易熔塞

易熔塞是一个带螺纹的金属圆柱体，通常由青铜、黄铜或青铜制成，在其长度上钻有一个锥形孔。该孔用低熔点金属密封，如果达到预定的高温，该金属会流走。易熔塞最初的用途是作为蒸汽机锅炉中低水位的安全预防措施，但后来的应用将其扩展到其他封闭容器，例如空调系统和用于运输腐蚀性或液化石油气的罐。

当密闭容器中达到危险温度而非危险压力时，易熔塞起到安全阀的作用。在蒸汽锅炉中，易熔塞被拧入燃烧室的顶板（顶板），通常延伸到其上方的水空间中约一英寸（25毫米）。它的目的是在水位下降到危险的低位时作为最后的安全装置：当插头顶部离开水时，它会过热，低熔点核心融化并由此产生噪音向燃烧室释放蒸汽的目的是在燃烧室顶部完全干燥之前警告操作员危险，这可能导致锅炉发生灾难性故障。蒸汽机燃烧室中的烟气温度可以达到1000°F(550°C)，在此温度下，铜、历史上大多数火箱都是由这种材料制成的，软化到不能再承受锅炉压力的状态，如果不迅速将水倒入锅炉中，将火移走或扑灭，将导致严重的爆炸。穿过塞子的孔太小，对降低蒸汽压力没有太大的影响，如果有少量的水穿过塞子，预计不会对灭火产生太大影响。

波士顿富兰克林研究所在1830年代进行的实验最初对一旦注意到蒸汽通过设备逸出就加水的做法提出了质疑。蒸汽锅炉装有一个小的玻璃观察窗，加热到超过其正常工作温度，水位低于燃烧室顶部。加水后发现压力突然升高，观察玻璃破碎。该报告得出的结论是，金属的高温使添加的水过快蒸发，爆炸是不可避免的结果。直到1852年，这一假设才受到挑战：研究所自己的检查员之一托马斯·雷德蒙（ThomasRedmond），当年4月3日，他在调查俄亥俄河上的蒸汽船Redstone的锅炉爆炸时特别排除了这一理论。1907年在威尔士进行的一项调查得出了类似的结论：一辆属于莱姆尼铁路的蒸汽机车被意外送出，其安全阀安装错误。锅炉中的压力升高到喷射器失效的程度；冠层被揭开，被火的热量削弱并猛烈地炸开。由铁路检查局的Druitt上校领导的调查驳斥了这样的理论，即工程师成功地启动了喷射器，以及突然涌入的冷水导致产生蒸汽导致锅炉爆裂。他引用了曼彻斯特Steam用户协会的实验结果，一个国家锅炉认证和保险机构，证明存在的铜的重量（考虑到其比热）不足以产生足够的蒸汽来提高锅炉压力。事实上，冷水的加入导致压力下降。从那时起，人们普遍认为，在易熔塞操作的情况下，正确的做法是加水。

最初的设计是一个简单的实心塞子，里面装满了低熔点合金块。当它熔化时，它首先熔化为穿过塞子的狭窄通道。蒸汽和水立即开始通过此逸出。有芯易熔塞是在1860年xxx发的，可在合金软化后立即提供宽开口。这个版本有一个实心黄铜或青铜中心，通过一层低熔点合金焊接到位。当过热时，塞子不会释放任何蒸汽或水，直到合金充分熔化以释放中心塞子。塞子现在严重失效，立即打开整个孔。这种全口径喷气式飞机更有可能被注意到。

1948年3月7日，该装置发现了一个缺陷，当时伦敦、米德兰和苏格兰铁路的加冕太平洋铁路公司亚历山德拉公主的火箱皇冠板在从格拉斯哥拖到伦敦的旅客列车时发生故障。调查确定两个水位计都有缺陷，并且在当天早些时候的旅途中，一个或两个易熔塞已经熔化，但由于强大的气流将逸出的蒸汽从他们身上带走，发动机工作人员没有注意到这一点。

调查表明合金对插头老化的重要性。合金最初受到青睐，因为它们的共晶熔点比纯金属低。虽然发现合金老化不良并且可能促进在塞子的水面上形成氧化物基质，这种基质具有危险的高熔点，使塞子无法使用。1888年，美国汽船检验局要求塞子必须由纯班卡锡制成，并且每年更换一次。这避免了铅和锌的污染。锌污染被认为是一个非常严重的问题，因此插头的外壳也从黄铜（一种铜锌合金）改为无锌铜锡青铜，以避免锌从外壳迁移到合金中的风险插头。

在1920年代美国标准局与SteamboatInspectionService的调查中发现，在使用中，易熔芯上方的结壳和氧化会提高设备的熔点并在需要时阻止其工作：熔点过高在使用的示例中发现了2000°F(1100°C)。机车目前的典型做法要求在15到30个工作日（取决于水况和机车的使用情况）或至少每六个月检查一次新插头，具体取决于锅炉运行压力和温度。

易熔塞的原理也适用于液化石油气的运输，其中易熔塞（或容器内衬膜的暴露小块）被设计为在温度过高时熔化或变成多孔：受控在250°F(120°C)的典型温度下释放比在更高温度下的爆炸释放(BLEVE)更可取。腐蚀性气体容器，例如用于液氯的容器，配有一个或多个易熔塞，工作温度约为158至165°F(70–74°C)。易熔塞在飞机机轮中很常见，通常在大型或高性能飞机中。异常着陆和制动条件（例如高速中断起飞，在这种情况下，燃油重的飞机必须从非常高的速度急刹车到在相对较短的距离内停止）所施加的非常大的热负荷会导致本已很高的轮胎中的压力上升到轮胎可能爆裂的程度，因此使用易熔塞作为泄压机构。排出的气体可被引导以冷却制动表面。易熔塞有时安装在空气压缩机的接收器上，以防止点燃可能存在的任何润滑油蒸汽。如果压缩机的动作将空气加热到安全温度以上，核心将熔化并释放压力。汽车空调系统通常配备易熔塞，工作温度为100-110°C，但出于对任何释放的制冷剂气体对环境影响的担忧，此功能已由电气开关接管。如果外部温度过高，一种获得专利（专利公布于1867年）类型的防火保险箱使用易熔塞将其内容物用水浇灌。