破裂盤的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請?zhí)枮?01080048825. 0(國際【申請?zhí)枴縋CT/US2010/050779)、申請日 為2010年9月29日、發(fā)明名稱為"破裂盤"的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002] 相關(guān)申請案的交叉參考
[0003]本申請案要求JohnTomasko、PaulGoggin和GeofBrazier在 2009 年 9 月 30 日 申請的標(biāo)題為RUPTUREDISK的第61/272, 497號美國臨時(shí)申請案的權(quán)利，所述案的公開內(nèi) 容W引用的方式清楚地并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本公開內(nèi)容大體上設(shè)及一種破裂盤。更具體地說，本公開內(nèi)容設(shè)及一種小型化破 裂盤與相關(guān)方法。
【背景技術(shù)】 陽〇化]破裂盤用于對潛在危險(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 盤具有密封在一對支撐構(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)中的一對傳統(tǒng)管子凸緣或 一對螺紋管件之間。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 對安全儲液器提供出口或可W通向外界。所述支撐構(gòu)件包括將破裂盤的一部分暴露于系統(tǒng) 中的承壓流體的中屯、開口。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 盤的暴露部分將破裂。所述破裂盤產(chǎn)生允許流體通過出口逸出W減小系統(tǒng)中的壓力的排放 路徑。
[0006] 破裂盤通常具有圓頂形、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)壓力超過安全或理想水平時(shí)，破裂 盤可W通過向外爆破來釋放壓力。相反地，反向作用破裂盤（也稱為反向屈曲破裂盤）定 位為其凸側(cè)暴露于承壓系統(tǒng)，從而將所述盤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往破裂盤行業(yè)通過在工作點(diǎn)之間來回移動破裂盤材料W進(jìn)行順序處理步驟 (該移動是通過手動、通過機(jī)械臂或通過兩者的組合來進(jìn)行）而制造出圓頂形、圓形或其他 通常彎曲的破裂盤。
[0008] 反向屈曲破裂盤可W在反向時(shí)自動破裂?；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，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提供作為市場上可購買 的RB-90?反向屈曲盤的一部分的由四部分組成的刀片，或如由BS&BSafetySystems提供 作為市場上可購買的D邸VAC-SAF?破裂盤的一部分的由S部分組成的S角形刀片）和圓 形齒環(huán)（例如，如由BS&BSafetySystems提供作為市場上可購買的JRS?破裂盤的一部分 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號美國專利案和第5, 082, 133號美國專利案中描述使 用切割結(jié)構(gòu)的破裂盤組件，所述專利案的全部內(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號美國專利案中描述示例性應(yīng)力集中點(diǎn)，所述專利案的全部內(nèi)容W引 用的方式清楚地并入本文。
[0010] 破裂盤將破裂的預(yù)定壓差稱為"爆破壓力"。破裂盤額定的爆破壓力稱為"公稱爆 破壓力"。爆破壓力可W通過破裂盤的物理參數(shù)例如材料厚度和圓頂高度（也稱為"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設(shè)定。例如，在共同擁有的第 6, 178, 983號美國專利案、第6, 321，582號美國專利案、第6, 446, 653號美國專利案中公開 一種具有凹口的破裂盤W及制造運(yùn)些破裂盤的方法，所述專利案的全部內(nèi)容W引用的方式 并入本文。
[0011] 通常，給出的公稱爆破壓力的已知破裂盤的爆破壓力可根據(jù)應(yīng)用溫度而變化。對 于簡單的張力負(fù)載（例如，正向作用）破裂盤，爆破壓力的變化與與給出的破裂盤材料的溫 度變化相關(guān)的張力強(qiáng)度變化密切關(guān)聯(lián)。對于反向屈曲破裂盤，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。
[0012] 物理特征例如劃痕線和切變線（和其他弱區(qū)，也稱為弱線）可W用于促進(jìn)打開破 裂盤和控制破裂盤的打開圖案。例如，在反向屈曲盤中，當(dāng)盤反向時(shí)，盤將沿著劃痕線撕裂。 盤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)盤破碎并且防止盤的碎片與來 自承壓系統(tǒng)的流體一起逸出。
[0013] 也通過使用過渡區(qū)來控制破裂盤的破碎。過渡區(qū)出現(xiàn)在破裂盤的圓頂與凸緣部分 之間。破裂盤行業(yè)已集中于使用具有固定半徑的過渡區(qū)W協(xié)助破碎控制。通常接受超過盤 材料厚度的半徑是控制破裂盤破碎的最佳方法。通常，對于具有較高爆破壓力的破裂盤，將 增大盤的厚度和過渡區(qū)的半徑兩者W控制破裂盤破碎。
[0014] 一些應(yīng)用需要有效地"最小化"的小型破裂盤，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)和過渡區(qū)，用于控制小型化的破裂盤W 及較大直徑的破裂盤的爆破和破碎。然而，對運(yùn)些參數(shù)和特征的依賴限制可在小型化破裂 盤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具有由需要在反向時(shí)推動過剩圓頂材料通過小 隙縫引起的缺點(diǎn)。較厚的小型化反向屈曲盤尤其存在運(yùn)個(gè)問題。
[0016] 鑒于先前描述，需要一種可W被構(gòu)造來滿足多個(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。本公開內(nèi)容的破裂盤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 開內(nèi)容設(shè)及一種破裂盤，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 凸緣部分的過渡區(qū)，其中所述過渡區(qū)被構(gòu)造來決定所述可破裂部分將破裂的壓力。
[0018] 另一方面，本公開內(nèi)容設(shè)及一種形成破裂盤的方法，其包括：使破裂盤材料形成為 可破裂部分、凸緣部分和過渡區(qū)；和構(gòu)造所述過渡區(qū)W設(shè)定所述破裂盤的爆破壓力。
[0019] 本公開內(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， 其中所述組中的每個(gè)破裂盤具有厚度、圓頂高度和過渡區(qū)，并且其中所述組中的每個(gè)破裂 盤具有相同厚度和圓頂高度，并且其中所述組中的每個(gè)破裂盤具有不同過渡區(qū)。所述方法 還包括基于由選定破裂盤的過渡區(qū)決定的爆破壓力從所述組的破裂盤中選擇破裂盤；和將 所述選定破裂盤安裝到所述承壓系統(tǒng)中。
[0020] 本公開內(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，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)造來對壓差做出響應(yīng)而開始所 述可破裂部分的反向。所述反向引起約同時(shí)跨過所述整個(gè)大體上呈圓形的弱線打開所述 盤，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所述盤。
[0021] 另一方面，本公開內(nèi)容設(shè)及一種包括具有頂點(diǎn)的可破裂部分的破裂盤，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 盤還包括封口。所述可破裂部分被構(gòu)造來對壓差做出響應(yīng)而在所述孔處開始反向，其中所 述反向引起約同時(shí)跨過所述整個(gè)大體上呈圓形的弱線打開所述盤。
[0022] 本公開內(nèi)容還設(shè)及一種形成反向屈曲破裂盤的方法，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材料W使所述 破裂盤材料形成為破裂盤形狀；在所述第一模已按壓到所述破裂盤材料之后將所述破裂盤 材料移動到所述第二模；和將所述第二模按壓到所述破裂盤材料W產(chǎn)生破裂盤。
[0023] 本公開內(nèi)容還設(shè)及一種形成反向屈曲破裂盤的方法，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 模在所述破裂盤材料中形成彎曲的形狀。
【附圖說明】
[0024] 并入本說明書中并且構(gòu)成本說明書的一部分的附圖圖解說明若干個(gè)實(shí)施方式并 且與描述一起用來說明本公開內(nèi)容的原理。 陽0巧]第1圖圖解說明已知破裂盤的橫截面圖；
[00%] 第2圖圖解說明根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方式的小型化破裂盤的橫截面圖；
[0027] 第3A圖圖解說明根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方式的具有突變過渡的破裂盤過渡 區(qū)；
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