BR112016024003B1 - Dispositivo de alívio de sobrepressão de ação reversa com recurso de controle de encurvadura e método para reduzir sua pressão de ruptura - Google Patents

Abstract

disco de ruptura de ação reversa com recurso de controle de encurvadura. a presente invenção refere-se a um dispositivo de alívio de pressão de ação reversa (10) compreendendo estruturas de controle de encurvadura, a saber regiões do bolso (20, 22) e regiões da correia (24) tendo diferenciação de espessuras do material. as regiões do bolso (20, 22) geralmente compreendem áreas de espessuras do material reduzidas e servem para enfraquecer a integridade estrutural da seção inchada (12) do dispositivo (10) de modo que a reversão possa ser iniciada em pressões mais baixas. as regiões da correia (24) geralmente compreendem áreas de propriedades mecânicas melhoradas que auxiliam com o controle de reversão e abertura da seção inchada (12) garantindo assim a abertura completa do dispositivo (10).

Description

Pedido Relacionado

[001] O Presente Pedido reivindica o benefício do Pedido de Paten te Provisório Norte-Americano N°. 61/980.730, depositado em 17 de abril de 2014, que está incorporado por referência aqui em sua totalidade.

Antecedente da Invenção Campo da Invenção

[002] A presente invenção é geralmente direcionada aos discos de ruptura com acionamento reverso tendo estruturas de controle de encurvadura formadas neles. As estruturas de controle de encurvadura geralmente compreendem uma ou mais das regiões da correia de material com espessura maior, envolvido por regiões do bolso de material de espessura menor, no qual o material do disco das regiões foi removido, preferivelmente, através de um processo de ablação por laser. As regiões da correia ao longo com outras regiões de maior espessura, fornecem zonas de propriedades mecânicas melhoradas que ajudam com o controle de pressão de ruptura e desempenho de reversão e abertura do disco na iniciação da reversão da seção inchada. As cúpulas desses discos de ruptura são independentes, facilitando a construção relativamente simples.

Descrição da Técnica Anterior

[003] Os discos de ruptura têm sido utilizados para proteger tubu lações e equipamento de processo de condições de pressão de direção de junção que se deixado sem verificação poderia resultar em danos ou perda de equipe. O disco de rupturas tem sido fabricado em uma ampla faixa de tamanhos e classificações de pressão. Mesmo discos de ruptura de um tamanho comum, geralmente indicados pelo diâmetro da seção inchada no caso de discos de acionamento reverso, podem ser necessários ter uma faixa de pressões operacionais de ruptura para adequar às necessidades das várias aplicações particulares. Por exemplo, um disco de ruptura de acionamento reverso de 2,54 cm (uma polegada) pode exigir, em algumas aplicações, uma classificação de pressão de ruptura de 517,1 kPa (75 psi). Entretanto, em outrasaplicações, um disco de ruptura de acionamento reverso de 2,54 cm (uma polegada) pode exigir uma classificação de pressão de ruptura de 344,7 kPa (50 psi).

[004] Discos de ruptura com acionamento reverso convencionais exibem pouco problema com abertura confiável em ambientes de baixa energia, especialmente aqueles envolvendo contato do disco com fluidos viscosos. A sequência de abertura de um disco de ruptura de acionamento reverso começa com a reversão da concavidade da seção inchada e continua com uma ruptura ou rasgo do material do disco, começando em um ou mais ponto(s), que propaga ao longo de uma passagem predeterminada, geralmente definida por uma linha de abertura. O progresso através desses estágios requer entrada de energia contínua. Geralmente, a entrada de energia inicial resultante na reversão de concavidade é fornecida pelo fluido de processo que pressuriza a cúpula do disco ao ponto onde ele se torna mecanicamente instável. Conforme o disco começa a reverter, ele pode continuar para receber energia do fluido. Enquanto isso, a energia elástica armazenada no material comprimido do disco pode melhorar e acelerar a reversão do disco. A liberação e transferência da energia armazenada dentro do metal, por sai vez, pode impactar muito no desempenho da abertura do disco. Essaliberação de energia armazenada foi chamada de um efeito "passe livre". A fim de induzir as tensões internas para esse efeito de passe livre ocorrer, a seção inchada do disco deve possuir um formato possibilitando deformar no armazenamento e subsequentemente liberar, a energia transferida a partir do evento de pressão, sem absorver e dissipar essa energia, especialmente através de deformação plástica excessiva. Como pode ser esperado, em eventos de baixa pressão, a energia disponível para iniciar e manter a sequência de abertura do disco total é bem baixa, o que apresenta um desafio significante aos discos de ruptura com acionamento reverso projetados que abrem completamente sob condições de baixa pressão.

[005] A partir de uma perspectiva de fabricação, atingir pressões inferior e superior de ruptura para um dado tamanho do disco de ruptura pode ser desafiante. Em alguns exemplos, as pressões de ruptura nominais inferiores podem ser obtidas através do uso de materiais de disco mais finos ou formando o disco de ruptura de materiais mais macios, como níquel ou prata. Materiais mais finos e macios são mais suscetíveis à danos de pós-fabricação por manuseio relativamente benigno, como pode ser encontrado em empacotamento e instalação desses discos.

[006] Além disso, o uso de materiais mais finos e macios pode levar à criação de discos tendo regiões articuladas mais fracas; isso é, a região do disco que prende a pétala criada sob abertura da seção inchada para a seção remanescente inchada ou flangeada. As regiões articuladas enfraquecidas aumentam a possibilidade de fragmentação indesejável da pétala. Portanto, no mesmo ponto utilizando mais materiais finos e macios para atingir pressões de ruptura inferiores se torna impraticável.

[007] Vários métodos alternativos têm sido propostos para reduzir a pressão na qual um disco de um certo tamanho e espessura se abre. Esses métodos geralmente incluem o enfraquecimento da integridade estrutural da seção inchada do disco. Por exemplo, o pedido norte- americano N°. 6.494.074 revela um conjunto do disco de ruptura tendo uma depressão na superfície convexa do disco. A depressão é criada pela deformação da seção inchada do disco utilizando uma ferramenta que é forçada contra a superfície convexa reforçada do disco de ruptura. O formato, a área e a profundidade do recuo podem ser seletivamente variados a fim de atingir a perda desejada da integridade estrutural. Entretanto, utilizando esse método a faixa de pressões alcançáveis para uma dada espessura, com bom controle e previsibilidade de pressão de ruptura é bem limitada. Ao buscar atingir pressões mais baixas, o resultado é que materiais mais finos são utilizados, com problemas de manuseio e desempenho mecânico observados acima.

[008] Muitos discos de baixa pressão têm sido desenvolvidos como estruturas "compostas", criadas por dois ou mais membros para formar um todo efetivo, combinando as vantagens de materiais mais finos e espessos, e/ou mais macios e rígidos para atingir o desempenho de requisito. Por exemplo, uma fina membrana de vedação de suportenão independente pode ser colocada em conjunto com uma membrana de suporte mais espessa fornecida com cortes passantes para fornecer abertura. Esses discos são tipicamente complicados para tornar a instalação difícil, em comparação com os discos cujo componente estrutural é também um componente de vedação.

Sumário da Invenção

[009] De acordo com uma modalidade da presente invenção é fornecido um dispositivo de alívio de sobrepressão de ação reversa. O dispositivo de alívio, que pode estar na forma de um disco de ruptura, compreende uma seção inchada central tendo superfícies côncavas e convexas opostas, e uma seção do flange externa disposta sobre a periferia da seção inchada central. Pelo menos uma das superfícies côncavas e convexas da seção inchada central compreende pelo menos duas regiões do bolso. Pelo menos as duas regiões do bolso são separadas por pelo menos uma região da correia tendo uma espessura do material maior que a espessura do material de pelo menos duas regiões do bolso. A região da correia inclui um segmento da cintura na qual a iniciação da reversão da concavidade da seção inchada central começa sob exposição do dispositivo em uma condição de sobrepres- são predeterminada. O segmento da cintura é definido pelo menos parcialmente pelos respectivos segmentos de bolso das regiões do bolso. O segmento da cintura tem uma largura que é menor que a largura combinada desses segmentos de bolso.

[0010] De acordo com outra modalidade da presente invenção é fornecido um método para reduzir a pressão de ruptura de um dispositivo de alívio de sobrepressão de ação reversa, como um disco de ruptura. O método compreende fornecer um dispositivo de alívio de so- brepressão de ação reversa incluindo uma seção inchada central e uma seção do flange externa disposta sobre a periferia da seção inchada central. A seção inchada central compreende superfícies côncavas e convexas opostas. A seção inchada central é configurada para reverter e abrir sob exposição do dispositivo a uma primeira condição de sobrepressão. Pelo menos duas regiões do bolso são formadas pelo menos em uma das superfícies côncavas e convexas utilizando um laser para remover o material delas. Pelo menos duas regiões do bolsosão separadas por pelo menos uma região da correia tendo uma espessura do material maior que a espessura do material de pelo menos duas regiões do bolso. A região da correia inclui um segmento da cintura na qual a iniciação da reversão da concavidade da seção inchada central começa sob exposição do dispositivo em uma condição de sobrepressão predeterminada. O segmento da cintura é definido pelo menos parcialmente por respectivos segmentos de bolso das regiões do bolso. O segmento da cintura tem uma largura que é menor do que a largura combinada desses segmentos de bolso. O dispositivo de alívio de pressão compreendendo pelo menos as duas regiões do bolso e a(s) região(ões) formada(s) na dita seção central é configurado para reverter e abrir sob exposição do dispositivo em uma segunda condição de sobrepressão que tem uma magnitude inferior do que a primeira condição de sobrepressão.

Breve Descrição dos Desenhos

[0011] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um disco de rup tura tendo um recurso de controle de encurvadura de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0012] A Figura 2 é uma vista de perto da superfície côncava do disco de ruptura da Figura 1 na qual o recurso de controle de encurva- dura foi criado;

[0013] A Figura 3 é uma vista plana do disco de ruptura da Figura 1 que mostra a superfície côncava dessa;

[0014] A Figura 4 é uma vista transversal do disco de ruptura da Figura 3 tomada ao longo da linha 4-4;

[0015] A Figura 5 é uma vista transversal do disco de ruptura da Figura 4 tomada ao longo da linha 5-5;

[0016] A Figura 6 é uma vista plana de um disco de ruptura de acordo com uma modalidade da presente invenção na qual duas pétalas são formadas da seção inchada sob abertura do disco;

[0017] As Figuras 7-12 são vistas planas fragmentadas dos discos de ruptura tendo um recurso de controle de encurvadura de acordo com modalidades alternadas da presente invenção; e

[0018] As Figuras 13 e 14 são vistas planas fragmentadas de dis cos de ruptura tendo um recurso de controle de encurvadura compreendendo uma pluralidade de segmentos por correia estendendo-se pela superfície côncava da seção inchada do disco.

Descrição Detalhada da Modalidade Preferida

[0019] Conforme observado acima, os discos de certas espessu ras mínimas do material possuem vantagens de uma perspectiva de fabricação e manuseio. A fim de aproveitar esses benefícios, a com- pensação até essa data foi com relação à faixa de pressões de ruptura que poderiam ser oferecidas para um dado tamanho e espessura de disco, e particularmente, a pressão de ruptura mínima de disco. As modalidades da presente invenção permitem uma vantagem das características preferíveis de fabricação e manuseio de matérias de disco mais espesso enquanto ao mesmo tempo permitem uma faixa mais ampla de pressões de ruptura a ser obtida. Além disso, é observado que os discos ou outros dispositivos de alívio de pressão aqui descritospõem ser formados por uma única camada de material substancialmente uniforme, conforme oposto ao compósito de elementos múltiplos ou estruturas laminadas feitas por duas ou mais camadas de materiais iguais ou diferentes.

[0020] Agora voltando à Figura 1, um dispositivo de alívio de pres são 10 de acordo com uma modalidade da presente invenção é ilustrado. Particularmente, o dispositivo 10 é um disco de ruptura de acionamento reverso tendo uma seção inchada central 12 e uma seção do flange externa relativamente plana 14 disposta sobre a periferia da seção inchada. Como melhor mostrado nas Figuras 4 e 5, a seção inchada 12 compreende uma superfície côncava 16 e uma superfície conexa 18. Em certas modalidades, o dispositivo de alívio de pressão 10 é formado a partir de um material de lâmina metálica relativamente fino tendo uma espessura do material inicial antes de criar a seção inchada entre aproximadamente 0,0254 mm a aproximadamente 0,2032 mm (0,001 a aproximadamente 0,008 polegada), entre 0,0381 mm a aproximadamente 0,127 mm (entre aproximadamente 0,0015 a apro-ximadamente 0,005 polegada), ou entre aproximadamente 0,051 mm a aproximadamente 0,10 mm (entre aproximadamente 0,002 a aproximadamente 0,004 polegada). Em modalidades particulares, o dispositivo de alívio de pressão 10 apresenta uma seção inchada central que tem um diâmetro entre aproximadamente 1,27 cm a aproximadamente 5,1 cm (0,5 a aproximadamente 2 polegadas), entre aproximadamente 19 mm a 38 mm (0,75 a aproximadamente 1,5 polegadas), ou aproximadamente 2,54 cm (1 polegada).

[0021] A superfície côncava 16 compreende duas regiões do bolso 20, 22 formadas nela. Está dentro do escopo da presente invenção para as regiões do bolso 20, 22 a serem formadas na superfície conexa 18 também. Ainda está dentro do escopo da presente invenção para a seção inchada 12 compreender uma pluralidade de regiões do bolso formada em qualquer uma ou ambas as superfícies 16, 18. As regiões do bolso 20, 22 compreendem áreas em uma respectiva superfície da seção inchada 12 que têm uma espessura média reduzida do material conforme comparado com a espessura média do material de certas áreas não incluídas dentro das regiões do bolso.

[0022] Em certas modalidades, as regiões do bolso 20, 22 com preendemáreas com laser nas quais o material foi removido da seção inchada central 12 através de uma operação de usinagem a laser. Entretanto,está dentro do escopo da presente invenção para meios alternados serem empregados a fim de atingir as diferenças relativas na espessura do material entre as regiões do bolso e outras áreas da seção inchada 12 que fica fora das regiões do bolso. Em modalidades particularmente preferidas, a operação de usinagem a laser é realizadaatravés da seleção de parâmetros operacionais de laser de modo que a ablação do material do disco ocorra sem alterar a estrutura de grão metálico do material do disco permanecendo atrás, como através da criação das zonas afetadas. Um técnico no assunto é capaz de selecionar os parâmetros operacionais de laser apropriados dependendo das inúmeras variáveis como a composição do material do disco, espessura do disco e tempo de processamento desejado. Em certas modalidades, um laser picosegundo ou femtosegundo tendo um comprimento de onda na parte quase ultravioleta para infravermelha do es- pectro eletromagnético e usado. Em modalidades particulares da presente invenção, as regiões do bolso, que são pelo menos duas, na ocupação total maior que 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 50%, 70%, 80% ou 90% da área de pelo menos uma das superfícies côncavas e convexas 16, 18.

[0023] A seção inchada 12 ainda compreende uma região da cor reia 24 localizada entre e separando as regiões do bolso 20, 22. Em certas modalidades, a região da correia 24 compreende uma área sem laser na qual nenhum material foi removido da seção inchada 12. Entretanto,está dentro do escopo da presente invenção para a região da correia 24 ser uma área com laser cujo material foi removido, embora a uma extensão menor do que as regiões do bolso 20, 22. Assim, a região da correia 24 geralmente apresenta uma espessura média do material que é maior que a espessura média das regiões do bolso 20, 22. Essas diferenças nas espessuras do material são melhor mostradas nas Figuras 4 e 5. Observa-se que a espessura do material em qualquer dado ponto dentro de uma região específica na seção inchada 12 geralmente pode variar dependendo de sua posição relativa com relação ao vértice da seção inchada. Embora a fabricação do dispositivo de alívio de pressão 10 geralmente começa com um vazio da espessura relativamente uniforme, a formação da seção inchada 12 pode resultar no estiramento e afinamento do material, embora nenhum material ainda tenha sido removido. Geralmente, o material do disco será mais fino no vértice e aumentará levemente na espessura conforme o flange 14 é aproximado. Portanto, sempre que a espessura do material de qualquer região particular ou área do dispositivo 10 for discutida, a espessura média do material por toda a região está geralmente sendo referida para representar as variâncias que resultam da operação de inchaço. Além disso, a criação de regiões do bolso 20, 22 de tal forma para evitar a formação de zonas afetadas por calor nas regiões do bol- so tendo uma estrutura de grão metálico que é substancialmente a mesma que a estrutura de grão metálico da região da correia 24. Assim, a estrutura de grão metálico da seção inchada 12 pode ser substancialmente uniforme e a criação das áreas de deformação de grão excessivo e tensão residual que poderiam reduzir o ciclo de vida do dispositivo 10 são evitadas.

[0024] Conforme observado acima, a presente invenção fornece formas de extensão da faixa de pressão de ruptura para dispositivos de alívio de pressão de um tamanho e espessura particulares do material. Particularmente, a presente invenção fornece métodos para reduzir a pressão de ruptura de um dispositivo de alívio de sobrepressão de ação reversa. Utilizando a modalidade da Figura 1 como um exemplo, um precursor do dispositivo 10 é fornecido compreendendo uma seção inchada central sem laser 12 que é configurada para reverter e abrir sob exposição do dispositivo em uma primeira condição de so- brepressão. As várias regiões do bolso 20, 22 são então formadas na seção inchada 12 de acordo com a operação de usinagem a laser conforme descrito aqui. Durante a operação de usinagem a laser, o material que cria a seção inchada 12 é removido através de uma ação abla- tiva resultante na criação das regiões do bolso, o que por sua vez defi-nem, pelo menos parcialmente, a região da correia 24. Em certas mo-dalidades, a operação de usinagem a laser reduziu a espessura média do material do dispositivo dentro das regiões do bolso 20, 22 para menos que 90%, menos que 75%, menos que 50% ou menos que 35% da espessura média da região da correia 24. Em certas modalidades, particularmente aquelas nas quais o dispositivo 10 é formado de materiais muito finos, a operação de usinagem a laser pode resultar na formação de marcas de prova na superfície do disco oposta onde o laser é colidido. O dispositivo resultante 10 agora compreende uma seção inchada central 12 que é configurada para reverter e abrir sob exposi- ção do dispositivo em uma segunda condição de sobrepressão que é de uma magnitude inferior que a primeira condição de sobrepressão.

[0025] Como uma ilustração exemplar, considere que o dispositivo 10 é formado de um estoque de lâmina de metal tendo uma espessura de aproximadamente 0,05 cm (0,002 pol). Espaços circulares são cortados a partir desse estoque e então inchados para fornecer um precursor ao dispositivo 10 tendo um diâmetro da seção inchada central de 2,54 cm (1 pol). A seção inchada desse precursor ao dispositivo 10 reverterá e abrirá confiavelmente (com ou sem a ajuda de uma faca ou estrutura de dentes) a 344,74 kPa (50 psi). Entretanto, na formação de regiões do bolso 20, 22 e região da correia 24 através de uma operação de usinagem a laser resultante na remoção de material da seção inchada 12, a seção inchada agora confiavelmente abrirá e reverterá em uma pressão reduzida, como 172,37 kPa (25 psi). Em certas modalidades,é possível reduzir a pressão de ruptura de um disco de ruptura particular através dos métodos da presente invenção por pelo menos 25%, 40%, 50%, 60%, ou 75%.

[0026] Regiões de bolso 20, 22 compreendem uma pluralidade de dedos alongados 26 que estendem-se dos segmentos de bolso 28 centrais localizados adjacentes a uma região da correia 24 em direção à seção do flange 14. Os dedos 26 são geralmente afilados de modo que suas larguras reduzam conforme a seção do flange 14 é aproximada e terminam em segmentos da extremidade 30. Ainda estendendo-se de segmento de bolso central 28 está um par de segmentos de margem 32 que cooperam para definir, pelo menos parcialmente, as margens da região da correia 24, e entre os dedos 26 estendem-se do segmento de bolso central 28. Diferente dos dedos 26, os segmentos de margem 32 geralmente aumentam na largura do segmento de bolso central 28 em direção ao flange 14.

[0027] Em certas modalidades, as regiões do bolso 20, 22 são si- métricas ao redor da linha de simetria que estende-se pela região da correia 24. Tal linha de simetria é geralmente indicada pela linha 5-5 na Figura 3. A linha de simetria, nessa modalidade particular, passa pelo vértice da seção inchada 12. A região da correia 24 compreende um segmento da cintura 34 estreito localizado no ou próximo ao vértice da seção inchada 12 que é ligada e pelo menos parcialmente definida por segmentos de bolso centrais 28. Nas modalidades particulares, o segmento da cintura 34 tem uma largura que é menor do que a largura combinada dos segmentos de bolso 28. A largura do segmento da cintura 34 é determinada como a distância mais estreita entre os segmentos de bolso 28. A largura de segmentos de bolso 28 é determinada normal para o segmento da cintura 34 e colinear com a medição do segmento da cintura largura. Em outras modalidades, a largura do segmento da cintura 34 é menos que 100%, menos que 75%, menos que 50%, menos que 25%, ou menos que 10% da largura de pelo menos um dos segmentos de bolso 28.

[0028] A região da correia 24 ainda compreende um par de seg mentos ampliados 36 dispostos lateralmente do segmento da cintura 34. Os segmentos ampliados 36 são definidos, pelo menos parcialmente por porções de segmentos de margem 32. Em certas modalidades, a relação entre o segmento da cintura 34 e os segmentos ampliados 36 está entre aproximadamente 1:10 a aproximadamente 1:1.25, ou entre aproximadamente 1:5 a aproximadamente 1:1.5, ou entre aproximadamente 1:3 a aproximadamente 1:2. A presença do segmento da cintura 34 no ou próximo ao vértice fornece uma área enfraquecida na seção inchada 12 onde a iniciação da reversão do disco pode começar sob exposição da seção inchada 12 em uma condição de sobrepressão predeterminada. Entretanto, segmentos ampliados 36 fornecem propriedades mecânicas melhoradas da região da correia 24 para garantir "passe livre" suficiente da seção inchada 12 durante o processo de reversão e abertura do disco. Uma pluralidade de seg-mentosintermediários 38 disposta entre os dedos adjacentes 36 e entre os dedos 36 e segmentos de margem 32 também fornecem integridade estrutural à seção inchada 12. Os segmentos intermediários 38 geralmente compreendem áreas de espessura elevada do material conforme comparado com os dedos 36 que podem ser com ou sem laser. Sob reversão da seção inchada 12, os segmentos intermediários 38 ajudam a direcionar e concentrar a energia de abertura do disco em direção dos segmentos da extremidade 30 garantindo, assim, a criação de uma área de abertura do disco maior possível.

[0029] Conforme melhor mostrado na Figura 2, uma linha de aber tura 40 compreendendo um recesso da linha de abertura 42 sendo formada na seção inchada 12 para ainda ajudar com a abertura do disco. Entretanto, deve ser entendido que a linha de abertura 40 não precisa estar presente em todas as modalidades de acordo com a presente invenção e pode ser omitida se for desnecessária para atingir a abertura total do disco. A linha de abertura 40 tem formato em C na configuração e compreende um par de extremidades opostas 44, 46, que define uma região articulada 48 entre elas. A região da correia 24 cruza e é unitária com a região articulada 48.

[0030] Na modalidade ilustrada na Figura 2, cada um dos dedos 26 termina no segmento de extremidade 30 localizado adjacente à linha de abertura 40. Em certas modalidades, os segmentos da extremidade 30 não cruzam com o recesso da linha de abertura 42. Isso é para garantir que a duração do laser da superfície côncava 16 não faz mais passos sobe qualquer ponto único na seção inchada 12 do que foi desejado. Entretanto, em certas modalidades, segmentos da extremidade 30 podem cruzar com o recesso da linha de abertura 42 de modo que nenhuma área sem laser separe as duas estruturas. Durante a abertura do dispositivo 10, uma pétala é formada por meio do ras- go de uma seção inchada 12 ao longo da linha de abertura. A pétala então gira sobre a região articulada 48 para completar a abertura do dispositivo.

[0031] A Figura 6 ilustra o dispositivo 10 tendo uma diferente con figuração da linha de abertura, uma configurada para resultar na formação de múltiplas pétalas na abertura da seção inchada 12. O dispositivo 10 é essencialmente idêntico à modalidade descrita nas Figuras 1-5, com a exceção da localização e configuração da linha de abertura. Uma linha de abertura 50 é formada na superfície côncava 16 e compreende dois canais arqueados 52, 54 localizados fora da borda das regiões do bolso 20, 22 e um canal transversal 56 que estende-se entre eles. Em certas modalidades, o canal 56 pode ser contínuo com canais arqueados 52, 54, embora, conforme observado acima, cuidado deve ser tomado para evitar a sobreposição não intencional do feixe de laser que passa nos pontos de intersecção entre os canais para impedir a remoção de mais material do disco do que desejado. Em outras modalidades, esse risco pode ser eliminado pela configuração da linha de abertura 50 de modo que as extremidades radiais 58, 60 do canal 56 sejam espaçadas dos canais 52, 54 por uma pequena área de material com ou sem laser tendo espessura maior do que a do canal adjacente.

[0032] O canal transversal 56 estende-se ao longo da região da correia 24, e em certas modalidades, sobrepõe o vértice da seção inchada 12. Em certas modalidades, o canal 56 divide a região da correia 24 em duas e pode agir como uma linha de simetria com relação às regiões do bolso 20 e 22. Canais 52, 54 incluem extremidades espaçadas 62, 64, respectivamente, que definem as regiões articuladas 66 entre elas. Na reversão da seção inchada 12 em resposta a uma condição de pressão de direção de junção, a seção inchada 12 rasga ao longo da linha de abertura 50 formando assim duas pétalas, cada uma gira sobre uma respectiva região articulada 66 durante a abertura do dispositivo 10,

[0033] O dispositivo 10 pode ser configurado com outras configu rações da linha de abertura que resultam na criação de múltiplas pétalas na abertura. Por exemplo, a linha de abertura pode estar na forma de duas ou mais linhas de intersecção resultantes na formação de três, quatro, cinco ou seis pétalas na abertura, cada uma gira sobre sua respectiva região articulada. Está também dentro do escopo da presente invenção para a linha de abertura evitar a sobreposição direta ou intersecção com qualquer região de bolso formada em uma respectivasuperfície convexa ou côncava da seção inchada. Assim, nessas modalidades, cada pétala resultante pode compreender sua própriaregião e bolso, ou nenhuma região de bolso. Em outras modalidades, a linha de abertura pode cruzar ou intersectar uma região de bolso. Em tais modalidades, o segmento do canal da linha de abertura que sobrepõe a região de bolso pode ter uma espessura reduzida em comparação com a espessura da região de bolso.

[0034] As Figuras 7-14 ilustram modalidades adicionais de acordo com a presente invenção. Geralmente, essas modalidades comparti-lhamnúmeros recursos com as modalidades das Figuras 1-6 descritas acima, como a presença de pelo menos uma região da correia e pelo menos duas regiões do bolso. Para facilitar a descrição, todas as estruturas ilustradas são assumidas serem formadas em uma superfície côncava de uma seção inchada de um dispositivo de alívio de pressão; entretanto, entende-se que as estruturas podem ser formadas em uma superfície conexa se assim desejado. Além disso, a descrição dessas modalidades é amplamente direcionada aos recursos das respectivas modalidades que são únicos das modalidades das Figuras 1-6. Com relação aos recursos das Figuras 7-14 que são comuns com as modalidades das Figuras 1-6, as descrições acima desses recursos podem ser aplicadas nas modalidades das Figuras 7-14.

[0035] Voltando à Figura 7, um dispositivo de alívio de pressão de ação reversa de única pétala 68 é ilustrado. O dispositivo 68 é mostrado sem uma linha de abertura separada. Ainda, cada região de bolso 70, 72 inclui um segmento circunscrito 74, 76, respectivamente, que é unitário com cada bolso. Cada região de bolso inclui uma pluralidade de dedos radialmente estendidos 78, alguns dos quais cruzam com os segmentos 74, 76. Na reversão da seção inchada do dispositivo 68, o dispositivo abre ao longo dos segmentos 74, 76 e gira sobre uma região articulada 80. As regiões de bolso 70, 72 compreendem segmentos de bolso 71 que definem, pelo menos parcialmente, um segmento da cintura 73 de uma região da correia 75.

[0036] A Figura 8 também descreve um dispositivo de alívio de pressão de ação reversa de pétala única 82 tendo regiões do bolso 84, 86 formadas nele que definem uma região da correia 88 entre elas. As regiões de bolso 84, 86 geralmente envolvem uma pluralidade de zonas sem laser 90 que são de um formato circular. As zonas 90 são contínuas entre si e fornecem áreas de rigidez melhorada para a seção inchada do dispositivo 82. A região da correia 88 compreende um segmento da cintura centralmente disposto 92 que está localizado adjacente, mas não sobrepõe, o vértice da seção inchada. Além disso, guardar uma área circularmente formada 94 que sobrepõe e pode ser concêntrica com o vértice da seção inchada e o segmento da cintura 92, a região da correia geralmente compreende uma configuração afilada que é a região articulada mais ampla mais próxima 96 e estreita- se em uma direção movendo distante da região articulada. O dispositivo 82 também inclui uma linha de abertura em formato de C 95, cujas extremidades ajudam a definir a região articulada 96.

[0037] As Figuras 9 e 10 descrevem as modalidades alternadas de acordo com a presente invenção. Essas modalidades são muito simila- res entre si, com algumas variâncias nas configurações do bolso e regiões da correia. Voltando primeiro à Figura 9, o dispositivo de alívio de pressão 97 compreende regiões do bolso 98, 100, incluindo segmentos de bolso 99. Contida dentro de cada região de bolso está uma pluralidade de áreas sem laser ou ilhas 102. As ilhas 102 têm formato de pera com uma porção mais estreita em direção ao centro da seção inchada e a porção mais ampla disposta em direção à seção do flange externa do dispositivo. Uma região da correia 104 é configurada de modo simular à região da correia 88 da modalidade mostrada na Figura 8; entretanto, as margens das regiões do bolso 98, 100 fornecem um segmento bem definido 106 que estende-se em direção à região articulada 108. Além disso, os segmentos de bolso 99 definem, pelo menos parcialmente, um segmento da cintura 109. Uma linha de abertura em formato de C 110 é também fornecida e ajuda a definir a região articulada 108.

[0038] A modalidade descrita na Figura 10, conforme observado acima, compartilha muitas similaridades com a modalidade da Figura 9. A Figura 10 ilustra um dispositivo de alívio de pressão 112 compreen-dendoregiões do bolso 114, 116, cada um contendo uma pluralidade de ilhas 118. As regiões de bolso 114, 116 também compreendem segmentos de bolso centrais 119. Entretanto, as ilhas 120 que estão localizadas mais próximas à região articulada 122 não são completamente envolvidas pelas respectivas regiões do bolso. Ainda, as ilhas 120 compreendemáreas sem laser que são contínuas com a região articulada 122. A região da correia 124 também compreende um formato "do tipo cenoura" tendo um segmento da cintura 125 que é definido, pelo menos parcialmente, por segmentos de bolso 119. O dispositivo 112 é também mostrado como tendo uma linha de abertura em formato de C 125 cujas extremidades ajudam a definir a região articulada 122.

[0039] As modalidades das Figuras 11 e 12 ainda construídas da modalidade descrita na Figura 10. Na Figura 11, um dispositivo de alívio de pressão 126 compreende regiões do bolso 128, 130 formadas em sua seção inchada central. Essas regiões do bolso são quase idênticasàs regiões do bolso 114, 116 da modalidade mostrada na Figura 10, com a exceção que as margens que definem a região da correia 132 foram modificadas de modo que a região da correia pareça mais próxima à região da correia 24 das modalidades das Figuras 1-6. Em particular, o segmento da cintura mais estreito 134 da região da correia 132 foi localizado no ou próximo ao vértice da seção inchada do que o segmento da cintura 92 da modalidade mostrada na Figura 8.

[0040] A modalidade da Figura 12 é, novamente, muito similar à modalidade mostrada na Figura 11. O dispositivo de alívio de pressão 136 compreende regiões do bolso 138, 140 formado em sua seção inchada central. Essas regiões do bolso são quase idênticas às regiões do bolso 128, 130 da modalidade mostrada na Figura 11, exceto que as margens das regiões do bolso foram modificadas para produzir estruturas de ilha aberta em formato de calço 142 próximas à região articulada 144. A região da correia 146 é também muito similar na configuração à região da correia 132 conforme ilustrado na Figura 11, exceto que sua largura foi geralmente estreitada ao longo substancialmente de todo o seu comprimento, incluindo um segmento da cintura mais estreito 147.

[0041] As Figuras 13 e 14 ilustram ainda as modalidades do dis positivo de alívio de pressão de acordo com a presente invenção tendo diferentes configurações de bolso e região da correia do que as modalidades discutidas acima. A Figura 13 descreve um dispositivo de alívio de pressão de ação reversa 148 compreendendo uma seção do flange externa 150 e uma seção inchada central 152. Formada em uma superfície, por exemplo, a superfície côncava, de seção inchada 152 têm três regiões da correia arqueadas 154, 156, 158 e uma pluralidade de regiões do bolso 160, 162, 164, 166. Entende-se que essas regiões de correia e de bolso podem estar dispostas em outras formas sem sair do escopo da presente invenção. Por exemplo, a seção inchada pode compreender uma região da correia única, arqueada (em vista plana), ou pode compreender em duas ou mais regiões de correia precisamente formadas. Da mesma forma, a seção inchada pode compreender qualquer número de regiões do bolso. Entretanto, em certas modalidades, cada região da correia é definida, pelo menos parcialmente, pelas margens de regiões do bolso adjacentes. Ainda, como as modalidades descritas acima, as regiões do bolso geralmente compreendem áreas do dispositivo de alívio de pressão que têm uma espessura média do material que é menor do que a espessura média do material das regiões da correia.

[0042] Cada uma das regiões da correia 154, 156, 158 compreen de um par de segmentos da extremidade espaçados 168 interconecta- dos por uma seção da baía central 170 que estende-se em direção ao vértice da seção inchada central 152. Em certas modalidades, a seção da baía 170 é similar na configuração aos segmentos da cintura descritos acima, pois também representa um segmento estreitado de uma respectiva região da correia e define um ponto no qual a iniciação de reversão da seção inchada começa. As regiões da correia 154, 156, 158 compreendem áreas de propriedades mecânicas melhoradas dentro da seção inchada 152 que fornecem o efeito de "passe livre" na abertura da seção inchada. A região de bolso 160 compreende a maior região de bolso em termos de área e inclui três segmentos de braço 172, 174, 176 que radialmente estendem-se de um segmento central 178, que estende-se através e cobre o vértice da seção inchada 152. As regiões de bolso 162, 164, 168 são dispostas geralmente fora da borda das respectivas regiões da correia e têm áreas individuais menores que da região de bolso central 160. Conforme ilustrado, as regi- ões do bolso 162, 164, 166 têm formato oblongo, terminando nas regiões marginais 180, 182 adjacentes aos segmentos da extremidade 168.

[0043] Embora a seção inchada 152 não seja mostrada como sen do equipada com uma linha de abertura, está dentro do escopo da presente invenção para qualquer número de configurações da linha de abertura, como às previamente descritas, a ser adicionada conforme apropriado para atingir certas características de abertura. Tais linhas de abertura podem ser confinadas para áreas sem laser da seção inchada 152, ou podem estender-se, total ou parcialmente, por várias regiões do bolso.

[0044] A Figura 14 ilustra ainda outra modalidade de acordo com a presente invenção na qual um dispositivo de alívio de pressão 184 compreende uma pluralidade de regiões do bolso discretas 186, 188, 190 formadas em uma seção inchada central 192 do dispositivo. As regiões do bolso são separadas entre si por uma região da correia 194 compreendendo segmentos de correia 196, 198, 200 estendendo-se de uma zona da correia central 202 localizada no ou próximo ao vértice da seção inchada 192. Cada um dos segmentos de correia separa uma das regiões do bolso de outra das regiões do bolso e divergem da zona da correia central 202 em direção à seção do flange externa 204. Cada um dos segmentos de correia 196, 198, 200 compreendem um segmento da cintura 205 que representa uma porção estreitada do segmento de correia e, em certas modalidades, define um ponto no qual a iniciação da reversão da seção inchada começa.

[0045] As regiões de bolso 186, 188, 190 compartilham certos re cursos comuns com as regiões do bolso 20, 22 da Figura 1. Por exemplo, cada uma das regiões do bolso 186, 188, 190 compreende uma pluralidade de dedos 206 estendendo-se de um segmento de bolso central 208 para fora em direção à seção do flange 204. Dedos 206 também são separados entre si por segmentos intermediários com laser 210. Segmentos de bolso centrais 208 também servem para definir, pelo menos parcialmente, segmentos da cintura 205.

[0046] O dispositivo 184 é também mostrado equipado com uma linha de abertura em formato de C 212, as extremidades das quais definem uma região articulada 214 que é geralmente alinhada com o segmento de correia 198. Está dentro do escopo da presente invenção para dispositivo 184 para compreender configurações alternadas da linha de abertura. Por exemplo, o dispositivo 184 poderia ser prontamente modificado para fornecer uma configuração de três pétalas pela colocação de uma linha de abertura compreendendo três segmentos, cada um estendendo por um respectivo segmento de correia. As respectivasregiões articuladas poderiam então ser definidas entre os dedos 206 de uma respectiva região de bolso.

[0047] A descrição mencionada das modalidades de acordo com a presente invenção foi exemplarmente em natureza e não é destinada para ser uma limitação em todo o escopo geral da invenção. Pode ser prontamente associada que os recursos de várias modalidades podem ser combinados ou adaptados para funcionar com recursos de outras modalidades. Além disso, as várias regiões de bolso e regiões da correia descritas também podem ser modificadas a fim de transmitir características desejáveis de reversão e de abertura.

Claims (27)

1. Dispositivo de alívio de sobrepressão de ação reversa (10), compreendendo: uma seção inchada central (12) tendo superfícies côncavas (16) e convexas (18) opostas; e uma seção do flange externa (14) disposta sobre a periferia da dita seção inchada central (12), pelo menos um dentre as ditas superfícies côncavas (16) e convexas (18) da dita seção inchada central (12) compreendendo pelo menos duas regiões do bolso (20, 22), caracterizado pelo fato de que pelo menos duas ditas regiões do bolso são separadas por uma região da correia (24) tendo uma espessura do material maior que a espessura do material de pelo menos duas ditas regiões do bolso (20,22), e a dita região da correia (24) inclui um segmento da cintura (34) na qual a iniciação da reversão da concavidade da dita seção in-chada central (12) começa na exposição do dito dispositivo (10) em uma condição de sobrepressão predeterminada, o dito segmento da cintura (34) sendo definido pelo menos parcialmente pelos respectivos segmentos de bolso (28) das ditas regiões do bolso (20, 22), o dito segmento da cintura (34) tendo uma largura que é menor que a largura combinada dos ditos segmentos de bolso (20,22), em que a largura do referido segmento da cintura (34) é determinada como a distância mais estreita entre os referidos segmentos de bolso (28) e em que a largura dos referidos segmentos de bolso (28) é determinada normal ao referido segmento da cintura (34) e co-linear com as medidas da largura do segmento da cintura.

2. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 1, carac-terizadopelo fato de que pelo menos duas ditas regiões do bolso (20, 22) compreendem áreas com laser nas quais o material foi removido da dita seção inchada central (12).

3. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 2, carac-terizadopelo fato de que pelo menos duas ditas regiões do bolso (20,22) compreendem uma estrutura de grão metálico que é substancialmente a mesma que a estrutura de grão metálico da dita região da correia (24).

4. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 1, carac-terizadopelo fato de que cada de pelo menos duas ditas regiões do bolso (20, 22) compreendem um ou mais dedos alongados (26) que estendem-se dos ditos segmentos de bolso (28) em direção à dita seção do flange externa (14).

5. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 4, carac-terizadopelo fato de que pelo menos um dos ditos dedos (26) reduz na largura como a dita seção do flange externa (14) é aproximada.

6. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 4, carac-terizadopelo fato de que pelo menos um de cada um dos ditos dedos (26) termina adjacente a uma linha de abertura (50) formada na dita seção inchada (12).

7. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 1, carac-terizadopelo fato de que pelo menos duas ditas regiões do bolso (20,22) são simétricas sobre uma linha de simetria que estende-se pela dita região da correia (24).

8. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 1, carac-terizadopelo fato de que o dito segmento da cintura (34) está localizado no ou próximo ao vértice da dita seção inchada central (12).

9. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 8, carac-terizadopelo fato de que pelo menos duas ditas regiões do bolso (20, 22) combinadas ocupam pelo menos 5% da área de pelo menos uma dita face (16, 18).

10. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizadopelo fato de que cada de pelo menos duas ditas regiões do bolso (20, 22) compreende dois ou mais dedos alongados (26) que estendem-se do dito segmento de bolso (28) em direção à dita seção do flange externa (14).

11. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizadopelo fato de que a dita região da correia (24) compreende uma área sem laser na qual nenhum material foi removido da dita seção inchada central (12).

12. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 1, carac-terizadopelo fato de que a dita seção inchada central (12) compreende uma linha de abertura (40) em formato de C formada nela, a dita linha de abertura (40) compreendendo extremidades opostas (44, 46) que definem uma região articulada (48) entre elas e sobre a qual uma pétala formada por rasgo da dita seção inchada central ao longo da dita linha de abertura (40) gira durante a abertura do dito dispositivo (10).

13. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 12, ca-racterizadopelo fato de que uma dita região da correia (24) cruza a região articulada (48).

14. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizadopelo fato de que a dita seção inchada central (12) compreende uma linha de abertura (50), pelo menos uma porção (56) da qual estende-se ao longo da dita região da correia (24) e é configurada para definir pelo menos duas regiões articuladas (66) sobre as quais pelo menos duas respectivas pétalas formadas por rasgo da dita seção inchada central (12) ao longo da dita linha de abertura (50) giram durante a abertura do dito dispositivo (10).

15. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 14, ca-racterizadopelo fato de que a dita linha de abertura (50) divide a dita região da correia (24) em duas partes.

16. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizadopelo fato de que a dita seção inchada central (152) compreende pelo menos três regiões do bolso (160, 162, 164, 166).

17. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 16, ca-racterizadopelo fato de que a dita região da correia (194) compreende pelo menos três segmentos de correia (196, 198, 200), cada um separa uma das ditas regiões do bolso (186, 188, 190) entre si das ditas regiões do bolso (186, 188, 190).

18. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 17, ca-racterizadopelo fato de que os ditos segmentos de correia (196, 198, 200) divergem de uma zona da correia (202) central localizada no vértice da dita seção inchada central (192) em direção à dita seção do flange externa (204).

19. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 16, ca-racterizadopelo fato de que uma das ditas regiões do bolso (160) sobrepõe o vértice da dita seção inchada central (152).

20. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 19, ca-racterizadopelo fato de que a dita seção inchada (152) central compreende pelo menos duas regiões de correia precisamente formadas (154, 156, 158).

21. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 20, ca-racterizadopelo fato de que cada uma das ditas regiões de correia (154, 156, 158) precisamente formadas compreende um par de segmentos da extremidade (168) espaçados interconectados por uma seção da baía central (170) que estende-se em direção ao vértice da dita seção inchada central (152).

22. Método para reduzir a pressão de ruptura de um dispositivo de alívio de sobrepressão de ação reversa (10), caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer um dispositivo de alívio de sobrepressão de ação reversa (10) compreendendo uma seção inchada central (12) e uma seção do flange externa (14) disposta sobre a periferia da dita seção inchada central (12), a dita seção inchada central (12) compreendendo faces côncavas (16) e convexas (18) opostas, a dita seção inchada central (12) configurada para reverter e abrir sob exposição do dito dispositivo (10) em uma primeiro condição de sobrepressão; e formar pelo menos duas regiões do bolso (20, 22) em pelo menos uma das ditas superfícies côncavas (16) e convexas (18) utilizando um laser para remover material desse, pelo menos duas ditas regiões do bolso (20, 22) sendo separadas por uma região da correia (24) tendo uma espessura do material maior que a espessura do material de pelo menos duas regiões do bolso (20, 22), a dita região da correia (24) incluindo um segmento da cintura (34) na qual a iniciação da reversão da concavidade da dita seção inchada central (34) começa sob exposição do dito dispositivo em uma condição de sobrepressão predeterminada, o dito segmento da cintura sendo definido pelo menos parcialmente por respectivos segmentos de bolso (28) das ditas re-giões do bolso (20, 22), o dito segmento da cintura (34) tendo uma largura que é menor que a largura combinada dos ditos segmentos de bolso (28), em que a largura do referido segmento da cintura (34) é determinada como a distância mais estreita entre os referidos segmentos de bolso (28) e em que a largura dos referidos segmentos de bolso (28) é determinada normal ao referido segmento da cintura (34) e co-linear com a medição da largura do segmento da cintura; em que o dito dispositivo de alívio de pressão compreendendo pelo menos duas ditas regiões do bolso (20, 22) e a dita região da correia (24) formada na dita seção central (12) é configurado para reverter e abrir sob exposição do dito dispositivo (10) em uma segunda condição de sobrepressão que é de uma magnitude inferior do que a dita primeira condição de sobrepressão.

23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato de que o dito método compreende ainda a formação de um recesso da linha de abertura (42) em uma dita seção inchada central (12) utilizando o dito laser.

24. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato de que a dita etapa de formar pelo menos duas ditas regiões do bolso (20, 22) compreende reduzir a espessura média do material do dispositivo dentro das ditas regiões do bolso para menos que 90% da espessura média da dita região da correia (24).

25. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato de que a dita etapa de formar pelo menos duas ditas regiões do bolso (20, 22) não resulta na formação de zonas afetadas por calor dentro do material do dispositivo.

26. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato de que pelo menos duas regiões do bolso (20, 22) são formadas na superfície côncava (16) da dita seção inchada central (12).

27. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato de que a dita etapa de formar pelo menos duas ditas regiões do bolso (20, 22) resulta na formação de marcas de prova na superfície sem laser (18) oposta da dita seção inchada central (12).

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