破裂盤(pán)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01080048825. 0(國(guó)際【申請(qǐng)?zhí)枴縋CT/US2010/050779)、申請(qǐng)日 為2010年9月29日、發(fā)明名稱(chēng)為"破裂盤(pán)"的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002] 相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考
[0003]本申請(qǐng)案要求JohnTomasko、PaulGoggin和GeofBrazier在 2009 年 9 月 30 日 申請(qǐng)的標(biāo)題為RUPTUREDISK的第61/272, 497號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案的權(quán)利，所述案的公開(kāi)內(nèi) 容W引用的方式清楚地并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本公開(kāi)內(nèi)容大體上設(shè)及一種破裂盤(pán)。更具體地說(shuō)，本公開(kāi)內(nèi)容設(shè)及一種小型化破 裂盤(pán)與相關(guān)方法。
【背景技術(shù)】 陽(yáng)〇化]破裂盤(pán)用于對(duì)潛在危險(xiǎn)超壓情況做出響應(yīng)而從承壓系統(tǒng)中釋放壓力。通常，破裂 盤(pán)具有密封在一對(duì)支撐構(gòu)件或安全頭之間從而形成壓力釋放組件的凸緣。然后，所述壓力 釋放組件可W夾持或W其他方式密封地安置在所述承壓力系統(tǒng)中的一對(duì)傳統(tǒng)管子凸緣或 一對(duì)螺紋管件之間。第一管子將承壓流體引導(dǎo)到所述壓力釋放組件的一側(cè)，并且第二管子 對(duì)安全儲(chǔ)液器提供出口或可W通向外界。所述支撐構(gòu)件包括將破裂盤(pán)的一部分暴露于系統(tǒng) 中的承壓流體的中屯、開(kāi)口。當(dāng)在入口側(cè)與出口側(cè)之間流體壓力達(dá)到預(yù)定壓差時(shí)，所述破裂 盤(pán)的暴露部分將破裂。所述破裂盤(pán)產(chǎn)生允許流體通過(guò)出口逸出W減小系統(tǒng)中的壓力的排放 路徑。
[0006] 破裂盤(pán)通常具有圓頂形、圓形或其他通常彎曲的可破裂部分并且可W正向作用或 反向作用。正向作用破裂盤(pán)定位暴露于承壓系統(tǒng)的可破裂部分的凹側(cè)，從而將所述盤(pán)放置 為處于張力作用下。因此，當(dāng)達(dá)到超壓狀態(tài)時(shí)，即，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過(guò)安全或理想水平時(shí)，破裂 盤(pán)可W通過(guò)向外爆破來(lái)釋放壓力。相反地，反向作用破裂盤(pán)（也稱(chēng)為反向屈曲破裂盤(pán)）定 位為其凸側(cè)暴露于承壓系統(tǒng)，從而將所述盤(pán)的材料放置為處于在壓縮狀態(tài)下。因此，當(dāng)達(dá)到 超壓狀態(tài)時(shí)，可W使破裂盤(pán)屈曲和反向，即，倒轉(zhuǎn)，并且撕裂W排放承壓流體。
[0007] W往破裂盤(pán)行業(yè)通過(guò)在工作點(diǎn)之間來(lái)回移動(dòng)破裂盤(pán)材料W進(jìn)行順序處理步驟 (該移動(dòng)是通過(guò)手動(dòng)、通過(guò)機(jī)械臂或通過(guò)兩者的組合來(lái)進(jìn)行）而制造出圓頂形、圓形或其他 通常彎曲的破裂盤(pán)。
[0008] 反向屈曲破裂盤(pán)可W在反向時(shí)自動(dòng)破裂?；蛘撸蒞提供附加特征W促進(jìn)破裂。例 如，切割結(jié)構(gòu)或應(yīng)力集中點(diǎn)可W在反向時(shí)接觸反向屈曲破裂盤(pán)，從而確保發(fā)生破裂。示例性 切割結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)刀片（例如，如由BS&BSafetySystems提供作為市場(chǎng)上可購(gòu)買(mǎi) 的RB-90?反向屈曲盤(pán)的一部分的由四部分組成的刀片，或如由BS&BSafetySystems提供 作為市場(chǎng)上可購(gòu)買(mǎi)的D邸VAC-SAF?破裂盤(pán)的一部分的由S部分組成的S角形刀片）和圓 形齒環(huán)（例如，如由BS&BSafetySystems提供作為市場(chǎng)上可購(gòu)買(mǎi)的JRS?破裂盤(pán)的一部分 的圓形齒環(huán)）。其他示例性切割結(jié)構(gòu)可W沿著可破裂部分的周邊定位。又其他示例性切割 結(jié)構(gòu)可W定位成被設(shè)計(jì)用于在反向時(shí)接合可破裂部分的X形、Y形或不規(guī)則Y形。
[0009] 在共同擁有的第4, 236, 648號(hào)美國(guó)專(zhuān)利案和第5, 082, 133號(hào)美國(guó)專(zhuān)利案中描述使 用切割結(jié)構(gòu)的破裂盤(pán)組件，所述專(zhuān)利案的全部?jī)?nèi)容W引用的方式清楚地并入本文。在共同 擁有的第5, 934, 308號(hào)美國(guó)專(zhuān)利案中描述示例性應(yīng)力集中點(diǎn)，所述專(zhuān)利案的全部?jī)?nèi)容W引 用的方式清楚地并入本文。
[0010] 破裂盤(pán)將破裂的預(yù)定壓差稱(chēng)為"爆破壓力"。破裂盤(pán)額定的爆破壓力稱(chēng)為"公稱(chēng)爆 破壓力"。爆破壓力可W通過(guò)破裂盤(pán)的物理參數(shù)例如材料厚度和圓頂高度（也稱(chēng)為"冠部 高度"）設(shè)定。爆破壓力還可W使用各種物理特征例如凹口來(lái)設(shè)定。例如，在共同擁有的第 6, 178, 983號(hào)美國(guó)專(zhuān)利案、第6, 321，582號(hào)美國(guó)專(zhuān)利案、第6, 446, 653號(hào)美國(guó)專(zhuān)利案中公開(kāi) 一種具有凹口的破裂盤(pán)W及制造運(yùn)些破裂盤(pán)的方法，所述專(zhuān)利案的全部?jī)?nèi)容W引用的方式 并入本文。
[0011] 通常，給出的公稱(chēng)爆破壓力的已知破裂盤(pán)的爆破壓力可根據(jù)應(yīng)用溫度而變化。對(duì) 于簡(jiǎn)單的張力負(fù)載（例如，正向作用）破裂盤(pán)，爆破壓力的變化與與給出的破裂盤(pán)材料的溫 度變化相關(guān)的張力強(qiáng)度變化密切關(guān)聯(lián)。對(duì)于反向屈曲破裂盤(pán)，因?yàn)椴牧蠌埩?qiáng)度只是影響 運(yùn)些結(jié)構(gòu)的爆破響應(yīng)的參數(shù)，所W爆破壓力隨溫度變化得到減弱。因?yàn)槌袎合到y(tǒng)的溫度可 W變化，所W想要溫度敏感度減小的破裂盤(pán)。
[0012] 物理特征例如劃痕線和切變線（和其他弱區(qū)，也稱(chēng)為弱線）可W用于促進(jìn)打開(kāi)破 裂盤(pán)和控制破裂盤(pán)的打開(kāi)圖案。例如，在反向屈曲盤(pán)中，當(dāng)盤(pán)反向時(shí)，盤(pán)將沿著劃痕線撕裂。 盤(pán)的選定部分通常未被劃痕，當(dāng)作較鏈區(qū)，W防止當(dāng)爆破時(shí)盤(pán)破碎并且防止盤(pán)的碎片與來(lái) 自承壓系統(tǒng)的流體一起逸出。
[0013] 也通過(guò)使用過(guò)渡區(qū)來(lái)控制破裂盤(pán)的破碎。過(guò)渡區(qū)出現(xiàn)在破裂盤(pán)的圓頂與凸緣部分 之間。破裂盤(pán)行業(yè)已集中于使用具有固定半徑的過(guò)渡區(qū)W協(xié)助破碎控制。通常接受超過(guò)盤(pán) 材料厚度的半徑是控制破裂盤(pán)破碎的最佳方法。通常，對(duì)于具有較高爆破壓力的破裂盤(pán)，將 增大盤(pán)的厚度和過(guò)渡區(qū)的半徑兩者W控制破裂盤(pán)破碎。
[0014] 一些應(yīng)用需要有效地"最小化"的小型破裂盤(pán)，例如，直徑約為1英寸或更小。通 常，上文描述的物體特征，例如圓頂高度、凹口、弱區(qū)和過(guò)渡區(qū)，用于控制小型化的破裂盤(pán)W 及較大直徑的破裂盤(pán)的爆破和破碎。然而，對(duì)運(yùn)些參數(shù)和特征的依賴(lài)限制可在小型化破裂 盤(pán)中提供的爆破壓力范圍，并且可W引起爆破壓力的不可靠變化或無(wú)法從可用巧料厚度原 材料產(chǎn)生想要的爆破壓力。
[0015] 此外，被劃痕的小型化反向屈曲盤(pán)具有由需要在反向時(shí)推動(dòng)過(guò)剩圓頂材料通過(guò)小 隙縫引起的缺點(diǎn)。較厚的小型化反向屈曲盤(pán)尤其存在運(yùn)個(gè)問(wèn)題。
[0016] 鑒于先前描述，需要一種可W被構(gòu)造來(lái)滿(mǎn)足多個(gè)不同爆破壓力需求并且可W提供 更可靠的爆破性能的小型化破裂盤(pán)。本公開(kāi)內(nèi)容的破裂盤(pán)W及相關(guān)系統(tǒng)和方法實(shí)現(xiàn)運(yùn)些優(yōu) 點(diǎn)或其他優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 為了實(shí)現(xiàn)如本文具體體現(xiàn)和概括描述的W上優(yōu)點(diǎn)或其他優(yōu)點(diǎn)中的一或多者，本公 開(kāi)內(nèi)容設(shè)及一種破裂盤(pán)，其包括可破裂部分；凸緣部分；W及連接所述可破裂部分和所述 凸緣部分的過(guò)渡區(qū)，其中所述過(guò)渡區(qū)被構(gòu)造來(lái)決定所述可破裂部分將破裂的壓力。
[0018] 另一方面，本公開(kāi)內(nèi)容設(shè)及一種形成破裂盤(pán)的方法，其包括：使破裂盤(pán)材料形成為 可破裂部分、凸緣部分和過(guò)渡區(qū)；和構(gòu)造所述過(guò)渡區(qū)W設(shè)定所述破裂盤(pán)的爆破壓力。
[0019] 本公開(kāi)內(nèi)容還設(shè)及一種釋放承壓系統(tǒng)中的壓力的方法，其包括：提供一組破裂盤(pán)， 其中所述組中的每個(gè)破裂盤(pán)具有厚度、圓頂高度和過(guò)渡區(qū)，并且其中所述組中的每個(gè)破裂 盤(pán)具有相同厚度和圓頂高度，并且其中所述組中的每個(gè)破裂盤(pán)具有不同過(guò)渡區(qū)。所述方法 還包括基于由選定破裂盤(pán)的過(guò)渡區(qū)決定的爆破壓力從所述組的破裂盤(pán)中選擇破裂盤(pán)；和將 所述選定破裂盤(pán)安裝到所述承壓系統(tǒng)中。
[0020] 本公開(kāi)內(nèi)容的另一實(shí)施方式設(shè)及一種包括可破裂部分的破裂盤(pán)，所述可破裂部分 具有大體上呈圓形的弱線和界定凹口的頂點(diǎn)。所述凹口被構(gòu)造來(lái)對(duì)壓差做出響應(yīng)而開(kāi)始所 述可破裂部分的反向。所述反向引起約同時(shí)跨過(guò)所述整個(gè)大體上呈圓形的弱線打開(kāi)所述 盤(pán)，并且所述可破裂部分的反向引起沿著所述大體上呈圓形的弱線打開(kāi)所述盤(pán)。
[0021] 另一方面，本公開(kāi)內(nèi)容設(shè)及一種包括具有頂點(diǎn)的可破裂部分的破裂盤(pán)，其中所述 可破裂部分在所述頂點(diǎn)中界定孔，所述可破裂部分也界定大體上呈圓形的弱線。所述破裂 盤(pán)還包括封口。所述可破裂部分被構(gòu)造來(lái)對(duì)壓差做出響應(yīng)而在所述孔處開(kāi)始反向，其中所 述反向引起約同時(shí)跨過(guò)所述整個(gè)大體上呈圓形的弱線打開(kāi)所述盤(pán)。
[0022] 本公開(kāi)內(nèi)容還設(shè)及一種形成反向屈曲破裂盤(pán)的方法，其包括：提供具有連續(xù)模架 的壓力機(jī)，所述連續(xù)模架包括第一模和第二模；將所述第一模按壓到破裂盤(pán)材料W使所述 破裂盤(pán)材料形成為破裂盤(pán)形狀；在所述第一模已按壓到所述破裂盤(pán)材料之后將所述破裂盤(pán) 材料移動(dòng)到所述第二模；和將所述第二模按壓到所述破裂盤(pán)材料W產(chǎn)生破裂盤(pán)。
[0023] 本公開(kāi)內(nèi)容還設(shè)及一種形成反向屈曲破裂盤(pán)的方法，其包括：提供連續(xù)模架；使 用所述連續(xù)模架的第一模在破裂盤(pán)材料中形成結(jié)構(gòu)調(diào)整器；W及使用所述連續(xù)模架的第二 模在所述破裂盤(pán)材料中形成彎曲的形狀。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 并入本說(shuō)明書(shū)中并且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖圖解說(shuō)明若干個(gè)實(shí)施方式并 且與描述一起用來(lái)說(shuō)明本公開(kāi)內(nèi)容的原理。 陽(yáng)0巧]第1圖圖解說(shuō)明已知破裂盤(pán)的橫截面圖；
[00%] 第2圖圖解說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方式的小型化破裂盤(pán)的橫截面圖；
[0027] 第3A圖圖解說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方式的具有突變過(guò)渡的破裂盤(pán)過(guò)渡 區(qū)；
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