WO2010139512A1 - Verschluss, stahlhülse und vorrichtung zur kalibrierung des koenen-tests - Google Patents

Verschluss, stahlhülse und vorrichtung zur kalibrierung des koenen-tests Download PDF

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WO2010139512A1
WO2010139512A1 PCT/EP2010/055762 EP2010055762W WO2010139512A1 WO 2010139512 A1 WO2010139512 A1 WO 2010139512A1 EP 2010055762 W EP2010055762 W EP 2010055762W WO 2010139512 A1 WO2010139512 A1 WO 2010139512A1
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WO
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guide
steel sleeve
nozzle plate
nozzle
nozzle opening
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/055762
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard-Reinhard Zemke
Bianca Fourier
Klaus-Dieter Wehrstedt
Original Assignee
Bundesanstalt für Materialforschung und -Prüfung (BAM)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bundesanstalt für Materialforschung und -Prüfung (BAM) filed Critical Bundesanstalt für Materialforschung und -Prüfung (BAM)
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/50—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating flash-point; by investigating explosibility
    • G01N25/54—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating flash-point; by investigating explosibility by determining explosibility

Definitions

  • the present invention relates to a closure for a steel sleeve, which is used to calibrate the so-called Koenen test, such a steel sleeve together with closure and a device for carrying out the Koenen test.
  • the so-called Koenen test also called steel sleeve method, is used internationally in testing laboratories.
  • the Koenen Test is published in the UN Manual for the Transport of Dangerous Goods, UN Recommendations on the Transport of Dangerous Goods, Manual of Test and Criteria; 4th revised edition 2003 "as a standard test for determining the risk of explosion.
  • the substance to be examined is thermally loaded in a partially sealed steel sleeve by means of flames.
  • the heating of the steel sleeve is defined by the heating rate (K / s) and must therefore be calibrated.
  • the calibration is carried out by heating a calibration substance, which is accommodated in a steel sleeve. Heating is accomplished by means of four burners typically powered by propane gas with one of the burners below the steel sleeve while the other burners heat the sleeve from three lateral directions. Other burner gases may be used as long as the required heating rate is achieved.
  • dibutyl phthalate typically 27 cm 3 of dibutyl phthalate.
  • the dibutyl phthalate is heated to 285 ° C. during calibration, with the temperature being plotted at 0 ° C. against time.
  • a curve is shown by way of example in FIG. It can be clearly seen that the curve after reaching a certain threshold temperature (135 0 C for dibutyl phthalate) is substantially linear.
  • the linear curve section between 135 0 C and 285 0 C is used, from which the heating rate can be calculated.
  • the gas pressure of the burners is regulated so that the heating rate of 3.3 + 0.3 K / s prescribed for the Koenen test is set.
  • the temperature measurement is carried out by means of a thermocouple. This is done through an opening in the nozzle plate and placed 43 mm below the nozzle plate centrally in the steel sleeve.
  • the dibutyl phthalate in the steel sleeve is strongly heated by the four burners. It regularly comes to overflow of dibutyl phthalate through the nozzle plate in the lower burner. This results in contamination of the burner and the protective casing surrounding the steel sleeve. Therefore, burner and protective box must be cleaned, which means extra staff and time. Furthermore, the burner may need to be replaced, which not only causes costs but also changes the setting of the gas flow and the calibration of the apparatus must be repeated.
  • dibutyl phthalate is a toxic substance that typically ignites when overrun, burns and thus generates toxic gases. The test room must then be ventilated for a long time and is not available during this time.
  • the present invention proposes a closure according to claim 1, a steel sleeve according to claim 14 and an apparatus according to claim 18.
  • a closure for a steel sleeve adapted for calibrating the Koenen test comprises a nozzle plate adapted to close the steel sleeve and a nozzle opening.
  • the shutter comprises a guide having one end connected to the nozzle plate around the nozzle orifice and the opposite end adapted to allow insertion of a thermocouple into the guide and through the nozzle orifice of the nozzle plate.
  • the guide allows the discharge of a fluid.
  • the guide may be a pipe, such as a steel pipe.
  • the guide can be fluid-tight, for example by means of welding, connected to the nozzle plate.
  • the calibration substance ie usually the dibutyl phthalate
  • the nozzle plate If the calibration substance, ie usually the dibutyl phthalate, passes through the nozzle plate during the calibration of the Koenen test, it is taken up in the guide. Fluids, ie liquid and / or gaseous, dibutyl phthalate is derived in a controlled manner by means of the guide. Due to the proposed guidance, the overflow of dibutyl phthalate, and consequently also its ignition and the formation of toxic gases, can thus be avoided. The contamination of the lower burner and the protective box is avoided, so that their cleaning is eliminated. As a result, several calibrations can be carried out in succession, without the gas flow rate having to be readjusted. Overall, the invention thus results in a saving of working time and financial resources. In addition, the environment and health of the persons performing the experiments are spared.
  • the nozzle plate opposite end of the guide is branched. At least one branch is provided for insertion of the thermocouple and at least one further branch for discharging the fluid.
  • the branch for introducing the thermocouple is substantially fluid-tight.
  • Such a branch of the guide can be formed for example by a tee.
  • the leaked into the leadership calibration can be derived laterally from the device.
  • a derivative can be solvable, e.g. be connected via fluid-tight screw, with the leadership.
  • the steel sleeve and closure can be removed from the experimental device, without the derivative must be removed.
  • manipulations of the thermocouple can be made without having to change the derivative for the calibration substance.
  • the nozzle opening is arranged centrally in the nozzle plate.
  • the nozzle opening may taper from the side at which it is connected to the guide to the opposite side.
  • a diameter of the nozzle opening of the side where it is connected to the guide may be three to five times larger than a diameter of the nozzle opening on the opposite side.
  • a diameter of the nozzle opening of the side at which it is connected to the guide can be between 8 and 12 mm and a diameter of the nozzle opening on the opposite side can be between 1 and 4 mm.
  • a nut is slidably held on the guide. With the help of the nut, the closure can be attached to the steel sleeve. In this way, the closure can withstand the pressures generated inside the steel sleeve, without the mechanical stresses must be absorbed directly from the nozzle plate.
  • a steel sleeve 200 for the calibration of the Koenen test comprises a closure as described above.
  • the closure may be secured by a nut on the steel sleeve.
  • the steel sleeve may have a thread which is screwed to the thread of the nut.
  • a threaded ring may be provided which is disposed about an outer surface of the steel sleeve and may be bolted to the thread of the nut.
  • the steel sleeve may comprise a thermocouple inserted from the opposite end of the guide through the nozzle opening of the nozzle plate into the interior of the steel sleeve.
  • an apparatus for performing the Koenen test comprises a heating device, such as e.g. Propane gas burner, a holding device for the steel sleeve described above and the steel sleeve itself on.
  • a heating device such as e.g. Propane gas burner
  • a holding device for the steel sleeve described above and the steel sleeve itself on With such a device, the above advantages can be achieved.
  • the device may have a valve connected to the nozzle plate opposite end of the guide. About this valve, the fluid can be drained from the guide.
  • the valve may be a pressure relief valve. Additionally or alternatively, the valve may be manually operable. For example, the valve may be designed as a tap.
  • the calibrating substance leaked out of the steel sleeve can be retained in the guide and discharged at a suitable time. Furthermore, by providing a pressure relief valve, the safety of the overall device can be increased.
  • the device may have a collecting container for receiving the fluid discharged via the guide.
  • a collecting container for receiving the fluid discharged via the guide.
  • the Calibration substance escapes uncontrollably into the environment.
  • the calibration substance optionally processed and then reused.
  • the connection between the guide and the collecting container can be made by means of a screw connection or a valve.
  • the valve may be formed, for example, as a cock.
  • FIG. 1 shows a closure according to an embodiment
  • FIG. 3 shows a device for carrying out the Koenen test according to yet a further exemplary embodiment
  • Fig. 1 shows a closure 100 according to an embodiment.
  • the closure 100 is adapted for a steel sleeve (not shown) used in the performance of the Koenen test.
  • the closure 100 comprises a nozzle plate 110, which is adapted for closing the steel sleeve and made for example of steel.
  • the nozzle plate 110 has a nozzle opening 120, which is arranged centrally in the nozzle plate 110.
  • the nozzle opening 120 tapers from one surface 112 of the nozzle plate to the other surface 114.
  • a diameter D2 of the nozzle opening on one surface 112 is greater than a diameter D1 of the nozzle opening 120 on the opposite surface 114.
  • the smaller diameter Dl given with 1.5 mm and the larger diameter D2 with 8 mm.
  • the nozzle plate 110 further has a shoulder 116.
  • the shoulder 116 may, for example, be adapted to the steel sleeve so that the recessed part of the shoulder 116, ie the part with the smaller diameter, is adapted to the inner diameter of the steel sleeve. In this way, a good closure of the steel sleeve is ensured by the nozzle plate 110.
  • the closure 100 further includes a guide 150 formed of a steel tube.
  • the one end 152 of the guide is connected to the nozzle plate 110 around the nozzle opening 120.
  • the guide is welded to the nozzle plate 110 and in this way fluid-tightly connected to the nozzle plate 110.
  • the opposite end 154 of the guide 150 has a branch 160 for insertion of a thermocouple 140.
  • the branch 160 is closed in a fluid-tight manner via a screw connection 162 adapted to the thermocouple.
  • the thermocouple is performed by means of a seal (not shown) through the screw 162 and further protrudes through the nozzle opening 120 of the nozzle plate 110th
  • the guide 150 also has another branch 170 for discharging a fluid 10.
  • the flow path of the fluid is indicated in Fig. 1 by arrows.
  • a branch 156 is formed, which is formed in the case shown as a T-piece.
  • more than just two pointers can be provided as needed.
  • the closure 100 further includes a nut 180 provided with a central bore 182.
  • the guide 150 is passed through the bore 182 of the nut 180, so that the nut 180 is slidably held on the guide 150.
  • the nut 180 further includes a thread 184.
  • FIG. 2 shows a steel sleeve 200 together with the closure 100 described above.
  • a threaded ring 190 is slipped over an outer surface 210 of the steel sleeve 200.
  • the threaded ring 190 is adapted to be bolted to the threads of the nut 180.
  • the closure 100 can be firmly connected to the steel sleeve 200.
  • the steel shell 200 may be provided with an external thread with which the nut 180 is screwed.
  • thermocouple is inserted through the gland 162 and the nozzle opening 120 into the interior of the steel sleeve 200.
  • the thermocouple should be located 43 mm below the bottom 114 of the nozzle plate 110.
  • other positions of the thermocouple can be adjusted, if so desired.
  • the described arrangement of steel sleeve 200 and closure 100 is now inserted as shown in Fig. 3 in a device 300 for performing the Koenen test.
  • the device 300 has a holding device 330, with which the steel sleeve 200 is held with the closure 100 in the device 300.
  • the apparatus 300 further includes two side walls 310, a back wall (not shown), and a bottom 312 that form a protective box around the steel sleeve 200.
  • the protective box 300 is open upwards and forwards.
  • the device 300 has four gas burners, of which, for reasons of perspective, only the burner 324 below the steel sleeve 200 and two lateral burners 320, 322 are shown.
  • the fourth burner is installed in the rear wall of the housing. By means of the four burners, the steel sleeve 200 and the substance contained therein can be thermally stressed.
  • the device 300 further includes legs 316 that provide a clearance between the bottom 312 of the box and a footprint of the device. In this way, the burner device 324 may be disposed below the bottom 312 of the protective box.
  • the apparatus 300 further includes a catch tank 350 which can receive the fluid from the guide 150.
  • the collecting container is connected via a valve 175 to the guide 150 of the closure 100.
  • a collecting container 350 is not required for the calibration, as long as the free volume in the guide is sufficiently dimensioned.
  • the valve is manually actuated and may be formed, for example, as a cock.
  • the dibutyl phthalate exits through the nozzle opening 120 when the Koenen test is carried out, it is taken up in the guide 150.
  • the overflow of the dibutyl phthalate, its ignition and the formation of toxic gases can be avoided.
  • the contamination of the lower burner 324 and the protective box 310, 312 is avoided, so that their cleaning is eliminated.
  • several calibrations can be carried out in succession, without the gas flow rate having to be readjusted. Overall, this saves time and money.
  • the environment and health of the persons performing the experiments are spared.
  • the leaked into the leadership calibration can be derived laterally from the device. In this way it is prevented that the Calibration substance escapes uncontrollably into the environment.
  • the calibration substance optionally processed and then reused.

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Abstract

Ein Verschluß (100) für eine Stahlhülse (200), die zur Kalibrierung des Koenen-Tests eingerichtet ist, wird beschrieben, wobei der Verschluß eine Düsenplatte (110), die zum Verschließen der Stahlhülse (200) angepaßt ist, wobei die Düsenplatte (110) eine Düsenöffnung (120) aufweist, und eine Führung (150), deren eines Ende (152) um die Düsenöffnung (120) herum mit der Düsenplatte (110) verbunden ist und deren entgegengesetztes Ende (154) so angepaßt ist, daß es die Einführung eines Thermoelements (140) in die Führung (150) und durch die Düsenöffnung (120) der Düsenplatte (110) hindurch erlaubt und die Ableitung eines Fluids (10) aus der Führung (150) erlaubt, umfaßt.

Description

Verschluß, Stahlhülse und Vorrichtung zur Kalibrierung des Koenen-Tests
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verschluß für eine Stahlhülse, die zur Kalibrierung des sogenannten Koenen-Tests verwendet wird, eine solche Stahlhülse samt Verschluß sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Koenen-Tests.
Zur Ermittlung explosiver Eigenschaften wird der sogenannte Koenen-Test, auch Stahlhülsenverfahren genannt, international in Prüflaboratorien eingesetzt. Beispielsweise wird der Koenen-Test im UN-Handbuch für den Transport von Gefahrgütern „UN Recommendations on the Transport of Dangerous Goods, Manual of Test and Criteria; fourth revised edition 2003" als ein Standard-Test zur Bestimmung der Explosionsgefahr aufgeführt.
Beim Koenen-Test wird der zu untersuchende Stoff in einer teilweise verschlossenen Stahlhülse thermisch mittels Flammen belastet. Die Aufheizung der Stahlhülse wird über die Aufheizrate (K/s) definiert und muss demzufolge kalibriert werden. Die Kalibrierung erfolgt dabei durch die Erwärmung einer Kalibriersubstanz, die in einer Stahlhülse aufgenommen ist. Die Erwärmung erfolgt mittels vier typischerweise mit Propangas betriebenen Brennern, wobei sich einer der Brenner unterhalb der Stahlhülse befindet, während die weiteren Brenner die Hülse von drei seitlichen Richtungen erhitzen. Es können auch andere Brennergase verwendet werden, solange die erforderliche Heizrate erreicht wird.
Typischerweise wird als Kalibriersubstanz Dibutylphthalat, typischerweise 27 cm3 Dibutylphthalat, verwendet. Das Dibutylphthalat wird während des Kalibrierens auf 285 0C erhitzt, wobei die Temperatur in 0C gegen die Zeit aufgetragen wird. In der Fig. 4 ist eine solche Kurve beispielhaft gezeigt. Darin ist gut zu erkennen, daß der Kurvenverlauf nach Erreichen einer gewissen Schwellentemperatur (1350C für Dibutylphthalat) im wesentlichen linear ist. Zur Kalibrierung der Apparatur wird daher der lineare Kurvenabschnitt zwischen 1350C und 2850C herangezogen, aus dem die Heizrate berechnet werden kann. Nun wird der Gasdruck der Brenner so reguliert, daß die für den Koenen-Test vorgeschriebene Heizrate von 3,3 + 0,3 K/s eingestellt ist. Die Temperaturmessung wird mittels eines Thermoelements durchgeführt. Dieses ist durch eine Öffnung in der Düsenplatte durchgeführt und 43 mm unterhalb der Düsenplatte zentral in der Stahlhülse plaziert. Bei der Kalibrierung wird das Dibutylphthalat in der Stahlhülse von den vier Brennern stark erwärmt. Dabei kommt es regelmäßig zum Überlaufen von Dibutylphthalat durch die Düsenplatte in den unteren Brenner. Dies hat eine Verschmutzung des Brenners und des die Stahlhülse umgebenden Schutzkastens zur Folge. Daher müssen Brenner und Schutzkasten gereinigt werden, was zusätzlichen Personal und Zeitaufwand bedeutet. Weiterhin muß der Brenner gegebenenfalls ersetzt werden, was nicht nur Kosten verursacht sondern wodurch sich auch die Einstellung des Gasstromes ändert und die Kalibrierung der Apparatur wiederholt werden muß. Darüberhinaus ist Dibuthylphthalat eine giftige Substanz, die sich typischerweise beim Überlaufen entzündet, brennt und auf diese Weise toxische Gase erzeugt. Der Versuchsraum muß dann längere Zeit belüftet werden und steht während dieser Zeit nicht zur Verfügung.
Im Hinblick auf das oben Gesagte, schlägt die vorliegende Erfindung einen Verschluß gemäß Anspruch 1, eine Stahlhülse gemäß Anspruch 14 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 18 vor.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist ein Verschluß für eine Stahlhülse, die zur Kalibrierung des Koenen-Tests eingerichtet ist, eine Düsenplatte, die zum Verschließen der Stahlhülse angepaßt ist, und eine Düsenöffnung aufweist. Weiterhin umfaßt der Verschluß eine Führung, deren eines Ende um die Düsenöffnung herum mit der Düsenplatte verbunden ist und deren entgegengesetztes Ende so angepaßt ist, daß es die Einführung eines Thermoelements in die Führung und durch die Düsenöffnung der Düsenplatte hindurch erlaubt. Außerdem erlaubt die Führung die Ableitung eines Fluids. Beispielsweise kann die Führung ein Rohr, etwa ein Stahlrohr, sein. Insbesondere kann die Führung fluiddicht, beispielsweise mittels Verschweißen, mit der Düsenplatte verbunden sein.
Tritt nun bei der Kalibrierung des Koenen-Tests die Kalibriersubstanz, d.h. üblicherweise das Dibutylphthalat, durch die Düsenplatte aus, so wird es in der Führung aufgenommen. Fluides, d.h. flüssiges und/oder gasförmiges, Dibutylphthalat wird so mittels der Führung kontrolliert abgeleitet. Aufgrund der vorgesehenen Führung kann so das Überlaufen des Dibutylphthalats, und folglich auch dessen Entzünden sowie die Bildung toxischer Gase, vermieden werden. Die Verschmutzung des unteren Brenners und des Schutzkastens wird vermieden, so daß deren Reinigung entfällt. Dadurch können mehrere Kalibrierungen hintereinander durchgeführt werden, ohne daß die Gasflussrate nachgestellt werden muß. Insgesamt bewirkt die Erfindung somit eine Einsparung von Arbeitszeit und finanzieller Mittel. Darüberhinaus werden die Umwelt und die Gesundheit der die Versuche durchführenden Personen geschont.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das der Düsenplatte entgegengesetzte Ende der Führung verzweigt. Zumindest einen Zweig ist zum Einführen des Thermoelements vorgesehen und mindestens ein weiterer Zweig zur Ableitung des Fluids. Typischerweise ist dabei der Zweig zum Einführen des Thermoelements im wesentlichen fluiddicht. Eine solche Verzweigung der Führung kann beispielsweise durch ein T-Stück gebildet sein.
Auf diese Weise kann beispielsweise die in die Führung ausgetretene Kalibriersubstanz seitlich aus der Vorrichtung abgeleitet werden. Beispielsweise kann eine Ableitung lösbar, z.B. über fluiddichte Schraubverbindungen, mit der Führung verbunden sein. Auf diese Weise kann die Stahlhülse samt Verschluß aus der Versuchsvorrichtung entfernt werden, ohne daß die Ableitung entfernt werden muß. Weiterhin können Manipulationen am Thermoelement vorgenommen werden, ohne die Ableitung für die Kalibriersubstanz verändern zu müssen.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Düsenöffnung mittig in der Düsenplatte angeordnet. Insbesondere kann sich die Düsenöffnung von der Seite, an der sie mit der Führung verbunden ist, zu der gegenüberliegenden Seite hin verjüngen. Beispielsweise kann ein Durchmesser der Düsenöffnung der Seite, an der sie mit der Führung verbunden ist, dreimal bis fünfmal größer sein als ein Durchmesser der Düsenöffnung an der gegenüberliegenden Seite. Insbesondere kann ein Durchmesser der Düsenöffnung der Seite, an der sie mit der Führung verbunden ist, zwischen 8 und 12 mm betragen und ein Durchmesser der Düsenöffnung an der gegenüberliegenden Seite zwischen 1 und 4 mm betragen.
Aufgrund der Führung kann die Düsenöffnung nicht mehr direkt zugänglich sein, so daß sich das Einfädeln des Thermoelements in die Düsenöffnung schwierig gestalten kann. Die Verjüngung der Düsenöffnung erleichtert hierbei das Einführen des Thermoelements durch die Düsenöffnung. Gleichzeitig hat die Veränderung der Düsenöffnung auf die Kalibrierung keinen Einfluß. Gemäß einer Weiterbildung ist eine Mutter verschiebbar an der Führung gehalten. Mit Hilfe der Mutter kann der Verschluß an der Stahlhülse befestigt werden. Auf diese Weise kann der Verschluß den im Inneren der Stahlhülse entstehenden Drücken widerstehen, ohne daß die mechanischen Belastungen unmittelbar von der Düsenplatte aufgenommen werden müssen.
Gemäß noch einem Ausführungsbeispiel umfaßt eine Stahlhülse 200 für die Kalibrierung des Koenen-Tests einen Verschluß, wie er oben beschrieben wurde. Der Verschluß kann mittels einer Mutter an der Stahlhülse befestigt sein. Beispielsweise kann die Stahlhülse ein Gewinde aufweisen, das mit dem Gewinde der Mutter verschraubbar ist. Alternativ kann ein Gewindering vorgesehen sein, der um eine äußere Oberfläche der Stahlhülse herum angeordnet ist und mit dem Gewinde der Mutter verschraubt werden kann. Weiterhin kann die Stahlhülse ein Thermoelement aufweisen, das von dem entgegengesetzten Ende der Führung durch die Düsenöffnung der Düsenplatte hindurch in das Innere der Stahlhülse eingeführt ist.
Gemäß noch einem Ausführungsbeispiel wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Koenen-Tests bereitgestellt. Die Vorrichtung weist dabei eine Erhitzungseinrichtung, wie z.B. Propangasbrenner, eine Haltevorrichtung für die oben beschriebene Stahlhülse und die Stahlhülse selbst auf. Mit einer solchen Vorrichtung können die oben genannten Vorteile erzielt werden.
Weiterhin kann die Vorrichtung ein mit dem der Düsenplatte entgegengesetzten Ende der Führung verbundenes Ventil aufweisen. Über dieses Ventil kann das Fluid aus der Führung abgelassen werden. Dabei kann das Ventil ein Überdruckventil sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Ventil manuell betätigbar sein. Beispielsweise kann das Ventil als Hahn ausgebildet sein.
Mit Hilfe des Ventils kann die aus der Stahlhülse ausgetretene Kalibriersubstanz in der Führung zurückgehalten und zu einem genehmen Zeitpunkt ausgelassen werden. Weiterhin kann durch Bereitstellen eines Überdruckventils die Sicherheit der Gesamtvorrichtung erhöht werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Vorrichtung einen Auffangbehälter zum Aufnehmen des über die Führung abgelassenen Fluids aufweisen. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Kalibriersubstanz unkontrolliert in die Umwelt entweicht. Weiterhin kann auf diese Weise die Kalibriersubstanz aufgefangen, gegebenenfalls aufbereitet und anschließend wiederverwendet werden. Beispielsweise kann die Verbindung zwischen der Führung und dem Auffangbehälter mittels einer Verschraubung oder eines Ventils hergestellt werden. Dabei kann das Ventil beispielsweise als Hahn ausgebildet sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten, Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigt:
Fig. 1 einen Verschluß gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 eine Stahlhülse gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 eine Vorrichtung zur Durchführung des Koenen-Tests gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel; und
Fig. 4 eine beispielhafte Kalibrierkurve, wie sie aus dem Koenen-Test gewonnen werden kann.
Die Fig. 1 zeigt einen Verschluß 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Verschluß 100 ist angepaßt für eine Stahlhülse (nicht gezeigt), die bei der Durchführung des Koenen-Tests verwendet wird. Der Verschluß 100 umfaßt eine Düsenplatte 110, die zum Verschließen der Stahlhülse angepaßt und beispielsweise aus Stahl gefertigt ist. Die Düsenplatte 110 weist eine Düsenöffnung 120 auf, die mittig in der Düsenplatte 110 angeordnet ist. Die Düsenöffnung 120 verjüngt sich von der einen Oberfläche 112 der Düsenplatte zu der anderen Oberfläche 114. Dabei ist ein Durchmesser D2 der Düsenöffnung an der einen Oberfläche 112 größer als ein Durchmesser Dl der Düsenöffnung 120 an der gegenüberliegenden Oberfläche 114. Beispielsweise ist der kleinere Durchmesser Dl mit 1,5 mm und der größere Durchmesser D2 mit 8 mm gegeben. Die Düsenplatte 110 weist weiterhin eine Schulter 116 auf. Die Schulter 116 kann beispielsweise an die Stahlhülse derart angepaßt sein, daß der zurückgesetzte Teil der Schulter 116, d.h. der Teil mit dem geringeren Durchmesser, dem Innendurchmesser der Stahlhülse angepaßt ist. Auf diese Weise wird ein guter Verschluß der Stahlhülse durch die Düsenplatte 110 gewährleistet. Der Verschluß 100 weist weiterhin eine Führung 150 auf, die aus einem Stahlrohr gebildet ist. Das eine Ende 152 der Führung ist um die Düsenöffnung 120 herum mit der Düsenplatte 110 verbunden. Die Führung ist mit der Düsenplatte 110 verschweißt und auf diese Weise fluiddicht mit der Düsenplatte 110 verbunden. Das entgegengesetzte Ende 154 der Führung 150 weist einen Zweig 160 zum Einführen eines Thermoelements 140 auf. Der Zweig 160 ist über eine an das Thermoelement angepaßte Verschraubung 162 fluiddicht abgeschlossen. Das Thermoelement ist mittels einer Dichtung (nicht gezeigt) durch die Verschraubung 162 durchgeführt und ragt weiterhin durch die Düsenöffnung 120 der Düsenplatte 110.
Die Führung 150 weist weiterhin einen weiteren Zweig 170 zur Ableitung eines Fluids 10 auf. Der Strömungsweg des Fluids ist in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet. Durch den ersten Zweig 160 und den zweiten Zweig 170 wird so eine Verzweigung 156 gebildet, die im gezeigten Fall als T-Stück ausgebildet ist. Jedoch können je nach Bedarf auch mehr als nur zwei Zeige vorgesehen werden.
Der Verschluß 100 weist weiterhin eine Mutter 180 auf, die mit einer mittigen Bohrung 182 versehen ist. Die Führung 150 ist durch die Bohrung 182 der Mutter 180 hindurchgeführt, so daß die Mutter 180 verschiebbar an der Führung 150 gehalten ist. Die Mutter 180 weist weiterhin ein Gewinde 184 auf.
Die Fig. 2 zeigt eine Stahlhülse 200 zusammen mit dem oben beschriebenen Verschluß 100. Über eine äußere Oberfläche 210 der Stahlhülse 200 ist ein Gewindering 190 geschoben. Der Gewindering 190 ist angepaßt, mit dem Gewinde der Mutter 180 verschraubt zu werden. Auf diese Weise kann der Verschluß 100 fest mit der Stahlhülse 200 verbunden werden. Alternativ dazu kann die Stahlhülle 200 mit einem Außengewinde versehen sein, mit dem die Mutter 180 verschraubt wird.
In der gezeigten Anordnung ist das Thermoelement durch die Verschraubung 162 und die Düsenöffnung 120 hindurch in das Innere der Stahlhülse 200 eingeführt. Gemäß den Vorschriften des Koenen-Tests soll das Thermoelement 43 mm unterhalb der Unterseite 114 der Düsenplatte 110 angeordnet sein. Selbstverständlich können jedoch auch andere Positionen des Thermoelements eingestellt werden, so dies gewünscht ist. Die beschriebene Anordnung aus Stahlhülse 200 und Verschluß 100 ist nun wie in Fig. 3 gezeigt in eine Vorrichtung 300 zur Durchführung des Koenen-Tests eingesetzt. Dazu weist die Vorrichtung 300 eine Haltevorrichtung 330 auf, mit der die Stahlhülse 200 mit dem Verschluß 100 in der Vorrichtung 300 gehalten wird. Die Vorrichtung 300 umfaßt weiterhin zwei Seitenwände 310, eine Rückwand (nicht gezeigt) und einen Boden 312, die einen Schutzkasten um die Stahlhülse 200 herum bilden. Der Schutzkasten 300 ist nach oben und nach vorn offen. Weiterhin weist die Vorrichtung 300 vier Gasbrenner auf, von denen hier aus perspektivischen Gründen lediglich der Brenner 324 unterhalb der Stahlhülse 200 sowie zwei seitliche Brenner 320, 322 dargestellt sind. Der vierte Brenner ist in die Rückwand des Gehäuses eingebaut. Mittels der vier Brenner können die Stahlhülse 200 und die darin befindliche Substanz thermisch belastet werden. Die Vorrichtung 300 weist weiterhin Beine 316 auf, die einen Abstand zwischen dem Boden 312 des Schutzkastens und einer Standfläche der Vorrichtung herstellen. Auf diese Weise kann die Brennervorrichtung 324 unterhalb des Bodens 312 des Schutzkastens angeordnet werden.
Die Vorrichtung 300 umfaßt weiterhin einen Auffangbehälter 350, der das Fluid aus der Führung 150 aufnehmen kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Auffangbehälter über ein Ventil 175 mit der Führung 150 des Verschlusses 100 verbunden. Ein solcher Auffangbehälter 350 ist für die Kalibrierung nicht erforderlich, sofern das freie Volumen in der Führung ausreichend dimensioniert ist. Für spezielle Untersuchungen können aber ein solcher Auffangbehälter und/oder andere periphere Geräte angeschlossen werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Ventil manuell betätigbar und kann beispielsweise als Hahn ausgebildet sein.
Tritt nun bei Durchführung des Koenen-Tests das Dibutylphthalat durch die Düsenöffnung 120 aus, so wird es in der Führung 150 aufgenommen. Somit kann das Überlaufen des Dibutylphthalats, dessen Entzünden sowie die Bildung toxischer Gase vermieden werden. Die Verschmutzung des unteren Brenners 324 und des Schutzkastens 310, 312 wird vermieden, so daß deren Reinigung entfällt. Dadurch können mehrere Kalibrierungen hintereinander durchgeführt werden, ohne daß die Gasflussrate nachgestellt werden muß. Insgesamt wird somit eine Einsparung von Arbeitszeit und finanziellen Mitteln bewirkt. Darüberhinaus werden die Umwelt und die Gesundheit der die Versuche durchführenden Personen geschont. Weiterhin kann die in die Führung ausgetretene Kalibriersubstanz seitlich aus der Vorrichtung abgeleitet werden. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Kalibriersubstanz unkontrolliert in die Umwelt entweicht. Weiterhin kann auf diese Weise die Kalibriersubstanz aufgefangen, gegebenenfalls aufbereitet und anschließend wiederverwendet werden.
Abschließend wird darauf hingewiesen, daß der beschriebene Verschluß sowie die beschriebene Stahlhülse für die Kalibrierung des Koenen-Tests angepaßt sind. Grundsätzlich ließe sich zwar auch der Koenen-Test mit dieser Anordnung durchführen, jedoch besteht dabei immer die Möglichkeit, daß die Stahlhülse zerstört wird. Insofern würde hier typischerweise eine weniger aufwendige und weniger teure Hülsenkonstruktion verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Diese Ausführungsbeispiele sollten keinesfalls als einschränkend für die vorliegende Erfindung verstanden werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verschluß (100) für eine Stahlhülse (200), die zur Kalibrierung des Koenen-Tests eingerichtet ist, umfassend
eine Düsenplatte (110), die zum Verschließen der Stahlhülse (200) angepaßt ist, wobei die Düsenplatte (110) eine Düsenöffnung (120) aufweist, und
eine Führung (150), deren eines Ende (152) um die Düsenöffnung (120) herum mit der Düsenplatte (110) verbunden ist und deren entgegengesetztes Ende (154) so angepaßt ist, daß es die Einführung eines Thermoelements (140) in die Führung (150) und durch die Düsenöffnung (120) der Düsenplatte (110) hindurch erlaubt und die Ableitung eines Fluids (10) aus der Führung (150) erlaubt.
2. Verschluß nach Anspruch 1, wobei die Führung (150) rohrförmig ist.
3. Verschluß nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Führung (150) aus Stahl ist.
4. Verschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das entgegengesetzte Ende (154) der Führung (150) verzweigt ist und zumindest einen Zweig (160) zum Einführen des Thermoelements (140) und mindestens einen weiteren Zweig (170) zur Ableitung des Fluid (10) aufweist.
5. Verschluß nach Anspruch 4, wobei der Zweig (160) zum Einführen des Thermoelements im wesentlichen fluiddicht ist.
6. Verschluß nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine Verzweigung (156) der Führung (150) durch ein T-Stück gebildet ist.
7. Verschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Führung (150) fluiddicht mit der Düsenplatte (110) verbunden ist.
8. Verschluß nach Anspruch 7, wobei die Führung (150) mit der Düsenplatte (110) verschweißt ist.
9. Verschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Düsenöffnung (120) mittig in der Düsenplatte (110) angeordnet ist.
10. Verschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Düsenöffnung (120) von der Seite (112), an der sie mit der Führung (150) verbunden ist, zu der gegenüberliegenden Seite (114) hin verjüngt.
11. Verschluß nach Anspruch 10, wobei ein Durchmesser (D2) der Düsenöffnung der Seite (112), an der sie mit der Führung (150) verbunden ist, dreimal bis fünfmal größer ist als ein Durchmesser (Dl) der Düsenöffnung (120) an der gegenüberliegenden Seite (114).
12. Verschluß nach Anspruch 10 oder 11, wobei ein Durchmesser (D2) der Düsenöffnung (120) der Seite (112), an der sie mit der Führung verbunden ist, zwischen 8 und 12 mm beträgt und ein Durchmesser (Dl) der Düsenöffnung (120) an der gegenüberliegenden Seite (114) zwischen 1 und 4 mm beträgt.
13. Verschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine Mutter (180), die verschiebbar an der Führung (150) gehalten ist.
14. Stahlhülse (200) zur Verwendung bei der Kalibrierung des Koenen-Tests, umfassend einen Verschluß (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
15. Stahlhülse nach Anspruch 14, weiterhin umfassend ein Thermoelement (140), das von dem entgegengesetzten Ende (154) der Führung (150) durch die Düsenöffnung (120) der Düsenplatte (110) hindurch in das Innere der Stahlhülse (200) eingeführt ist.
16. Stahlhülse nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Stahlhülse (200) ein Gewinde aufweist, das mit dem Gewinde (184) der verschiebbaren Mutter (180) verschraubbar ist.
17. Stahlhülse nach Anspruch 14 oder 15, weiterhin umfassend einen Gewindering (190), der um eine äußere Oberfläche (202) der Stahlhülse (200) herum angeordnet und mit dem Gewinde (184) der verschiebbaren Mutter (180) verschraubt werden kann.
18. Vorrichtung (300) zur Durchführung des Koenen-Tests, umfassend
eine Erhitzungseinrichtung (320, 322, 324),
eine Haltevorrichtung (330) für eine Stahlhülse (200) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, und
die Stahlhülse gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, weiterhin umfassend ein mit dem der Düsenplatte (120) entgegengesetzten Ende der Führung verbundenes Ventil (175), über das ein Fluid (10) aus der Führung (150) abgelassen werden kann.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei das Ventil (175) ein Überdruckventil ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, wobei das Ventil (175) manuell betätigbar ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, weiterhin umfassend einen Auffangbehälter (350) zum Aufnehmen des über die Führung abgelassenen Fluids.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei das Fluid Dibutylphthalat ist.
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