具有薄弱线的平截头体形破裂盘的制作方法_3

文档序号:9692928阅读:来源:国知局
的一样。
[0090]在操作时,倾斜平截头体部分230可以响应于预定压力(S卩,触发压力)而塌缩,从而致使盘200内翻。当盘200内翻时,系统压力将剪切力和/或张力施加在薄弱线235上,从而导致薄弱线235撕裂。平截头体部分230的角度和盘200的厚度是可以被改变以实现期望的触发压力的两个因素。
[0091]尽管图2A至图2C的剪切刻划的薄弱线被示出为位于过渡部处,但是可以想到,该剪切刻划的薄弱线可以设置在中央部分中。例如,图3示出了具有外部凸缘部分310和平坦中央部分320的平截头体形破裂盘。凸缘310和中央部分320之间的倾斜平截头体部分330提供了截头圆锥体形状。剪切刻线的薄弱线325设置在平坦中央部分320中。实际上,该公开内容想到了,剪切刻划的薄弱线可以设置在平截头体形破裂盘的任何合适部分中。另外,还可以使用多个剪切刻划的薄弱线的组合。
[0092]图4A示出了根据本公开内容的另一个实施方式的破裂盘400的立体图。破裂盘400包括具有外部凸缘部分410和平坦重色部分420的凹/凸形结构。凸缘410和中央部分420之间的倾斜平截头体部分430提供截头圆锥体形状。如图所示,C形薄弱线435设置在破裂盘的倾斜平截头体部分430中,留下了未被削弱的铰链部分436。图4A的破裂盘400还在图4B和图4C中示出,图4B和图4C示出了薄弱线435。尽管薄弱线435被示出为C形,但是可以想到,薄弱线可以采取其他形状。在一个实施方式中,薄弱线可以形成完整的圆,而不留下铰链部分。在另一个实施方式中,薄弱线可以形成半圆。薄弱线可以是卵形的、多边形的、对称的、非对称的或任何其他合适的形状,图5、图6和图7中示出了薄弱线的非限制性实施例。
[0093]如图4A所示,C形薄弱线435是在部分剪切区域中已经被薄化的、具有大体阶梯状形状(在图4D中最佳地示出)的剪切刻划的薄弱线。图4D是倾斜平截头体部分430的详细局部剖视图,示出了位于剪切刻划的薄弱线35处的薄化。还可以想到,平截头体破裂盘的倾斜平截头体部分中的薄弱线可以通过传统的方法(例如,材料移位或薄化、蚀刻、激光切除)形成。
[0094]尽管图4A示出了施加至凹表面(S卩,冲头施加至凹表面)的剪切刻划的薄弱线435,但是还可以想到,剪切刻划的薄弱线可以施加至破裂盘的凸表面以形成剪切刻划的薄弱线。可以进一步想到,可以在凹表面和凸表面中的一个或两个上施加多个薄弱线。
[0095]在使用中,平坦中央部分420可以暴露于加压系统中的压力P,如图4E所示。当达到预定的设定压力条件(即,触发压力)时,破裂盘140可以在箭头P的方向上触发(如图4E所示)。在触发过程中,平截头体部分430可以塌缩,这导致中央部分420在箭头P的方向上移动。还在触发过程中,破裂盘可以沿着薄弱线435撕裂。平截头体部分430的角度和盘400的厚度是可以被改变以实现期望的触发压力的两个因素。
[0096]如图4A至图4E中所示将薄弱线435放置在倾斜平截头体部分430中可以相对于已知平截头体形破裂盘(例如,图1B)提供好处。这种薄弱线435在破裂盘400打开时提供了更大的开口面积。为了允许从加压系统快速泄放和/或增加压力流,可能期望更大的开口面积。这样放置薄弱线435还可以将该薄弱线435与中央部分420的形状变化隔离。当位于图1B的已知破裂盘中时,如果中央部分120成形为圆顶形状(或者在制造过程中或者在使用过程中),则薄弱线435可能被拉伸或变薄弱。相比而言,将薄弱线435放置在倾斜平截头体形部分420中使得该薄弱线435独立于中央部分420的形状。因为可以不考虑薄弱线435的情况下将中央部分420成形,因此可以降低制造成本。另外,中央部分420可以形成为各种形状(例如,如在图8A至图1IB中所示,下面将进行讨论)或设有加强特征(例如,如图15A至图17B所示,下面将讨论)以实现增强的盘性能,而不会影响薄弱线435的强度。
[0097]将薄弱线435放置在倾斜平截头体部分430中还可以给薄弱线435提供增加保护。破裂盘400的中央部分420和凸缘部分410在加工、运输、装卸、安装和使用过程中可能受到损坏接触,而该倾斜平截头体部分430不会。例如,中央部分430和凸缘部分410可能抵靠运输箱子的底部搁置,或者可能被安装破裂盘400的人员用手接触。每个这种接触都会危害或损坏放置在平截头体形破裂盘的中央部分或凸缘部分中的薄弱线。通过将薄弱线435放置在倾斜平截头体部分430中,可以防止薄弱线435发生这种危害或损坏接触。
[0098]如图4A至图4E所示将薄弱线放置在倾斜平截头体部分430中与已知的平截头体破裂盘(例如,图1B)相比提供了意料不到的好处,即稳定性增加。在已知的平截头体破裂盘100中,将刻划的薄弱线135定位在倾斜平截头体部分130和中央部分120之间的过渡部处会将薄弱线135置于张力下,在薄弱线135上集中应力并且产生由于压力波动而发生疲劳的危险。相比之下,图4A的倾斜平截头体部分430中的薄弱线在正压力施加至盘400的凸表面时被置于压缩下,消除了压力波动可能给予张紧的薄弱线的疲劳作用。结果,图4A的破裂盘与已知的破裂盘(例如,图1B)相比可以提供期望地增加的操作比。在一个实施方式中,该操作比可以尚达90%或95% ο
[0099 ]可以将刻线的平截头体形破裂盘作为总体组件的一部分来供应,该总体组件包括入口部件和出口部件中的一者或多者。例如,在一个实施方式中,破裂盘400可以与加压系统的入口 440结合,如图4F、4G和4!1所示。破裂盘400的倾斜平截头体部分430和中央部分420可以延伸到入口440的中央内。在一个实施方式中,破裂盘400的凸缘410可以在焊缝441处焊接至入口 440。另外或另选地,可以使用用于将破裂盘400结合至入口 440的任何合适方法。例如,破裂盘400可以通过粘合剂或通过钎焊来进行结合。破裂盘400也可以通过压接或夹紧机构而压接或夹紧至入口 440。
[0100]当破裂盘400与入口 440—起使用时,盘400和入口 440结合的部位可能影响破裂盘400将内翻的压力。例如,如果朝向盘400的凸缘部分410的中央施加焊缝,则该焊缝可以用作整个盘构件400的支撑。在已知的内翻屈曲盘中,需要一个单独的出口结构来给安装在入口上的破裂盘提供支撑。然而,已经发现,将盘400的凸缘部分410直接连接至出口可以增加内在稳定性,并且在剪切划线被放置在盘的过渡部或平坦凸缘区域中时无需出口支撑构件就能够发挥作用。通过焊缝产生这种支撑机构在物理结构中既可以是对称的又可以是不对称的。例如,凸缘和入口之间的焊缝可以是圆形的、卵形的、不规则的或任何其他合适的形状。
[0101]在另一个实施方式中,破裂盘400可以与加压系统的入口440和出口450结合,如图41、图4J和图4K所示。破裂盘400的倾斜平截头体部分430和中央部分420可以延伸到入口440的中央内。如图4K中所示,破裂盘400的凸缘410可以在焊缝441处焊接至入口 440并在焊缝451处焊接至出口。如图41、图4J和图4K所示,平坦中央部分420可以暴露于加压系统中的压力。破裂盘440可以被构造成响应于加压系统中的预定压力而内翻和/或破裂。
[0102]出口450可以设有应力集中点(还被称为应力上升器(riser)),以在内翻时与破裂盘接触。应力集中点可以在其接触内翻的破裂盘时集中应力,由此沿着薄弱线435启动破裂和/或撕裂。附加地或另选地,出口 450可以设置有被构造成在内翻时切割破裂盘400的切割构件。另外,出口 450可以设置有捕捉杆或铰链构件,该捕捉杆或铰链构件被设计成在破裂之后捕捉破裂盘400的破裂部分(或“瓣形物”)。应力集中点、切割构件、捕捉杆或铰链构件可以作为出口 450的一部分来提供,或者作为与出口 450—起使用的附加部件来提供。应力集中点、切割构件或铰链构件可以单个地或以它们任何组合的形式来使用。例如,两个应力集中点可以与单个铰链构件一起使用,等等。
[0103]出口450可以在加压作用下给盘400提供支撑。尽管盘和入口之间的焊缝或结合会影响盘触发的压力,但是出口 450和盘440之间的结合对盘400将触发的压力的影响很小。
[0104]尽管示出了焊缝441、451,但是破裂盘400可以通过任何适当的方法,诸如粘合剂或钎焊,结合至入口440或出口450。破裂盘还可以压接或夹紧在入口和出口之间。在一个实施方式中,可以使用螺纹压缩将破裂盘夹紧在入口和出口之间。
[0105]图4L示出了具有凸缘部分410、中央部分420和倾斜平截头体部分430的破裂盘400的凹侧视图。剪切刻划的薄弱线435设置在平截头体部分430上。薄弱线435形成非完整的圆,留下了未刻划部分438,该未刻划部分438可以用作在薄弱线435撕裂时保持破裂部分(瓣形物)的铰链。
[0106]图4M示出了具有凸缘部分410、中央部分420和倾斜平截头体部分430的破裂盘400的凸侧视图。剪切刻划的薄弱线435设置在平截头体部分430上。薄弱线435形成非完整的圆,留下了未刻划部分438,该未刻划部分438可以用作在薄弱线435撕裂时保持破裂部分(瓣形物)的铰链。
[0107]图4N示出了触发之后的破裂盘400的视图。如图所示,中央部分420已经从倾斜平截头体部分430和凸缘部分410部分撕裂开,从而形成了由铰链436保持的瓣形物。
[0108]尽管示出了薄弱线435与破裂盘400同心,但是该公开内容不限于此。例如,大体圆形的薄弱线可以从破裂盘的中心偏移,如图5中所示。图5示出了具有凸缘部分510、中央部分52和位于倾斜平截头体部分530中的薄弱线535的平截头体性破裂盘500。薄弱线535沿着倾斜平截头体部分530在一
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