran entgegenwirkt. Ein Gefäß vom Typ
IV ist im Wesentlichen ähnlich dem Gefäß vom
Typ III, wobei die Auskleidung aus einem Kunststoff hergestellt
ist. Ferner kann ein konzeptionelles Gefäß vom
Typ V entwickelt werden, bei dem das Gefäß aus
einem Verbundmaterial hergestellt ist. Jeder Typ von Gefäß kann
zumindest einen Vorsprung aufweisen, der darin angeordnet ist, um
ein Ventil aufzunehmen.
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Das
in dem Vorsprung angeordnete Ventil umfasst typischerweise ein Ventilgehäuse
mit einer äußeren Nut, die in einem Ringflansch
endet. Der Flansch ist an dem Ventilgehäuse benachbart
der Nut geformt, um an einer Auskleidung des Gefäßes anzuliegen.
Ein O-Ring, der eine innere Fläche und eine äußere
Fläche besitzt, sitzt in der Nut des Ventilgehäuses,
um einer Leckage von Fluid von dem Gefäß entgegenzuwirken.
Die innere Fläche des O-Rings ist derart angepasst, um
an der Nut anzuliegen und damit eine im Wesentlichen fluiddichte
Abdichtung dazwischen zu formen. Die äußere Fläche ist
derart angepasst, um an der Auskleidung anzuliegen und damit eine
im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden. Während
des Betriebs ist ein Inneres des Gefäßes Temperaturen
unterhalb einer vorbestimmten Temperatur ausgesetzt, wie beispielsweise
während dem Entleeren. Die Temperaturen unterhalb der vorbestimmten
Temperatur bewirken ein radial einwärts gerichtetes Zusammenziehen
des O-Rings an dem Ventilgehäuse. Demgemäß wird
ein Durchgang zwischen der äußeren Fläche
des O-Rings und der Auskleidung geformt, wodurch die Leckage von
Fluid hindurch bewirkt wird.
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In
der
WO 2007/079971 ,
die hierdurch in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist,
ist ein Druckgefäß zum Speichern eines flüssigen oder
gasförmigen Mediums offenbart. Das Druckgefäß umfasst
einen Kunststoffkern mit zumindest einem Halsabschnitt. Der Halsabschnitt
des Kerns ist zwischen einem Verbindungsring und einem Stützflansch
angeordnet. Der Verbindungsring umfasst eine darin geformte Ringnut,
um einen O-Ring aufzunehmen. Der O-Ring ist derart angepasst, dass
er abdichtend an den Hals des Kerns in Ansprechen auf Änderungen
in einem Druck eines Inneren des Gefäßes getrieben
wird. Ein Nachteil des Druckgefäßes besteht darin,
dass sich der O-Ring bei geringeren Temperaturen zusammenzieht,
um einen Durchgang hindurch zu bilden, wodurch eine Leckage des
Mediums daraus zugelassen wird.
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Es
wäre erwünscht, eine Dichtungsanordnung herzustellen,
die in der Lage ist, einer Leckage von Fluid bei verschiedenen Temperaturen
oberhalb und unterhalb einer vorbestimmten Temperatur und Drücken
oberhalb und unterhalb eines vorbestimmten Druckes entgegenzuwirken,
wobei die Wirksamkeit und Zuverlässigkeit maximiert sind
und deren Kosten minimiert sind.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Übereinstimmend
und gemäß der vorliegenden Erfindung ist überraschend
eine Dichtungsanordnung entdeckt worden, die in der Lage ist, einer Leckage
von Fluid bei verschiedenen Temperaturen oberhalb und unterhalb
einer vorbestimmten Temperatur und Drücken oberhalb und
unterhalb eines vorbestimmten Druckes entgegenzuwirken, wobei die Wirksamkeit
und Zuverlässigkeit maximiert sind und deren Kosten minimiert
sind.
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Bei
einer Ausführungsform umfasst die Dichtungsanordnung ein
Trägerelement, das eine äußere Fläche
besitzt; eine erste Dichtung, die an der äußeren
Fläche des Trägerelements angeordnet ist, wobei die
erste Dichtung eine innere Dichtfläche und eine äußere
Dichtfläche besitzt; und eine zweite Dichtung, die von
der ersten Dichtung beabstandet ist und einen Zwischenraum dazwischen
bildet, wobei die zweite Dichtung eine innere Dichtfläche
und eine äußere Dichtfläche besitzt,
wobei der Zwischenraum derart angepasst ist, um einen abzudichtenden
Gegenstand darin aufzunehmen.
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Bei
einer anderen Ausführungsform umfasst das Dichtungssystem
einen abzudichtenden Gegenstand, wobei der Gegenstand eine innere
Fläche und eine äußere Fläche
besitzt; und eine Dichtungsanordnung, die derart angepasst ist,
um mit dem abzudichtenden Gegenstand zusammenzuwirken, wobei die
Dichtungsanordnung ferner umfasst: ein Trägerelement mit
einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, wobei der zweite
Abschnitt an einer äußeren Fläche des
ersten Abschnitts angeordnet ist; eine erste Dichtung, die an der äußeren
Fläche des ersten Abschnitts des Trägerelements
angeordnet ist, wobei die erste Dichtung eine innere Dichtfläche
und eine äußere Dichtfläche besitzt,
wobei die innere Dichtfläche derart angepasst ist, um an
der äußeren Fläche des ersten Abschnitts
des Trägerelements in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb
einer vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke unterhalb
eines vorbestimmten Drucks anzuliegen, um eine im Wesentlichen fluiddichte
Abdichtung dazwischen zu bilden, und wobei die äußere
Dichtfläche derart angepasst ist, um an der inneren Fläche
des abzudichtenden Gegenstandes in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb
der vorbestimmten Tem peratur und/oder Drücke unterhalb
des vorbestimmten Drucks anzuliegen, um eine im Wesentlichen fluiddichte
Abdichtung dazwischen zu bilden; und eine zweite Dichtung, die von
der ersten Dichtung beabstandet ist und einen Zwischenraum dazwischen
bildet, wobei die zweite Dichtung eine innere Dichtfläche
und eine äußere Dichtfläche besitzt,
wobei die innere Dichtfläche derart angepasst ist, um an
der äußeren Fläche des abzudichtenden
Gegenstandes in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten
Temperatur und/oder Drücke oberhalb des vorbestimmten Drucks
anzuliegen, um eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen
zu bilden, wobei der Zwischenraum derart angepasst ist, um den abzudichtenden
Gegenstand darin aufzunehmen.
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Bei
einer anderen Ausführungsform umfasst das Dichtungssystem
für ein Druckgefäß ein Gefäß, das
zumindest einen Vorsprung aufweist, der eine darin geformte ringförmige
Ausnehmung besitzt; ein Ventil mit einer darin geformten ringförmigen
Ausnehmung, das in dem zumindest einen Vorsprung angeordnet ist,
eine Auskleidung mit zumindest einem daran geformten Halsabschnitt,
die in dem Gefäß zum Aufnehmen eines Fluids angeordnet
ist, wobei der zumindest eine Halsabschnitt eine innere Fläche und
eine äußere Fläche besitzt; und eine
Dichtungsanordnung, die derart angepasst ist, um mit der Auskleidung
und dem Ventil zusammenzuwirken, wobei die Dichtungsanordnung ferner
umfasst: ein Trägerelement mit einem ersten Abschnitt und
einem zweiten Abschnitt, wobei der zweite Abschnitt an einer äußeren
Fläche des ersten Abschnitts angeordnet ist; eine erste
Dichtung, die an der äußeren Fläche des
ersten Abschnitts des Trägerelements angeordnet ist, wobei die
erste Dichtung eine innere Dichtfläche und eine äußere
Dichtfläche besitzt, wobei die innere Dichtfläche
derart angepasst ist, um an der äußeren Fläche des
ersten Abschnitts des Trägerelements in Ansprechen auf
Temperaturen unterhalb einer vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke
unterhalb eines vorbe stimmten Drucks anzuliegen, um eine im Wesentlichen
fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden, und wobei die äußere
Dichtfläche derart angepasst ist, um an der inneren Fläche
des zumindest einen Halsabschnitts der Auskleidung in Ansprechen
auf Temperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder
Drücke unterhalb des vorbestimmten Druckes anzuliegen,
um eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden;
eine zweite Dichtung, die in der ringförmigen Ausnehmung
des zumindest einen Vorsprungs angeordnet und von der ersten Dichtung
beabstandet ist, um einen Zwischenraum dazwischen zu bilden, wobei
die zweite Dichtung eine innere Dichtfläche und eine äußere
Dichtfläche besitzt, wobei die innere Dichtfläche
derart angepasst ist, um an der äußeren Fläche
der Auskleidung in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten
Temperatur und/oder Drücke oberhalb des vorbestimmten Druckes
anzuliegen, um eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen
zu bilden, und wobei die äußere Dichtfläche derart
angepasst ist, um an der ringförmigen Ausnehmung des zumindest
einen Vorsprungs in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur
und/oder Drücke oberhalb des vorbestimmten Drucks anzuliegen,
um eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden; und
eine dritte Dichtung, die in der ringförmigen Ausnehmung
des Ventils angeordnet ist, wobei die dritte Dichtung eine innere
Dichtfläche und eine äußere Dichtfläche
besitzt, wobei die innere Dichtfläche derart angepasst
ist, um an die ringförmige Ausnehmung des Ventils in Ansprechen
auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder
Drücke oberhalb des vorbestimmten Drucks anzuliegen, um eine
im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden, und
wobei die äußere Dichtfläche derart angepasst
ist, um an dem zumindest einen Vorsprung in Ansprechen auf Temperaturen
oberhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke oberhalb
des vorbe stimmten Drucks anzuliegen, um eine im Wesentlichen fluiddichte
Abdichtung dazwischen zu bilden.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen Merkmale der Erfindung werden dem Fachmann leicht aus der
folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich, in welchen:
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1 eine
bruchstückhafte Schnittansicht eines Druckgefäßes
mit einer darin angeordneten Dichtungsanordnung gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung ist, wobei eine erste Dichtung
der Dichtungsanordnung einer Leckage von dem Druckgefäß entgegenwirkt,
wenn es Temperaturen unterhalb einer vorbestimmten Temperatur und/oder
Drücken unterhalb eines vorbestimmten Drucks ausgesetzt
ist; und
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2 eine
bruchstückhafte Schnittansicht des in 1 gezeigten
Druckgefäßes ist, wobei eine zweite Dichtung der
Dichtungsanordnung und eine dritte Dichtung der Dichtungsanordnung
einer Leckage von dem Druckgefäß entgegenwirken,
wenn es Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder
Drücken oberhalb des vorbestimmten Druckes ausgesetzt ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die
folgende detaillierte Beschreibung und die angefügten Zeichnungen beschreiben
und veranschaulichen eine Ausführungsform der Erfindung. Die
Beschreibung und die Zeichnungen dienen dazu, den Fachmann in die
Lage zu versetzen, die Erfindung durchzuführen und anzuwenden,
und sind nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang der Erfindung auf irgendeine
Weise einzuschränken.
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Die 1 und 2 zeigen
eine Dichtungsanordnung 6, die derart angepasst ist, um
mit einem abzudichtenden Gegenstand 8 zusammenzuwirken, gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung. Bei der gezeigten Ausführungsform
ist die Dichtungsanordnung 6 in einem Druckgefäß 10 angeordnet,
wie beispielsweise einem Gefäß vom Typ IV und
einem Gefäß vom Typ V. Das Gefäß 10 umfasst
eine Auskleidung 14, die derart angepasst ist, um ein druckbeaufschlagtes
Fluid (nicht gezeigt) zu enthalten, und eine äußere
Verbundschale 16, die die Auskleidung 14 umschließt
und einem Schaden daran entgegenwirkt. Bei der gezeigten Ausführungsform
ist der abzudichtende Gegenstand 8 zumindest ein Halsabschnitt 18 der
Auskleidung 14. Der abzudichtende Gegenstand 8 umfasst
eine innere Fläche 20 und eine äußere
Fläche 22. Obwohl der in der gezeigten Ausführungsform
abzudichtende Gegenstand 8 aus einem Kunststoffmaterial
hergestellt ist, sei zu verstehen, dass gegebenenfalls andere Materialien
verwendet werden können.
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Das
Gefäß 10 ist mit zumindest einem Vorsprung 24 zur
Aufnahme eines Ventils 25 darin versehen. Der zumindest
eine Vorsprung 24 umfasst eine darin geformte, ringförmige
Ausnehmung 26. Der zumindest eine Vorsprung 24 kann
aus einem beliebigen herkömmlichen Material hergestellt
sein, wie beispielsweise Metall, wobei das Material einen Wärmeausdehnungskoeffizienten
besitzt, der kleiner als ein Wärmeausdehnungskoeffizient
des Materials ist, das dazu verwendet wird, den abzudichtenden Gegenstand 8 herzustellen.
Es sei zu verstehen, dass der hier verwendete Begriff ”Wärmeausdehnungskoeffizient” eine
Ausdehnungs- bzw. Expansionsrate eines Materials in Ansprechen auf
eine Erwärmung und eine Zusammenzieh- bzw. Kontraktionsrate
des Materials in Ansprechen auf eine Kühlung betrifft.
Die Dichtungsanordnung 6 ist in dem Vorsprung 24 benachbart
dem Ventil 25 angeordnet.
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Die
Dichtungsanordnung 6 umfasst ein ringförmiges
Trägerelement 29, eine erste Dichtung 30 und
eine zweite Dichtung 32. Die zweite Dichtung 32 ist
von der ersten Dichtung 30 beabstandet, um einen Zwischenraum 34 dazwischen
zu bilden. Der Zwischenraum 34 ist derart angepasst, um
den abzudichtenden Gegenstand 8 darin aufzunehmen. Das Trägerelement 29 ist
im Querschnitt allgemein kreisförmig und besitzt einen
hindurch geformten Durchgang 36, um eine Fluidkommunikation
zwischen einem Inneren 28 des Gefäßes 10 und
dem Ventil 25 zu unterstützen. Das Trägerelement 29 kann
aus einem beliebigen herkömmlichen Material hergestellt sein,
wie beispielsweise Metall, wobei das Material einen Wärmeausdehnungskoeffizienten
besitzt, der kleiner als der Wärmeausdehnungskoeffizient
des Materials ist, das dazu verwendet wird, den abzudichtenden Gegenstand 8 herzustellen.
Das Trägerelement 29 umfasst einen ersten Abschnitt 38 und
einen zweiten Abschnitt 42, die derart angepasst sind, um
damit verbunden zu werden. Es sei zu verstehen, dass der erste Abschnitt 38 und
der zweite Abschnitt 42 durch ein beliebiges herkömmliches
Mittel verbunden werden können, wie beispielsweise ein
Befestigungselement, Klebstoff, Gewinde und dergleichen.
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Der
erste Abschnitt 38 des Trägerelements 29 umfasst
eine äußere Fläche 39, die einen
daran geformten, ringförmigen Flansch 44 besitzt.
Die äußere Fläche 39 endet in
einer ringförmigen Schulter 45, die einen Außenumfang
besitzt, der derart angepasst ist, um an dem abzudichtenden Gegenstand 8 anzuliegen.
Die äußere Fläche 39 ist derart
angepasst, um die erste Dichtung 30 und den zweiten Abschnitt 42 des
Trägerelements 29 daran aufzunehmen. Der ringförmige
Flansch 44 umfasst eine erste Fläche 46 und
eine zweite Fläche 48. Die erste Fläche 46 ist
derart angepasst, um an dem abzudichtenden Gegenstand 8 anzuliegen,
und die zweite Fläche 48 ist derart angepasst,
um an dem Ventil 25 anzuliegen. Wie in 1 gezeigt
ist, wird ein ringförmiger Spalt G zwischen der ersten
Fläche 46 des ringförmigen Flansches 44 und
dem abzudichtenden Gegenstand 8 in Ansprechen auf Temperaturen
unterhalb einer vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke unterhalb
eines vorbestimmten Druckes geformt. Bei der gezeigten Ausführungsform
liegt die vorbestimmte Temperatur in einem Bereich von –80
Grad Celsius bis 85 Grad Celsius, und der vorbestimmte Druck liegt
in einem Bereich von 0,1 MPa bis 87,5 MPa. Es sei zu verstehen,
dass die vorbestimmte Temperatur gegebenenfalls eine beliebige Temperatur
und der vorbestimmte Druck gegebenenfalls ein beliebiger Druck sein
können. Der zweite Abschnitt 42 des Trägerelements 29 ist
derart angepasst, um einer Verlagerung der ersten Dichtung 30 entgegenzuwirken.
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Die
erste Dichtung 30 besitzt eine allgemein kreisförmige
Form und ist derart angepasst, um an der äußeren
Fläche 39 des Trägerelements 29 aufgenommen
zu werden. Die erste Dichtung 30 umfasst eine innere Fläche,
die eine innere Dichtfläche 52 besitzt, und eine äußere
Fläche, die eine äußere Dichtfläche 54 besitzt.
Wie in 1 gezeigt ist, ist die innere Dichtfläche 52 der
ersten Dichtung 30 derart angepasst, um an der äußeren
Fläche 39 des Trägerelements 29 in
Ansprechen auf Temperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur
und/oder Drücke unterhalb des vorbestimmten Druckes anzuliegen, um
eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden.
Die äußere Dichtfläche 54 der ersten
Dichtung 30 ist derart angepasst, um an dem abzudichtenden
Gegenstand 8 in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb der
vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke unterhalb des
vorbestimmten Druckes anzuliegen, um eine im Wesentlichen fluiddichte
Abdichtung dazwischen zu bilden.
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist die innere Dichtfläche 52 der
ersten Dichtung 30 derart angepasst, um an der äußeren
Fläche 39 des Trägerelements 29 in
Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur
und/oder Drücke oberhalb des vorbestimmten Drucks anzuliegen.
Ein ringförmiger Spalt H wird zwischen der äußeren
Dichtfläche 54 der ersten Dichtung 30 und
dem abzudichtenden Gegenstand 8 in Ansprechen auf Temperaturen
oberhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke oberhalb
des vorbestimmten Druckes geformt. Bei der gezeigten Ausführungsform
ist die erste Dichtung 30 aus einem Metallmaterial hergestellt,
das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der kleiner als
der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials ist, das
dazu verwendet wird, den abzudichtenden Gegenstand 8 herzustellen.
Es sei zu verstehen, dass die erste Dichtung 30 gegebenenfalls
aus einem beliebigen herkömmlichen Material hergestellt sein
kann.
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Die
zweite Dichtung 32 besitzt eine allgemein kreisförmige
Form und ist derart angepasst, um in der ringförmigen Ausnehmung 26 des
zumindest einen Vorsprungs 24 aufgenommen zu werden. Die zweite
Dichtung 32 umfasst eine innere Fläche, die eine
innere Dichtfläche 56 aufweist, und eine äußere Fläche,
die eine äußere Dichtfläche 58 aufweist.
Wie in 1 gezeigt ist, ist die innere Dichtfläche 56 der zweiten
Dichtung 32 derart angepasst, um an dem abzudichtenden
Gegenstand 8 in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb der
vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke unterhalb des
vorbestimmten Druckes anzuliegen. Ein ringförmiger Spalt
J wird zwischen der äußeren Dichtfläche 58 der
zweiten Dichtung 32 und der ringförmigen Ausnehmung 26 des
zumindest einen Vorsprungs 24 in Ansprechen auf Temperaturen
unterhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke
unterhalb des vorbestimmten Druckes geformt.
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist die innere Dichtfläche 56 der
zweiten Dichtung 32 derart angepasst, um an dem abzudichtenden
Gegenstand 8 in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der
vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke oberhalb des vorbestimmten
Druckes anzuliegen, um eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung
dazwischen zu bilden. Die äußere Dichtfläche 58 der
zweiten Dichtung 32 ist derart angepasst, um an der ringförmigen
Ausnehmung 26 des zumindest einen Vorsprungs 24 in
Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur
und/oder Drücke oberhalb des vorbestimmten Drucks anzuliegen,
um eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist die zweite Dichtung 32 aus
einem Kunststoffmaterial hergestellt, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt,
der ähnlich dem Wärmeausdehnungskoeffizient des
Materials ist, das dazu verwendet wird, den abzudichtenden Gegenstand 8 herzustellen.
Es sei zu verstehen, dass die zweite Dichtung 32 gegebenenfalls
aus einem beliebigen herkömmlichen Material hergestellt
sein kann.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform umfasst das Ventil 25 eine
darin geformte ringförmige Ausnehmung 60. Die
ringförmige Ausnehmung 60 ist derart angepasst,
um eine dritte Dichtung 62 darin aufzunehmen. Die dritte
Dichtung 62 ist allgemein kreisförmig und umfasst
eine innere Fläche, die eine innere Dichtfläche 64 besitzt,
und eine äußere Dichtfläche, die eine äußere
Dichtfläche 66 besitzt. Wie in 1 gezeigt
ist, ist die innere Dichtfläche 64 der dritten
Dichtung 62 derart angepasst, um an der ringförmigen
Ausnehmung 60 des Ventils 25 in Ansprechen auf
Temperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke
unterhalb des vorbestimmten Druckes anzuliegen. Ein ringförmiger
Spalt K wird zwischen der äußeren Dichtfläche 66 der
dritten Dichtung 62 und dem zumindest einen Vorsprung 24 in
Ansprechen auf Temperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur
und/oder Drücke unterhalb des vorbestimmten Druckes geformt.
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist die innere Dichtfläche 64 der
dritten Dichtung 62 derart angepasst, um an die ringförmige
Ausnehmung 60 des Ventils 25 in Ansprechen auf
Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke
oberhalb des vorbestimmten Druckes anzuliegen, um eine im Wesentlichen
fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden. Die äußere
Dichtfläche 66 der dritten Dichtung 62 ist
derart angepasst, um an den zumindest einen Vorsprung 24 in
Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur
und/oder Drücke oberhalb des vorbestimmten Druckes anzuliegen, um
eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu formen.
Bei der gezeigten Ausführungsform wird die dritte Dichtung 62 aus
einem Kunststoffmaterial hergestellt, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten
besitzt, der ähnlich dem Wärmeausdehnungskoeffizienten
des Materials ist, das dazu verwendet wird, den abzudichtenden Gegenstand 8 herzustellen.
Es sei zu verstehen, dass die dritte Dichtung 62 gegebenenfalls
aus einem beliebigen herkömmlichen Material hergestellt
sein kann.
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Die 1 und 2 zeigen
die Dichtungsanordnung 6 im Gebrauch. Bei der gezeigten
Ausführungsform wird der zumindest eine Halsabschnitt 18 aus
hochdichtem Polyethylen (HDPE) hergestellt, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten
von 0,000059 bis 0,000125 Zoll/Zoll/Grad Celsius besitzt. Ferner
werden der Vorsprung 24, das Trägerelement 29 und
die erste Dichtung 30 aus einem Stahlmaterial hergestellt,
das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 0,000010 bis
0,000020 Zoll/Zoll/Grad Celsius besitzt. Die zweite Dichtung 32 und
die dritte Dichtung 62 werden aus einem Kunststoffmaterial hergestellt,
das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 0,000025 bis
0,000200 Zoll/Zoll/Grad Celsius besitzt.
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Demgemäß wird
bewirkt, dass, wenn das Innere 28 des Gefäßes 10 Temperaturen
unterhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücken
unterhalb des vorbestimmten Druckes ausgesetzt ist, wie in 1 gezeigt
ist, sich der zumindest eine Halsabschnitt 18 der Auskleidung 14,
die zweite Dichtung 32 und die dritte Dichtung 62 stärker
zusammenziehen als der Vorsprung 24, das Trägerelement 29 und
die erste Dichtung 30. Somit bewirkt die Kontraktion des zumindest
einen Halsabschnitts 18, dass der Spalt G zwischen dem
ringförmigen Flansch 44 des Trägerelements 29 und
dem zumindest einen Halsabschnitt 18 geformt wird. Es wird
bewirkt, dass die innere Fläche 20 des zumindest
einen Halsabschnitts 18 an der äußeren
Dichtfläche 54 der ersten Dichtung 30 anliegt,
wodurch der Leckage von Fluid von dem Gefäß 10 entgegengewirkt
wird. Gleichzeitig bewirkt die Kontraktion der ersten Dichtung 30 eine
Anlage der inneren Dichtfläche 52 der ersten Dichtung 30 an
der äußeren Fläche 39 des Trägerelements 29,
wodurch der Leckage von Fluid von dem Gefäß 10 entgegengewirkt
wird. Ferner bewirkt die Kontraktion der zweiten Dichtung 32 eine
Bildung des Spaltes J zwischen der äußeren Dichtfläche 58 der
zweiten Dichtung 32 und der ringförmigen Ausnehmung 26 des
zumindest einen Vorsprungs 24. Es wird auch bewirkt, dass
die innere Dichtfläche 56 der zweiten Dichtung 32 an dem
zumindest einen Halsabschnitt 18 der Auskleidung 14 anliegt.
Wie gezeigt ist, bewirkt die Kontraktion der dritten Dichtung 62 die
Bildung des Spalts K zwischen der äußeren Dichtfläche 66 der
dritten Dichtung 62 und dem zumindest einen Vorsprung 24. Es
wird bewirkt, dass die innere Dichtfläche 64 der dritten
Dichtung 62 an der ringförmigen Ausnehmung 60 des
Ventils 25 anliegt.
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Wenn
das Innere 28 des Druckgefäßes 10 Temperaturen
oberhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücken
oberhalb des vorbestimmten Drucks ausgesetzt wird, wie in 2 gezeigt
ist, wird bewirkt, dass der zumindest eine Halsabschnitt 18 der
Auskleidung 14, die zweite Dichtung 32 und die dritte
Dichtung 62 sich mehr ausdehnen als der Vorsprung 24,
das Trägerelement 29 und die erste Dichtung 30.
Somit bewirkt die Ausdehnung des zumindest einen Halsabschnitts 18 die
Bildung des Spalts H zwischen der äußeren Dichtfläche 54 der
ersten Dichtung 30 und dem zumindest einen Halsabschnitt 18.
Es wird bewirkt, dass die innere Dichtfläche 52 der
ersten Dichtung 30 an der äußeren Fläche 39 des Trägerelements 29 anliegt.
Gleichzeitig bewirkt die Ausdehnung der zweiten Dichtung 32,
dass die äußere Dichtfläche 58 der
zweiten Dichtung 32 an der ringförmigen Ausnehmung 26 des
zumindest einen Vorsprungs 24 anliegt, wodurch der Leckage
von Fluid von dem Gefäß 10 entgegengewirkt
wird. Es wird bewirkt, dass die innere Dichtfläche 56 der
zweiten Dichtung 32 an dem zumindest einen Halsabschnitt 18 der
Auskleidung 14 anliegt, wodurch der Leckage von Fluid von
dem Gefäß 10 entgegengewirkt wird. Überdies
bewirkt die Ausdehnung der dritten Dichtung 62, dass die
innere Dichtfläche 64 der dritten Dichtung 62 an
der ringförmigen Ausnehmung 60 des Ventils 25 anliegt,
wodurch der Leckage von Fluid von dem Gefäß 10 entgegengewirkt
wird. Es wird auch bewirkt, dass die äußere Dichtfläche 66 der
dritten Dichtung 62 an dem zumindest einen Vorsprung 24 anliegt,
wodurch der Leckage von Fluid von dem Gefäß 10 entgegengewirkt
wird.
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Aus
der vorhergehenden Beschreibung kann der Fachmann leicht die wesentlichen
Charakteristiken dieser Erfindung ermitteln und ohne Abweichung von
dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang derselben verschiedene Änderungen
und Abwandlungen an der Erfindung ausführen, um diese an
verschiedene Gebräuche und Bedingungen anzupassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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