CN112400078A - 具有应力集中特征的爆破片 - Google Patents

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Abstract

提供了一种隆起的、向前作用的爆破片(10)和结合有爆破片(10)的压力释放装置(38)，该爆破片具有开口线(28)，该开口线在隆起部段(12)和凸缘部段(14)之间形成在盘片的过渡区域(26)中。开口线(28)是应力集中特征，该开口线与位于相关联的出口环(42)上的应力增强边缘(68)相结合，当暴露于作用在隆起部段(12)的凹面(20)上的预定压力时有助于盘片(10)的打开。

Description

具有应力集中特征的爆破片
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年7月5日提交的美国临时专利申请第62/694,235的权益，该申请的全部内容以参见的方式纳入本文。
技术领域
本发明总体上针对一种隆起的、向前作用的爆破片(或破裂盘)以及一种结合有爆破片的压力释放装置，该爆破片具有在隆起部段和凸缘部段之间的盘的过渡区域中形成的开口线。开口线用作应力集中特征，当暴露于作用在隆起部段的凹面上的预定压力时，该开口线有助于盘的打开。
背景技术
爆破片和压力释放装置组件通常用于许多应用中。除了使用爆破片来保护设备免受不利的过压或欠压情况的安全应用之外，爆破片还能够用于控制诸如井之类的环境中的流体流动。在一些井下应用中，在爆破片起到其隔离管柱的一部分或控制流体流动的目的之后，打开该盘片以允许钻井孔内的流体自由流动。在这些应用中的某些应用中，需要在爆破片中产生大的开口，该大的开口至少与工具管柱(tool string)的最窄的邻接部分一样大，以便不限制流体或其它工具通过孔。
开口线通常形成在爆破片中，以限定在暴露于预定流体压力时盘片材料将在其中撕裂的区域。传统上，在隆起的爆破片中，这些开口线形成在隆起部段本身内。在较小程度上，开口线也可以形成在盘片的平坦的环形凸缘中。迄今为止，已经避免了在盘片的过渡区域内形成开口线，即，避免了在隆起部段与凸缘交界的区域内形成开口线。过渡区域通常是爆破片的结构完整性降低的区域，因为盘片的隆起会引入应力。因此，通过刻划盘片或通过去除盘片材料，通过产生开口线来进一步削弱该区域，将影响盘片的爆裂特性。通常较佳地在隆起部段中形成开口线，因为这能够以使对盘片的爆破压力特性的影响最小化的方式进行。然而，为此需要权衡的是，穿过盘片的开口的直径通常将比盘片安装在其中的工具或管道的孔的直径小。
使用爆破片的一种特殊的井下应用是将套管送入钻井孔中。在某些水平或高度偏离的钻井孔中，可以采用非常规技术来减少套管柱与地层之间的阻力，以防止超过套管钩的承载能力。在实践这些技术时，通常在包括爆破片的套管柱内安装工具，以防止流体流过套管直到期望为止，比如在固井作业期间。
由于在实施该技术期间流体和/或其它工具可能会进入套管，因此重要的是，在桥塞射孔作业期间，所使用的工具不得妨碍套管内的流体流动或损害压裂塞的展开。因此，在本领域中需要一种压力释放装置，该压力释放装置包括能够打开而不会留下爆破片或爆破片瓣的残余物的爆破片，该残余物会阻碍或限制流体流动和/或跟随套管放置的井下工具。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供了一种隆起的、向前作用的爆破片。爆破片包括：包括一面凹一面凸的圆顶的中央隆起部段；环绕中央隆起部段的平坦的环形凸缘部段；过渡区域，该过渡区域在中央隆起部段和凸缘部段之间并且将它们互连；以及覆盖过渡区域的开口线。开口线包括其中构成爆破片的材料已被移除从而使爆破片弱化的区域，使得当作用在圆顶的凹面上的流体压力达到预定阈值时，爆破片沿着开口线撕裂，从而提供穿过该盘片的开口，该开口具有的直径至少与凸缘部段的内径一样大。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种压力释放装置，该压力释放装置包括固定在入口环和出口环之间的隆起的、向前作用的爆破片。爆破片包括：包括一面凹一面凸的圆顶的中央隆起部段；环绕中央隆起部段的平坦的环形凸缘部段；过渡区域，该过渡区域在中央隆起部段和凸缘部段之间并且将它们互连；以及覆盖过渡区域的开口线。入口环构造成邻接爆破片的包括圆顶的凹面的侧部。出口环构造成邻接爆破片的包括圆顶的凸面的侧部并且具有内径D。当爆破片暴露于作用抵靠圆顶的凹面的预定压力的流体时，爆破片沿着开口线撕裂，从而提供穿过该盘片的开口，该开口具有的直径至少与D一样大。
根据本发明的又一个实施例，提供了一种制造由盘片材料形成的爆破片的方法。该方法包括从隆起的、向前作用的爆破片的过渡区域中去除盘片材料，以形成覆盖过渡区域的开口线。过渡区域在中央隆起部段和环绕该中央隆起部段的平坦的环形凸缘部段的中间并且将它们互连。
附图说明
图1是根据本发明的爆破片的凸面的立体图；
图2是图1的爆破片的侧视图；
图3是图1的爆破片的凹面的立体图；
图4是根据本发明的压力释放装置的放大图，该压力释放装置包括入口环、出口环和位于两者之间的爆破片；
图5是图4的压力释放装置的平面图，示出了出口环和下面的爆破片；
图6是沿图5的6-6线截取的压力释放装置的剖视图；
图7是图4的压力释放装置的放大剖视图，从凸面的视角示出了爆破片的过渡区域；
图8是图4的压力释放装置的剖视立体图，示出了爆破片的凹面和在其中形成的开口线；
图9是图4的压力释放装置的放大剖视图，从凹面的视角示出了爆破片的过渡区域；以及
图10是沿图5的10-10线截取的压力释放装置的剖视图。
尽管附图不一定为所示的部件或结构提供确切的尺寸或公差，但是对于附图中所示的结构的部件之间的关系，附图是按比例绘制的。
具体实施方式
现在转到图1-3，示出了根据本发明的实施例制作的爆破片10。在较佳实施例中，爆破片10是金属的，并且可以由多种金属和合金、特别是耐腐蚀的合金形成。爆破片10通常包括由平坦的环形凸缘部段14环绕的隆起的中央部段12。隆起部段12通常包括具有凸面18和凹面20的一面凹一面凸的圆顶16(参见图3)。在某些实施例中，并且如能从图1看出的，只要圆顶16不对称(因此凸缘部段14也不对称)，圆顶16也可以是非同心的。盘片10形成有具有直线边缘24的铰链部段22，凸缘部段14和隆起部段12在直线边缘24相交。下面进一步详细描述铰链部段22。
如图7最佳所示，盘片10还包括过渡区域26，该过渡区域26在中央隆起部段12和凸缘部段14之间并且将其相互连接。过渡区域26还限定了环形凸缘部段14的内径。如能从图3看出的，盘片10还包括在过渡区域26中形成的开口线28。开口线28通常覆盖过渡区域26。如本文所用，术语“过渡区域”是指爆破片的位于中央隆起部段12和环形凸缘部段14之间并相互连接的部分。顾名思义，过渡区域26是其中平坦的环形凸缘部段14过渡为圆顶形的中央隆起部段的盘片的区域。在某些实施例中，中央隆起部段12的凹表面的轮廓具有几乎恒定的二阶导数。盘片10的凸缘部段14是平坦的，轮廓的一阶和二阶导数均等于零。因此，在特定实施例中，过渡区域26是具有如下轮廓的区域，在该轮廓中，一阶和二阶导数从在环形凸缘部段14的内径处的零径向偏离到中心隆起部段的一面凹一面凸的圆顶16。
在某些实施例中，爆破片10的制造涉及首先提供平坦的盘片坯料，其基本上是薄的圆形金属片。然后将盘片坯料夹紧在成形工具内，盘片的夹紧区域将成为环形凸缘部段14。接着，将诸如空气的高压流体引入在盘片坯料的一侧上的成形工具中。高压流体使盘片的中央未固定部分变形为隆起部段12。从紧靠固定凸缘部段14的夹具边缘内侧开始并本身表现为剪切作用的这种变形，将应力引入到盘片材料中，导致形成过渡区域26。从冶金学的角度来看，剪切应力本身表现为一区域，在该区域中，构成爆破片的金属的晶粒结构至少相对于凸缘部段14和/或隆起部段12已经发生了变化。应当注意，由于隆起操作，隆起部段12也可以具有相对于凸缘部段改变的晶粒结构。然而，在盘片的隆起期间引入到隆起部段12的应力通常小于引入到过渡区域26中的应力。此外，过渡区域26中的应力大于在隆起操作期间引入到盘片10的任何其它部分中的应力。在某些实施例中，金属晶粒相对于凸缘部段14和/或隆起部段12的晶粒可显示为是扁平的或细长的。过渡区域26的精确侧向边缘可能难以识别；然而，过渡区域26的上边缘和下边缘通常由折痕34、36的存在来指示，折痕34、36之一在爆破片10的与凸面18相同的侧部上，而另一折痕在爆破片10的与凸面20相同的侧部上。(参见图7和9)
在某些实施例中，开口线28的整个长度(即从开口线28的一端到相对端)覆盖过渡区域26。在特定实施例中，开口线28为C形，与诸如交叉刻痕图案或相交线的图案之类的其它图案相反。因此，当盘片10沿开口线28打开时，形成了包括中心隆起部段12的单个盘片瓣。这与打开构造的交叉刻痕线相反，该交叉刻痕线导致在盘片打开时形成多个瓣片。在某些实施例中，开口线28包括一区域，在该区域中已经去除了构成爆破片10的材料，从而削弱了爆破片，从而使得当暴露于作用在盘片的圆顶16上的预定流体压力时，允许盘片沿着开口线撕裂。如前所述，盘片10沿开口线28的撕裂导致形成单个瓣片。
在爆破片打开时形成的瓣片借助铰链部段22保持附接到凸缘部段14。如图3所示，打开线包括两个端部30、32。这些端部通常限定了铰链部段22的侧边缘，标出了其中没有将构成爆破片的材料从过渡区域移除的区域。在较佳实施例中，在打开盘片10时的撕裂在端部30、32处终止。在打开盘片10期间，由中央隆起部段12形成的瓣片围绕铰链部段22枢转，从而在盘片中提供流体可以通过的开口。在某些实施例中，由于开口线28形成在过渡区域26中而不是更内侧，因此开口线28的整体将位于隆起部段12中，所创建的开口具有的直径至少与凸缘部段的内径一样大。
在某些实施例中，开口线的宽度横跨过渡区域侧向延伸并延伸到凸缘部段14和/或隆起部段12的至少一部分上。因此，开口线28的边界不仅仅界定到过渡区域。然而，在某些实施例中，开口线28必须沿着开口线的整个长度覆盖过渡区域26。在另外的实施例中，开口线28包括切割特征，该切割特征可以包括许多不同的几何形状。例如，切割特征可包括倒圆边缘或倒角边缘，该倒圆边缘或倒角边缘覆盖爆破片的过渡区域。
开口线28可以通过本领域技术人员已知的多种方法形成。较佳地，使用机械铣削来从盘片10上去除金属。一种示例性的铣削方法在美国专利号8,333,212中进行了详细描述，该专利的全部内容以参见的方式纳入本文。在某些实施例中，铣床构造成以90°角接合过渡区域以产生倒圆边缘切割特征。此外，除了过渡区域之外，铣床还可以从凸缘部段14和/或隆起部段12去除盘片材料，使得开口线28横跨过渡区域侧向延伸。但是，如上所述，形成的开口线28必须至少覆盖过渡区域26。在一些实施例中，从过渡区域26去除盘片材料包括在过渡区域26中形成倒角边缘。
替代地，开口线28可以通过激光铣削操作形成，比如在美国专利号9,303,778中描述的那样，该专利的全部内容以参见的方式纳入本文。激光铣削可用于产生本文所述的各种应力集中特征中的任何一种。在特定实施例中，无论采用哪种方法，铣削操作都不会改变过渡区域26的下面的金属晶粒结构。相反，涉及使用模具来置换而不是去除爆破片内的金属的传统的刻痕操作是不利的，并且在一些实施例中是避免的，因为这些刻痕操作将进一步的应力引入到盘片材料中，这可能会不可预测地改变盘片的爆裂特性。在本发明的某些实施例中，开口线28不会比如通过晶粒结构的改变而对盘片材料施加应力，而是通常用作将由工作流体施加在盘片材料上的应力集中或引导至开口线28和过渡区域26。通过集中来自工作流体的应力，而不是将额外的应力引入金属本身，可以使盘片的爆裂特性更可预测。
根据本发明的某些实施例，爆破片10是向前作用盘片。这意味着，当作用在隆起部段12的凹面20上的流体达到预定阈值时，爆破片被构造成打开。换言之，与作用于反向作用的盘片的情况一样，盘片10不是构造成由于作用在凸面18上的过大的压力使隆起部段12的凹部反向而被打开。开口线28是盘片10的主要特征，并且在某些实施例中是唯一的特征，其控制盘片10的破裂压力。特别地，通过在开口线28的形成期间在过渡区域26中去除盘片材料而产生的应力确定了盘片必须暴露于的压力以使盘片打开。这与诸如在美国专利第9,303,778号中描述的那些反作用盘片相反，在这些反作用盘片中，开口线控制爆破压力是不期望的。
图1-3中所示的爆破片10可以用于许多应用中，但是在用于井下作业的压力释放装置中具有特殊的用途。在图4-10中示出了一个这样的压力释放装置38的示例。压力释放装置38通常包括定位在入口环40和出口环42之间的隆起的、向前作用的爆破片10。所示的压力释放装置38特别适于连接至井下套管柱，尽管可以设想其它构造和应用，并且在本发明的范围内。入口环40构造成邻接爆破片的包括凹面20的侧部，并且包括外包围壁44、内壁46和盘片接触边缘48。外壁44可包括通道或凹槽49，通道或凹槽49构造成接纳诸如O形环之类的径向密封件，以便与套管柱的其它部分配合，在该套管柱中安装有压力释放装置38。另外，外壁44和内壁46可分别各自包括斜面部段45和47。
出口环40构造成邻接爆破片10的包括凸面18的侧部，并且包括外包围壁50、内壁52和盘片接触边缘54。然而，出口环42还包括在内壁52和边缘54中形成的铰链支承件。随着盘片的瓣片在盘片打开时朝向出口环52枢转，支承件56吸收来自盘片铰链部段22的能量，这使铰链减速，从而防止其碎片化。例如，如能从图4、6和9中看出的，铰链支承件56至少部分地形成在壁段58内，该壁段58形成内壁52的一部分。壁段58包括与内壁52的其余部分的曲面相对的平坦表面。因此，出口环42的内径(D)是可变的，具有从铰链壁段58上的点到内壁52的曲面上与该点相对的点测得的最小ID，并且具有在内壁52的曲面上的任意两个相对点之间测得的最大ID。同样在本发明的范围内的是，省去支承件56和/或壁段58，以使出口环42的构造基本上是均匀的。外壁50还包括斜面部段60，该斜面部段与斜面部段45和爆破片10的包围边缘62协配以形成通道64，可以将诸如O形环之类的密封件接纳在该通道64中。孔66也可以形成在出口环42内，特别是在铰链支承件56内，其构造成接纳销或其它紧固件。在较佳实施例中，爆破片10、尤其是凸缘部段14被焊接到入口环40和出口环42中的至少一个，并且较佳地被焊接到入口环40和出口环42两者。替代地，入口环40和出口环42可以经由延伸通过的多个螺栓与在它们之间的爆破片10固定在一起。更进一步地，入口环40和出口环42可构造成具有相应的阳螺纹和阴螺纹，以允许将环与固定在其间的爆破片10旋拧在一起。
当爆破片10暴露于作用抵靠圆顶16的凹面20的预定压力的流体时，爆破片10沿着开口线28撕裂，从而提供穿过该盘片的开口，该开口具有的直径至少与内径D一样大。在某些实施例中，开口线28具有的直径大于D，以确保盘片的开口产生直径至少与D一样大的穿过盘片的开口。
在操作中，作为向前作用的盘片，爆破片10构造成在前向方向上保持预定压力(即，作用在凹面20上)，并在相反方向上保持该压力的一些部分(即，作用在凸面18上)。重要的是，爆破片10、特别是开口线28构造成在预定的压力和温度下开裂。盘片10的打开较佳地沿出口环42的内径发生，以在套管柱内形成通畅和无阻碍的通孔。盘片10也应该是非碎片化的，因为打开时产生的瓣片被铰链部段22保持住。位于开口线28和出口环42的应力增强边缘68之间的盘片材料的厚度控制爆破片10的爆裂压力。该压力增强边缘68也可以是倒角的边缘。
在某些实施例中，压力释放装置38安装在套管柱(未示出)中以产生柱的隔离部分。当不再需要隔离区域时，盘片10的入口侧上的流体压力增加。随着该入口压力的增加，盘片10上的应力在开口线28的位置处被放大(即，应力集中特征)，并且通过出口环42的应力强度特征68而进一步增加。当应力超过材料强度时，则在连接这两个特征的直线上会发生剪切失效。开口沿着通过该整条开口线28的该线条连续，并在开口线28的与铰链支承件56对齐的端点30、32处停止。盘片10抵靠铰链支承件56打开，在开口线28处产生开口，该开口至少与出口环42的内径D相同。在某些实施例中，如果盘片未能完全打开，可以使用机构(未示出)推动盘片完全打开。

Claims (21)

1.一种隆起的、向前作用的爆破片，包括：
包括一面凹一面凸的圆顶的中央隆起部段；
环绕所述中央隆起部段的平坦的环形凸缘部段；
过渡区域，所述过渡区域在所述中央隆起部段和所述凸缘部段的中间并且将所述中央隆起部段和所述凸缘部段互连；以及
覆盖所述过渡区域的开口线，所述开口线包括其中构成所述爆破片的材料已被移除从而使所述爆破片弱化的区域，使得当作用在所述圆顶的凹面上的流体压力达到预定阈值时，所述爆破片沿着所述开口线撕裂，从而提供穿过该盘片的开口，所述开口具有的直径至少与所述凸缘部段的内径一样大。
2.如权利要求1所述的爆破片，其特征在于，所述开口线是C形的。
3.如权利要求2所述的爆破片，其特征在于，所述爆破片还包括铰链部段，在所述爆破片沿所述开口线撕裂时，所述中央隆起部段绕所述铰链部段枢转，所述铰链部段由所述开口线的成对端部区域限定，其中从所述过渡区域去除没有构成所述爆破片的材料。
4.如权利要求1所述的爆破片，其特征在于，所述圆顶是非同心的。
5.如权利要求1所述的爆破片，其特征在于，所述开口线横跨所述过渡区域侧向延伸并且延伸到所述凸缘部段和/或隆起的中央部段的至少一部分上。
6.一种压力释放装置，包括：
固定在入口环和出口环之间的隆起的、向前作用的爆破片，
所述爆破片包括-
包括一面凹一面凸的圆顶的中央隆起部段；
环绕所述中央隆起部段的平坦的环形凸缘部段；
过渡区域，所述过渡区域在所述中央隆起部段和所述凸缘部段的中间并且将所述中央隆起部段和所述凸缘部段互连；以及
覆盖所述过渡区域的开口线，
所述入口环构造成邻接所述爆破片的包括所述圆顶的凹面的侧部，
所述出口环构造成邻接所述爆破片的包括所述圆顶的凸面的侧部并且具有内径D，
当所述爆破片暴露于作用抵靠所述圆顶的所述凹面的预定压力的流体时，所述爆破片沿着所述开口线撕裂，从而提供穿过该盘片的开口，所述开口具有的直径至少与D一样大。
7.如权利要求6所述的压力释放装置，其特征在于，所述开口线是C形的。
8.如权利要求6所述的压力释放装置，其特征在于，所述圆顶是非同心的。
9.如权利要求6所述的压力释放装置，其特征在于，所述开口线横跨所述过渡区域侧向延伸并且延伸到所述凸缘部段和/或隆起的中央部段的至少一部分上。
10.如权利要求6所述的压力释放装置，其特征在于，所述开口线包括应力强度特征，所述应力强度特征覆盖在所述爆破片的所述过渡区域并且构造成将所述爆破片内的应力集中到所述开口线上。
11.如权利要求10所述的压力释放装置，其特征在于，所述应力强度特征包括倒角或倒圆边缘。
12.如权利要求6所述的压力释放装置，其特征在于，所述爆破片还包括铰链部段，在所述爆破片沿所述开口线撕裂时，所述中央隆起部段绕所述铰链部段枢转，所述铰链部段由所述开口线的成对端部区域限定，其中从所述过渡区域去除没有构成所述爆破片的材料。
13.如权利要求12所述的压力释放装置，其特征在于，所述出口环包括铰链支承件，所述铰链支承件构造成在所述爆破片打开时接合并支承所述铰链区域，以防止所述隆起部段的碎片化。
14.如权利要求6所述的压力释放装置，其特征在于，所述开口线具有的直径大于D。
15.如权利要求6所述的压力释放装置，其特征在于，所述爆破片焊接到所述入口环和所述出口环中的至少一个。
16.如权利要求6所述的压力释放装置，其特征在于，所述爆破片被螺栓连接在所述入口环和所述出口环之间。
17.如权利要求6所述的压力释放装置，其特征在于，所述入口环和所述出口环构造成具有相应的阳螺纹和阴螺纹，并且其中，所述入口环和所述出口环与固定在其间的所述爆破片旋拧在一起。
18.一种制造由盘片材料形成的爆破片的方法，所述方法包括从隆起的、向前作用的爆破片的过渡区域中去除盘片材料，以形成覆盖所述过渡区域的开口线，所述过渡区域在中央隆起部段和环绕所述中央隆起部段的平坦的环形凸缘部段的中间并且将所述中央隆起部段和所述凸缘部段互连。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，从所述过渡区域去除盘片材料的步骤包括用机械铣床或用激光对所述盘片材料进行铣削。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述开口线形成在所述爆破片的与所述中央隆起部段的凹面相同的侧部。
21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，从所述过渡区域去除盘片材料的步骤还包括：从所述凸缘部段和/或隆起的中央部段的至少一部分去除盘片材料，使得所述开口线横跨所述过渡区域侧向延伸，并且延伸到所述凸缘部段和/或所述隆起的中央部段的至少一部分上。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112400078B (zh) 2018-07-05 2023-08-29 法克有限公司 具有应力集中特征的爆破片
CA3139236C (en) * 2019-09-05 2023-09-19 Halliburton Energy Services, Inc. A downhole barrier device having a barrier housing and an integrally formed rupture section
US10811180B1 (en) * 2019-09-20 2020-10-20 Sentry Global Solutions, Inc. Reverse rupture disk assembly for electrical transformer rapid depressurization and explosion prevention system
US11454088B1 (en) * 2021-05-12 2022-09-27 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Rupture disk, method and system
US11965395B1 (en) 2022-12-05 2024-04-23 Workover Solutions, Inc. Rupture disc and system

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4759460A (en) * 1983-09-20 1988-07-26 Continental Disc Corporation Rupture disc system
EP0556512A1 (en) * 1992-01-21 1993-08-25 BS & B SAFETY SYSTEMS, INC. Rupturable pressure relieving apparatus and methods of manufacturing the same
US5934308A (en) * 1995-10-24 1999-08-10 Bs&B Safety Systems, Inc. Rupture disk apparatus and methods
US20060131307A1 (en) * 2003-11-13 2006-06-22 Tom Eijkelenberg Non-fragmenting pressure relief apparatus
US20090302035A1 (en) * 2008-06-04 2009-12-10 Fike Corporation Rupture disc with machined line of opening
US20120000548A1 (en) * 2009-08-27 2012-01-05 Oklahoma Safety Equipment Company, Inc. Rupture disk
US20130056085A1 (en) * 2009-09-30 2013-03-07 John Tomasko Rupture disk

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3989057A (en) * 1974-07-25 1976-11-02 George Robert Muddiman Pressure relief safety device
US4079854A (en) 1976-08-09 1978-03-21 Continental Disc Corporation Rupture disc pressure relief device
US4072160A (en) 1976-10-26 1978-02-07 Continental Disc Corporation Scored reverse buckling rupture disc assembly
CA1233724A (en) * 1983-03-28 1988-03-08 Process Equipment Limited Pressure-relief device
US4655070A (en) 1984-09-26 1987-04-07 Clift Miner E Scored concave-convex rupture disk and method of manufacture
US4580691A (en) 1985-01-11 1986-04-08 Continental Disc Corporation High flow pressure relief assembly
US5050630A (en) * 1990-12-03 1991-09-24 Bs&B Safety Systems, Inc. Self-positioning rupture disk assembly
US5368180A (en) * 1993-10-12 1994-11-29 Bs&B Safety Systems, Inc. Perforated rupture disk assembly
US5558114A (en) 1995-04-07 1996-09-24 Oklahoma Safety Equipment Co. Eccentric scored rupture disk assembly
US6378544B1 (en) * 1999-04-22 2002-04-30 Cfmt, Inc. Pressure relief device and method of using the same
AU4845100A (en) 1999-05-13 2000-12-05 Bs & B Safety Systems, Inc. Rupture disk assembly
US6178983B1 (en) * 1999-05-13 2001-01-30 Bs&B Safety Systems, Inc. Rupture disk assembly
PE20020197A1 (es) 2000-07-27 2002-03-27 Fike Corp Un aparato para detectar la integridad de una cadena que transporta liquidos y disco de seguridad rayado, combado de articulacion unica que tiene una linea circular rayada de menor profundidad en el area de la articulacion
US6672389B1 (en) 2002-07-31 2004-01-06 Fike Corporation Bulged single-hinged scored rupture having a non-circular varying depth score line
US6959828B2 (en) 2003-11-13 2005-11-01 Fike Corporation Non-fragmenting pressure relief apparatus
US20100140238A1 (en) 2008-12-10 2010-06-10 Continental Disc Corporation Machining score lines in a rupture disc using laser machining
US8181663B2 (en) * 2009-04-13 2012-05-22 Fike Corporation Pressure relief device having support member with recessed areas
KR101248442B1 (ko) * 2012-04-18 2013-04-02 에프디씨 주식회사 파열 디스크 어셈블리 및 그의 컨트롤 디스크 제조 방법
US9551429B2 (en) 2012-07-18 2017-01-24 Fike Corporation Rupture disc having laser-defined reversal initiation and deformation control features
US10109831B2 (en) * 2012-09-26 2018-10-23 Robert Bosch Battery Systems, Llc Pressure relief device
WO2014070827A1 (en) 2012-10-31 2014-05-08 Fike Corporation Pressure relief device having a laser-defined line of opening
US9303778B2 (en) 2013-02-28 2016-04-05 Fike Corporation Rupture disc having laser-defined line of weakness with disc opening and anti-fragmentation control structures
KR20150087013A (ko) * 2014-01-21 2015-07-29 (주)대영기계 압력장치의 압력방출용 파열판
GB201406902D0 (en) * 2014-04-16 2014-05-28 Benoil Services Ltd Improvements in or relating to burst disc assemblies
AU2016348531B2 (en) * 2015-11-06 2022-04-14 Oklahoma Safety Equipment Company, Inc. Rupture disc device and method of assembly thereof
US20170307095A1 (en) * 2016-04-22 2017-10-26 Oklahoma Safety Equipment Company, Inc. Rupture Disc Valve Device
US10100942B2 (en) * 2016-08-19 2018-10-16 Continental Disc Corporation Inlet support structure for a tension acting rupture disc
BR112020007191A2 (pt) 2017-10-12 2020-09-29 Bs&B Innovations Limited discos de ruptura e respectivo conjunto e recipiente selado
CN112400078B (zh) 2018-07-05 2023-08-29 法克有限公司 具有应力集中特征的爆破片

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4759460A (en) * 1983-09-20 1988-07-26 Continental Disc Corporation Rupture disc system
EP0556512A1 (en) * 1992-01-21 1993-08-25 BS & B SAFETY SYSTEMS, INC. Rupturable pressure relieving apparatus and methods of manufacturing the same
US5934308A (en) * 1995-10-24 1999-08-10 Bs&B Safety Systems, Inc. Rupture disk apparatus and methods
US20060131307A1 (en) * 2003-11-13 2006-06-22 Tom Eijkelenberg Non-fragmenting pressure relief apparatus
CN1878710A (zh) * 2003-11-13 2006-12-13 法克有限公司 非碎裂性减压装置
US20090302035A1 (en) * 2008-06-04 2009-12-10 Fike Corporation Rupture disc with machined line of opening
CN102112788A (zh) * 2008-06-04 2011-06-29 法克有限公司 具有加工的开口线的破裂盘
US20120000548A1 (en) * 2009-08-27 2012-01-05 Oklahoma Safety Equipment Company, Inc. Rupture disk
US20130056085A1 (en) * 2009-09-30 2013-03-07 John Tomasko Rupture disk

Also Published As

Publication number Publication date
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