具有加工的开口线的破裂盘的制作方法

专利名称：具有加工的开口线的破裂盘的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及破裂盘，尤其是其上形成有加工的开口线的反向作用盘。开口线 呈现为凹槽并通过机械铣削操作形成，由此从盘的隆起部分去除金属而不改变或扰乱与凹 槽相邻的金属的大致均勻的金属颗粒结构。
背景技术：
长久以来已知提供在盘隆起的一面上具有弱化线凹槽或刻痕线的隆起反向作用 破裂盘。弱化线或刻痕线通常是在盘的凹面内的十字形刻痕，或圆周弱化线凹槽，其中弱化 线凹槽或刻痕线形成破裂盘的反向时打开的区域。如果弱化线凹槽没有形成穿过盘的开 口，盘沿弱化线凹槽断裂时，隆起盘将反向但不一定完全打开。在圆周延伸的弱化线凹槽的 情况下，弱化线通常不是连续的线，因此具有铰接区域，该铰接区域防止反向和打开时盘的 中心区域破碎。十字形刻痕线形成盘反向时向外弯曲的四个瓣片，同样防止瓣片破碎。圆 周刻痕线或弱化线在低压应用中是较佳的，因为与十字形刻痕盘相比，在盘沿弧形刻痕线 断裂时呈现较大开口。因此弱化线使用在盘上蚀刻沟槽的激光通过金属刻划模形成在反向作用破裂盘 上，或通过化学蚀刻或电抛光来沿所要求的线从盘去除金属。所有这些现有反向作用盘都 具有尚未解决的制造困难，或在各种应用中具有运行问题。金属刻划模使金属材料加工硬化，因此改变刻痕线处金属的颗粒结构和密度。用 金属刻划模形成的刻痕线周围的材料在刻痕过程期间被加工硬化，因此增加金属的脆性并 形成应力区域。金属的脆性和增加的应力区域由于疲劳裂化和应力侵蚀而限制破裂盘的使 用寿命。满意运行所需的金属刻划深度显著改变初始隆起穹顶强度，使得难以预计在刻划 之前盘的初始隆起操作期间破裂盘反向最终所需的压力。因此，很难产生具有用刻划模形 成的可靠地打开并承受多个连续压力循环的刻划线的反向作用隆起破裂盘。业已提出使用激光束在反向作用破裂盘内形成刻划线。这些提议已经证实出于多 种原因在商业上不是令人满意的。金属的反射性使得难以控制激光束穿入金属的厚度，且 由此难以沿预期弱化线凹槽形成均勻深度的光滑沟槽。此外，激光显著加热和灼烧该盘，使 材料氧化并改变金属的冶金学性质。已发现具有通过激光灼烧的弱化线的盘在使用时是不 令人满意的，不仅在要求的卸压值下不能可靠打开，而且具有不理想的循环寿命。在例如美国专利第4，122，595,4, 597，505,4, 669，626、和 4，803，136 中所示和描 述的现有技术中，还建议了具有限定弱化线的节段保护层的破裂盘的化学蚀刻。’ 595专利 的专利权人建议在平坦破裂盘上丝网印刷保护材料，其中丝网具有呈现所要求弱化线图案 的开口。在盘隆起后，将酸溶液喷射到盘上以蚀刻盘的与未被保护材料保护的区域一致的 弱化线。盘材料的金属表面稍微不规则且并非完全光滑，因为并排的颗粒具有峰部，在颗 粒之间具有谷结构。因此，当将酸性蚀刻剂施加到金属表面时，该蚀刻剂并不横跨金属表 面均勻作用。而是，蚀刻剂在颗粒之间的谷部处比金属颗粒的较高表面峰部的蚀刻更有侵 蚀性。相信包含在谷部区域内的蚀刻剂不仅与颗粒的周围峰部区域相比在谷区域内更快速地蚀刻金属，而且还更高效地进行蚀刻。蚀刻工艺的伴随结果是增大金属表面的粗糙度， 表面不规则程度随着金属暴露于蚀刻剂的时间而增加。破裂盘由诸如不锈钢、因科镍合金 (inconel)、哈氏合金-C (HastalIoy-C)和蒙乃尔铜-镍合金的固有抗腐蚀材料制成。于是， 这些固有抗腐蚀材料的经受酸性蚀刻剂要求蚀刻剂与金属表面保持接触延长的时间段，从 而蚀刻出通常为金属厚度的70-90%的沟槽。例如，如果材料为0. 004英寸厚，在蚀刻过程 中必须蚀刻0. 0036英寸。此外，为了合理地完成这些抗腐蚀材料的高效蚀刻，所选的蚀刻剂必须是专用于 特定类型金属的蚀刻剂。因此，对于各种金属中的每一种需要不同的酸性剂。用于制造特 定破裂盘的特定材料必须选择成符合该应用的规格。不同的盘应用需要使用不同类型的金 属。因此，当使用蚀刻工艺来在抗腐蚀盘材料上形成弱化线时，制造商应当具有可利用的在 蚀刻特定耐腐蚀金属时最高效的蚀刻剂。美国专利申请公开2006/0237457揭示在反向作用破裂盘上形成激光形成的、电 抛光弱化线。将破裂盘坯件首先预隆起、最终隆起并然后设有一层保护材料。使用激光来 去除一层保护材料的对应于隆起破裂盘的凹面内所要求弱化线凹槽的至少一部分。然后使 该盘经受电抛光操作以从破裂盘的激光区域去除金属，由此在盘上形成有光泽的抛光的弱 化线凹槽。该技术在用于相对薄、小直径盘时产生可接受结果。但是，随着盘的厚度和直径 增加，电抛光技术会变成形成弱化线凹槽的较没有吸引力的方法。由较厚材料形成的盘大 致需要更长的电抛光时间来实现具有所要求深度的凹槽。较长的电抛光时间还导致凹槽宽 度的增加。如果凹槽变得太宽，则凹槽可开始影响盘的破裂压力，由此致使盘的开口特征失 控。发明内容在本发明的一实施例中，提供一种金属的、反向作用破裂盘，其包括隆起 部分，该隆起部分具有相反的凹面和凸面以及围绕隆起部分的周向凸缘区域。该隆起部分 大致包括至少一个机械形成的开口线凹槽。开口线凹槽包括单个通道并具有从凹面和凸面 中的一个向内朝向凹面和凸面的另一个延伸的深度。破裂盘的与通道相邻的隆起部分具有 大致均勻的金属颗粒结构。在本发明的另一实施例中，提供一种金属的、反向作用破裂盘，其包括隆起部分， 该隆起部分具有相反的凹面和凸面以及围绕隆起部分的周向凸缘区域。该隆起部分还包括 开口区域，该开口区域具有至少一个机械形成的开口线凹槽。该开口区域大致具有整体大 致均勻的金属颗粒结构。开口线凹槽包括细长通道，该细长通道由与凹面和凸面之一相交 的一对间隔开的边缘和远离边缘朝向通道的单个、最深点连续倾斜的侧边界限定。开口线 凹槽通过从开口区域机械去除金属而形成，而不扰乱开口区域的其余部分的大致均勻的金 属颗粒结构。在本发明的又一实施例中，提供一种在金属卸压装置内形成开口线凹槽的方法。 该方法大致包括提供卸压前体，该卸压前体具有构造成在暴露于预定过压条件时破裂并 打开的卸压部分和围绕卸压部分的周向凸缘区域。该卸压部分具有开口区域，在开口区域 内形成开口线凹槽。开口区域具有整体大致均勻的金属颗粒结构。接着，该方法包括从开 口区域机械去除金属的一部分以形成开口线凹槽。去除金属的一部分而不扰乱开口区域的 其余金属的大致均勻的金属颗粒结构。


图1是用于生产根据本发明的反向作用破裂盘的一段长度的金属板材料的示意 图；图2是图1的金属板的局部平面图并以虚线示出所要从图1的金属板材料形成的 破裂盘坯件的轮廓；图3是从图2的板材料形成的盘坯件的示意平面图；图4是用于将破裂盘坯件预隆起的装置的示意性剖视示意图，该装置包括用于在 坯件的一表面上形成凹痕的偏移柱；图5是沿箭头方向向下看基本上在图4的线5-5上截取的水平剖视图；图6是使用图4所示固定件的预隆起步骤的示意性横截面表示图，其产生破裂盘 坯件的从坯件主体偏移的节段区域；图7是在盘坯件的由偏移柱产生的部分隆起凸出表面上具有凹痕节段区域的预 隆起盘的放大局部示意图，凹痕节段区域由偏移柱形成；图8是沿箭头方向向下看在图6的线8-8上截取的水平剖视图；图9是图4所示固定件的示意剖视图，并示出压力施加到预隆起破裂盘的凹面以 实现破裂盘的最终隆起的方式；图10是移除了柱的图6所示固定件的示意剖视图，并示出盘的中心部分预隆起期 间施加足够压力到预隆起破裂盘的凹面以实现破裂盘的最终隆起并实现隆起部分的先前 有凹痕节段区域在其中形成凹痕之前返回到其初始位置的方式；图11是其中盘的中心部分内的初始凹痕已在盘坯件的最终隆起期间烫平的最终 隆起盘的示意性剖视图；图12是图11所示隆起盘的平面图，盘的烫平的、起初有凹痕的节段以圆形虚线示 出；图13是破裂盘的隆起部部分的放大剖视图，其示意性地示出已返回到其初始位 置的盘的隆起部的起初凹痕节段区域与隆起部的其余部分金属相比改变的颗粒结构；图14是使用现有刻痕技术在卸压装置上形成的弱化线凹槽的剖视图；图15是使用现有电抛光技术在卸压装置上形成的弱化线凹槽的剖视图；图16是根据本发明的形成在卸压装置上的开口线凹槽的剖视图；图17是根据本发明的在反向作用破裂盘的隆起部分上形成开口线凹槽期间机械 铣削的第一过程的局部剖视图；图18是根据本发明的在反向作用破裂盘的隆起部分上形成开口线凹槽期间机械 铣削的第二过程的局部剖视图；图19是根据本发明的在反向作用破裂盘的隆起部分上形成开口线凹槽期间机械 铣削的第三过程的局部剖视图；图20是具有形成在盘的隆起部分的凹面内的开口线凹槽的反向作用破裂盘的局 部剖视图，开口线凹槽大致为U形截面；图21是具有形成在盘的隆起部分的凹面内的开口线凹槽的反向作用破裂盘的局 部剖视图，开口线凹槽大致为V形截面；图22是根据本发明的破裂盘的另一实施例的平面图，在其隆起部分具有加工的开口线凹槽，其中开口线凹槽呈大致C形构造；图23是根据本发明的破裂盘的另一实施例的平面图，在其隆起部分具有加工的 十字形开口线凹槽；图M是根据本发明的破裂盘的一实施例的局部剖视图，在盘的隆起部分的凸面 上具有加工的开口线凹槽；图25是根据本发明的反扣破裂盘组件的立体图；图沈是组成反扣破裂盘组件的各部件的分解图；图27是组成图沈的反扣破裂盘组件的各部件的分解仰视立体图，开口线清楚可 见；图观是根据本发明的破裂盘的另一实施例的平面图，在其隆起部分具有加工的 开口线凹槽，其中开口线凹槽构造成使得盘具有一对铰接部分且在破裂时形成两个瓣片 部；图四是根据本发明的破裂盘的又一实施例的平面图，在其隆起部分具有加工的 十字形开口线凹槽，其中凹槽不相交；以及图30是示出弱化线的最大抛光宽度的示意图，弱化线可用现有技术电抛光技术 形成而不会不利地影响反向作用破裂盘相对于盘的穹顶或隆起部分的直径的爆裂特性。
具体实施例方式在附图的图25中示出体现本发明较佳概念的反扣破裂盘组件10。盘组件10包括 破裂盘12和固定到破裂盘12的支承环14。破裂盘组件10的各部件较佳地由诸如多种常规 耐腐蚀金属中的任一种制成，常规耐腐蚀金属诸如不锈钢合金、哈氏合金-C、蒙乃尔铜-镍 合金和因科镍合金。破裂盘12具有中心隆起部分16，以及围绕隆起部分16的环形凸缘部 分18。过渡区域20将凸缘部分18的内周界连结到隆起部分16的外部圆形边缘。破裂盘12的隆起部16具有中心地定位在隆起部16上并尤其对中在隆起部16的 顶点处的相对小的区域22。但是，区域22从隆起部16的中心轴线偏移，如图23所示也在 本发明的范围内。区域22的金属具有改变的颗粒结构并呈现比隆起部16的其余部分高的 抗拉强度，并已通过凹压凸面16a，并然后将凹痕返回其初始位置而形成，从而隆起部16的 凸面16a光滑而没有任何显著中断。应当理解，根据盘设计用于的特定应用，设置隆起部16 而该区域没有改变的颗粒结构也在本发明的范围内。破裂盘12的隆起部16设有半圆形开口线凹槽24，半圆形开口线凹槽M在盘的隆 起部16内，并大致与过渡区域20互补，如图27所示。支承环14具有主环形体30，该主环形体30构造成位于破裂盘12的凸缘部分18 下方。从图沈可以看出环形体30的内部边缘具有齿32，各齿32向内并朝向隆起部16稍 微向上突出。舌部36与本体30—体形成，并朝向隆起部16向内和向上延伸。在其组装状态下，支承环30的环形体通过固定件40固定到盘12的凸缘18，固定 件40可包括螺钉、间断焊、粘合剂或其它等同固定装置。支承环14的舌部36较佳地定位 在开口线凹槽M的终端沈与观之间，并用作由开口线凹槽M形成的破裂盘12的隆起部 16的铰接区域42的支承件。各齿32的梢部构造成直接位于开口线凹槽M下方并与凹槽 M接触，由此有助于盘12反向时打开隆起部16。可与盘组件的凸缘部分和支承环关联地设置环形垫圈(未示出)。破裂盘12由先前所述的耐腐蚀材料板13 (图1)制成，该材料板13可能是从一大 卷选择的金属展开或作为板料供给。从板13冲切、激光切割或使用放电加工(EDM)切割盘 坯件15。较佳的是，盘坯件15具有外周一体对准柄脚17。破裂盘12的制造较佳地分成两 个阶段完成。第一阶段包括以在盘坯件15的凸面内形成凹痕的方式使盘预隆起。第二阶 段包括在一定条件下使盘最终隆起，使得通过使隆起部的凹痕节段区域返回到其初始位置 而除去盘的隆起部的凸面内的凹痕。图4中示意性地示出用于在金属破裂盘坯件内形成预定构造的凹痕的固定件46。 应当理解，在该方面，固定件46的示意性图示仅是用于说明目的而不意图代表实现所想要 结果的固定件的特定类型。固定件46的下部底环48具有中心开口 50，下部底环48的较佳 形式是圆筒形构造。固定件46的圆筒形夹持环52具有与开口 50对准并与其具有相同的 形状和横截面积的中心通道讨。盖构件56关闭夹持环52的通道M的开口上端。穿过夹 持环52的侧壁的开口 58用于使诸如空气之类的气体从夹持环52内部逸出。尽管未示出， 但应当理解，底环48和/或夹持环52具有互补地接纳相应盘坯件15的柄脚17的沟槽，从 而各坯件15都重复地位于固定件46内相同位置。细长偏移柱60定位在通道M内并较佳地联接到抵靠盖56的下表面布置的支承 件62。在将金属盘坯件15放置在支承底环48上之后，通过如图所示关闭通道M定位的 环52和底环48将盘15夹持就位。尽管在较佳实施例中，柱60的最外末端如图5所示为 半球形，但柱60的末端可以是方形、横截面为星形、或任何其它所要求的构造。柱60的长 度使得末端64抵靠盘坯件15的表面66搁置。将预隆起压力下的空气通过中心开口 50引入固定件46，从而实现盘15的预隆起， 这使得盘15的节段区域68沿如图6所示的向下方向从预隆起部16b的主体偏移。凹痕节 段区域68的深度，以及这种凹痕的构造和宽度是柱60的直径、柱60的半球形端部64的形 状和半径以及施加到盘坯件15的表面70的压力的函数。在具有半球形端部64的柱60的 情况下，凹痕节段区域68具有大致半球形部分68a和通向隆起部16的主体部分16b并终 止于该主体部分16b的稍微呈锥形的圆锥形表面68b。参见图7，可以看出该中心大致半球 形凹痕节段区域68a由大致圆形或卵形凹痕部分68b围绕，该凹痕部分68b从凹痕节段区 域68a向外辐射。在对盘坯件15施加压力以使盘坯件预隆起期间，由通道M和盖56形成 的凹腔内的空气可通过夹持环52内的开口 58从通道M逸出。一旦完成预隆起步骤，则盖56和相关的偏移柱60就从夹持环52移走。对盘坯件 15的凹面16c施加足以完成破裂盘12的隆起部16的最终隆起的压力，如图9所示。破裂 盘12的最终隆起期间施加的压力的量应当足以不仅完全隆起盘12而形成隆起部16，而且 足以使凹痕节段区域68返回其初始位置，如图10所示。因此，如图11和12所示，隆起部 16的凸面16a在其整个区域上是光滑且无中断的，其整个区域包括形成区域22的节段区域 68。在节段区域68形成凹痕然后将该凹痕返回到其初始位置使得区域22的金属具有改变 的颗粒结构，如图13示意性地所示。业已发现，通过在其中金属沿一方向发生塑性变形的盘的预隆起期间在盘坯件15 内形成凹痕68，然后在盘坯件15的最终隆起期间沿相反方向发生金属的塑性变形，由此使 金属返回其初始位置，区域68的相反的凹面和凸面与隆起部16的相反的凹面和凸面的曲率互补，隆起部在预定和预选压力下的反向在区域68内开始。在区域68的关键位置处开 始反向可归因于区域68的双预压情况，而不因为隆起部16的几何形状。因为区域68内 金属的颗粒结构已经由于该区域沿一方向的偏移而改变，且然后该相同区域沿相反方向偏 移，产生的金属的颗粒结构的改变使区域68在隆起部16的表面区域的其余部分之前开始 反向。通过区域68内金属沿两个方向的应力来实现隆起部16沿开口线凹槽M的更可靠 反向和完全打开。支承环14使用适当的固定件粘附于隆起破裂盘12的凸缘18，并支承隆起部16。 舌部36与隆起部16的铰接区域42和破裂盘12的柄脚17大致对准。破裂盘组件10适于安装在美国专利第6，318，576号的图6_9中所示类型的凸缘 联接件之间，破裂盘12的凸面16a面向所要保护的设备的处理侧。环30的臂44为盘组 件10的安装件提供信息以在安装期间将组件适当定向在凸缘联接件之间，从而确保破裂 盘12的凸面16a面向设备的处理侧。臂44也是安装的盘处于其适当定向的持续视觉指示 件。在由破裂盘组件10保护的处理容器或管道内发生足以实现隆起部16的反向的过 压条件的情况下，隆起部16沿开口线凹槽M打开，同时由铰接部分42保持。在形成由于 更高地受应力而改变节段区域68的颗粒结构的区域22的节段68处开始反向破裂。由于 在隆起部16内存在较高应力区域22，所以相信施加在隆起部16的凸面16a上的过压启动 隆起部16的反向，并最终实现隆起部16沿开口线凹槽M长度的打开。已出乎意料地发现通过使将成为盘的隆起部16的节段如上详细所述那样偏移， 并然后使该节段返回到其初始位置以呈现光滑、未中断的凸面，盘的反向随节段区域68的 颗粒结构的不连续性而改变。这与美国专利第6，494，074号中示出和描述的简单地在盘内 提供凹部相反，在该美国专利中，由于更改的凸面的改变的负载几何形状和因此形成的应 力分布而开始破裂。图10中所示根据本发明的较佳工艺制备的示例性盘12较佳地由16密耳的316 不锈钢制成并具有约6英寸的总直径。如图6示意性示出的盘12的预隆起在约80磅/平 方英寸的压力下实现，以形成如图6所示盘坯件44内的凹部68。如图9和10示意性示出 的盘的最终预隆起在约550磅/平方英寸的压力下进行，形成穹顶高度约为1. 125英寸的 隆起盘。然后最终隆起盘在约600° F的温度下经受热处理十分钟，以进一步释放盘内的 任何残余应力。已经受比隆起部16的其余金属更大应力的盘的隆起部的金属节段区域68 的外边界91 (图12)具有约1.07平方英寸的标称面积。图12的示例性盘内的节段区域68 中心地定位在隆起部16内。该盘具有约150磅/平方英寸的标称爆裂压力。出乎意料地发现，通过改变施加到固定件46内的盘坯件15的压力来实现盘抵靠 柱60的预隆起，其中隆起部16的区域68已沿一方向被压出凹痕并然后沿相反方向烫平的 最终隆起盘的反向压力、盘反向的压力可类似地改变。通过增加预隆起压力以加深盘的隆 起部内的初始凹痕，接着在盘的最终隆起期间烫平该凹痕，业已发现该破裂盘将以较低压 力反向。因而，由于与材料的单向偏移相比的金属的双向两阶段加工硬化，使用特定材料厚 度可实现的反向压力的范围比具有随后未烫平的单向凹痕的盘宽。认为可预计反向压力的 增加的范围大部分可归因于金属的附加的反向应力硬化和伴随的颗粒结构的实质改变。在 金属的永久单向凹痕的情况下，相信盘的反向主要取决于力矢量几何形状。因此，通过在不同的压力下使盘预隆起来获得盘坯件的隆起部内初始凹痕的不同深度，接着通过盘的最终 隆起到烫平凹痕的程度，可经验地建立形成的盘的反向压力和用于随后复制记录的结果。 这些经验分析根据用于制造破裂盘的材料的类型、材料的厚度以及盘的直径的。如前所述，长久以来已知在反向作用破裂盘的隆起部的一面上提供弱化线凹槽或 刻痕线来形成盘的反向时打开的区域。最通用的先前采用的用于形成弱化线的技术之一采 用金属刻划模。图14是具有使用刻划模形成的弱化线的破裂盘的横截面图。在刻划过程 中，组成盘的隆起部的金属颗粒的一部分被压缩、扰乱或移位，由此形成细长通道或槽。于 是，其中隆起部的刻划线所位于的部分的曾经均勻的颗粒结构已被扰乱。图14中明白地可 见该扰乱的金属颗粒结构。位于所要形成的开口区域内的金属颗粒已被压缩和拉长。因此，该开口区域内的 金属颗粒不再整体均勻。金属颗粒结构的扰乱致使金属的加工硬化，并导致金属的脆性增 加并形成应力区域。金属的增加的脆性和应力区域由于疲劳裂化和应力侵蚀而限制破裂盘 的使用寿命。用模刻划弱化线形成的盘大致具有增加的循环寿命，这是盘在暴露于多次连 续压力循环时避免失效的能力。很多这种盘仅能承受500或更少的循环(一个循环定义为 连续暴露于真空之后暴露于额定运行比的90% )。另一技术设计成在不改变或扰乱开口区域内金属颗粒结构的反向作用破裂盘的 隆起部分内形成弱化线凹槽以避免伴随模刻划发生的不合要求的特性。美国专利申请公开 第2006/0237457(申请号第11/096，466号)中描述了一种技术，该专利全文以参见的方式 纳入本文。’457公开描述了其中将一层保护材料敷加到最终隆起破裂盘的方法。使用激光 去除保护材料的对应于所要求开口线凹槽的一部分。然后使该盘经受电抛光操作以从破裂 盘的以激光照射的区域去除金属。图15是根据该方法制造的盘的剖视图。如图15所示，形成开口线凹槽，该开口线凹槽包括由中心突起冠状部分分开的两 个间隔开的通道部分，由此呈大致W形横截面。如图所示，开口区域内的金属颗粒结构并未 如图14的模刻划盘那样被扰乱。于是，避免由于金属的加工硬化而形成应力区域，且电抛 光盘与图14的模刻划盘相比具有长得多的循环寿命。但是，业已发现，，457公开中描述的电抛光技术在尤其用于较大盘直径和厚度时 具有某些限制。为了有效地且可靠地完成其反向时盘的打开，业已发现，开口线凹槽的深度 应当为盘的穹顶厚度的至少40 %，在某些实施例中，为盘的穹顶厚度的约40 %至约75 %之 间，且在其它实施例中，在盘的穹顶厚度的约45%至约60%之间。本文所使用的术语“盘的 穹顶厚度”定义为在其中形成开口线凹槽的区域内盘穹顶的测得的材料厚度。由例如至少0.008英寸的较厚坯件形成的盘需要长得多的电抛光时间来达到所 要求的开口线凹槽深度。因此，开口线凹槽的宽度也增加。以下表1对于由厚度为0.016 英寸且穹顶直径为4英寸的316不锈钢坯件制成的盘示出该现象。表 权利要求
1.一种金属的、反向作用破裂盘，包括隆起部，所述隆起部具有相反的凹面和凸面；以及 周向凸缘区域，所述周向凸缘区域围绕所述隆起部， 所述隆起部包括至少一个机械形成的开口线凹槽，所述至少一个开口线凹槽包括单个通道并具有从所述凹面和凸面中的一个向内朝向 所述凹面和凸面的另一个延伸的深度，所述破裂盘的与所述通道相邻的所述隆起部具有大致均勻的金属颗粒结构。
2.如权利要求1所述的破裂盘，其特征在于，所述通道呈大致U形或大致V形横截面。
3.如权利要求1所述的破裂盘，其特征在于，所述破裂盘具有至少0.008英寸的标称厚度。
4.如权利要求3所述的破裂盘，其特征在于，所述通道具有小于0.060英寸的宽度和至 少0. 004英寸的深度。
5.如权利要求1所述的破裂盘，其特征在于，所述盘的所述隆起部具有直径D，且所述 通道具有最大宽度W，当D为1. 5英寸时，W不大于0. 020英寸； 当D为12英寸时，W不大于0. 060英寸；以及当D在1. 5英寸至12英寸之间时，W在0. 020至0. 060英寸之间大致线性变化。
6.如权利要求5所述的破裂盘，其特征在于，所述通道的最小深度为所述盘的穹顶厚 度的至少40%。
7.如权利要求1所述的破裂盘，其特征在于，所述至少一个开口线凹槽通过从所述隆 起部机械去除金属而形成，而不扰乱所述隆起部的邻近所述通道的大致均勻的金属颗粒结 构。
8.如权利要求7所述的破裂盘，其特征在于，所述至少一个开口线凹槽通过铣刀以约 10，000转/分钟或更大的速度运行而形成，所述铣刀的铣刀直径为约0. 020至约0. 060英 寸之间。
9.如权利要求1所述的破裂盘，其特征在于，所述至少一个开口线凹槽呈大致C形构造。
10.如权利要求9所述的破裂盘，其特征在于，所述隆起部具有顶点，所述开口线凹槽 设置在所述隆起部上的与靠近所述顶点相比更靠近所述凸缘的位置。
11.如权利要求1所述的破裂盘，其特征在于，所述隆起部包括多个开口线凹槽。
12.如权利要求11所述的破裂盘，其特征在于，所述隆起部包括至少两个细长开口线 凹槽，所述凹槽构造成在所述破裂盘打开时包括多个瓣形部。
13.如权利要求12所述的破裂盘，其特征在于，所述至少两个开口线凹槽在所述隆起 部顶点处相交或所述隆起部顶点附近相交。
14.如权利要求12所述的破裂盘，其特征在于，所述至少两个开口线凹槽不相交。
15.如权利要求11所述的破裂盘，其特征在于，所述隆起部包括通过侧向延伸凹槽互 连的两个弧形开口线凹槽，所述弧形开口线凹槽形成位于所述两个弧形开口线凹槽之间的 一对铰接部。
16.如权利要求1所述的破裂盘，其特征在于，所述隆起部具有弱化区域，所述盘一旦暴露于预定过压条件则在所述弱化区域处开始反向，所述弱化区域与所述至少一个开口线 凹槽间隔开。
17.如权利要求1所述的破裂盘，其特征在于，所述至少一个开口线凹槽形成在所述隆 起部的所述凹面内。
18.一种金属的、反向作用破裂盘，包括隆起部，所述隆起部具有相反的凹面和凸面以及开口区域，所述开口区域具有至少一 个机械形成的开口线凹槽；以及周向凸缘区域，所述周向凸缘区域围绕所述隆起部，所述开口区域具有整体大致均勻的金属颗粒结构，所述至少一个开口线凹槽包括细长通道，所述细长通道由与所述凹面和凸面中的一个 相交的一对间隔开的边缘和远离所述边缘朝向所述通道的单个、最深点连续倾斜的侧边界 限定，所述至少一个开口线凹槽通过从所述开口区域机械去除金属而形成，而不扰乱所述开 口区域的其余部分的大致均勻的金属颗粒结构。
19.如权利要求18所述的破裂盘，其特征在于，所述通道呈大致U形或大致V形横截
20.如权利要求18所述的破裂盘，其特征在于，所述破裂盘具有至少0.008英寸的标称厚度。
21.如权利要求20所述的破裂盘，其特征在于，所述通道具有小于0.060英寸的宽度和 至少0. 004英寸的深度。
22.如权利要求18所述的破裂盘，其特征在于，所述盘的所述隆起部具有直径D，且所 述通道具有最大宽度W，当D为1. 5英寸时，W不大于0. 020英寸； 当D为12英寸时，W不大于0. 060英寸；以及当D在1. 5英寸至12英寸之间时，W在0. 020至0. 060英寸之间大致线性变化。
23.如权利要求22所述的破裂盘，其特征在于，所述通道的最小深度为所述盘的穹顶 厚度的至少40%。
24.如权利要求18所述的破裂盘，其特征在于，所述至少一个开口线凹槽通过铣刀以 约10，000转/分钟或更大的速度运行而形成，所述铣刀的铣刀直径为约0. 020至约0. 060 英寸之间。
25.如权利要求18所述的破裂盘，其特征在于，所述至少一个开口线凹槽呈大致C形构造。
26.如权利要求25所述的破裂盘，其特征在于，所述隆起部具有顶点，所述至少一个开 口线凹槽设置在所述隆起部上的与靠近所述顶点相比更靠近所述凸缘的位置。
27.如权利要求18所述的破裂盘，其特征在于，隆起部包括多个开口线凹槽。
28.如权利要求27所述的破裂盘，其特征在于，所述隆起部包括至少两个细长开口线 凹槽，所述凹槽构造成在所述破裂盘打开时包括多个瓣形部。
29.如权利要求观所述的破裂盘，其特征在于，所述至少两个开口线凹槽在所述隆起 部顶点处相交或所述隆起部顶点附近相交。
30.如权利要求观所述的破裂盘，其特征在于，所述至少两个开口线凹槽不相交。
31.如权利要求18所述的破裂盘，其特征在于，所述隆起部包括通过侧向延伸凹槽互 连的两个弧形开口线凹槽，所述弧形开口线凹槽形成位于所述两个弧形开口线凹槽之间的一对铰接部。
32.如权利要求18所述的破裂盘，其特征在于，所述隆起部具有弱化区域，所述盘一旦 暴露于预定过压条件则在所述弱化区域处开始反向，所述弱化区域与所述开口区域和所述 至少一个开口线凹槽间隔开。
33.如权利要求18所述的破裂盘，其特征在于，所述至少一个开口线凹槽形成在所述 隆起部的所述凹面内。
34.一种在金属的、卸压装置内形成开口线凹槽的方法，所述方法包括以下步骤提供卸压前体，所述卸压前体具有构造成在暴露于预定过压条件时破裂并打开的卸压 部分和围绕所述卸压部分的周向凸缘区域，所述卸压部分具有开口区域，在所述开口区域 内形成所述开口线凹槽，所述开口区域具有整体大致均勻的金属颗粒结构；以及从所述开口区域机械去除金属的一部分而形成所述开口线凹槽，金属的所述部分被去 除而不扰乱所述开口区域的其余金属的大致均勻的金属颗粒结构。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，所述卸压前体包括隆起破裂盘，所述隆起 破裂盘包括隆起部和周向凸缘区域，所述隆起部具有相反的凹面和凸面。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述开口区域位于所述隆起部上。
37.如权利要求37所述的方法，其特征在于，所述开口线凹槽形成在所述凹面上的所 述开口区域内。
38.如权利要求34所述的方法，其特征在于，从所述开口区域机械去除金属的一部分 的所述步骤通过以约10，000转/分钟或更大的速度运行的铣刀进行，所述铣刀的铣刀直径 为约0. 020至约0. 060英寸之间。
39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，通过所述铣刀穿过所述开口区域的多个 过程来形成所述开口线凹槽，每个连续过程增加所述开口线凹槽的深度。
40.如权利要求34所述的方法，其特征在于，所述开口线凹槽包括呈大致U形或大致V 形横截面的单个通道。
41.如权利要求34所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述卸压部分内形成 弱化区域的步骤，所述弱化区域与所述开口区域和所述开口线凹槽都间隔开。
全文摘要
提供一种反向作用破裂盘和形成该破裂盘的方法。通常，破裂盘包括隆起部和围绕该隆起部的周向凸缘区域。该隆起部分包括机械形成的开口线凹槽，该凹槽包括单个通道。在某些实施例中，形成开口线的机械工艺利用高速铣刀，该高速铣刀从盘的隆起部分去除金属的一部分而不扰乱与通道相邻的金属的大致均匀的金属颗粒结构。
文档编号F16K17/16GK102112788SQ200980130753
公开日2011年6月29日 申请日期2009年5月7日 优先权日2008年6月4日
发明者B·F·肖, B·T·斯帝威尔, M·D·科瑞比尔 申请人:法克有限公司