CN102439339A - 具有带有凹入区域的支承件的卸压装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于破裂膜片组件(70)的有孔的破裂膜片支承件(32、90)。还公开了包括与支承件孔(56)互补的一个或多个压纹部分(80)的破裂膜片(30、30a)。卸压组件(12)特别适用于卫生卸压的应用。

Description

具有带有凹入区域的支承件的卸压装置

本发明的背景

发明领域

本发明总地涉及卸压装置，尤其涉及用于卫生应用中的过压卸压装置，包括破裂膜片、膜片支承件、以及柔软的密封垫。膜片支承件具有一个或多个卸压区域，其可以包括围绕主中心开口的例如孔或凹穴，当其安装在卸压装置内期间被移位时能够容纳至少一部分的垫圈材料。通过这样容纳，提高了膜片的密封特性并易于安装，同时避免垫圈材料被破裂膜片的可破裂部分侵占及改变其破裂特性。

现有技术说明

美国专利No.4,759,460公开了一种典型的破裂膜片系统，该破裂膜片系统具有反向弯曲(reverse buckling)破裂膜片和支撑环，后者构造成可防止在膜片反向并开启时膜片破裂。如图6所示，支撑环基本上是连续的环，仅具有一个在膜片开启时允许流体通道的中心开口。

美国专利No.6,318,576公开了一种卫生破裂膜片装置，该卫生破裂膜片装置具有相对于整个膜片直径比较大的中心可破裂部分。该装置还包括围绕膜片的外周缘设置的垫圈以在相邻的壳体部分之间安装膜片时提供密封。

美国专利No.6,945,420公开了一种卫生破裂膜片组件，该卫生破裂膜片组件包括反作用破裂膜片和环形本体。卫生破裂膜片在已被加工硬化的凸起部分上具有不连续的部分。当暴露在超压环境中时，凸起部分在加工硬化部分反向。

发明概要

根据本发明中的一个实施例，提供一种卸压装置，包括破裂膜片和破裂膜片支承件。该破裂膜片包括可破裂部分和外接法兰部分。该破裂膜片支承件包括环形内毂、与内毂径向间隔的外周缘部分、和一个或多个延伸于内毂和外周缘部分之间的接头部分。接头部分限制出一个或多个位于内毂和外周缘部分之间的卸压区域。

根据本发明，在另一个实施例中，提供一种用于破裂膜片的破裂膜片支承件，破裂膜片具有周缘法兰部分和可破裂中心部分。在安装到卸压装置支架之前，支承件和破裂膜片可插入到弹性或热塑性环形垫圈的相邻两层之间。该支承件包括环形内毂、与内毂径向间隔的外周缘部分、和一个或多个延伸于内毂和外周缘部分之间的接头部分。接头部分限制出一个或多个位于内毂和外周缘部分之间的卸压区域，当安装到卸压装置支架时，该卸压区域接纳垫圈的相应的各个部分。

根据本发明，在另一个实施例中，提供一种破裂膜片，包括中心可破裂部分和外接法兰部分。法兰部分具有一个或多个基本上均匀分布于其上的压纹部分。

附图简要说明

图1是根据本发明的一个实施例的卸压组件的透视图；

图2是图1所示的卸压组件在夹紧机构松开时的另一个透视图；

图3是图1所示的卸压组件的截面视图；

图4是图1所示的卸压组件在夹紧机构解除时的部分展开图；

图5是根据本发明的一个实施例的卸压装置的展开图；

图6是破裂膜片和支承件组件的透视图；

图7是图5所示的卸压装置的另一个展开图；

图8是根据本发明的破裂片和支承件组件的变化型实施例的透视图；

图8A是图8所示的组件的展开图；

图8B是图8所示的组件的另一个展开图；

图9是图8所示的组件的截面视图；

图10是根据本发明的卸压装置的另一个实施例的展开图；

图11是采用图10中的卸压装置的卸压组件的局部剖视图。

优选实施例的详细描述

本发明的一个实施例公开了如图1所示的卸压组件12。所述组件主要适用于相对小直径的破裂膜片，特别是中心可破裂部分直径为1.5英寸或更小的膜片。在一个具体实施例中，卸压组件12的尺寸为可以接纳1″、或DN40标准卫生套管，卫生套管的尺寸随即匹配那些公称尺寸的标准管道。由于套管OD的所有三个尺寸保持相同，当ID根据公称直径变化时，可破裂部分和环形法兰部分的相对尺寸变化。例如，此类型的一个公称尺寸为1英寸的膜片比1/2″公称尺寸的膜片具有小得多的可破裂部分和大得多的法兰部分径向宽度。

如图3和4所示，通常采用垫圈20，垫圈20位于套管14和16之间起密封作用。在某些实施例中，垫圈20是由柔软的弹性材料，如VITON(合成橡胶和含氟聚合物弹性体)、EPDM(三元乙丙橡胶)、和有机硅制成。此外，垫圈20可以由相对无弹性的热塑性材料，如氟聚合物，尤其是TEFLON(聚四氟乙烯)形成。然而，这些相对无弹性的垫圈包括一种两部分的结构，并且假设该材料不能像上面讨论的其它材料那样延伸超过膜片。垫圈20包括通过圆周侧壁26连接的层片22、24并具有中心孔27。如图5所述，狭槽28形成于侧壁26的一部分中，以允许将膜片30和支承件32插入层片22、24之间。垫圈20的每个层片22、24分别具有大致为圆形的O形环圈(bead)34、36和内侧法兰部分38、40。

在尝试安装采用弹性垫圈的卸压装置时会出现一些问题，如在图1-4中所述的卸压装置。若垫圈材料是弹性的，当有作用力施加于其上时往往容易变形和挤出，并且具有不同硬度和表面摩擦特性的弹性体被挤出的情况也不同。目前还没有简单、实用和可靠的手段来客观地测量和控制当翼形螺钉44拧紧时通过夹具18施加在垫圈20上的力和压缩。操作员往往只能凭感觉确定是否有足够的扭矩量作用于翼形螺钉上以正确的密封垫圈20。如果施加的扭矩不够，垫圈20就不会正确固定并且可能无法提供有效的密封。此外，膜片的不当夹紧会使过渡区或其附近(即，膜片法兰和圆顶之间的区域)减小对膜片的支撑，导致循环寿命减少和膜片破裂压力变化。如果翼形螺钉44过紧，垫圈的压缩会导致垫圈材料挤出到套管环面42内，在某种程度上侵占了膜片圆顶的区域。如果垫圈与圆顶表面接触，膜片的破裂压力会显著降低。

此外，在卫生应用的背景下，垫圈中心孔通常配置为精密公差，以便在安装时，通过控制的、可预知的挤出量，使其与套管环面非常精密地对齐并使会让材料沉积的缝隙或裂缝的形成最小化。由于这些公差的精密度和各种垫圈的材料特性的不同，翼形螺钉44的过度拧紧会导致过多的垫圈挤出，造成上述的破裂压力潜在的变化，而翼形螺钉44的拧紧不足会导致过小的挤出或不完全的垫圈密封，从而允许材料在套管之间沉积和潜在的不卫生情况。不管是哪种情况，都会对系统的正常功能产生不利影响。

当将卸压装置固定于夹具18内时，支承件32通过减小“操作者感觉”的影响解决一个或多个问题。在图5所示的实施例中，支承件32包括环形内毂46、与内毂46径向间隔的外周缘部分48、和一个或多个在内毂46和外周缘部分48之间延伸的接头部分50。接头部分50与外周缘部分内缘52和内毂外缘54一起限定出一个或多个在支承件32上的孔56。应注意的是，孔56位于基本卸压区域，基本卸压区域的功能如下所述。不同于整个穿过支承件的孔，当前结构的卸压区域正是在本发明的范围内。在一个实施例中，卸压区域可包括位于内毂46和外周缘部分48之间的凹槽。内毂46和外周缘部分48通常是由接头部分50一起支撑的同心连续环。

在本发明的一个实施例中，接头部分50大致呈三角形并包括狭窄的尖端部分58和相反的底部部分60。然而，接头部分的不同的形状都在本发明的范围内，包括呈矩形、弯曲形(蜿蜒曲折的)、直线但有角度的、弯曲的(凹形)、或甚至弯曲的(凸形)。每个接头部分50的尖端部分58与内毂46连接，并且每个接头部分50的底部部分60与外周缘部分48连接。在某些实施例中，一个或多个孔56由四个侧缘限定出，其中有两个是弧形并且其中有两个是直线。在进一步的实施例中，孔56大致均匀分布于支承件32上内毂46的外侧。

支承件32，尤其是内毂46可选择地包括向内延伸的舌62和齿64。在凸起部分68反转和开启时，舌62延伸入支承件中心环65并且构造成支撑破裂膜片30的铰接部分66(图7)以防止膜片破裂。如图6所示，舌62本身形成为从支承件32的大体平面上伸出，以当膜片30和支承件32配合在一起(例如，通过一个或多个点焊)时，进入凸起部分68的凹入区域。同样，齿64大致朝向凸起部分68的凹入区域向外伸出。然而，舌62和/或齿64与内毂48、外部分48和接头部分50基本上共面，或形成为远离膜片的凸起部分68延伸，这些均在本发明的范围内。可以预料的是，在其他实施例中，可能有多个齿和舌单元。在凸起部分68反向时，齿64与膜片配合并协助膜片开启。

在某些实施例中，膜片30包括具有凹-凸(即，凸起的或半球形的)中心可破裂部分68的反作用破裂片。然而，具有正作用凸起膜片和不凸起或平面破裂膜片也在本发明的范围内。破裂膜片30大致根据美国专利No.6,945,420(全文援引在此以供参考)的教导构造，包括具有变化的金属颗粒结构72的区域的凸起部分68。凸起部分68由大致平面的法兰部分74包围。可选择地具有标突部76以协助膜片安装。标突部76的尺寸与支承件32上相似的标突部78相对应。膜片30也可选择地具有开口80上的凹线。如所示，开口80的线形成于膜片80的凹入表面并且大致为C形结构。如前所述，膜片30包括位于开口的线的间隔分开的端部之间的铰接部分66。

如图5和7所示，破裂片30和支承件32配合并且然后放置于垫圈20内以形成卸压组件70。卸压组件70然后安装于套管14、16之间并通过夹具18固定。因此，套管14，16和夹具18合作限定出卸压组件70的支架。拧紧翼形螺钉44会压缩垫圈20，从而使部分垫圈材料移位。然而，垫圈材料的至少一部分转移至孔56(即，卸压区域)，而不是挤压进孔42以致侵占凸起部分68并改变膜片30的破裂特性。接头部分50的三角形状，特别是尖端部分58接近内毂46的部位，有助于引导垫圈材料进入孔56。

如图3、8a、8b、和9所示，通过套管14、16和夹具18的作用对卸压组件70的压缩还会导致破裂膜片的法兰部分74变形进入孔56。因此，法兰部分74变成与部分80一样的压纹方式，尺寸上大致与孔56相对应。特别是，压纹部分80通过一个或多个三角形部分82彼此分开，每个三角形部分82包括尖端部分84和相对的底部部分86，并且尖端部分设置于底部部分86的内侧。压纹部分80进一步包括凸起的表面88，接纳于孔56内。

根据本发明的可选实施例，压纹部分80可在安装之前预先形成于法兰部分74内。然而，压纹部分80仍在尺寸上大致与孔56对应，以在膜片30和支承件32配合时接纳于其中。膜片30的压纹部分80也会增加膜片的硬度，从而提高它的综合能力以抵抗由于搬运和处理而造成的损害。

现在参照图10和11，所示为支承件90的另一个实施例。和上述的实施例一样，支承件90也包括环形内毂92、与内毂92径向间隔的外周缘部分94、和一个或多个在内毂92和外周缘部分94之间延伸的接头部分96。然而，不同于支承件32，外周缘部分94包括一个或多个不连续的弧形部分98，在其之间有一个或多个间隙100与孔102连通。如已述的实施例，连接部分在每个弧形部分98和内毂92之间延伸，然而变化型的构造也是可能的。

膜片30a和垫圈20a在构造上与上述参照图5-7的对应部分相似。也要注意，利用与图8-9所示实施例相似的具有预制成的与间隙100和孔102对应的压纹部分的破裂膜片的实施例也被认为在本申请的范围之内。

如上所述，将卸压组件70安装于套管14，16之间涉及操作者的主观感受，即，知道何时翼形螺钉44被拧到足以在套管和垫圈之间实现好的密封的程度。因此，即使采用本文讨论的支承件32，操作员仍然有可能没有拧紧夹具18而实现套管和垫圈20的在内毂46之上的部分之间的精密密封。如果没有完全做到最内侧密封，处理流体可能经过内毂46泄漏并进入由垫圈材料转移进压纹部分80而产生的空隙。然而，如果被形成于套管和垫圈环圈34之间的密封阻止，该处理流体逃逸就会被忽视。如果发生该处理流体泄漏，由于膜片法兰区域上产生的应力，膜片30的破裂压力会改变。

本实施例描述了可解决后一个问题的卸压组件70a。如果没有做出适当的最内侧密封，当密封(“膜片”)法兰的外缘与这些间隙100一致时，可减小由于从内毂92的外侧泄漏的处理流体而形成的压力，产生泄漏路径。如图11中更清楚所示，当卸压组件70a安装于套管14a、16a之间并通过夹具18a固定时，缝隙100导致产生通道104。如果没有适当地拧紧夹具18，处理流体能够从通道104溢出，并提醒操作员相应地调整夹具18。

上述发明的实施具有如上所述提供的方式，并且其中任何都不能作为对本发明覆盖范围的限制。

Claims (22)

1.一种卸压装置，包括：

破裂膜片，其包括可破裂部分和外接法兰部分；以及

破裂膜片支承件，其包括环形内毂、与所述内毂径向间隔开的外周缘部分、以及一个或多个在所述内毂和所述外周缘部分之间延伸的接头部分，所述接头部分限定出位于所述内毂和所述外周缘部分之间的一个或多个卸压区域。

2.根据权利要求1所述的卸压装置，其中所述破裂膜片具有中心凸起部分。

3.根据权利要求2所述的卸压装置，其中所述破裂膜片是反作用破裂膜片。

4.根据权利要求1所述的卸压装置，其中所述支承件的内毂包括舌部分，该舌部分向内延伸进毂环面并构造成在所述破裂膜片开启时支撑所述破裂膜片的铰接部分。

5.根据权利要求1所述的卸压装置，其中所述一个或多个接头部分的形状基本上为三角形，所述一个或多个接头部分中的每一个具有狭窄的尖端部分和相对的底部部分，每个接头部分的尖端部分连接至所述内毂，并且每个接头部分的底部部分连接至所述外周缘部分。

6.根据权利要求1所述的卸压装置，其中所述一个或多个卸压区域基本上均匀地分布于所述支承件的位于所述内毂外侧的位置。

7.根据权利要求1所述的卸压装置，其中所述外周缘部分形成连续的环。

8.根据权利要求1所述的卸压装置，其中所述外周缘部分包括一个或多个不连续的弧形部分。

9.根据权利要求1所述的卸压装置，其中所述卸压装置进一步包括一个两层的环形垫圈，所述破裂膜片和所述支承件被接纳于所述垫圈层之间。

10.根据权利要求1所述的卸压装置，其中所述破裂膜片包括中心可破裂部分和外接法兰部分，所述法兰部分具有在所述一个或多个卸压区域上的一个或多个压纹部分。

11.根据权利要求10所述的卸压装置，其中所述一个或多个压纹部分具有接纳于所述一个或多个卸压区域内的凸起表面。

12.用于具有周缘法兰部分和可破裂部分的破裂膜片的破裂膜片支承件，在安装到卸压装置支架之前，所述支承件和所述破裂膜片可插入到弹性环形垫圈的邻近的两层之间，所述支承件包括：

环形内毂；

与所述内毂径向间隔的外周缘部分；和

在所述内毂和所述外周缘部分之间延伸的一个或多个接头部分，所述一个或多个接头部分限制出位于所述内毂和所述外周缘部分之间的一个或多个卸压区域，当安装到所述卸压装置支架时，所述一个或多个卸压区域用于接纳所述弹性环形垫圈的相应的各个部分。

13.根据权利要求12所述的卸压装置，其中所述内毂包括向内朝向毂环面延伸的舌部分。

14.根据权利要求12所述的卸压装置，其中所述一个或多个接头部分的形状基本上为三角形，所述一个或多个接头部分中的每一个具有狭窄的尖端部分和相对的底部部分，每个接头部分的尖端部分连接至所述内毂，并且每个接头部分的底部部分连接至所述外周缘部分。

15.根据权利要求12所述的卸压装置，其中所述一个或多个卸压区域基本上均匀地分布于所述支承件的位于所述内毂外侧的位置。

16.根据权利要求12所述的卸压装置，其中所述外周缘部分形成连续的环。

17.根据权利要求12所述的卸压装置，其中所述外周缘部分包括一个或多个不连续的弧形部分。

18.一种破裂膜片，包括中心可破裂部分和外接法兰部分，所述法兰部分具有一个或多个基本上均匀分布于其上的压纹部分。

19.根据权利要求18所述的破裂膜片，其中所述中心可破裂部分包括凹-凸的凸起部分。

20.根据权利要求19所述的破裂膜片，其中所述破裂膜片是反作用破裂膜片。

21.根据权利要求20所述的破裂膜片，其中所述圆顶部分包括形成于所述凸起部分的凹部分中的开口凹线。

22.根据权利要求18所述的破裂膜片，其中所述一个或多个压纹部分通过一个或多个三角形部分彼此分隔，每个所述三角形部分包括尖端部分和相对的底部部分，所述尖端部分位于所述底部部分的内侧。

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