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Die
vorliegende Erfindung betrifft Entlastungseinrichtungen und insbesondere
Entlastungsventile, die eine Druckentlastung für ein druckbeaufschlagtes Fluid
in einem Behälter
oder einem Kanister bereitstellen, wenn eine vorbestimmte Temperatur oder
ein vorbestimmter Druck überschritten
wird.
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Behälter oder
Gefäße, die
ein Gas oder ein flüssiges
Erzeugnis unter Druck beinhalten, können mit Entlastungsventilen
ausgestattet sein, um ein Zerreißen des Behälters aufgrund von übermäßigen Drücken oder
Temperaturen zu verhindern. Solche Entlastungsventile ermöglichen
es einem entstandenen, übermäßigen Druck
zu entweichen.
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Verschiedene
Typen an Entlastungseinrichtungen wurden verwendet, um zu verhindern,
dass sich übermäßiger Druck
in einem Behälter
bildet. Eine Einrichtung ist ein Fitting, das einen schmelzbaren
Stopfen umfasst, der einen Auslassdurchgang in dem Behälter blockiert
und abdichtet. Wenn einmal die Temperatur, welche den Behälter umgibt,
die Fließgrenze
des schmelzbaren Stopfens erreicht, schmilzt der Stopfen und der
Druck zwängt
den geschmolzenen Stopfen durch den Durchlass heraus, um es somit
zu ermöglichen,
dass der Druck in dem Behälter
entweicht. Jedoch kann ein Problem entstehen, dass der schmelzbare
Stopfen über
die Zeit ausgestoßen
wird, wenn er hohen Drücken
ausgesetzt wird. Dieses Versagen kann wiederum einen Druckleckageweg
verursachen. Deshalb kann dieser Typ eines schmelzbaren Stopfens
nicht geeignet sein, um in Behältern
verwendet zu werden, die Erzeugnisse beinhalten, die üblicherweise
unter hohen Drücken
stehen, wodurch die Typen an Erzeugnissen begrenzt sind, die mit
diesem Stopfen verwendet werden können. Darüber hinaus ist, obwohl der schmelzbare
Stopfen effektiv sein kann, wenn übermäßige Wärmebedingungen vorliegen, der
schmelzbare Stopfen im Allgemeinen nicht effektiv bei übermäßigen Druckbedingungen.
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Eine
andere Lösung
ist, zwei Entlastungseinrichtungen zu verwenden: ein Druckentlastungsventil,
für den
Fall, dass übermäßige Drücke vorherrschen,
und eine Temperatursicherung für
den Fall, dass eine thermische Entlastung erforderlich ist. Zusätzlich zu
den Problemen, die zuvor in Bezug auf den schmelzbaren Stopfen beschrieben
wurden, weist diese Lösung
den Nachteil auf, dass ein Behälter,
der für
zwei Entlastungseinrichtungen angepasst ist, erforderlich ist.
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Entsprechend
ist es wünschenswert,
eine Entlastungseinrichtung vorzusehen, die sowohl eine Druck- als
auch eine Wärmeentlastung
schafft, welche die Nachteile und die Beschränkungen, die zuvor beschrieben
wurden, überwindet.
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US-A-5632297
offenbart eine Entlastungseinrichtung für ein druckbeaufschlagtes Gefäß einschließlich eines
Gehäuses
mit einem Einlass, einem Auslass und einer Fluiddurchflussleitung
zwischen dem Einlass und dem Auslass. Das Gehäuse umfasst weiter eine Fluidentweichleitung
mit einem Element darin, welches porös für Gase und Flüssigkeiten
ist, aber nicht für
Feststoffe, und einem Stopfen aus schmelzbarem Material, welcher
bei einer vorbestimmten Temperatur schmilzt, der benachbart zu dem
porösen
Element positioniert ist. Ein erster Kolben ist in der Fluiddurchflussleitung
positioniert und ist normalerweise in einer abdichtenden Beziehung mit
dem Einlass vorgespannt (biased). Der zweite Kolben ist in der Fluidentweichleitung
positioniert und ist normalerweise gegen eine Kompressionskraft
vorgespannt und bringt diese auf den Stopfen aus schmelzbarem Material
auf. Der Stopfen wird in Position benachbart zu dem porösen Element
durch die Kompressionskraft einer gestapelten Folge von Tellerfedern
gehalten, welche gleichzeitig an dem ersten Kolben, der in der Gasdurchflussleitung
positioniert ist, und einem zweiten Kolben, welcher im Eingriff
mit dem schmelzbaren Stopfen steht, wirken. Dadurch, dass die Feder
gegen einen Kolben und nicht das thermische Element selbst vorgespannt
ist, werden Kräfte
an dem Thermostopfen verringert und es wird möglich, den Thermostopfen außerhalb
der Gasdurchflussleitung zu positionieren.
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WO-A-02/01099
offenbart ein Sicherheitsventil für einen Kraftfahrzeugtank,
das ausgebildet ist, ein gasförmiges
Fluid unter Druck zu beinhalten, wie LPG (liquefied petroleum gas – veflüssigtes
Erdölgas).
Das Ventil besteht aus einem hohlen Körper, in welchem eine Feder
an einem Ende mit einem schließenden
Schieber zusammenwirkt. Das Sicherheitsventil umfasst Mittel um
Druckbelastungen, die gegen die Feder und deren anderes Ende anliegen, zu
bemessen (rating), Ausstoßmittel
um den Hohlkörper zu
schließen
und Mittel zum Entlasten der Feder, um es dem druckbeaufschlagten,
gasförmigen Fluid
zu ermöglichen,
nach Außen
entlassen zu werden. Das Bemessungsmittel besteht aus einer perforierten
Schraube, die in den Körper
eingeschraubt ist. Das Entlastungsmittel besteht aus einem schmelzbaren
Material in der Form einer thermisch zerstörbaren (Unterleg-)Scheibe (washer).
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US-A-2697915
offenbart ein Sicherheitsventil für einen Kraftfahrzeugtank,
der ausgelegt ist, ein gasförmiges
Fluid unter Druck, wie LPG, zu beinhalten. Das Ventil besteht aus
einem hohlen Körper
mit einer Einlassleitung an einem Ende, das durch ein Ventil, gegen
welches eine Feder wirkt, um das Ventil geschlossen zu halten, bis
der Druck gegen das Ventil den Widerstand, der durch die Feder bereitgestellt wird, überschreitet,
gesteuert ist. Das andere Ende der Feder wirkt gegen ein schmelzbares
Element, das in dem Ventilkörper
angeordnet ist. Bei normalen Bedingungen regelt die Feder das Öffnen des
Ventils, wenn übermäßiger Druck
auf das Ventil aufgebracht wird, um ein gesteuertes Entweichen von
Druck aus dem Behälter
bereitzustellen. Für
den Fall, dass das Ventil erhöhten
Temperaturen über
eine längere
Periode ausgesetzt wird, kann das schmelzbare Element schmelzen,
wobei es dem Ventil ermöglicht wird,
sich vollständig
zu öffnen
und den inneren Druck aus dem Gefäß an die Atmosphäre zu entlassen.
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Diese
Erfindung stellt ein Wärme-
und Druckentlastungskombinationsventil bereit, umfassend ein erstes
Gehäuse
mit einer Öffnung
an einem ersten Ende und einer Leitung, die sich durch die Öffnung von
einem zweiten Ende des ersten Gehäuses erstreckt, ein zweites
Gehäuse,
das teilweise in der Öffnung
des ersten Gehäuses
aufgenommen ist, wobei das erste und das zweite Gehäuse eine
Kammer benachbart zu der Leitung definieren, eine Ausgangsleitung,
die sich von der Kammer erstreckt und einen Ausgang an ein Äußeres des
Ventils bereitstellt, ein Lagerelement innerhalb der Kammer und
benachbart zu der Leitung, wobei das Lagerelement größer ist, als
die Breite der Leitung, eine Feder, zusammengedrückt innerhalb der Kammer und
ausgerichtet mit dem Lagerelement, und ein Wärmeelement innerhalb der Kammer
zwischen dem zweiten Gehäuse und
der Feder, wobei das Wärmeelement
ausgerichtet ist mit der Feder und bei einer vorbestimmten Temperatur
schmilzt, wobei das Wärmeelement
keinen Ausgang zu einem Äußeren des
Ventils blockiert, wenn das Ventil nicht betätigt ist, wobei die Feder gegen
das Wärmeelement
das vorgespannt ist, wenn das Ventil unbetätigt ist und eine Kraft auf
das Lagerelement ausübt,
so dass das Lagerelement gegen die Leitung vorgespannt ist und eine
Dichtung zwischen der Kammer und der Leitung bildet.
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In
einer Anordnung gemäß der Erfindung umfasst
das zweite Gehäuse
weiter eine Öffnung
und wobei die Öffnungen
des ersten und des zweiten Gehäuses
die Kammer definieren.
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In
einer bevorzugten Anordnung ist die Ausgangsleitung benachbart zu
dem zweiten Gehäuse angeordnet.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal umfasst das Lagerelement zumindest teilweise ein
Dichtungselement, wobei das Dichtungselement benachbart zu der Leitung
ist.
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In
der letzteren Anordnung kann das Lagerelement weiter einen Stift
umfassen, der benachbart zu dem Dichtungselement angeordnet ist.
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Genauer
kann der Stift benachbart zu der Feder angeordnet sein.
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Darüber hinaus
kann der Stift weiter einen Kopf mit einer Aufnahme, die das Dichtungselement aufnimmt,
umfassen.
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Es
ist bevorzugt, dass der Stift aus Messing hergestellt ist.
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Weiter
ist es bevorzugt, dass das Wärmeelement
aus einem eutektischen Material hergestellt ist.
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Zum
Beispiel kann das Wärmeelement
aus einer Legierung mit einem niedrigen Schmelzpunkt hergestellt
sein.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung umfasst das erste Gehäuse Innengewinde
und das zweite Gehäuse
umfasst Außengewinde,
die mit den Innengewinden des ersten Gehäuses im Eingriff steht.
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Bevorzugt
sind das erste Gehäuse
und das zweite Gehäuse
aus Messing hergestellt.
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Die
vorstehenden und weitere Merkmale und Vorteile werden weiter deutlich
anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegend bevorzugten
Ausführungsbeispiele,
gelesen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
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1 ein
Ausführungsbeispiel
eines Wärme-
und Druckentlastungskombinationsventil ist, das eingebunden ist
als Ausrüstung
eines druckbeaufschlagten Behälters,
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2 ist
eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
des Wärme-
und Druckentlastungskombinationsventil, wobei ein Teil des Ventils
entfernt ist,
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3 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel des
Ventils nach 2 und
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4 ist
ein drittes Ausführungsbeispiel
des Ventils nach 3.
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In
Bezug nun auf die Zeichnungen stellt 1 ein Ausführungsbeispiel
eines Behälters 2 mit einer
Kombination eines Druckentlastungsventils und einer Wärme- und
Drucksicherung 4 (im Folgenden als „das Ventil" bezeichnet) dar.
Der Behälter
enthält bevorzugt
eine Flüssigkeit
oder ein gasförmiges
Fluid (nicht dargestellt) unter Druck. Der Druck in dem Behälter 2 kann
sich aufgrund übermäßiger Temperatur-
oder Druckbedingungen aufbauen. Das Ventil 4, wie vollständig weiter
unten beschrieben, stellt eine Druckentlastung bereit, wenn ein
vorbestimmter Druck oder eine vorbestimmte Temperatur erreicht wird,
und verhindert so eine Beschädigung
des Behälters
oder des Fluids.
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Das
Ventil 4 ist in eine Öffnung 6 in
einem Verteiler 3 des Behälters 2 eingebetet,
bevorzugt durch Außengewinde 13 (2)
an dem Ventil 4, die im Eingriff mit Innengewinden (nicht
dargestellt) an dem Verteiler 3 stehen. Der Verteiler wiederum
steht in fluider Kommunikation mit dem Behälter, so dass das Fluid sich
frei zwischen dem Verteiler und dem Behälter bewegen kann. Bevorzugt
ist der Verteiler 3 an einem oberen Teil 11 des
Behälters 2 befestigt. Obwohl
nicht erforderlich, kann eine Dichtung 8, wie ein O-Ring, um eine äußere Oberfläche 9 des
Ventils 4 und benachbart zur einer äußeren Wand 5 des Verteilers 3 angeordnet
sein. Die Dichtung 8 schafft ein Abdichten zwischen dem
Verteiler 3 und dem Ventil 4.
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In
Bezug auf 2 umfasst das Ventil 4 bevorzugt
ein erstes Gehäuse 10 und
ein zweites Gehäuse 12.
Das erste Gehäuse 10 umfasst
ein erstes Ende 15, ein zweites Ende 24 gegenüber dem
ersten Ende und eine Leitung 22, die sich von einem zweiten
Ende 24 des ersten Gehäuses 10 zu
dem ersten Ende 15 erstreckt. Die Leitung 22 ist
somit positioniert, so dass diese in den Verteiler 3 führt und
mit diesem in fluider Kommunikation steht (1).
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Das
zweite Gehäuse 12 ist
teilweise in einer Öffnung 14 an
dem ersten Ende 15 des ersten Gehäuses 10 aufgenommen
(d. h. einem Teil, der kleiner ist, als das gesamte zweite Gehäuse 12,
ist in der Öffnung 14 aufgenommen).
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfasst das erste Gehäuse 10 bevorzugt
Innengewinde 16, die im Eingriff stehen mit Außengewinden 18 an
dem zweiten Gehäuse, obwohl
in anderen Ausführungsbeispielen
das erste und das zweite Gehäuse
auf andere Weise miteinander befestigt werden können, wie durch die Verwendung
von Befestigungsmitteln oder dergleichen.
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Das
erste Gehäuse 10 ist
bevorzugt aus Messing hergestellt, obwohl in anderen Ausführungsbeispielen
das erste Gehäuse
aus Stahl, einer Aluminiumverbindung oder jeder anderen geeigneten
Verbindungen hergestellt sein kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist das zweite Gehäuse 12 ebenfalls
aus Messing hergestellt, kann jedoch, wie das erste Gehäuse, ebenfalls
aus Stahl, einer Aluminiumverbindung oder anderen Verbindungen hergestellt
sein. Darüber
hinaus, und wie weiter unten zu sehen ist, kann das zweite Gehäuse auch
aus einem schmelzbaren Material hergestellt sein.
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Wenn
das Ventil als eine Ausrüstung
für einen
Behälter,
so wie den Behälter 2 nach 1,
eingebunden ist, befindet sich das zweite Ende 24 des ersten
Gehäuses 10 in
der Öffnung 6 des
Verteilers 3, so dass die Leitung 22 in das Innere
des Verteilers führt.
Das zweite Gehäuse
und ein verbleibender Teil 26 des ersten Gehäuses befinden
sich außerhalb
des Behälters.
Bevorzugt umfasst der Teil 26 des ersten Gehäuses außerhalb
des Behälters 2 eine
Schulter 28, die gegen die äußere Wand 5 des Verteilers
angrenzt.
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Die Öffnung 14 des
ersten Gehäuses
umfasst eine Ausgangsleitung 42, die sich von der Öffnung 14 durch
eine äußere Wand 44 des
ersten Gehäuses
erstreckt, so dass die Ausgangsleitung 42 zu einem Bereich
außerhalb
des Ventils 4 führt.
Bevorzugt ist die Ausgangsleitung entlang des Teils 26 des ersten
Gehäuses
zwischen der Schulter 28 und dem zweiten Gehäuse 12 angeordnet.
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Das
erste und das zweite Gehäuse 10, 12 definieren
eine Kammer 20. Bevorzugt weist das zweite Gehäuse 12 auch
eine Öffnung 34 auf,
so dass, wenn das zweite Gehäuse 12 durch
das erste Gehäuse 10 aufgenommen
ist, die Öffnungen 14, 34 des
ersten und des zweiten Gehäuses
zusammen die Kammer 20 benachbart zu der Leitung 22 definieren.
Wie weiter unten beschrieben werden soll, stehen, wenn sich das
Ventil in einem betätigten
Zustand befindet, d. h. wenn das Ventil eine Wärme- oder Druckentlastung bereitstellt,
die Kammer und die Leitung in fluider Kommunikation.
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Ein
Lagerelement 30, eine Feder 32 und ein Wärmeelement 34 sind
der Kammer 20 angeordnet. Das Lagerelement 30 ist
benachbart zu der Leitung 22 angeordnet. Wie weiter unten
detaillierter beschrieben, ist zumindest ein Teil 36 des
Lagerelements 30 aus einem abdichtenden Material hergestellt,
das benachbart zu der Leitung 22 angeordnet ist. In alternativen
Ausführungsbeispielen
kann das Lagerelement 30 komplett aus einem Abdichtungsmaterial
hergestellt sein. Der verbleibenden Teil des Lagerelementes 30 wirkt
als eine Lageroberfläche, auf
die eine Kraft durch die Feder 22 ausgeübt wird.
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Weiter
bevorzugt, und wie in 2 dargestellt, umfasst das Lagerelement 30 ein
Dichtelement 36a, das benachbart zu der Leitung angeordnet
ist, und einen Stift 38, der benachbart zu dem Dichtelement 36 angeordnet
ist. Das Dichtelement 36a sollte größer sein als die Leitung 22.
Als Beispiel, um die Bedeutung von „größer" darzustellen, ist, wenn das Dichtelement 36a und
die Leitung 22 beide kreisförmig ausgeformt sind, der Durchmesser
des Dichtelements höher
und somit größer als
der Durchmesser der Leitung.
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Ein
Kopf 46 des Stiftes 38 wirkt als Oberfläche, gegen
welche die Feder 22 vorgespannt ist, wenn das Ventil 4 in
einem unbetätigten
Zustand ist. Obwohl nicht erforderlich, weist der Kopf 46 des
Stiftes 38 bevorzugt eine Aufnahme 40 auf, in
der das Dichtelement 36a sitzt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der Stift 38 aus Messing hergestellt, obwohl in anderen
Ausführungsbeispielen
der Stift aus einem anderen Material, wie das, das in Bezug auf
das erste und das zweite Gehäuse
beschrieben wurde, hergestellt sein.
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Zu
beachten ist, dass das Lagerelement 30 so geformt ist,
dass während
es als Dichtung gegen die Leitung 22 wirkt, es nicht als
Dichtung in der Kammer 22 wirkt. In Ausführungsbeispielen,
die einen Stift 38 einbinden, ist der Kopf 46 des
Stiftes 38 bevorzugt hexagonal geformt, um es einem Gas
oder einem Fluid zu ermöglichen,
durch die Kammer zu fließen.
In anderen Ausführungsbeispielen
kann natürlich
das Lagerelement anderweitig geformt sein, solange es den Fluss
durch die Kammer ermöglicht.
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Die
Feder 32 ist benachbart zu dem Stift 38 angeordnet
und unter normalen Bedingungen, wenn das Ventil 4 in einem
nicht betätigten
Zustand ist, steht die Feder 32 unter Kompression gelagert
gegen den Stift 38 und das Dichtelement 36a. Somit
spannt, unter normalen Bedingungen, die Feder 32 den Stift 38 und
das Dichtelement 36a gegen die Leitung 22 vor.
Das Dichtelement wirkt so als eine Dichtung zwischen der Leitung 22 und
Kammer 20.
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Bevorzugt
ist die Feder 32 eine Feder aus rostfreiem Stahl, obwohl
die Feder auch aus einem Silikonstahl, einem Federstahl oder einem
anderen geeigneten Material hergestellt sein kann, welches das Auftreten
von Fehlern wie einem Brechen oder Kriechversagen verringert. Das
Federmaterial, das verwendet wird, kann auch von der Art des Fluids
im Behälter
abhängen,
so dass Versagen aufgrund von Inkompatibilitäten zwischen der Feder und
dem Fluid, wie Korrosion, verringert werden kann. Darüber hinaus
kann die Last der Feder abhängig
sein von den Wärme-
und Druckentlastungsanforderungen, die mit dem Fluid verbunden sind.
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Das
Wärmeelement 34 ist
bevorzugt aus einem eutektischen Material hergestellt, und weiter
bevorzugt ist es ein eutektisches Material aus einer (Wismut/)Bismut-
(bismuth) oder Zinnverbindung. In bevorzugten Ausführungsbeispielen
ist das Wärmeelement 34 an
einem Ende 40 der Kammer 20 gegenüber des
Lagerelements 30 und benachbart zu der Feder 32 angeordnet.
In zusätzlichen
Ausführungsbeispielen
kann beispielsweise das Wärmeelement zwischen
der Feder und dem Lagerelement angeordnet sein. In Ausführungsbeispielen,
die ein Dichtelement und einen Stift einbinden, kann das Wärmeelement
zwischen dem Stift und dem Dichtelement angeordnet werden. Im Allgemeinen
ist die Position des Wärmeelementes 34 in
der Kammer 20 unwichtig, solange es mit der Feder 32 ausgerichtet
ist, so dass unter normalen Bedingungen (d. h. wenn das Ventil in einem
unbetätigten
Zustand ist) die Feder gegen das Wärmeelement vorgespannt ist.
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Obwohl
das Wärmeelement
normalerweise aus einem eutektischen Material hergestellt ist, kann es
auch aus anderen Materialien hergestellt sein, die einen niedrigen
Schmelzpunkt aufweisen, wobei der Schmelzpunkt bestimmt wird durch
die Wärmeentlastungsanforderung,
die mit dem Fluid verbunden sind. Beispiele umfassen, aber sind
nicht begrenzt auf Lötmetall
oder Verbindungen mit einem geringen Schmelzpunkt.
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Die
Betriebsweise des Ventils wird nun beschrieben, wobei der Betrieb
des Ventils, wenn eine Wärmeentlastung
erforderlich ist, zuerst beschrieben wird. Wie zuvor aufgeführt, und
in Verbindung mit 1 ist das Ventil 4 in
die Öffnung 6 in
dem Verteiler 3 eingebunden, welcher an dem Behälter 2 befestigt ist,
der ein gasförmiges
oder flüssiges
Fluid beinhaltet. Unter normalen Bedingungen steht die Feder 32 unter
Kompression und übt
eine Kraft gegen das Lagerelement 30 aus, um so eine Dichtung
zwischen der Leitung 22 und der Kammer 20 zu bilden.
Somit spannt unter normalen Bedingungen die Feder 32 das
Lagerelement 30 gegen die Leitung 22 vor. Das Wärmeelement 34 ist
ausgerichtet mit der Feder 32 angeordnet.
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Das
Wärmeelement 34 weist
einen Schmelzpunkt auf, der dieses zum Schmelzen bringt, oder dessen
Festkörpereigenschaften
aufgibt, wenn eine vorbestimmte Temperatur in dem Behälter 2 erreicht wird.
Wenn dieses auftritt, schmilzt das Wärmeelement und verursacht,
dass die Feder 32 sich in den Bereich dekomprimiert, der
davor durch das Wärmeelement 34 besetzt
war. Wenn sich die Feder 32 entspannt, ist das Lagerelement 30 nicht
länger
gegen die Leitung 22 vorgespannt. Somit ist es dem übermäßigen Wärmedruck
möglich,
von der Leitung 22 in die Kammer 20 zu gelangen
und durch die Ausgangsleitung 42 zu entweichen. Das Ventil 4 schafft deshalb
eine Wärmeentlastung
und verhindert Schaden an dem Behälter und/oder dem Fluid.
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Wie
zuvor aufgeführt,
stellt das Ventil 4 auch eine Entlastung bereit, wenn ein
vorbestimmter Druck erreicht wird. Der Druck in den Behälter 2 gelangt
in die Leitung 22 und bringt eine Kraft gegen das Lagerelement 30 auf.
Wenn der Druck in den Behälter
auf den vorbestimmten Druck ansteigt, übersteigt der Druck gegen das
Lagerelement 30 die Last der Feder 32. Die Feder 32 wird
somit weiter zusammengedrückt
und das Lagerelement 30 ist nicht länger gegen die Leitung 22 vorgespannt.
Der übermäßige Druck
kann somit in die Kammer 20 gelangen und durch die Ausgangsleitung 42 entweichen.
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3 zeigt
ein zusätzliches
Ausführungsbeispiel
des Ventils 4. Die Nummerierung der Elemente der Zeichnung
ist die gleiche, wie die in 2, außer mit
den Unterschieden, die mit einem Apostroph (') bezeichnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel
führt das
zweite Gehäuse 12 die
Funktion des Wärmeelementes 34' durch. Die
Feder 32 ist somit ausgerichtet und üblicherweise benachbart zu
dem zweiten Gehäuse 12.
Wenn die vorbestimmte Temperatur erreicht wird, fängt das
zweite Gehäuse 12 an
zu schmelzen. Die Feder 32 entspannt sich in dem Bereich,
der vorher durch das zweite Gehäuse
besetzt war. Wie zuvor für
das vorherige Ausführungsbeispiel beschrieben,
ist das Lagerelement 30 nicht länger gegen die Leitung 22 vorgespannt.
Somit kann der übermäßige Wärmedruck
in die Kammer 20 gelangen und durch die Ausgangsleitung 42 entweichen. Die
Betriebsweise des Ventils 4 in Bezug auf die Druckentlastung
ist im Wesentlichen die gleiche, wie die zuvor beschriebene.
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4 zeigt
ein anderes Ausführungsbeispiel des
Ventils 4. Die Nummerierung der Elemente der Zeichnung
ist die gleiche, wie die der 2, außer mit
den Unterschieden, die mit einem doppelten Apostroph ('') bezeichnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel,
welches ein Dichtelement 36 und einen Stift 38 einbindet,
führt der
Stift 38 die Funktion des Wärmeelementes 34'' aus. Wie zuvor aufgeführt, kann der
Stift 38 eine Aufnahme 40 umfassen, um das Dichtelement 36a aufzunehmen.
Um eine Wärmeentlastung
bereitzustellen, wenn die vorbestimmte Temperatur erreicht wird,
beginnt der Stift 38 zu schmelzen. Die Feder 32 entspannt
sich und das Dichtelement 36a ist nicht länger gegen
die Leitung 22 vorgespannt. Der übermäßige Wärmedruck kann in die Kammer 20 gelangen
und durch die Ausgangsleitung 42 entweichen. Die Betriebsweise
des Ventils 4 in Bezug auf die Druckentlastung ist im Allgemeinen
die gleiche, wie die zuvor beschriebene.
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Es
ist zu beachten, dass in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Wärmeelement
aus einem Material hergestellt ist, so dass es in etwa 90 Sekunden
schmilzt, wenn die Temperatur eine vorbestimmte Temperatur von etwa
281° Fahrenheit
erreicht. In anderen Ausführungsbeispielen
kann das Wärmeelement
jedoch aus einem Material hergestellt sein, das bei einer längeren oder
geringeren Menge an Zeit schmilzt, abhängig von den Spezifikationserforderungen,
und die vorbestimmte Temperatur kann variiert werden. Abhängig von
den Spezifikationsanforderungen und dem Typ der Feder, die verwendet
wird, kann das Ventil betätigt
werden, wenn das Wärmeelement
komplett oder teilweise schmilzt.
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Das
zuvor beschriebene Ventil stellt verschiedene Vorteile gegenüber anderen
Typen an Ventilen bereit, die Wärme-
und Druckentlastung bereitstellen. Zum Beispiel verwenden einige
andere Einrichtungen einen schmelzbaren Stopfen, der eine Auslassleitung
in einem Behälter
blockiert und abdichtet. Wenn erst einmal die Temperatur, die dem Behälter umgibt,
die Fließgrenze
des Stopfens erreicht, schmilzt der Stopfen und Druck zwängt den geschmolzenen
Stopfen durch die Leitung heraus und ermöglicht es so dem Druck in dem
Behälter
zu entweichen. Diese schmelzbaren Stopfen sind jedoch einem Versagen
durch Herausdrücken
ausgesetzt, wenn diese den hohen Drücken ausgesetzt werden. Dagegen
bindet das vorliegende Ventil eine Dichtung zwischen dem Behälter und
dem Wärmeelement
ein. Das Wärmeelement
ist deshalb nicht hohen Drücken
ausgesetzt und kann so unabhängig von
Drücken
arbeiten. Die Wahrscheinlichkeit eines Herausdrückversagens ist deshalb zu
weitestgehend verringert.
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Das
vorliegende Ventil erfordert auch nur eine Einrichtung, um eine
Wärme-
und Druckentlastung bereitzustellen. Andere Systeme können sowohl ein
Druckentlastungsventil als auch eine Temperatursicherung verwenden.
Somit schafft das vorliegende Ventil zusätzlich zu dem, dass die Probleme,
die mit schmelzbaren Stopfen bestehen, gelöst werden, den Vorteil, dass
ein Behälter
erforderlich ist, der für
eine Entlastungseinrichtung ausgebildet ist, anstelle für zwei.
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Mittels
eines weiteren Beispiels sind in Ausführungsbeispielen, die ein Dichtelement
einbinden, das von einem Stift aufgenommen ist, die Teile mit Ausnahme
des Wärmeelementes
wiederverwendbar. Diese schafft wiederum den Vorteil, dass weniger Aus tauschteile
erforderlich sind, wodurch die Kosten, die mit dem Ventil verbunden
sind, verringert sind.
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Während die
zuvor beschriebene Beschreibung die bevorzugten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung festlegt, ist es offensichtlich, dass
die Erfindung für
Modifikationen, Variationen und Veränderungen geeignet ist, ohne
den gültigen Geltungsbereich
und die angemessene Bedeutung der beigefügten Ansprüche zu verlassen.