用于具有防火封装的壳体的压力释放装置及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于防爆壳体(10)的压力释放装置(11)及其制造方法。压力释放装置(11)包括多孔体(12)，多孔体(12)包括透气多孔中部区域(13)和以环形方式围绕该中部区域(13)的边缘区(22)。多孔体(12的周面(21)布置在边缘区(22)中。在周面(21)或边缘区(22)处指定或改变孔隙率和/或孔隙尺寸，使得分别在周面(21或边缘区(22)上防止液体铸造材料(G)渗入多孔体(12)的中部区域(13)中。由此，边缘区(22)形成用于铸造材料(G)的障碍体(B)。由于该障碍体(B)，多孔体12可以插入铸模(31)中并可以在制造容置件(25)时用铸造材料(G)分别重铸或插入模制。由此，在制造容置体(25)的同时也分别产生位于容置体(25)和多孔体(12)之间的积极连接或牢固结合连接。由此，压力释放装置(11)可以通过多孔体(12)直接一体形成到壳体壁(32)中或压力释放喷嘴(33)中。
【专利说明】用于具有防火封装的壳体的压力释放装置及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于具有防火封装的防爆壳体的压力释放装置及其制造方法。该防爆 壳体优选地以点火保护类型的"防火封装"(Ex-d)呈现。典型地，分别可以代表用于壳体外 周围区域中爆炸性环境的点火源的电气和/或电子组件或部件定位在以此方式防爆的壳 体中。在具有防火封装的该壳体中，该压力释放装置用于建立壳体内部和周围区域之间的 压力补偿。该压力释放装置用于在壳体内发生爆炸时分别限制或减少壳体上的压力，或者 也用于补偿由于例如温度改变而导致的与周围区域的压力差。为此目的，通过该压力释放 装置，在壳体内部和环境区域之间建立透气连接。同时，该压力释放装置确保火焰、火花或 类似物不能从壳体内部到达外部进入爆炸性的周围区域。因此，该壳体和该压力释放装置 必须能够承受爆炸压力。
【背景技术】
[0002] 例如，US4180177A中已知一种压力释放装置。在该专利文献中，多孔体插入压力 释放通道中。该多孔体是可透气的。在压力释放过程中，该多孔体被保持成沿流通方向夹 持在环形凸缘之间。
[0003] DE2010016782A1中已知一种依据类似原理设计的压力释放装置。其中，多孔体被 抓持在环形边缘区处，并被紧紧夹持。通过该夹持操作，在此边缘区中也可以实现孔隙密 封。形成有压力释放通道的中空圆筒形容置件用以封装该多孔体。可以将该中空圆筒形容 置件插入防爆壳体的壳体壁中，并且特别地可以将中空圆筒形容置件旋入该壳体壁中。
【发明内容】
[0004] 基于现有技术，可以考虑的是，本发明的目的是形成压力释放装置，该压力释放装 置可以以简单且成本效益好的方式制造。
[0005] 本发明的目的通过包括专利权利要求1所述特征的方法以及包括权利要求18所 述特征的压力释放装置而实现。
[0006] 在根据本发明的方法的情形下，首先，提供透汽多孔体。该多孔体优选地呈现为纤 维结构体。该多孔体可以包括以不规则方式布置并互相缠绕的纤维，所述纤维优选地由金 属制成，特别地有不锈钢制成。具体地，所有的纤维都由相同的材料组成。
[0007] 作为对多孔体的该优选示例性实施例的修改，该多孔体也可以呈现为一层或多个 不同的层。作为对纤维结构的层的替代，或除了纤维结构的层外，也可以提供纤维的网丝、 织物、填充物或其它合适结构。
[0008] 也可以由泡沫材料、通过烧结彼此连接的颗粒或类似物制造该多孔体。
[0009] 优选地，从形成例如幅材或垫子的多孔基材上分离该多孔体。例如，可以通过冲 压、水射流切割、线侵蚀、激光切割或等离子切割从该基材上分离多孔体。该多孔体包括透 气的中部区域。该中部区域由沿周向闭合的边缘区围绕。根据该多孔体的轮廓，该边缘区 的闭合形状可以是圆形的、矩形的、多边形的、弯曲的或以其他方式成形的。该边缘区包含 围绕该多孔体的周面。该周面将多孔体的两个侧表面连接，通过所述两个侧表面，气流可以 分别进入或流出该多孔体。在该边缘区中具有防止液态铸造材料经由该周面进入中部区域 的障碍体。该障碍体可以由该边缘区形成，或者可以成形在该边缘区中。
[0010] 在多孔体的优选示例性实施例中，边缘区中或至少周面21的区域中的稳定性大 于多孔体中部区域的稳定性。优选地，该稳定性在从基材分离多孔体的过程中并通过该分 离过程而增加。例如可以通过能量的影响而实现冷加工硬化。分别由于该基材或该多孔体 的相对高的孔隙率和材料，在分离时，例如在水注射切割时，多孔材料会在切割区域处流动 并被硬化。通过此，在分割表面并因此在该多孔体的周面处的稳定性增加和/或有局部压 缩和/或孔隙尺寸减小或孔隙堵塞。在其他分割方法的情形下，通过热量对分割表面的影 响并由此对多孔体的周面的影响，可以实现该固化。由此，在周面的该区域中的纤维可以至 少部分地熔化，并由此以牢固结合的方式连接，该牢固结合的方式会使稳定性提高。
[0011] 在可替换实例中，也可以通过在从基材上分离多孔体后进行处理的步骤而实现该 提_的稳定性。
[0012] 将该多孔体插入铸模中。随后，将液态铸造材料引入该铸模。由此，制造容置件。 该容置件可以由具有压力释放通道的压力释放喷嘴形成。优选地，该容置件分别由该防爆 壳体的壳体壁或壳体壁的段形成。该容置件优选地由塑料、金属材料或复合材料制成。由 于该容置件的制造并且在该容置件的制造过程中，形成了到边缘区并具体地到周面的积极 连接和/或牢固结合的连接，并且在示例性实施例的情形下，只形成到该多孔体的周面的 积极连接和/或牢固结合的连接。由于障碍体位于该边缘区的事实，所以液态铸造材料不 能以不受控制的方式渗入该多孔体。该多孔体通过该铸造材料被插入模制或重铸。
[0013] 可以通过例如压模、注射成型或传递注塑工艺来进行该铸造过程。由于由此出现 在铸模中的力和压力，一方面会有铸造材料以不受控制的方式渗入该多孔体中、堵塞孔隙 并消极地影响透气性（特别在中部区域）的风险，另一方面，所出现的这些力会导致多孔体 变形，多孔体变形也会消极地影响多孔体对铸造材料的过程相关的必要密封。由于位于边 缘区中的该障碍体，防止由不受控地渗入该多孔体导致的影响。在该多孔体的优选实施例 的情形下，周面或边缘区的区域中的稳定性也分别得到提高。因此，该边缘区为多孔体提供 了额外的机械稳定性。通过此，防止在该铸造过程中由于过程相关的高压或强力导致多孔 体变形。
[0014] 为保持该壳体的耐压性，在发生爆炸时，预定的容积流必须能够在中部区域渗透 该多孔体。这是确保爆炸压力不损害该防爆壳体并且确保火焰或火花不逃逸到爆炸性环境 中的唯一方式。此方式通过边缘区中的障碍体来确保。
[0015] 有利地，在该容置件的铸造过程中，确保铸造材料仅分别与多孔体的周面或边缘 区接触，使得该障碍体有效地防止铸造材料渗入该中部区域。例如，可以通过铸模分别封闭 或覆盖所述两个侧表面。
[0016] 在优选示例性实施例的情形中，借助于回火装置对铸模进行回火。优选地，回火装 置只作用在铸模的直接邻接多孔体的段上。通过此方式，该多孔体可以以特定方式被回火。 该回火装置可以冷却和/或加热该多孔体。该多孔体因此可以通过该铸模被间接回火。因 此，当铸造材料与多孔体接触时可能会影响铸造材料的固化过程。具体地，可以借助于回火 装置改变所述铸造材料渗入该多孔体的深度。当铸造材料接触该多孔体时，例如，如果冷却 该多孔体，铸造材料的固化过程会加速，并且因此，渗透深度会减小。可以独立于在多孔体 处形成障碍体这一过程而认识该方法的此方面。
[0017] 优选地，该中部区域包括基本一致的孔隙率和/或孔隙尺寸。更优选地，在边缘区 处的孔隙率和/或孔隙尺寸小于在中部区域的孔隙率和/或孔隙尺寸。因此，分别通过在 边缘区中减小的孔隙率或孔隙尺寸可以形成防止铸造材料渗入该中部区域的障碍体。
[0018] 在优选示例性实施例的情形下，在从多孔基材分离多孔体的过程中并且具体地通 过从多孔基材分离多孔体的过程，边缘区中的孔隙率和/或孔隙尺寸减小了。更一般地，在 从多孔基材分离多孔体的过程中，并且具体地通过从多孔基材分离多孔体的过程，形成该 障碍体。在分离时可以通过分割工具的分割装置的作用而产生压力和/或热量，通过此，在 切割或分割表面处引起多孔基材的局部熔化或局部流动。此具有这样的结果，即，沿切割或 分割表面的、多孔体的周面具有较小的孔隙率或减小的孔隙尺寸，并且通过此，在边缘区中 形成障碍体。在该示例性实施例的情形下，可以去除随后的用以处理多孔体的步骤。在从 该基材分离多孔体的过程中，并且具体地通过从多孔基材分离多孔体的过程，已经形成该 障碍体。
[0019] 优选地，通过将压力和/或热量和/或辐射能量对边缘区的影响而产生障碍体，其 中，具体地，在边缘区处的孔隙率和/或孔隙尺寸减小了。由此，该多孔体的材料例如可以 在边缘区域处局部熔化并且可以减小和/或封闭各孔隙的至少一部分。
[0020] 在示例性实施例的情形下，该障碍体或该边缘区分别也可以由环绕透气多孔中部 区域的独立环形件形成。可以以牢固结合的方式将此环形件连接到多孔中部区域。该环形 件可以由塑料、金属或复合材料制成。该环形件不需要以完全气密的方式呈现。通过该环 形件足以形成包括用于防止铸造材料渗入的障碍体的边缘区和/或提高的机械稳定性。为 此目的，孔隙率和/或孔隙尺寸需要足够小。因此，该环形件也可以由符合这些规格的网格 结构或类似物形成。
[0021] 多孔体在该中部区域中的孔隙率为至少60%且最大80%。该多孔体的孔隙率可 以按以下公式计算，例如：
【权利要求】
1. 一种用于制造压力释放装置（11)的方法，所述压力释放装置（11)用于防爆壳体 (10)，所述方法包括： -提供透气多孔体（12)， -形成边缘区（22)或将所述边缘区（22)附接到所述多孔体（12)，所述边缘区（22)包 括周面（21)，所述周面（21)围绕所述多孔体（12)的中部区域（13)，其中所述边缘区（22) 形成或包括能够防止液态铸造材料（G)经由所述周面（21)渗入所述中部区域（13)的障碍 体⑶， -将多孔体（12)插入铸模（31)中， -将液态铸造材料（G)引入所述铸模中，以制造所述压力释放装置（11)的容置件 (25)，并用以制造所述多孔体（12)的所述周面（21)和所述容置件（26)之间的积极连接和 /或牢固结合的连接，使得所述多孔体（12)布置在所述容置件（25)的压力释放通道（25) 中。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔体（12)从多孔基材件（30)上分 离。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述边缘区（22)的孔隙率（〇)和/或 孔隙尺寸（P)小于所述中部区域（13)的孔隙率（〇)和/或孔隙尺寸（P)。
4. 如权利要求2和3所述的方法，其特征在于，在从所述多孔基材件（30)上分离所述 多孔体（12)过程中减小在所述边缘区（22)中的所述孔隙率（02)和/或孔隙尺寸（P2)。
5. 如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，通过局部熔化所述多孔体（12)的材 料和/或使所述多孔体（12)的材料局部流动而减小在所述边缘区（22)中的所述孔隙率 (0 2)和/或孔隙尺寸（P2)。
6. 如权利要求3至5中的任一项所述的方法，其特征在于，通过力和/或压力和/或热 量和/或辐射能量的影响来减小在所述边缘区（22)中的所述孔隙率（02)和/或孔隙尺 寸（P2)。
7. 如权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述边缘区（22)中，所述 多孔体（12)包括围绕所述中部区域（13)的、由不同于所述中部区域（13)的材料结构制成 的环形件（27)。
8. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述边缘区（22)中的稳定性 高于在所述中部区域（13)中的稳定性。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，通过力和/或压力和/或热量和/或辐射能 量对所述边缘区（22)的影响而使所述边缘区（22)的稳定性高于所述中部区域（13)中的 稳定性。
10. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在填充铸造材料（G)之前和/ 或之后由回火装置（34)对铸模（31)的至少一段（31a)进行回火。
11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，通过所述回火装置（34)对所述铸模（31) 的邻接所述多孔体（12)的段进行回火。
12. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述边缘区（22)中完全闭 合所述多孔体（12)的孔隙。
13. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述边缘区（22)的沿与所述 周面（21)成直角的方向上的最大深度（T)为0. 5毫米至10毫米。
14. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述多孔体（12)的在所述中 部区域（13)中的孔隙率（〇1)至少为60%且最大为80%。
15. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述多孔体（12)的在所述中 部区域13中的孔隙尺寸（P1)为至少80微米，且最大250微米。
16. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述多孔体（12)由直径为至 少70微米且最大130微米的纤维（18)形成。
17. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述多孔体（12)由不锈钢制 成。
18. -种用于防爆壳体（10)的压力释放装置（11)， 包括透气多孔体（12)，所述多孔体（12)包括边缘区（22)，所述边缘区包括沿周向围绕 所述多孔体（12)的中部区域（13)的周面（21)， 其中，所述边缘区（22)形成或包括防止液态铸造材料（G)经由所述周面（21)渗入所 述中部区域（13)中的障碍体（B)， 并且其中，所述多孔体（12)通过制造容置件（25)而被铸造到所述容置件（25)的压力 释放通道（26)中。
【文档编号】H05K5/02GK104427808SQ201410428791
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】U·曼, B·利姆巴赫 申请人:R.施塔尔开关设备有限责任公司