DE1536260A1 - Verfahren und Vorrichtung zum OEffnen eines ein unter Druck stehendes Medium enthaltenden Behaelters - Google Patents

Description

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DR. HAN3 ULRICH M

8 MONGHEN 2, OTTO STRAS S ΕΙ a TELEFON COS11) O936B2

H.ö61ö--cas 15-13a * München, 28. iiärz 1966 Eh

Societe" d'Etude de la Propulsion par Reaction, S.A. in

Villejuif (Seine)/]?rankreich

Verfahren und Vorrichtung zum Öffnen . eines ein unter Druck stehendes. Medium enthaltenden Behälters

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Öffnen eines unter Druck stehendes gasförmiges oder flüssiges Medium enthaltenden Behälters. Die Erfindung betrifft ferner einfach diesem Verfahren zu öffnenden Behälter, der zum einmaligen Gebrauch bestimmt, absolut dicht und leicht zu öffnen ist=

Der zu diesem Zweck gemäß der Erfindung vorgesehene Behälter für ein unter Druck stehendes Medium ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß ein zerstörbarer Teil der Behälterwand eine geringere, doch für normale Beanspruchungen ausreichende Stärke aufweist und daß zum Zerstören dieses Teils der Behälterwand Mittel zum Hervorrufen eines diesen Teil der Behälterwand schwächenden thermischen Effektes vorgesehen sind.

Der entsprechende Teil des Behälters kann auch aus einem mit dem Hauptrauia degr Behälters in Verbindung stehenden Fortsatz be-

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stehen, dessen Wände eine mechanische Festigkeit haben, die nicht ausreicht, um der von dem Druckmedium ausgeübten Kraft zu widerstehen, wobei die Wand durch Verstärkungs- oder Beringungseinrichtungen verstärkt 1st, die die erforderliche mechanische Festigkeit ergeoen.

Sobald bei allen Ausführungsformen der Erfindung der thermische Effekt erzeugt wird, gibt der zerstörbare Teil des Behälters nach unter dem kombinierten Effekt der Verringerung seiner Festigkeit und des andauernden Drucks des in dem Behälter enthaltenden Mediums.

Der v/esentliche und neue Vorteil der vorgeschlagenen Lösung liegt, wie leicht ersichtlich, darin, daß zu deia den Verschluß des Behälters bewirkenden Organ kein mechanisch bewegtes Teil gehört 5 so daß die bei bekannten Vorrichtungen mit beweglichem Verschluß vorhandene Gefahr eines Entweichens des Behälterin« halts vermieden wird. Die Leichtigkeit und Zuverlässigkeit des Öffnens ist durch die funltionelle Einfachheit der angewandten Mittel gewährleistet.

Bei der praktischen Durchführung der Erfindung können sehr verschiedene Mittel zur Anwendung kommen, v/ie äies aus der folgenden Beschreibung einer Anzahl von Ausiührungsbeispielen der Erfindung hervorgeht.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsformen der Erfindung, und zwar zeigt:

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Ji¹I₆". 1 einen ojn-ΐΐΐ; α arch eine.u Behälter, der ai~ .uouen eine _Οΰschwächte \tamx.:o:ie auiweist und i:.ifc einer Stromquelle ' vöruanuGii Isü;

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fig. 1 zeigt ei;ie;i aus elektrisch leitender. Laterial hergestellten 3eliälter 1 i'ür ein unter Druck stehendes gasförmiges oaer J^üssi^es ._riiu.... Ein Ende ._ des Behälters weist eine

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Zone 3 auf, in der die Wand, vorzugwweis* längs eines Behälterumfangs, eine verringerte Wandstärke hat. Diese Zone 3 besitzt eine mechanische Festigkeit, die Tür die Belastungen, denen sie normalerweise unterworfen ist, ausreicht, die jedoch durch einen thermischen Effekt zerstört werden kann. Das Behälterende 2 setzt sich in einem zylindrischen Teil 4 fort, der aus einem Stück mit üer Behälterwand ausgebildet oder an ihr befestigt ist und einen elektrischen leiter darstellt und mit einem Pol einer elektrischen Stromquelle verbunden ist. Der andere Pol der Stromquelle ist mit einem Leiter 5 verbunden, der an einer beliebigen Stelle des Behälters in elektrischem Kontakt mit der Behälterwand angeordnet ist. Das Fließen eines ausreichend starken elektrischen Stroms durch die Leiter 4 und ^ bwwirkt eine Erwärmung der verdünnten ^Jone 3> ua diese den größten elektrischen Widerstand hat. Die daaarch eintretende Temperaturerhöhung bewirkt eine Verringerung der mechanischen Festigkeit des insbesondere metallischen Materials soweit, daß das Behälterende 2 sich unter der Wirkung des im Behälter enthaltenen Druckmediums längs des durch die verdünnte Zone 3 bestimmten Umfange öffnet.

Je nach der vorgesehenen Ausführungsform können geeignete Mittel vorgesehen sein, um den durch direkten Kontakt oder durch die WäriüeausDreitung über die gesamte Behälterwand bewirkten thermischen Austausch zwischen der verdünnten Zone und der Umgebung des Behälters oder dem Behälterinhalt zu begrenzen. Auch derartige Mittel fallen in allen Ausführungsformen in den Rahmen der Erfindung.

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Gemäß einer weiteren» in I¹Ig. 2 dargestellten Ausführungs form

besitzt ein Behälter 7 an einem Ende 8 eine Zone geringer Wandstärke. Diese verdünnte Zone des Behälterendes 8 ks3teht in elektrischem und thermischem Kontakt mit einem scheibenförmigen elektrischen Widerstandselement 10, dessen abgewandte Seite ihrerseits mit einem anderen elektrischen Leiter 11 in elektrischem Kontakt steht.

Gemäß einer anderen Äusführungsform kann das elektrische Widerstandselement 10 mit zwei Zuleitungen 11 und 12 elektrisch verbunden sein. In diesem Pail muß das Widerstandselement 10 nicht notwendigerweise elektrischen Kontakt mit dem Behälterende 8 haben.

Zum Herstellen des elektrischen und thermischen Kontakts werden bekannte Mittel verwendet.

Leitet man mit Hilfe der Leiter 11,12 einen starken elektrischen Strom durch den Widerstand 10, so erwärmt sieh der Widerstand sowie das mit ihm ±n thermischem Kontakt stehende Behälterende In gleicher Weise wie oben beschrieben wird dadurch die mechanische Festigkeit des den Behälterabschluß 8 bildenden Materials verringert, so daß dieser unter der Wirkung des Innendrucks örtlich nachgibt und das im Behälter enthaltene Medium austreten läßt.

Gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die verdünnte Zerreißzone für das öffnen des Behälters an einer vom eigent-

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lichen Behälter getrennten Stelle angeordnet sein, wobei dieser Bereich seinerseits in verschiedenen Formen ausgebildet sein kann, Bei einer in Pig. 3 dargestellten Ausfuhrungsform ist die verdünnte Bruchzone an einem hohlen Portsatz 13 angeordnet, der als "Verlängerung des Behälterendes 14 oder in anderer Weise mit dem eigentlichen Behälterinnenraum in Verbindung steht. Die dünne Wand dieses Fortsatzes ist als Fortsetzung der Behälterwand 14 ausgebildet oder an dieser befestigt und bewirkt bei ihrem Zerreißen ein Öffnen des Behälters.

Dieser Fortsatz 13 kann erhitzt werden, indem in geeigneter Weise ein direkter elektrischer Strom zwischen den Punkten 15 und 16 hindurchgeleitet wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der Fortsatz 18 mit einem elektrischen Widerstandsdraht 17 umgeben, welcher um den Fortsatz 18 herumgewickelt und üdt seinen beiden Enden 1^rj>2O mit den beiden Polen einer elektrischen Stromquelle verbunden ist. Dieser Widerstandsdraht ist mit einer gut wärmeleitenden elektrischen Isolierung uiugeben.

Es kann ferner gemäß Fig.. 5 ein manschettenförmiger elektrischer Widerstand 21 verwendet werden, der den Fortsatz 22 umgibt, von einem radial gerichteten elektrischen Strom durchflossen wird und die Erwärmung des Fortsatzes bewirkt. Die Manschette ist durch einen Leiter 23 mit einem der Pole einer elektrischen Stromquelle verbunden, während der andere Pol an beliebiger Stelle' in Kontakt mit der Behälterwand steht.

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Bei einer in Fig. C dargestellten weiteren Ausführungsforu wird ein magnetisches Wechseifeld verwendet, aas in der von Behälterfortsatz 2<i .gebildeten kurzschlußwicklung stance J tr öne induziert.

Die3 geschieht durch eine Ind-tiLtioriSs^ule ί£>, die den Fortsats c-4 ui.ifeibt oaer in seiner I.ähe angeordnet ist.

Zur Yeroesserung der induktiven Kopplung zwisonen der Inauiitionswicklung 2.^ und dem Fortsatz 'ά·\ können bekannte ,-..Lttel vorge- -ji.uen sein. Beispielsweise Kanu, falls erforderi-ich, ferro-...agnetisches material i'nnerhaio una/oder außerhalt) des Rohres angeordnet sein.

Es aind ferner Ausführung formen Liöglich, bei denen das Heizelement ±u Innern des verengten Teils des Lehälters angeordnet ist, wooei die abgedichtete Lufuhrung der elektrischen Zuleitungen durch bekannte I-iittei bewirkt v.-ird.

In Fig. 7 ist beispielsweise eine derartige Ausiührungsform dargestellt, bei der der Fortsatz 2b in seinem linieren einen elektrischen Widerstand ZJ aufweist, dessen Enden mittels mindestens einer elektrischen Durchführung 2ä durch die Wand hindurchtreten.

Der Behälter kann auch ganz oder teielweise aus verschiedenem Material, wie hetall, Glas od.dgl., bestehen.

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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht der in Fig. 3 gezeigte Fortsatz 13 aus Glas und kann nach einem der in Fig. 3 bis 7 beispielsweise gezeigten Verfahren durch thermischen Schock zerbrochen werden. Eine örtliche Metallisierung der Glaswand kann, falls erforderlich, zum Schließen des Stromkreises beitragen.

Bei weiteren Ausführungsformen (Fig. 8) besitzt der in Fig. 3 gezeigte Fortsatz 13 eine Öffnung 30, die durch einen Pfropfen 31 verschlossen ist. Der Pfropfen besteht aus einem Material, dessen mechanische Kohäsion durch eine Temperaturerhöhung stark herabgesetzt wird. Ein derartiger Pfropfen kann beispielsweise aus einem leicht schmelzbaren Metall, aus Glas, aus synthetischem Kunststoff od.dgl. bestehen.

Die Erwärmung und Zerstörung des zu öffnenden Teils, der durch eine dünnere Wandzone 32 gebildet wird (Fig. 9) kann auch auf eine ganz andere Weise bewirkt werden, beispielsweise durch Anwendung einer Hohlladung 33 oder eines pyrotechnischen Explosionskörpers, dessen Zündung durch bekannte Mittel erfolgt,insbesondere durch Durchleiten.eines elektrischen Stromes, Die Ladung 33 ist dabei durch Leitungen 34,35 mit einer Stromquelle verbunden.

Bei einer weiteren, in Fig. 10 dargestellten Ausführungeform besitzt ein Behälter 36, der ein unter Druck stehendes Medium enthält, einen hohlen Fortsatz 37, der mit dem Behälterinnenraum

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in Verbindung steht und als Verlängerung des Behälterendea oder an anderer STelle 'anggordnet ist.

Die Wand dieses Fortsatzes 37 ist als Fortsetzung der Behalte»· wand 38 ausgebildet oder an dieser befestigt. Sie besitzt eine Zone 39 von verringerter Wandstärke, dessen mechanische Festigkeit kleiner ist als die Kraft, die durch den Druck des Behälterinhalts ausgeübt wird. Diese verdünnte Wandzone 39 ist durch eine Umwicklung verstärkt, die aus einem isolierten elektrischen Widerstandsdraht 4-0 besteht, welcher diesen Teil des Fortsatzes umgibt, um ihm eine für seine Beanspruchung ausreichende mechanische Festigkeit zu geben.

Der Widerstandsdraht 40 ist mit seinen Enden 41 und 42 mit den Polen einer elektrischen Stromquelle verbunden. Er ist mit einer elektrischen Isolierung umgeben.

Das Fließen eines ausreichenden elektrischen Stromes in den Widerstandsdraht 40 bewirkt eine Erhitzung und schließlich den Bruch bzw. das Durehschmelzen des Drahtes. Sobald die Drahtumwicklung zerstört ist und nicht mehr die Wand 39 des Fortsatzes verstärkt, gibt diese unter der von dem Druckmedium ausgeübten Kraft nach, wodurch das Öffnen des Behälters bewirkt wird.

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Bei der dargestellten Drahtumwicklung 4J !ließt der elektris-che Heizstrom durch sämtliche .Windungen des Drahtes, in Es ist jedoch auch möglich, das fließen des Stromes' auf mindestens eine Wicklung zu beschränken, die bei Erwärmung zerstört wird und den Bruch des Behälterfortsatzes bewirkt.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Aus f ührungs formen, sondern umfaßt auch v/eitere Ausgestalltun-gen und Abänderungen.

BAD ORlGiMAL

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Claims (1)

1. Pa t e nt ans ρ r üolio

   I.) Verfahren zul. Öffnen eines ein unter Druck stellendes he dl um enthaltenden .Behälters, dadurch gekennzeichnet, dafö ein Teil der Behälterwana, der eine geringere, jedoch für die norualen Beanspruchan^eri ausreichende stärke aufweist, durch einen diesen Teil der 3 ehält erw and schwächenden then., is ehe η Effekt zerstört wird.

   c.) Behälter für ein unter Drucke stehendes ,',ediun, dadurch ge-.Timzeichnet, daß ein zerstörbarer Teil der Behälterwand eine geringere, jedoch für die norr:»'axen „.eanspruchungen ausreichende Stärke aufweist, und daid zum Zerstören dieses Teils der Behälterwand Mittel zu;;. Hervorrufen eines diesen Teil der Behälterwand schwächenden thermischen EffeKtes vorgesehen sind.

   3.) Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zerstörbare Teil der Behälterwand eine geringere Wandstärk-e aufweist und daß i'iittel zum. Erwärmen dieses dünneren V/andteils vorgesehen sind.

   4.) Behälter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen mit dem Behälter in Verbindung stehenden Fortsatz und durch Mittel zum Erwärmen des i'ortsatzes.

   i?,) Behälter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein mit dem Behälter in Verbindung stehendes Rohr, das durch einen aüsstoß-

   gekennzeichnet baren Pfropfen verschlossen ist und/durch Mittel zus Verformen

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   des Jflropfens mittels thermischen Effekts soweit, daß dieser ausgestoßen wird.

   6.j Behälter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen mit dem Behälter in Verbindung stehenden Fortsatz, dessen Wand eine

   durch den mechanische Festigkeit hat, die kleiner ist äLs die/unter Druck stehenden Behälterinhalt ausgeübte Kraft, und durch eine Umwicklung verstärkt ist, welche ihre die erforderliche Festigkeit gir. t und durch einen thermischen Effekt ,zerstörbar ist.

   ι⁷.) Behälter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zerstörbare Teil der Behälterwand aus einem von dem Behälter verschiedenen Haterial Besteht, und daß Kittel zum Erwärmen dieses Teils vorgesehen sind.

   C₇ Behälter nach einem der Ansprüche 2 bis υ, dadurch gekennzeichnet, daß aie Kittel zum Hervorrufen eines thermischen Effekts aus Einrichtungen- zum Hindurchleiten eines elektrischen Stroms v.trjii den zerstörbaren Teil bestehen.

   j.) Behälter nach einem der Ansprüche 2 bis p, dadurch gekennzeichnet, daß die I.ittel zum Hervorrufen des thermischen Effekts aus Einrichungen zum Erwärmen des zerstörbaren Teils durch Wärmeaustausch mit einer Y/ärme quelle bestehen.

   10.) Behälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zerstörbare Umwicklung aus einem elektrischen tfiderstandsdraht Besteht, der durch Hindurchleiten eines elektrischen Stromes erwärinbar ist.

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