DE2326004A1

DE2326004A1 - Sprengscheibeneinheit

Info

Publication number: DE2326004A1
Application number: DE2326004A
Authority: DE
Inventors: John Hamilton; Leslie Ernest Medlock
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1972-05-22
Filing date: 1973-05-22
Publication date: 1973-12-20
Also published as: IT1003082B; AU469906B2; GB1378079A; DE2326004C3; US3915235A; DE2326004B2; USB359540I5; SE395309B; JPS4949500A; FR2185767B1; FR2185767A1; AU5517773A

Description

PATENTANWALTSBÜRO TlEDTKE - BüHLING - KlNNE 2326004

TEL. (0811) 539653-56 TELEX: 524845 tipat CABLE ADDRESS: Germaniapatent München

8000 München 2

Bavariaring 4

Postfach 202403. ₂2. Mai 1973

Imperial Chemical Industries Limited London, Großbritannien

Sprengschei'beneinheit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sprengscheibeneinheit für Kessel mit einer Öffnung, die mit einer Sprengscheibeneinheit abgedichtet ist; die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren für das schnelle und vollständige öffnen einer Öffnung, die mit zäh gemachtem Glas verschlossen ist.

Der Ausdruck "zäh gemachtes Glas" oder "Zähglas" soll im folgenden ein Glas bedeuten, das hohe Druckspannungen an der Oberfläche und ausgleichende Zugspannungen in der Mitte hat.

309851/0362

Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3339844 PostsctlecSt (München) KIo. 67043-604

Bei bestimmten Anwendungsarten, z.B. bei der Feuerbekämpfung und bei der schnellen Aktivierung von Sicherheitsvorrichtungen, bei denen ein flexibler Behälter schnell aufgeblasen werden muß, wird ein fließfähiges Material-in einem Behälter gespeichert, der schnell geöffnet werden kann, um im Bedarfsfall das Material freizugeben. Diese Freigabe erfolgt gewöhnlich durch schnelles Zerbrechen oder Zerstören eines Teils der Behälterwand oder durch schnelles öffnen einer Öffnung, die durch ein bewegliches oder zerstörbares Glied - z.B. eine Sprengscheibe in der Behälterwand - verschlossen ist.

Sprengscheiben sind bisher aus den verschiedensten spröden Materialien unter Einschluß von Zähglas gemacht worden und es wurden für das Zerstören des Glases Schnellauslöser wie z.B. detonierende explosive Ladungen verwendet. Die bisher verwendeten Sprengscheibeneinheiten haben einen oder mehrere der folgenden Nachteile:

(a) Bei der Auslösung oder Aktivierung zerplatzen sie nicht gleichförmig, vollständig und sofort;

. (b) sie benötigen zu viele bewegliche Teile;

(c) sie verwenden explosive Massen oder Sprengmassen, die unkontrollierte Stoßwellen erzeugen und/oder unerwünschte Reststoffe hinterlassen.

309851/0362

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sprengscheibeneinheit zu schaffen, die von diesen Nachteilen frei ist.

Es ist ein bekanntes Kennzeichen, daß Zähglas schnell und vollständig zerbricht, wenn die Oberflächenhaut durchstoßen wird, wobei die Zerfallsgeschwindigkeit in einigen Fällen'etwa 1700 wJsee beträgt. Es wurde festgestellt, daß in einer Sprengscheibenheit verwendetes Zähglas vorteilhaft mit Hilfe eines Dorns durchstoßen werden kann, der unter dem Einfluß eines Druckgases gegen die Oberfläche bewegt wird, wobei dies Druckgas durch eine pyrotechnische Masse erzeugt werden kann, die vollständig innerhalb eines Kessels untergebracht ist, in dem das Gas erzeugt wird»

Gemäß einem Aspekt der Erfindung besteht diese in einer Sprengscheibensinheit, die eine Sprengscheibe aus Zähglas aufweist, sowie ferner einen beweglichen Metalldorn, der in Richtung auf das Glas weist, sowie eine Gasliefereinrichtung, die bei Einsatz auf den Dorn wirkt und diesen gegen das Glas mit einer solchen Kraft schleudert, daß die Oberflächenschicht des Glases zerbrochen wird, wodurch die Scheibe zerfällt. Die Erfindung umfaßt auch einen Kessel, der eine Öffnung auf v/eist, die mit dieser Sprengscheibeneinheit verschlossen ist.

Die Erfindung liefert auch ein Verfahren für das Öffnen einer Öffnung, die mit Zähglas verschlossen ist und das darin besteht, daß man einen Metalldorn unter dem Impuls

309851/0362

eines Druckgases gegen die Glasoberfläche mit einer solchen Kraft richtet, daß diese Oberfläche zerstört wird und dementsprechend die Scheibe zerplatz oder zerfällt.

Die Gasliefereinrichtung ist zweckmäßig eine schnell br^inende gaserzeugende pyrotechnische Masse sowie eine Zündeinrichtung hierfür. Bei einer bevorzugten Einheit, die elektrisch ausgelöst werden kann - z.B. mit Hilfe des elektrischen Signals, das durch einen Feuerdetektor erzeugt wird - ist die Zündeinrichtung ein elektrischer Sprengkopf. Der gewöhnliche Sprengkopf besitzt einen Wulst aus einer schnell brennenden pyrotechnischen Masse", die ein Widerstandsdrahtelement umschließt. Es können .alle bekannten schnell brennenden gaserzeugenden pyrotechnischen Massen verwendet werden, z.B, Massen, die Bleidinitroresorcinat oder Bleistyphanat enthalten.

Die schnell brennende gaserzeugende pyrotechnische Masse oder Zusammensetzung ist vorteilhaft in einen Kessel eingeschlossen, der vorzugsweise ausreichende Festigkeit besitzt und den maximal erzeugten Druck aushält; der bewegliche Dorn ist vorteilhaft an einen beweglichen Wandabschnitt eines Kessels"angeschlossen, in den das Gas eingeführt wird. Dies ist vorteilhaft derselbe Kessel, in dem auch das Gas aus der pyrotechnischen Masse erzeugt wird. Der bewegliche Wandabschnitt kann beispielsweise ein Kolben sein, der verschiebbar in dem Kessel sitzt, oder aber auch ein Balg, der an den Kessel ^ansesclilQsgej-i VjJ^e 2

Der Metalldorn besteht vorzugsweise aus gehärtetem Stahl und hat bevorzugt eine zugespitzte, abgerundete oder meiseiförmige Kante. Der Dorn kann so angeordnet sein, daß er auf ^ie Stirnfläche oder an den Rand auf die Sprengscheibe trifft] es sollte jedoch die Richtung des Auftreffens- im wesentlichen im rechten Winkel zur Glasoberfläche liegen.

Die Einheit.kann für den Einsatz sehr einfach und schnell installiert werden. Die Sprengscheibe kann durch irgendeine bekannte Weise an einem Kessel befestigt werden, z.B. unter Verwendung eines Flanschsystems, und es kann der Dorn mit der zugehörigen Gasliefereinrichtung in jeder beliebigen Lage oberhalb der Glasoberfläche angeordnet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati- scher Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 und 3 zeigen in Schnittansicht zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Sprengscheibeneinheit;

Fig . 2 zeigt einen Abschnitt der Ausführungsform nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

In den Zeichnungen haben einander entsprechende

309851/0362

Teile dieselben Bezugs zeichen, .wobei eine Sprengscheibe aus Zähglas 10 zwischen Dichtungsringen 11 befestigt ist, die sich innerhalb von Flanschkuppelgliedern 12 zweier Rohrabschnitte 13 und 1*1 befinden.

Bei der Einheit gemäß Fig. 1 besteht ein Dorn aus einem Stück mit einem in einem Zylinder 17 sitzenden Kolben 16 und hat ein abgerundetes verjüngtes oder zugespitztes Ende, das sich durch eine Öffnung 18 in den Dichtungsring 11 erstreckt und aif die flache Oberfläche der Glasscheibe IO gerichtet ist. Der Zylinder 17 ist in einem Loch in einem der Flanschkuppelglieder befestigt. In einem Kupferhütchen 21, das mit dichtem festem Sitz im Ende des Zylinders 17 sitzt, befindet sich eine Ladung aus einer schnell brennenden gaserzeupenden pyrotechnischen Masse sowie ein elektrischer Sprengkopf 20. Zwischen dem Boden des Hütchens 21 und dem Kolben 16 befindet sich eine 0-Ringdichtung 22, wobei der Zylinder 17 durch einen verklebten Glasstopfen 23 verschlossen ist, durch den elektrische Leiterdrähte 2*J zum Sprengkopf führen.

Soll die Sprengscheibe in Einsatz kommen, wird beim Durchgang elektrischen Stroms durch die Zuleitungsdrähte 2k der Sprengkopf 20 gezündet, der dann die pyrotechnische Masse 19 zündet. Der durch die pyrotechnische Masse 18 erzeugte Gasdruck schleudert das Hütchen 21 gegen den Kolben 16, so daß der Dorn 15 mit einer solchen Kraft-gegen die Glasscheibe 10 geschlagen wird, daß die Oberflächenschicht

309851/0362

durchstoßen wird. Die Glasscheibe 10 zerfällt sofort. Das erfolgte Gas wird vollständig innerhalb des Zylinders 17 festgehalten.

Bei der Einheit nach Fig. 2 hat ein mit einem Phosphorbronzebalg 26 einstückiger Dorn 25 eine Meiselkante, die sich nahe dem Rand der Glasscheibe 10 befindet. Der Balg 26 befindet sich in einem Metallrohr 27, das zwischen den Flanschkuppelgliedern 12 festgelegt ist und mit Hilfe eines Endrings 28 festgehalten wird, der in das Ende der Röhre 27 eingeschraubt ist. Innerhalb des Balgs 26 befindet sich ein perforierter rohrförmiger Kupferbehälter 3I₃ in den eine Ladung aus einer schnell brennenden gaserzeugenden pyrotechnischen Masse 29 und ein elektrischer Sprengkopf oder Zündkopf untergebracht sind; der Balg ist fest und dicht mit Hilfe eines verklebten Glasstopfens 32 verschlossen. Elektrische Zuleitungsdrähte 33 vom Zündkopf führen von diesem durch den Endstopfen 32 und den Endring 28 hinaus. Wenn der Zündkopf 28 und die pyrotechnische Masse 29 gezündet werden, dehnt das erzeugte Gas schnell den Balg 26 aus. Der Dorn 25 wird gegen den Rand der Glasscheibe 10 geschleudert und durchsticht die Oberflächenschicht, so daß die Glasscheibe zerfällt. Das erzeugte Gas wird vollständig in dem Balg 26 eingefangen.

309851/0362

Claims

232BO04

Patentansprüche

1.)Sprengscheibeneinheit mit einer Spreizscheibe aus Zähglas, gekennzeichnet durch einen beweglichen Dorn (15; 25), der in Richtung auf das Glas (10) v/eist, sov/ie durch eine Gasliefereinrichtung, die bei Betätigung auf den Dorn wirkt und ihn gegen das Glas mit einer solchen Kraft schleudert, daß dessen Oberflächenschicht zerbrochen wird und dementsprechend die Scheibe zerfällt oder zerspringt

2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasliefereinrichtung eine schnell brennende gaserzeugende pyrotechnische Masse (19) und eine Zündeinrichtung (20) hierfür aufweist.

3. Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung einen elektrischen Zündkopf (20;

30) aufweist.

*J. Einheit nach A_nSpruch 3_} dadurch gekennzeichnet, daß der Zündkopf einen Wulst- aus einer schnell brennenden pyrotechnischen Masse aufweist, die ein Widerständsdrahtelement umschließt.

5. Einheit nach Anspruch ¹J, dadurch gekennzeichnet, daß die pyrotechnische Masse aus Bleidinitroresorcinat oder Bleistyphanat besteht.

309851/0362

2326Q04

·) 6. Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die schnell brennende gaserzeugende pyrotechnische Masse (19) in einen Kessel oder behälter (21; 26) -eingeschlossen ist und der bewegliche Dorn (15; 25) an einen beweglichen Wandabschnitt eines Kessels angeschlossen ist, in den das Gas eingeführt wird.

7. Einheit nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Dorn an einen beweglichen V/andabschnitt des Kessels angeschlossen ist, in dem die pyrotechnische Masse eingeschlossen ist.

8. Einheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Wandabschnitt des Kessels von einem Kolben (16) gebildet ist, der verschiebbar in dem Kessel sitzt.

9. Einheit nach Anspruch 6 oder 7," dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Wandabschnitt von einem Balg (26) gebildet ist, der an dem Kessel angebracht ist.

10. Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kessel, in den die pyrotechnische Masse eingeschlossen ist, ausreichende Festigkeit hat, um den maximalen Druck, der durch die pyrotechnische Masse erzeugt wird, aufzunehmen.

309851/0362

11. Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Metalldorn aus gehärtetem Stahl besteht.

"12. Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der MetalLdorn mit einem zugespitzten, abgerundeten oder meiseiförmigen Rand versehen ist.

13. Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn so angeordnet ist, daß er im rechten Winkel zur Glasfläche auf die Stirnfläche oder den Rand der Sprengscheibe auftrifft.

309851/0362