專利名稱：用于可視化指示從安全閥泄漏的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及閥門，尤其是涉及用于可視化指示從安全閥泄漏的裝置。
背景技術(shù)：
安全閥通常用于通過釋放它們所連接到的管道內(nèi)部形成的任何壓力而控制或限制管道中的壓力(例如當(dāng)開關(guān)閥或壓力調(diào)節(jié)器泄漏的時(shí)候)。當(dāng)存在泄漏時(shí)，已經(jīng)開發(fā)出各種裝置和/或方法通過安全閥來顯示給操作者或其他工廠人員，以能夠鑒別和適當(dāng)?shù)仨憫?yīng)這種泄漏。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)公開了一種用于可視化指示從安全閥泄漏的裝置。在一個實(shí)施例中，公開了一種包括管塞的裝置，該管塞具有頭部和軸。管塞連接到安全閥。開口將延伸貫通該頭部和軸。該裝置還包括第一柔性隔膜，以覆蓋該開口的末端。在一些實(shí)施例中，當(dāng)流體經(jīng)由安全閥釋放到管塞的開口時(shí)，第一柔性隔膜將膨脹。在一些實(shí)施例中，第一柔性隔膜包括孔，以釋放由通過安全閥所釋放的流體在開口中形成的壓力。在一些實(shí)施例中，第一柔性隔膜在開口中的第一壓力下將膨脹到第一尺寸，并且在開口中的第二壓力下將膨脹到第二尺寸。在這些實(shí)施例中，膨脹的隔膜尺寸用于指示由安全閥所釋放的壓力值。在一些實(shí)施例中，該裝置還包括第二柔性隔膜，其布置在第一柔性隔膜之下。第二柔性隔膜與第一柔性隔膜的顏色不同。在一些這樣的實(shí)施例中，在第一柔性隔膜膨脹以暴露第二柔性隔膜時(shí)，第一柔性隔膜的不透明性將降低。在其他的這樣實(shí)施例中，當(dāng)開口中的壓力使第一柔性隔膜膨脹超過破裂點(diǎn)時(shí)，第一柔性隔膜將破裂，以暴露第二柔性隔膜。在又一個其他實(shí)施例中，當(dāng)開口中壓力使第一柔性隔膜膨脹超過破裂點(diǎn)時(shí)，該第一柔性隔膜將破裂，以暴露管塞的頭部。管塞的頭部與第一柔性隔膜的顏色不同。在一些實(shí)施例中，該裝置還包括O形環(huán)，以將第一柔性隔膜固定到管塞的開口之上。在一些實(shí)施例中，第一柔性隔膜經(jīng)由膠粘或焊接中的至少一種而固定到管塞。在一些實(shí)施例中，第一柔性隔膜在黑暗中發(fā)光。在一些實(shí)施例中，安全閥和管塞布置在透明管中，該透明管與外部環(huán)境密封隔離。在此公開的另一實(shí)施例的裝置包括管塞，其包括頭部和螺紋軸。管塞被螺紋地耦接到安全閥。開口將延伸貫通該管塞的軸和頭部。該裝置還包括第一柔性隔膜，其被固定到管塞的頭部，來包圍該開口。在一些實(shí)施例中，第一柔性隔膜在由通過安全閥釋放到開口中的流體所產(chǎn)生的壓力下膨脹。在一些實(shí)施例中，第一柔性隔膜包括孔，以釋放開口內(nèi)部的超壓。在一些實(shí)施例中，該裝置還包括第二柔性隔膜，其布置在第一柔性隔膜之下。當(dāng)?shù)谝蝗嵝愿裟ぱ由斐^破裂點(diǎn)時(shí)，第一柔性隔膜將隨著第一柔性隔膜膨脹而至少變成半透明或破裂，以暴露該第二柔性隔膜。在這些實(shí)施例中，第二柔性隔膜與第一柔性隔膜的顏色不同。在一些實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝蝗嵝愿裟づ蛎洺^破裂點(diǎn)時(shí)，第一頭型隔膜將破裂，以暴露管塞的頭部。管塞頭部與該第一柔性隔膜的顏色不同。在一些實(shí)施例中，第一柔性隔膜經(jīng)由O形環(huán)、膠粘或焊接中的至少一種而固定到管塞的頭部之上。在此公開的另一實(shí)施例中，一種裝置包括將被緊固到安全閥的管塞。管塞將具有延伸貫通該管塞的開口，以使得由安全閥釋放的流體能夠流過該管塞。該裝置還包括固定到管塞的柔性隔膜，以覆蓋開口的與安全閥相對的端部。該柔性隔膜將在流體的壓力下膨脹，以可視化指示流體的釋放。


圖1A示出了已知管塞頂部透視圖的圖解。圖1B示出了圖1A的已知管塞底部透視圖的圖解。圖1C示出了圖1A中所示的已知管塞側(cè)視圖的圖解。圖1D示出了圖1A中所示的已知管塞仰視圖的圖解。圖2A示出了根據(jù)本公開教導(dǎo)的具有穿過塞子中心的孔的示例性管塞的頂部透視圖的圖解。圖2B示出了在圖2A中示出的示例性管塞的底部透視圖的圖解。圖2C示出了圖2A中示出的示例性管塞俯視圖的圖解。圖2D示出了圖2A中示出的示例性管塞側(cè)視圖的圖解。圖2E示出了圖2A中所示的示例性管塞仰視圖的圖解。圖3A示出了根據(jù)本公開教導(dǎo)的用于安全閥的一種示例性可視化泄漏指示器的頂部透視圖的圖解。圖3B示出了圖3A中示出的示例性可視化泄漏指示器的側(cè)視圖的圖解。圖3C示出了圖3A中所示的示例性可視化泄漏指示器的橫截面圖解。圖4A示出了一種示例性安全閥組件的透視圖的圖解，該組件包括圖3A-3C的示例性可視化泄漏指示器，該指示器由第一壓力所致動。圖4B示出了圖4A的示例性安全閥組件的橫截面圖解。圖4C示出了圖4A中示出的示例性安全閥組件的透視圖的圖解，其由大于第一壓力的第二壓力所致動。圖4D示出了圖4C中示出的示例性安全閥組件的橫截面圖解。圖5示出了圖4A-4D中示出的示例性安全閥組件的透視圖的圖解，其是在隔膜已經(jīng)破裂之后。圖6示出了具有第二隔膜的圖4D的示例性安全閥組件的橫截面圖解。圖7示出了包含在透明管道內(nèi)部的圖4D的示例性安全閥組件的局部剖視圖。
具體實(shí)施例方式典型地，當(dāng)致動安全閥來釋放壓力的時(shí)候，安全閥產(chǎn)生了較響的撕撕聲。然而，在生產(chǎn)設(shè)施或加工廠中，產(chǎn)生許多產(chǎn)生噪音的加工在運(yùn)行，并且在該在生產(chǎn)設(shè)施或加工廠中需要操作人員注意許多系統(tǒng)、裝置等，聲音(例如上述的撕撕聲)和/或其來源并不是顯而易見的。在一些情況下，操作者會連接電子壓力指示器，以將信號發(fā)送到控制站，來作為已經(jīng)打開安全閥的指示。在其他情況下，合并到系統(tǒng)中的過濾器壓差指示器在穿過過濾器的壓差增加到高于指示需要改變過濾器的設(shè)定點(diǎn)時(shí)提示。盡管這些方法提供對管道系統(tǒng)內(nèi)部壓強(qiáng)變化的可視指示，但它們是復(fù)雜且昂貴的。另一種已知的方法包括將紙的一邊卷到安全閥的出口上，以使其在安全閥制動的時(shí)候移動。然而，這并不是可視化地引人注意，并且該紙張可通過來源于加工空間內(nèi)部源頭的系統(tǒng)中空氣的運(yùn)動而被吹動，而不是安全閥出□。圖1A和IB分別是已知塑料管塞100的頂部和底部透視圖的圖解。圖1C和ID分別是圖1A和IB中示出的已知管塞的側(cè)視圖和仰視圖的示意圖。該塞子100和類似于塞子100的塞子通常用于工業(yè)中來封閉該管道或者其他流體流動元件的端部。尤其是，該塞子100在軸104的至少一部分上具有螺紋102，并且通過將塞子100的頭部106旋轉(zhuǎn)以密封住該管道的端部而將該軸104緊固到內(nèi)部螺紋管(未示出)的端部。圖2A-2B分別是一個示例性管塞200的頂部和底部透視圖的圖解。圖2C-2E分別是圖2A-2C中所示的示例性管塞的俯視圖、側(cè)視圖和仰視圖的各自示意圖。該示例性管塞200類似于圖1A-1D的塞子100，其具有相同的螺紋102、軸104和頭部106。然而，圖2A-2E的該示例性塞子200并不類似于許多已知的管塞(例如塞子100)，因?yàn)樵撌纠匀?00具有孔或開口 202，該孔或開口延伸貫穿塞子200的該軸104和頭部106。如圖2A中所示，該頭部已經(jīng)在頂部具有開口，但是其并不自始至終延伸貫通該頭部106。因此，如果該示例性塞子200螺紋至管道(未示出)的端部，管道中的流體將能夠穿過塞子200。圖3A是根據(jù)本公開的教導(dǎo)的一個用于安全閥的示例性可視化泄漏指示器300的頂部透視圖的圖解。圖3B是圖3A中示出的該示例性可視化泄露指示器300的側(cè)視圖的示意圖。圖3C是圖3B中所示的示例性可視化泄露指示器300的橫截面圖。在一些實(shí)施例中，可視化指示器300包括塞子200，柔性隔膜302，以及O形環(huán)304。如圖3A-3C中所示，柔性隔膜302圍繞塞子200的頭部106布置并且用O形環(huán)304相對于軸104固定就位。由此，該塞子200的頂端被覆蓋或包圍。然而，如圖3C中所示，隔膜302具有小孔306 (例如銷孔)，以如下文詳細(xì)描述地當(dāng)可視化泄漏指示器300連接到安全閥的出口時(shí)，將可視化泄漏指示器300內(nèi)部產(chǎn)生的超壓釋放到隔膜302的另一側(cè)。作為對于O形環(huán)304的一種替代，柔性隔膜302可以許多方式固定到塞子200，包括多O形環(huán)、膠粘、焊接或任何其他適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ械闹辽僖粋€。圖4A是示例性安全閥組件400的圖解，其包括圖3A-3C的示例性可視化泄露指示器300，該指示器連接到由第一壓力所致動的已知安全閥402。圖4B是由第一壓力致動的圖4A的示例性安全閥組件400的橫截面圖。圖4C和4D分別是由大于第一壓力的第二壓力所致動的示例性安全閥組件400的透視圖和橫截面圖。正如所示，示例性可視化泄漏指示器300經(jīng)由螺紋102連接到安全閥402。通過將可視化指示器300螺旋到安全閥402上的過程，O形環(huán)304被壓縮在塞子200的頭部106與安全閥402之間。該壓緊作用力通過該隔膜302，以進(jìn)一步將隔膜302在塞子200的頭部106之上固定就位。安全閥402示出為設(shè)置有閥盤404，該閥盤通過彈簧408的作用力壓緊在閥座406上。此外，安全閥402示出為連接到管道410。隨著流體流過該管道410，流體向上移動安全閥402，直到其抵達(dá)與閥座406相密封接合的閥盤404。如果管道410內(nèi)部的壓力超過由彈簧408產(chǎn)生的密封作用力，該閥盤404被迫向上，以在閥盤404與閥座406之間產(chǎn)生縫隙412，從而使得流體流過安全閥402并降低管道410內(nèi)部的壓力。此外，如圖4D中所示，在比圖4B中更大的壓力致動安全閥402的情況下，閥盤404進(jìn)一步移動，以產(chǎn)生更大的縫隙412，從而使得更多的流體通過安全閥402而被釋放。然而，在示例性安全閥組件400中，一旦流體已經(jīng)通過安全閥402釋放，則流體流過可視化泄漏指示器300的開口 202，直到其抵達(dá)該隔膜302。隨著流體壓力在可視化指示器300的內(nèi)部積聚，隔膜302膨脹成大致彎曲或拱形的形狀414 (該形狀包括類似于膨脹氣球或氣泡的至少一部分的大致半球形的外形)，正如柔性隔膜302延伸或膨脹的那樣。為了防止隔膜302破裂或撕破，孔306布置在隔膜302中，以使得可視化指示器300內(nèi)部的壓力能夠被釋放，但不是在隔膜302膨脹到彎曲形狀414之前。由此，當(dāng)通過壓力致動安全閥402時(shí)，產(chǎn)生了彎曲的形狀414，以提供可視化指示，即安全閥402已經(jīng)由管道410內(nèi)部的超壓所致動。此外，如上所述，安全閥402在不同的壓力下從管道410釋放流體。因此，彎曲的形狀414可在尺寸方面改變，以提供對從管道410釋放的壓力的嚴(yán)重程度的可視化指示。例如，在圖4B中第一壓力致動該安全閥組件400，該彎曲的表面414膨脹到比由大于第一壓力的第二壓力致動安全閥組件400的圖4D中彎曲的表面414的尺寸更小的尺寸。此外，從管道410釋放的壓力可足夠高而超過閾值，該閾值使得該隔膜302伸展至足以使得彎曲的表面414破裂，正如下面圖5相關(guān)的說明。圖5是圖4A-4D中所示的示例性安全閥組件400的圖解，其是在隔膜302已經(jīng)破裂之后。正如所示，當(dāng)隔膜302破裂時(shí)，因?yàn)橥ㄟ^安全閥402釋放的壓力超過隔膜302的伸展能力(經(jīng)由孔306所釋放的任何壓力所偏置)，該塞子200的頭部106被暴露。根據(jù)這種公開，塞子200的頭部106可能是不同的顏色和/或比隔膜302更亮的顏色。由此，在壓力大于隔膜302可通過膨脹而指示的情況下，通過安全閥組件400端部的顏色的突變(即所暴露的頭部106的出現(xiàn))來提供管道410內(nèi)部所積聚的壓力的嚴(yán)重性的額外可視化指示。對從管道410所釋放的壓力嚴(yán)重性的其他可替代的指示可合并到在此公開的安全閥組件中。一個替代品包括使得彎曲的表面414隨著通過安全閥402釋放的壓力嚴(yán)重性增加而改變顏色。隨著隔膜302膨脹以形成彎曲表面414，該伸展的隔膜302的顏色和/或不透明性將褪色和/或變得幾乎清晰和/或半透明。因此，顏色改變的彎曲表面414是通過在第一隔膜302之下包括第二隔膜602而實(shí)現(xiàn)的，如圖6中所示，該第二隔膜具有不同的顏色和孔604。隨著第一(外部)隔膜302伸展并變得更加半透明，第二(內(nèi)部)隔膜602的顏色可變得可視。為了指示壓力增大的嚴(yán)重性，第二隔膜的顏色可比第一隔膜的顏色更亮，以引起對于由安全閥組件400所釋放的增加的壓力的注意力。另外的隔膜層也可合并到安全閥組件400中。在另一替代中，多個隔膜302、602可包括在單個指示器300中，其設(shè)計(jì)用于在不同壓力下的破裂。例如，隨著致動安全閥組件400，每個隔膜302、602膨脹。在一些點(diǎn)處，具有單色的外部隔膜302可達(dá)到破裂點(diǎn)然后破裂，從而展現(xiàn)了具有第二顏色的內(nèi)部隔膜602。隔膜302、602的不同破裂點(diǎn)可通過改變每個隔膜302、602繞著塞子200的頭部106初步伸展多緊、每個隔膜302、602中用于釋放所積聚壓力的孔306、604的尺寸、每個隔膜302、602的厚度、和/或用于每個隔膜302、602的材料所實(shí)現(xiàn)。用于在此公開的任一隔膜302的材料可包括腈、乳膠、或具有彈性的任何其他適當(dāng)?shù)牟牧稀Ａ硪粋€可替換的可視化指示器300包括實(shí)施可在黑暗中發(fā)光的隔膜302。黑暗中發(fā)光的隔膜302可通過在組裝可視化指示器300的時(shí)候?qū)l(fā)光漆涂覆到隔膜302而實(shí)現(xiàn)。該漆可涂覆到外部隔膜302或處于前述外層之下的隔膜302。在一些實(shí)施例中，隔膜302的材料具有黑暗中發(fā)光的特性。正如迄今所述的，該示例性安全閥組件400從管道410將壓力釋放到大氣中。因此，所釋放的流體通常需要是安全的(即無毒的、非自燃的等等)。然而，在此描述的安全閥組件400可采用在管道系統(tǒng)中，來使得由安全閥組件400所釋放的流體能夠被獲取和/或容納。尤其是，安全閥組件400可以完全相同的方式用于有害流體。為了容納有害流體的釋放，整個安全閥400可容納在透明管道或管700內(nèi)部，該管道或管與外部環(huán)境密封隔離，如圖7中所圖釋的。由此，安全閥組件400可在沒有將有害流體釋放到大氣中和/或加工空間的工作環(huán)境中的情況下提供釋放壓力的可視化指示。該安全閥組件400和在此公開的實(shí)施方式可有益地應(yīng)用到示例的安全閥組件400所釋放的流體是氣態(tài)流體的環(huán)境中。然而，在該公開內(nèi)容中沒有對所公開的安全閥組件400用于由安全閥組件400釋放非氣態(tài)流體的任何適當(dāng)環(huán)境中進(jìn)行限制。雖然在此已經(jīng)描述了某些實(shí)施例的方法、裝置和制品，但是本專利的覆蓋范圍并不限于此。這些實(shí)施例是非限制性的示范性實(shí)施例。相反，本專利覆蓋字面或在等同原則之下清楚落入所附的權(quán)利要求的范圍中的全部方法、裝置和制品。
權(quán)利要求
1.一種裝置，其包括: 管塞，其具有頭部和軸，該管塞連接到安全閥，其中開口延伸貫通該頭部和軸；以及 第一柔性隔膜，以覆蓋所述開口的端部。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，當(dāng)流體經(jīng)由所述安全閥釋放到所述管塞的開口中時(shí)，該第一柔性隔膜將膨脹。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述第一柔性隔膜包括孔，以釋放由通過所述安全閥釋放的流體在所述開口中形成的壓力。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述第一柔性隔膜將在所述開口中的第一壓力下膨脹到第一尺寸，并且在所述開口中的第二壓力下膨脹到第二尺寸，其中該膨脹隔膜的尺寸用于指示由所述安全閥釋放的壓力值。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，還包括第二柔性隔膜，其布置在所述第一柔性隔膜之下，所述第二柔性隔膜與所述第一柔性隔膜的顏色不同。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置， 其中，當(dāng)所述第一柔性隔膜膨脹而暴露所述第二柔性隔膜時(shí)，所述第一柔性隔膜的不透明性將降低。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，當(dāng)所述開口中的壓力使該第一柔性隔膜膨脹超過破裂點(diǎn)時(shí)，所述第一柔性隔膜將破裂，以暴露所述第二柔性隔膜。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，當(dāng)所述開口中的壓力使所述第一柔性隔膜膨脹超過破裂點(diǎn)時(shí)，所述第一柔性隔膜將破裂，以暴露所述管塞的頭部，該管塞的頭部與所述第一柔性隔膜的顏色不同。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括O形環(huán)，以將所述第一柔性隔膜固定到所述管塞的開口之上。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，經(jīng)由膠粘或焊接中至少一種將所述第一柔性隔膜固定到所述管塞。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一柔性隔膜在黑暗中發(fā)光。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述安全閥和所述管塞布置在透明管中，該透明管與外部環(huán)境密封隔離。
13.一種裝置，其包括: 管塞，其包括頭部和螺紋軸，該管塞被螺紋地耦接到安全閥，其中開口延伸貫穿該管塞的軸和頭部；以及 第一柔性隔膜，其被固定到所述管塞的頭部，以包圍該開口。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述第一柔性隔膜在由通過所述安全閥釋放到所述開口中的流體所產(chǎn)生的壓力下膨脹。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述第一柔性隔膜包括孔，以釋放所述開口內(nèi)部的超壓。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，還包括第二柔性隔膜，其布置在所述第一柔性隔膜之下，其中當(dāng)所述第一柔性隔膜膨脹到破裂點(diǎn)時(shí)，所述第一柔性隔膜將隨著所述第一柔性隔膜膨脹而至少變成半透明或破裂，以暴露所述第二柔性隔膜，所述第二柔性隔膜與第一柔性隔膜的顏色不同。
17.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中當(dāng)所述第一柔性隔膜膨脹超過破裂點(diǎn)時(shí)，所述第一柔性隔膜破裂，以暴露所述管塞的頭部，該管塞的頭部與所述第一柔性隔膜的顏色不同。
18.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述第一柔性隔膜經(jīng)由O形環(huán)、膠粘或焊接中的至少一種而固定到所述管塞的頭部。
19.一種裝置，其包括: 管塞，其緊固到安全閥，該管塞具有開口，該開口延伸貫穿所述管塞以使得由所述安全閥所釋放的流體能夠流過所述管塞；以及 柔性隔膜，其固定到所述管塞，以覆蓋所述開口的與所述安全閥相對的端部，該柔性隔膜將在流體的壓力下膨脹，來可視化指示流體的釋放。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，當(dāng)流過所述管塞的流體壓力使該柔性隔膜膨脹超過破裂點(diǎn)時(shí)，所述柔性隔膜將破裂，以暴露所述管塞的一部分，所述管塞的該部分與所述第一柔性隔膜的顏色不同 。
全文摘要
現(xiàn)公開了一種用于可視化指示從安全閥泄漏的裝置。在一個實(shí)施例中，公開了一種包括管塞的裝置，該管塞具有頭部和軸。管塞將被連接到安全閥。開口將延伸貫通該頭部和軸。該裝置還包括第一柔性隔膜，以覆蓋該開口的末端。在一些實(shí)施例中，當(dāng)流體經(jīng)由安全閥釋放到管塞的開口時(shí)，第一柔性隔膜將膨脹。
文檔編號F16K37/00GK103185171SQ20121059923
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者S·D·馬特森, E·J·伯吉特, T·W·洛根 申請人:泰思康公司