用于具有防火封裝的殼體的壓力釋放裝置及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于防爆殼體(10)的壓力釋放裝置(11)及其制造方法。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(qū)域(13)和以環(huán)形方式圍繞該中部區(qū)域(13)的邊緣區(qū)(22)。多孔體(12的周面(21)布置在邊緣區(qū)(22)中。在周面(21)或邊緣區(qū)(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(qū)(22)上防止液體鑄造材料(G)滲入多孔體(12)的中部區(qū)域(13)中。由此，邊緣區(qū)(22)形成用于鑄造材料(G)的障礙體(B)。由于該障礙體(B)，多孔體12可以插入鑄模(31)中并可以在制造容置件(25)時(shí)用鑄造材料(G)分別重鑄或插入模制。由此，在制造容置體(25)的同時(shí)也分別產(chǎn)生位于容置體(25)和多孔體(12)之間的積極連接或牢固結(jié)合連接。由此，壓力釋放裝置(11)可以通過(guò)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(shuō)明】用于具有防火封裝的殼體的壓力釋放裝置及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于具有防火封裝的防爆殼體的壓力釋放裝置及其制造方法。該防爆 殼體優(yōu)選地以點(diǎn)火保護(hù)類型的"防火封裝"(Ex-d)呈現(xiàn)。典型地，分別可以代表用于殼體外 周圍區(qū)域中爆炸性環(huán)境的點(diǎn)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，該壓力釋放裝置用于建立殼體內(nèi)部和周圍區(qū)域之間的 壓力補(bǔ)償。該壓力釋放裝置用于在殼體內(nèi)發(fā)生爆炸時(shí)分別限制或減少殼體上的壓力，或者 也用于補(bǔ)償由于例如溫度改變而導(dǎo)致的與周圍區(qū)域的壓力差。為此目的，通過(guò)該壓力釋放 裝置，在殼體內(nèi)部和環(huán)境區(qū)域之間建立透氣連接。同時(shí)，該壓力釋放裝置確?；鹧妗⒒鸹ɑ?類似物不能從殼體內(nèi)部到達(dá)外部進(jìn)入爆炸性的周圍區(qū)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(shù)】
[0002] 例如，US4180177A中已知一種壓力釋放裝置。在該專利文獻(xiàn)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(guò)程中，該多孔體被保持成沿流通方向夾 持在環(huán)形凸緣之間。
[0003] DE2010016782A1中已知一種依據(jù)類似原理設(shè)計(jì)的壓力釋放裝置。其中，多孔體被 抓持在環(huán)形邊緣區(qū)處，并被緊緊夾持。通過(guò)該夾持操作，在此邊緣區(qū)中也可以實(shí)現(xiàn)孔隙密 封。形成有壓力釋放通道的中空?qǐng)A筒形容置件用以封裝該多孔體?？梢詫⒃撝锌?qǐng)A筒形容 置件插入防爆殼體的殼體壁中，并且特別地可以將中空?qǐng)A筒形容置件旋入該殼體壁中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于現(xiàn)有技術(shù)，可以考慮的是，本發(fā)明的目的是形成壓力釋放裝置，該壓力釋放裝 置可以以簡(jiǎn)單且成本效益好的方式制造。
[0005] 本發(fā)明的目的通過(guò)包括專利權(quán)利要求1所述特征的方法以及包括權(quán)利要求18所 述特征的壓力釋放裝置而實(shí)現(xiàn)。
[0006] 在根據(jù)本發(fā)明的方法的情形下，首先，提供透汽多孔體。該多孔體優(yōu)選地呈現(xiàn)為纖 維結(jié)構(gòu)體。該多孔體可以包括以不規(guī)則方式布置并互相纏繞的纖維，所述纖維優(yōu)選地由金 屬制成，特別地有不銹鋼制成。具體地，所有的纖維都由相同的材料組成。
[0007] 作為對(duì)多孔體的該優(yōu)選示例性實(shí)施例的修改，該多孔體也可以呈現(xiàn)為一層或多個(gè) 不同的層。作為對(duì)纖維結(jié)構(gòu)的層的替代，或除了纖維結(jié)構(gòu)的層外，也可以提供纖維的網(wǎng)絲、 織物、填充物或其它合適結(jié)構(gòu)。
[0008] 也可以由泡沫材料、通過(guò)燒結(jié)彼此連接的顆粒或類似物制造該多孔體。
[0009] 優(yōu)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(guò)沖 壓、水射流切割、線侵蝕、激光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(qū)域。該中部區(qū)域由沿周向閉合的邊緣區(qū)圍繞。根據(jù)該多孔體的輪廓，該邊緣區(qū) 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(qū)包含 圍繞該多孔體的周面。該周面將多孔體的兩個(gè)側(cè)表面連接，通過(guò)所述兩個(gè)側(cè)表面，氣流可以 分別進(jìn)入或流出該多孔體。在該邊緣區(qū)中具有防止液態(tài)鑄造材料經(jīng)由該周面進(jìn)入中部區(qū)域 的障礙體。該障礙體可以由該邊緣區(qū)形成，或者可以成形在該邊緣區(qū)中。
[0010] 在多孔體的優(yōu)選示例性實(shí)施例中，邊緣區(qū)中或至少周面21的區(qū)域中的穩(wěn)定性大 于多孔體中部區(qū)域的穩(wěn)定性。優(yōu)選地，該穩(wěn)定性在從基材分離多孔體的過(guò)程中并通過(guò)該分 離過(guò)程而增加。例如可以通過(guò)能量的影響而實(shí)現(xiàn)冷加工硬化。分別由于該基材或該多孔體 的相對(duì)高的孔隙率和材料，在分離時(shí)，例如在水注射切割時(shí)，多孔材料會(huì)在切割區(qū)域處流動(dòng) 并被硬化。通過(guò)此，在分割表面并因此在該多孔體的周面處的穩(wěn)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(guò)熱量對(duì)分割表面的影 響并由此對(duì)多孔體的周面的影響，可以實(shí)現(xiàn)該固化。由此，在周面的該區(qū)域中的纖維可以至 少部分地熔化，并由此以牢固結(jié)合的方式連接，該牢固結(jié)合的方式會(huì)使穩(wěn)定性提高。
[0011] 在可替換實(shí)例中，也可以通過(guò)在從基材上分離多孔體后進(jìn)行處理的步驟而實(shí)現(xiàn)該 提_的穩(wěn)定性。
[0012] 將該多孔體插入鑄模中。隨后，將液態(tài)鑄造材料引入該鑄模。由此，制造容置件。 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(yōu)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(yōu)選地由塑料、金屬材料或復(fù)合材料制成。由 于該容置件的制造并且在該容置件的制造過(guò)程中，形成了到邊緣區(qū)并具體地到周面的積極 連接和/或牢固結(jié)合的連接，并且在示例性實(shí)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(jié)合的連接。由于障礙體位于該邊緣區(qū)的事實(shí)，所以液態(tài)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(guò)該鑄造材料被插入模制或重鑄。
[0013] 可以通過(guò)例如壓模、注射成型或傳遞注塑工藝來(lái)進(jìn)行該鑄造過(guò)程。由于由此出現(xiàn) 在鑄模中的力和壓力，一方面會(huì)有鑄造材料以不受控制的方式滲入該多孔體中、堵塞孔隙 并消極地影響透氣性（特別在中部區(qū)域）的風(fēng)險(xiǎn)，另一方面，所出現(xiàn)的這些力會(huì)導(dǎo)致多孔體 變形，多孔體變形也會(huì)消極地影響多孔體對(duì)鑄造材料的過(guò)程相關(guān)的必要密封。由于位于邊 緣區(qū)中的該障礙體，防止由不受控地滲入該多孔體導(dǎo)致的影響。在該多孔體的優(yōu)選實(shí)施例 的情形下，周面或邊緣區(qū)的區(qū)域中的穩(wěn)定性也分別得到提高。因此，該邊緣區(qū)為多孔體提供 了額外的機(jī)械穩(wěn)定性。通過(guò)此，防止在該鑄造過(guò)程中由于過(guò)程相關(guān)的高壓或強(qiáng)力導(dǎo)致多孔 體變形。
[0014] 為保持該殼體的耐壓性，在發(fā)生爆炸時(shí)，預(yù)定的容積流必須能夠在中部區(qū)域滲透 該多孔體。這是確保爆炸壓力不損害該防爆殼體并且確?；鹧婊蚧鸹ú惶右莸奖ㄐ原h(huán)境 中的唯一方式。此方式通過(guò)邊緣區(qū)中的障礙體來(lái)確保。
[0015] 有利地，在該容置件的鑄造過(guò)程中，確保鑄造材料僅分別與多孔體的周面或邊緣 區(qū)接觸，使得該障礙體有效地防止鑄造材料滲入該中部區(qū)域。例如，可以通過(guò)鑄模分別封閉 或覆蓋所述兩個(gè)側(cè)表面。
[0016] 在優(yōu)選示例性實(shí)施例的情形中，借助于回火裝置對(duì)鑄模進(jìn)行回火。優(yōu)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(guò)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(guò)該鑄模被間接回火。因 此，當(dāng)鑄造材料與多孔體接觸時(shí)可能會(huì)影響鑄造材料的固化過(guò)程。具體地，可以借助于回火 裝置改變所述鑄造材料滲入該多孔體的深度。當(dāng)鑄造材料接觸該多孔體時(shí)，例如，如果冷卻 該多孔體，鑄造材料的固化過(guò)程會(huì)加速，并且因此，滲透深度會(huì)減小?？梢元?dú)立于在多孔體 處形成障礙體這一過(guò)程而認(rèn)識(shí)該方法的此方面。
[0017] 優(yōu)選地，該中部區(qū)域包括基本一致的孔隙率和/或孔隙尺寸。更優(yōu)選地，在邊緣區(qū) 處的孔隙率和/或孔隙尺寸小于在中部區(qū)域的孔隙率和/或孔隙尺寸。因此，分別通過(guò)在 邊緣區(qū)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(qū)域的障礙體。
[0018] 在優(yōu)選示例性實(shí)施例的情形下，在從多孔基材分離多孔體的過(guò)程中并且具體地通 過(guò)從多孔基材分離多孔體的過(guò)程，邊緣區(qū)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(guò)程中，并且具體地通過(guò)從多孔基材分離多孔體的過(guò)程，形成該 障礙體。在分離時(shí)可以通過(guò)分割工具的分割裝置的作用而產(chǎn)生壓力和/或熱量，通過(guò)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(dòng)。此具有這樣的結(jié)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，并且通過(guò)此，在邊緣區(qū)中 形成障礙體。在該示例性實(shí)施例的情形下，可以去除隨后的用以處理多孔體的步驟。在從 該基材分離多孔體的過(guò)程中，并且具體地通過(guò)從多孔基材分離多孔體的過(guò)程，已經(jīng)形成該 障礙體。
[0019] 優(yōu)選地，通過(guò)將壓力和/或熱量和/或輻射能量對(duì)邊緣區(qū)的影響而產(chǎn)生障礙體，其 中，具體地，在邊緣區(qū)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(qū)域處局部熔化并且可以減小和/或封閉各孔隙的至少一部分。
[0020] 在示例性實(shí)施例的情形下，該障礙體或該邊緣區(qū)分別也可以由環(huán)繞透氣多孔中部 區(qū)域的獨(dú)立環(huán)形件形成?？梢砸岳喂探Y(jié)合的方式將此環(huán)形件連接到多孔中部區(qū)域。該環(huán)形 件可以由塑料、金屬或復(fù)合材料制成。該環(huán)形件不需要以完全氣密的方式呈現(xiàn)。通過(guò)該環(huán) 形件足以形成包括用于防止鑄造材料滲入的障礙體的邊緣區(qū)和/或提高的機(jī)械穩(wěn)定性。為 此目的，孔隙率和/或孔隙尺寸需要足夠小。因此，該環(huán)形件也可以由符合這些規(guī)格的網(wǎng)格 結(jié)構(gòu)或類似物形成。
[0021] 多孔體在該中部區(qū)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(jì)算，例如：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于制造壓力釋放裝置（11)的方法，所述壓力釋放裝置（11)用于防爆殼體 (10)，所述方法包括： -提供透氣多孔體（12)， -形成邊緣區(qū)（22)或?qū)⑺鲞吘墔^(qū)（22)附接到所述多孔體（12)，所述邊緣區(qū)（22)包 括周面（21)，所述周面（21)圍繞所述多孔體（12)的中部區(qū)域（13)，其中所述邊緣區(qū)（22) 形成或包括能夠防止液態(tài)鑄造材料（G)經(jīng)由所述周面（21)滲入所述中部區(qū)域（13)的障礙 體⑶， -將多孔體（12)插入鑄模（31)中， -將液態(tài)鑄造材料（G)引入所述鑄模中，以制造所述壓力釋放裝置（11)的容置件 (25)，并用以制造所述多孔體（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(jié)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(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔體（12)從多孔基材件（30)上分 離。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述邊緣區(qū)（22)的孔隙率（〇)和/或 孔隙尺寸（P)小于所述中部區(qū)域（13)的孔隙率（〇)和/或孔隙尺寸（P)。
4. 如權(quán)利要求2和3所述的方法，其特征在于，在從所述多孔基材件（30)上分離所述 多孔體（12)過(guò)程中減小在所述邊緣區(qū)（22)中的所述孔隙率（02)和/或孔隙尺寸（P2)。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，通過(guò)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(dòng)而減小在所述邊緣區(qū)（22)中的所述孔隙率 (0 2)和/或孔隙尺寸（P2)。
6. 如權(quán)利要求3至5中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)力和/或壓力和/或熱 量和/或輻射能量的影響來(lái)減小在所述邊緣區(qū)（22)中的所述孔隙率（02)和/或孔隙尺 寸（P2)。
7. 如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述邊緣區(qū)（22)中，所述 多孔體（12)包括圍繞所述中部區(qū)域（13)的、由不同于所述中部區(qū)域（13)的材料結(jié)構(gòu)制成 的環(huán)形件（27)。
8. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述邊緣區(qū)（22)中的穩(wěn)定性 高于在所述中部區(qū)域（13)中的穩(wěn)定性。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，通過(guò)力和/或壓力和/或熱量和/或輻射能 量對(duì)所述邊緣區(qū)（22)的影響而使所述邊緣區(qū)（22)的穩(wěn)定性高于所述中部區(qū)域（13)中的 穩(wěn)定性。
10. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在填充鑄造材料（G)之前和/ 或之后由回火裝置（34)對(duì)鑄模（31)的至少一段（31a)進(jìn)行回火。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述回火裝置（34)對(duì)所述鑄模（31) 的鄰接所述多孔體（12)的段進(jìn)行回火。
12. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述邊緣區(qū)（22)中完全閉 合所述多孔體（12)的孔隙。
13. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述邊緣區(qū)（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(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述多孔體（12)的在所述中 部區(qū)域（13)中的孔隙率（〇1)至少為60%且最大為80%。
15. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述多孔體（12)的在所述中 部區(qū)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(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，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(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述多孔體（12)由不銹鋼制 成。
18. -種用于防爆殼體（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(qū)（22)，所述邊緣區(qū)包括沿周向圍繞 所述多孔體（12)的中部區(qū)域（13)的周面（21)， 其中，所述邊緣區(qū)（22)形成或包括防止液態(tài)鑄造材料（G)經(jīng)由所述周面（21)滲入所 述中部區(qū)域（13)中的障礙體（B)， 并且其中，所述多孔體（12)通過(guò)制造容置件（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(hào)】H05K5/02GK104427808SQ201410428791
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】U·曼, B·利姆巴赫 申請(qǐng)人:R.施塔爾開(kāi)關(guān)設(shè)備有限責(zé)任公司