用於具有防火封裝的殼體的壓力釋放裝置及其製造方法

2023-12-01 02:43:01

用於具有防火封裝的殼體的壓力釋放裝置及其製造方法
【專利摘要】本發明涉及用於防爆殼體(10)的壓力釋放裝置(11)及其製造方法。壓力釋放裝置(11)包括多孔體(12)，多孔體(12)包括透氣多孔中部區域(13)和以環形方式圍繞該中部區域(13)的邊緣區(22)。多孔體(12的周面(21)布置在邊緣區(22)中。在周面(21)或邊緣區(22)處指定或改變孔隙率和/或孔隙尺寸，使得分別在周面(21或邊緣區(22)上防止液體鑄造材料(G)滲入多孔體(12)的中部區域(13)中。由此，邊緣區(22)形成用於鑄造材料(G)的障礙體(B)。由於該障礙體(B)，多孔體12可以插入鑄模(31)中並可以在製造容置件(25)時用鑄造材料(G)分別重鑄或插入模製。由此，在製造容置體(25)的同時也分別產生位於容置體(25)和多孔體(12)之間的積極連接或牢固結合連接。由此，壓力釋放裝置(11)可以通過多孔體(12)直接一體形成到殼體壁(32)中或壓力釋放噴嘴(33)中。
【專利說明】用於具有防火封裝的殼體的壓力釋放裝置及其製造方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及用於具有防火封裝的防爆殼體的壓力釋放裝置及其製造方法。該防爆 殼體優選地以點火保護類型的"防火封裝"(Ex-d)呈現。典型地，分別可以代表用於殼體外 周圍區域中爆炸性環境的點火源的電氣和/或電子組件或部件定位在以此方式防爆的殼 體中。在具有防火封裝的該殼體中，該壓力釋放裝置用於建立殼體內部和周圍區域之間的 壓力補償。該壓力釋放裝置用於在殼體內發生爆炸時分別限制或減少殼體上的壓力，或者 也用於補償由於例如溫度改變而導致的與周圍區域的壓力差。為此目的，通過該壓力釋放 裝置，在殼體內部和環境區域之間建立透氣連接。同時，該壓力釋放裝置確保火焰、火花或 類似物不能從殼體內部到達外部進入爆炸性的周圍區域。因此，該殼體和該壓力釋放裝置 必須能夠承受爆炸壓力。

【背景技術】
[0002] 例如，US4180177A中已知一種壓力釋放裝置。在該專利文獻中，多孔體插入壓力 釋放通道中。該多孔體是可透氣的。在壓力釋放過程中，該多孔體被保持成沿流通方向夾 持在環形凸緣之間。
[0003] DE2010016782A1中已知一種依據類似原理設計的壓力釋放裝置。其中，多孔體被 抓持在環形邊緣區處，並被緊緊夾持。通過該夾持操作，在此邊緣區中也可以實現孔隙密 封。形成有壓力釋放通道的中空圓筒形容置件用以封裝該多孔體。可以將該中空圓筒形容 置件插入防爆殼體的殼體壁中，並且特別地可以將中空圓筒形容置件旋入該殼體壁中。


【發明內容】

[0004] 基於現有技術，可以考慮的是，本發明的目的是形成壓力釋放裝置，該壓力釋放裝 置可以以簡單且成本效益好的方式製造。
[0005] 本發明的目的通過包括專利權利要求1所述特徵的方法以及包括權利要求18所 述特徵的壓力釋放裝置而實現。
[0006] 在根據本發明的方法的情形下，首先，提供透汽多孔體。該多孔體優選地呈現為纖 維結構體。該多孔體可以包括以不規則方式布置並互相纏繞的纖維，所述纖維優選地由金 屬製成，特別地有不鏽鋼製成。具體地，所有的纖維都由相同的材料組成。
[0007] 作為對多孔體的該優選示例性實施例的修改，該多孔體也可以呈現為一層或多個 不同的層。作為對纖維結構的層的替代，或除了纖維結構的層外，也可以提供纖維的網絲、 織物、填充物或其它合適結構。
[0008] 也可以由泡沫材料、通過燒結彼此連接的顆粒或類似物製造該多孔體。
[0009] 優選地，從形成例如幅材或墊子的多孔基材上分離該多孔體。例如，可以通過衝 壓、水射流切割、線侵蝕、雷射切割或等離子切割從該基材上分離多孔體。該多孔體包括透 氣的中部區域。該中部區域由沿周向閉合的邊緣區圍繞。根據該多孔體的輪廓，該邊緣區 的閉合形狀可以是圓形的、矩形的、多邊形的、彎曲的或以其他方式成形的。該邊緣區包含 圍繞該多孔體的周面。該周面將多孔體的兩個側表面連接，通過所述兩個側表面，氣流可以 分別進入或流出該多孔體。在該邊緣區中具有防止液態鑄造材料經由該周面進入中部區域 的障礙體。該障礙體可以由該邊緣區形成，或者可以成形在該邊緣區中。
[0010] 在多孔體的優選示例性實施例中，邊緣區中或至少周面21的區域中的穩定性大 於多孔體中部區域的穩定性。優選地，該穩定性在從基材分離多孔體的過程中並通過該分 離過程而增加。例如可以通過能量的影響而實現冷加工硬化。分別由於該基材或該多孔體 的相對高的孔隙率和材料，在分離時，例如在水注射切割時，多孔材料會在切割區域處流動 並被硬化。通過此，在分割表面並因此在該多孔體的周面處的穩定性增加和/或有局部壓 縮和/或孔隙尺寸減小或孔隙堵塞。在其他分割方法的情形下，通過熱量對分割表面的影 響並由此對多孔體的周面的影響，可以實現該固化。由此，在周面的該區域中的纖維可以至 少部分地熔化，並由此以牢固結合的方式連接，該牢固結合的方式會使穩定性提高。
[0011] 在可替換實例中，也可以通過在從基材上分離多孔體後進行處理的步驟而實現該 提_的穩定性。
[0012] 將該多孔體插入鑄模中。隨後，將液態鑄造材料引入該鑄模。由此，製造容置件。 該容置件可以由具有壓力釋放通道的壓力釋放噴嘴形成。優選地，該容置件分別由該防爆 殼體的殼體壁或殼體壁的段形成。該容置件優選地由塑料、金屬材料或複合材料製成。由 於該容置件的製造並且在該容置件的製造過程中，形成了到邊緣區並具體地到周面的積極 連接和/或牢固結合的連接，並且在示例性實施例的情形下，只形成到該多孔體的周面的 積極連接和/或牢固結合的連接。由於障礙體位於該邊緣區的事實，所以液態鑄造材料不 能以不受控制的方式滲入該多孔體。該多孔體通過該鑄造材料被插入模製或重鑄。
[0013] 可以通過例如壓模、注射成型或傳遞注塑工藝來進行該鑄造過程。由於由此出現 在鑄模中的力和壓力，一方面會有鑄造材料以不受控制的方式滲入該多孔體中、堵塞孔隙 並消極地影響透氣性（特別在中部區域）的風險，另一方面，所出現的這些力會導致多孔體 變形，多孔體變形也會消極地影響多孔體對鑄造材料的過程相關的必要密封。由於位於邊 緣區中的該障礙體，防止由不受控地滲入該多孔體導致的影響。在該多孔體的優選實施例 的情形下，周面或邊緣區的區域中的穩定性也分別得到提高。因此，該邊緣區為多孔體提供 了額外的機械穩定性。通過此，防止在該鑄造過程中由於過程相關的高壓或強力導致多孔 體變形。
[0014] 為保持該殼體的耐壓性，在發生爆炸時，預定的容積流必須能夠在中部區域滲透 該多孔體。這是確保爆炸壓力不損害該防爆殼體並且確保火焰或火花不逃逸到爆炸性環境 中的唯一方式。此方式通過邊緣區中的障礙體來確保。
[0015] 有利地，在該容置件的鑄造過程中，確保鑄造材料僅分別與多孔體的周面或邊緣 區接觸，使得該障礙體有效地防止鑄造材料滲入該中部區域。例如，可以通過鑄模分別封閉 或覆蓋所述兩個側表面。
[0016] 在優選示例性實施例的情形中，藉助於回火裝置對鑄模進行回火。優選地，回火裝 置只作用在鑄模的直接鄰接多孔體的段上。通過此方式，該多孔體可以以特定方式被回火。 該回火裝置可以冷卻和/或加熱該多孔體。該多孔體因此可以通過該鑄模被間接回火。因 此，當鑄造材料與多孔體接觸時可能會影響鑄造材料的固化過程。具體地，可以藉助於回火 裝置改變所述鑄造材料滲入該多孔體的深度。當鑄造材料接觸該多孔體時，例如，如果冷卻 該多孔體，鑄造材料的固化過程會加速，並且因此，滲透深度會減小。可以獨立於在多孔體 處形成障礙體這一過程而認識該方法的此方面。
[0017] 優選地，該中部區域包括基本一致的孔隙率和/或孔隙尺寸。更優選地，在邊緣區 處的孔隙率和/或孔隙尺寸小於在中部區域的孔隙率和/或孔隙尺寸。因此，分別通過在 邊緣區中減小的孔隙率或孔隙尺寸可以形成防止鑄造材料滲入該中部區域的障礙體。
[0018] 在優選示例性實施例的情形下，在從多孔基材分離多孔體的過程中並且具體地通 過從多孔基材分離多孔體的過程，邊緣區中的孔隙率和/或孔隙尺寸減小了。更一般地，在 從多孔基材分離多孔體的過程中，並且具體地通過從多孔基材分離多孔體的過程，形成該 障礙體。在分離時可以通過分割工具的分割裝置的作用而產生壓力和/或熱量，通過此，在 切割或分割表面處引起多孔基材的局部熔化或局部流動。此具有這樣的結果，即，沿切割或 分割表面的、多孔體的周面具有較小的孔隙率或減小的孔隙尺寸，並且通過此，在邊緣區中 形成障礙體。在該示例性實施例的情形下，可以去除隨後的用以處理多孔體的步驟。在從 該基材分離多孔體的過程中，並且具體地通過從多孔基材分離多孔體的過程，已經形成該 障礙體。
[0019] 優選地，通過將壓力和/或熱量和/或輻射能量對邊緣區的影響而產生障礙體，其 中，具體地，在邊緣區處的孔隙率和/或孔隙尺寸減小了。由此，該多孔體的材料例如可以 在邊緣區域處局部熔化並且可以減小和/或封閉各孔隙的至少一部分。
[0020] 在示例性實施例的情形下，該障礙體或該邊緣區分別也可以由環繞透氣多孔中部 區域的獨立環形件形成。可以以牢固結合的方式將此環形件連接到多孔中部區域。該環形 件可以由塑料、金屬或複合材料製成。該環形件不需要以完全氣密的方式呈現。通過該環 形件足以形成包括用於防止鑄造材料滲入的障礙體的邊緣區和/或提高的機械穩定性。為 此目的，孔隙率和/或孔隙尺寸需要足夠小。因此，該環形件也可以由符合這些規格的網格 結構或類似物形成。
[0021] 多孔體在該中部區域中的孔隙率為至少60%且最大80%。該多孔體的孔隙率可 以按以下公式計算，例如：

【權利要求】
1. 一種用於製造壓力釋放裝置（11)的方法，所述壓力釋放裝置（11)用於防爆殼體 (10)，所述方法包括： -提供透氣多孔體（12)， -形成邊緣區（22)或將所述邊緣區（22)附接到所述多孔體（12)，所述邊緣區（22)包 括周面（21)，所述周面（21)圍繞所述多孔體（12)的中部區域（13)，其中所述邊緣區（22) 形成或包括能夠防止液態鑄造材料（G)經由所述周面（21)滲入所述中部區域（13)的障礙 體⑶， -將多孔體（12)插入鑄模（31)中， -將液態鑄造材料（G)引入所述鑄模中，以製造所述壓力釋放裝置（11)的容置件 (25)，並用以製造所述多孔體（12)的所述周面（21)和所述容置件（26)之間的積極連接和 /或牢固結合的連接，使得所述多孔體（12)布置在所述容置件（25)的壓力釋放通道（25) 中。
2. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述多孔體（12)從多孔基材件（30)上分 離。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述邊緣區（22)的孔隙率（〇)和/或 孔隙尺寸（P)小於所述中部區域（13)的孔隙率（〇)和/或孔隙尺寸（P)。
4. 如權利要求2和3所述的方法，其特徵在於，在從所述多孔基材件（30)上分離所述 多孔體（12)過程中減小在所述邊緣區（22)中的所述孔隙率（02)和/或孔隙尺寸（P2)。
5. 如權利要求3或4所述的方法，其特徵在於，通過局部熔化所述多孔體（12)的材 料和/或使所述多孔體（12)的材料局部流動而減小在所述邊緣區（22)中的所述孔隙率 (0 2)和/或孔隙尺寸（P2)。
6. 如權利要求3至5中的任一項所述的方法，其特徵在於，通過力和/或壓力和/或熱 量和/或輻射能量的影響來減小在所述邊緣區（22)中的所述孔隙率（02)和/或孔隙尺 寸（P2)。
7. 如權利要求1至3中的任一項所述的方法，其特徵在於，在所述邊緣區（22)中，所述 多孔體（12)包括圍繞所述中部區域（13)的、由不同於所述中部區域（13)的材料結構製成 的環形件（27)。
8. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述邊緣區（22)中的穩定性 高於在所述中部區域（13)中的穩定性。
9. 如權利要求8所述的方法，其特徵在於，通過力和/或壓力和/或熱量和/或輻射能 量對所述邊緣區（22)的影響而使所述邊緣區（22)的穩定性高於所述中部區域（13)中的 穩定性。
10. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在填充鑄造材料（G)之前和/ 或之後由回火裝置（34)對鑄模（31)的至少一段（31a)進行回火。
11. 如權利要求10所述的方法，其特徵在於，通過所述回火裝置（34)對所述鑄模（31) 的鄰接所述多孔體（12)的段進行回火。
12. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述邊緣區（22)中完全閉 合所述多孔體（12)的孔隙。
13. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述邊緣區（22)的沿與所述 周面（21)成直角的方向上的最大深度（T)為0. 5毫米至10毫米。
14. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述多孔體（12)的在所述中 部區域（13)中的孔隙率（〇1)至少為60%且最大為80%。
15. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述多孔體（12)的在所述中 部區域13中的孔隙尺寸（P1)為至少80微米，且最大250微米。
16. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述多孔體（12)由直徑為至 少70微米且最大130微米的纖維（18)形成。
17. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述多孔體（12)由不鏽鋼製 成。
18. -種用於防爆殼體（10)的壓力釋放裝置（11)， 包括透氣多孔體（12)，所述多孔體（12)包括邊緣區（22)，所述邊緣區包括沿周向圍繞 所述多孔體（12)的中部區域（13)的周面（21)， 其中，所述邊緣區（22)形成或包括防止液態鑄造材料（G)經由所述周面（21)滲入所 述中部區域（13)中的障礙體（B)， 並且其中，所述多孔體（12)通過製造容置件（25)而被鑄造到所述容置件（25)的壓力 釋放通道（26)中。
【文檔編號】H05K5/02GK104427808SQ201410428791
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月27日 優先權日:2013年8月27日
【發明者】U·曼, B·利姆巴赫 申請人:R.施塔爾開關設備有限責任公司