CN104159836A - 包括翘起突片板的防爆通气口 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改进的、非碎片式的高效通气装置(10、78)以保护结构(12)免受潜在的、有危害性或破坏性的异常压力状况。该装置(10、78)被定位为覆盖该结构(12)中形成的通气开口(14)，并且通常包括爆裂构件(16)以及配有一系列突片(56)的突片组件(18)；当通气装置(10、78)经历异常压力状况时，突片(56)弯曲或翘起至爆裂构件清除位置，由此允许爆裂构件(16)快速打开，进而保护结构(12)。爆裂构件(16)可为圆顶或平坦结构，并且可以是正方形板或任何其他所需形状的形式。

Description

包括翘起突片板的防爆通气口

技术领域

本发明广泛地涉及用于保护结构(例如，袋滤室、箱和罐)的通气装置，该类型的通气装置使该结构免于遭受其中的异常压力状况(即，可导致该结构的灾难性故障的过高或过低的压力)下的潜在破坏作用。更具体地，本发明涉及这样一种通气装置，该通气装置具有正常状态下通过多个间隔开的、可弯曲的、非碎片式的突片保持就位的可破裂爆裂构件；如果发生异常压力状况，那么突片在其不破损的情况下弯曲或翘起至构件清除位置(member-clearing position)，从而允许爆裂构件快速打开，进而通气并保护该结构。优选将通气突片设计为简单、轻质并对扭矩和载荷敏感的组件，该组件有利地不与结构内的受保护区域相接触，并且在突片没有任何破裂或破碎的情况下提供提高的通气效率。

背景技术

过去曾使用各种保护装置来保护如建筑、制造设施、罐、腔室或其他结构中的限定范围或区域。这些装置旨在迅速终止或中断潜在的破坏性现象，诸如易于导致爆炸或火灾的高压状况。一般来说，在这种情况下会使用包括可破裂件(诸如破裂盘或爆裂板)的通气组件。该组件响应于受保护的结构内的压力状况，并且设计成在发生异常压力状况时打开并使该结构通气。在一些情况下，这些爆裂盘或板在其致动时破碎，而在其他情况下，保留该盘或板进行通气。

第5,606,829号美国专利描述了用于在飞机中使用的减压板的安装组件，该安装组件具有围绕减压板的边缘成对设置的爆裂突片。该突片设计成在发生过压或欠压状况时破坏，从而用于释放板。

第2011/0017315号美国专利公开描述了用于筒仓或粉尘收集器的减压板，该减压板沿该板的周界具有薄弱线，该薄弱线可以是形成突片的一系列裂缝。裂缝/突片的数量控制该板将打开的压差。

第4,385,710号美国专利针对用于储油罐等的紧急泄压装置，该紧急泄压装置具有固定至栏板的柔性板，其中，具有焊缝间隔，并且在焊缝之间具有柔性密封剂。焊缝的长度和强度确定了爆裂压力。

第5,036,632号美国专利针对用于罐、食品加工容器和袋滤室的减压板组件，该减压板组件具有破裂板，破裂板具有通过多个破裂突片连接至受约束部分的铰接爆裂部22，其中，在多个破裂突片之间具有裂缝。该板的的材料厚度以及裂缝的长度确定了爆裂压力。

其它参考文献包括第4,385,710号、第5,461,831号、第5,638,980号、第6,367,203号和第7,628,167号美国专利。

上述现有技术参考文献并没有就具有通常通过非碎片式的可弯曲突片保持就位的爆裂构件的通气装置给出教导或建议，其中，可弯曲突片在爆裂构件遇到异常压力状况时向构件清除位置移动。

发明内容

本发明提供了改进的、非碎片式通气组件，该通气组件用于保护遭受异常压力状况的各种结构。一般来说，本发明的通气装置包括爆裂构件和突片组件，其中，爆裂构件具有外边沿，突片组件包括邻近爆裂构件外边沿的多个间隔开的、不易碎的突片。设有安装结构以可操作地邻近受保护的区域或结构中的通气开口安装爆裂构件和突片组件。突片被配置和定向为当爆裂构件仅经历正常压力状况时覆盖处于未打开状态的爆裂构件的外边界。在正常压力下，突片至少部分地用于在爆裂构件的闭合位置保持爆裂构件。在发生异常压力状况时，诸如可损坏受保护结构的状况，突片在不破碎的情况下可操作地弯曲或翘起至构件清除位置，从而允许爆裂构件快速打开，以解除异常压力状况。

在优选形式中，爆裂构件可以是平坦或圆顶结构，并且可以是任何所需形状，诸如方形或圆形。爆裂构件有利地配置成具有打开线，其中，打开线的至少一部分贯穿爆裂构件，其中，突片邻接并覆盖该打开线，以便建立在爆裂构件的闭合状态下所需的正常爆裂构件维持。设有密封件以防止流体(例如，气体或液体)通过该打开线从受保护的结构流出。

用于该爆裂构件/突片组件的安装结构优选包括上打开框架和下打开框架以及螺纹紧固件，其中，爆裂构件和突片组件在上打开框架与下打开框架之间，螺纹紧固件用于将整个通气装置保持到位。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的、安装在受保护结构上的完整通气装置的立体图；

图2是图1所示的通气装置的组装立体图；

图3是移除了部分的、放大的局部视图，示出了邻近图1至图2的组件的爆裂构件的通气突片板，其中，通气突片板的通气突片将爆裂构件保持其未打开位置。

图4是爆裂构件的一角的放大的局部视图，示出了爆裂构件的铰接部分。

图5是图1至图2中所示通气装置的放大的竖直剖视图，其中，爆裂板处于未打开状态。

图6是示出通气装置的爆裂构件在打开过程中的放大的局部剖视图，其中通气突片被弯曲至构件清除位置；

图7是移除了部分的局部立体图，进一步示出了打开过程中的爆裂构件；

图8是根据本发明的另一实施方式的通气装置的放大的竖直剖视图，该通气装置包括修改的密封布置；以及

图9是图8中所示通气装置的组装立体图。

具体实施方式

以下参照附图，根据本发明的通气装置10在图1中示出，其中，通气装置10被适当地安装在受保护的结构12上。结构12具有通气开口14或预定的配置或尺寸，并且装置12与开口14成正常的覆盖关系。如下文所述，装置10被设计成在结构12中发生异常(例如，过高或过低)压力时快速打开，以便使该结构通气并且防止对该结构的损坏或破坏。装置10大致包括：爆裂构件16、突片组件18和安装结构20，其中，安装结构20用于相对于通气开口14可操作地安装爆裂构件16和突片组件18。通常，装置10的组件为金属的开放框架设计，彼此成堆叠的面对面关系，与通气开口14成围绕关系，并且通过合适的连接器固定至结构12。除了覆盖开口14的爆裂构件16，所有组件都为外围打开框架设计。

更详细地，在所示的实施方式中，爆裂构件16为具有中心圆顶爆裂部分24和连续的、基本上平坦的外围边沿26的大致方形金属爆裂板22。连续的过渡区域28在爆裂部分24与外围边沿26之间提供限界。参照图2，可以看到板边沿26包括相对的前部30和后部32，以及相对的侧部34和36。完全延伸通过边沿26的厚度的打开线38从前部30与侧部34之间的角开始延伸，贯穿侧部34、后部32和侧部36的长度，并且在前部30与侧部36之间的角终止。在替代实施方式中，与完全切透不同，开口线38可仅部分延伸通过边沿26的厚度。另外，打开线38也可以是不连续的，例如，包括一系列的间隔开的切口或裂缝。非切割铰接区域40沿前部30的长度在打开线的相对端部之间延伸。此外，在整个边沿26附近设有一系列安装孔。爆裂构件16有利地由金属形成，诸如不锈钢，并且根据所需的额定爆裂能力而具有适当的厚度和其他属性。

突片组件18具有抵接爆裂构件16的突片框架44的形式。为此，突片框架44具有被设计成覆盖爆裂构件16的部分32-36的、相对的前部46和后部48以及侧部50和52。框架部分46-52还设有与孔42对准的安装孔54。突片框架44的内边缘具有一系列整体的、间隔开的、向内延伸的、不易碎的突片56，突片56具有覆盖打开线38但是刚好不到过渡区域28的、稍微拱形的内表面56a(图3和图5)。然而，应理解的是，突片56可包括其他形状和配置，诸如方形或梯形，这些形状和配置可包括圆角，以防止在爆裂构件16打开时刺穿爆裂构件16。

安装结构20包括被固定至结构12的底部框架58，结构12围绕并覆盖通气开口14。框架58包括多个带螺纹的连接器孔口60。安装结构20还包括具有安装孔64并具有内边缘66的密封框架62。密封框架62直接位于底部框架58的顶上。连续衬垫密封件68位于密封框架62沿其内边缘66的界限内。如图5中所示最佳，密封件68部分地由底部框架58支承，从底部框架58向内延伸，并且覆盖打开线38。具有安装孔72的顶部框架70被定位在突片框架44之上，具有沿突片56的基础部且直接与打开线38相邻的内周界74(参照图5)。底部框架58还比内边缘66和内周界74更向内延伸，以便为爆裂板22(尤其是打开线38)提供支承，从而在受保护的结构12经历真空状况或在受保护的结构内压力的正常循环时为爆裂板的向内移位提供阻力。安装结构20还具有多个螺钉76，螺钉76通过安装孔72、54、42和64延伸，并且在孔口60内进行接收。

当不存在异常压力状况时，在结构12的正常使用过程中，通气组件10是静止的，并且爆裂板22保持完整，并阻塞在受保护的结构12中形成的通气开口14。在这种状况下，从受保护的结构12通过打开线38的流体(例如气体)的流动通过存在的衬垫密封件来阻止。另外，突片56的存在用于在爆裂板22的闭合位置至少部分地保持爆裂板22的圆顶部分24。优选地，突片56构成在爆裂板22的闭合位置保持爆裂板22的唯一装置。

然而，在发生异常压力状况时，爆裂板22的圆顶部分24就打开以使结构12通气。该打开沿打开线38的长度进行，其中铰接区域40用于阻止圆顶部分24从通气装置10完全分离。另外，不同于与突片框架44的其余部分基本共面，随着圆顶部分24打开，向内延伸的突片56绕顶部框架70的内周界74向外弯曲或翘起(参照图6和图7)至垂直方向。这就在突片56和圆顶部分24的打开线边缘创建了间隙，从而允许圆顶部分24快速打开。应注意的是，该打开动作是沿打开线38的长度在没有突片56的任何破损或破碎的情况下进行的。另外，沿铰接区域40的长度的突片56必要时还向上弯曲以适应圆顶部分24的运动。应理解的是，沿铰接区域40的突片56对于通气装置10的操作不是必不可少的。然而，优选具有突片56，以有助于突片框架44的制造，且便于吸收一些由于圆顶部分24的打开而产生的能量，从而防止铰接区域的故障和板22的破碎。

图8至图9示出了另一通气装置78。通气装置78和通气装置10是非常相似的，并且通气装置78与通气装置10的那些相同的组件的编号相同。通气装置78在许多方面与通气装置10不同。首先，通气装置78具有定位在基础框架58之上的支承板80，支承板80具有安装孔；通气装置78具有覆盖支承板80的间隔件框架84，间隔件框架84具有安装孔86。间隔件框架84配有修改的衬垫密封件88，衬垫密封件88具有连续的、中空的、位于最里面的珠状件90(例如，“P”密封件)。可以看出的是，垫片88终止于支承板80和基础框架58的边缘处，并不延伸至开口通气开口14中。螺钉76延伸通过对准的安装开口72、54、42、86和82，并且被接纳在基础框架58的孔口60内。在通气装置78的装配过程中，间隔件框架84阻止衬垫密封件88的过度压缩。与图1至图7中的设计相比较，图8至图9中的设计提供了更可靠的密封件。通气装置78的操作与通气装置10的操作完全相同，因此不需要进一步说明。

本发明的通气装置提供了若干所期望的特征。该设计提供了单元件式防爆通气口，其中，完全消除了破裂突片。因此，本文中用于通气装置的额定爆裂状况并不取决于爆裂板的材料厚度，而是取决于突片56的变形或弯曲特性。另外，突片56不与通气开口14相接触，以使得在受保护的结构12内的温度和/或腐蚀性状况并不会显著改变该通气组件的操作。该通气突片设计本身就简单，并且对扭矩和负载二者都敏感。虽然本文中的通气装置通常更多地针对异常高压进行保护的环境中使用，但是该通气装置同样在低压或真空状况环境中使用。

Claims (26)

1.通气装置，包括：

爆裂构件，具有外边沿；

突片组件，包括邻近所述爆裂构件的外边沿的、多个间隔开的、不易碎的突片；以及

安装结构，在受保护区域的邻近处可操作地支承所述爆裂构件和所述突片组件，

所述突片被配置和定向为当所述爆裂构件经历正常压力状况时覆盖处于未打开状态的所述爆裂构件，

在所述爆裂构件经历具有预定量级的异常压力状况时，所述突片在不破碎的情况下弯曲至构件清除位置，从而允许所述爆裂构件打开并且解除异常压力状况。

2.根据权利要求1所述的通气装置，所述突片组件包括具有多个向内突出的突片的连续外围板。

3.根据权利要求1所述的通气装置，所述突片与所述爆裂构件的外边沿相接触。

4.根据权利要求1所述的通气装置，所述安装结构包括：

底部框架，被配置成用于固定至受保护结构，并且包括围绕所述受保护结构的通气开口的内边缘以及远离所述受保护结构的外侧面，

所述爆裂构件和所述突片组件被定位为邻近所述底部框架的外侧面；

顶部框架，被定位为邻近所述爆裂构件和所述突片组件，以使得将所述爆裂构件和所述突片组件定位在所述顶部框架与所述底部框架之间；以及

连接结构，将所述顶部框架、所述爆裂构件以及所述突片组件固定至所述底部框架。

5.根据权利要求4所述的通气装置，所述安装结构还包括位于所述底部框架与所述爆裂构件之间的隔板，所述隔板具有内边缘和连续的衬垫密封件，所述衬垫密封件邻近所述隔板的内边缘，所述突片和所述爆裂构件的边缘抵接所述密封件。

6.根据权利要求1所述的通气装置，所述爆裂构件具有中心圆顶部分。

7.根据权利要求1所述的通气装置，所述爆裂构件具有打开线，所述打开线邻近所述爆裂构件的边缘沿所述爆裂构件的至少一部分延伸，以在所述爆裂构件中限定爆裂部分，当所述爆裂构件经历所述异常压力状况时，所述爆裂构件沿所述打开线打开。

8.根据权利要求7所述的通气装置，所述爆裂构件的打开线仅部分地在所述爆裂部分周围延伸，所述爆裂构件具有未切割的铰接部分，所述铰接部分在所述爆裂构件打开时保持与所述爆裂部分的连接。

9.根据权利要求8所述的通气装置，所述突片被定位为覆盖所述打开线。

10.根据权利要求1所述的通气装置，所述突片中每个都具有拱形的内边沿。

11.根据权利要求1所述的通气装置，所述突片由金属形成。

12.根据权利要求1所述的通气装置，所述爆裂构件为具有大致方形构造的爆裂板。

13.一种保护遭受异常压力状况的结构的方法，所述结构具有通气开口，所述方法包括以下步骤：

将通气装置放置为正常阻挡所述通气开口，所述通气装置包括爆裂构件以及多个间隔开的突片，所述爆裂构件覆盖所述通气开口并具有外边沿，所述多个间隔开的突片邻近并覆盖所述外边沿，并且处于阻止所述爆裂构件移动远离所述通气开口的位置；

当所述结构经历正常压力状况时维持所述爆裂构件与所述通气开口的覆盖关系；以及

在所述结构经历所述异常压力状况时，使所述突片在不破碎的情况下弯曲至爆裂构件清除位置以允许所述爆裂构件打开。

14.根据权利要求13所述的方法，包括防止所述爆裂构件从所述结构完全脱离的步骤。

15.一种组合，包括：

结构，经受异常压力状况，所述结构具有通气开口；

通气装置，正常阻挡所述通气开口，所述通气装置包括：

爆裂构件，具有外边沿，并且覆盖所述通气开口；

突片组件，包括邻近所述爆裂构件外边沿的、多个间隔开的、不易碎的突片；以及

安装结构，在所述通气开口的邻近处在所述结构上可操作地支承所述爆裂构件和所述突片组件，

所述突片被配置和定向为当所述爆裂构件经历正常压力状况时覆盖处于未打开状态的所述爆裂构件，

在所述爆裂构件经历具有预定量级的异常压力状况时，所述突片在不破碎的情况下弯曲至构件清除位置，从而允许所述爆裂构件打开。

16.根据权利要求15所述的组合，所述突片组件包括具有多个向内突出的突片的连续外围板。

17.根据权利要求15所述的组合，所述突片与所述爆裂构件的外边沿相接触。

18.根据权利要求15所述的组合，所述安装结构包括：

底部框架，固定至所述结构并包括围绕所述通气开口的内边缘以及远离所述结构的外侧面，

所述爆裂构件和所述突片组件被定位为邻近所述底部框架外侧面；

顶部框架，被定位为邻近所述爆裂构件和所述突片组件，以使得将所述爆裂构件和所述突片组件定位在所述顶部框架与所述底部框架之间；以及

连接结构，将所述顶部框架、所述爆裂构件以及所述突片组件固定至所述底部框架。

19.根据权利要求18所述的组合，所述安装结构还包括位于所述底部框架与所述爆裂构件之间的隔板，所述隔板具有内边缘和连续的衬垫密封件，所述衬垫密封件邻近所述隔板的内边缘，所述突片和所述爆裂构件的边缘抵接所述密封件。

20.根据权利要求19所述的组合，所述爆裂构件具有中心圆顶部分。

21.根据权利要求15所述的组合，所述爆裂构件具有打开线，所述打开线邻近所述爆裂构件的边缘沿所述爆裂构件的至少一部分延伸，以在所述爆裂构件中限定爆裂部分，当所述爆裂构件经历所述预定量级之上的压力时，所述爆裂构件沿所述打开线打开。

22.根据权利要求21所述的组合，所述爆裂构件的打开线仅部分地在所述爆裂部分周围延伸，所述爆裂构件具有未切割的铰接部分，所述铰接部分在所述爆裂构件打开时保持与所述爆裂部分的连接。

23.根据权利要求22所述的组合，所述突片被定位为覆盖所述打开线。

24.根据权利要求15所述的组合，所述突片中每个都具有拱形的内边沿。

25.根据权利要求15所述的组合，所述突片由金属形成。

26.根据权利要求15所述的组合，所述爆裂构件为具有大致方形构造的爆裂板。