TWI290200B - Reverse buckling sanitary rupture disc assembly - Google Patents

Description

1290200 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種可反曲安全隔膜組合，且特別是用 於衛生壓力容器的管路應用，其中，該隔膜在壓力過高之 狀況會產生破裂。 製藥、生化和食品加工設備是需要隨時保持良好的衛 狀况因此必須經常使用蒸氣或其他消毒劑來清潔該設 備。以上程序通常是在相當低壓之情況下操作，其中在設 備中和與該設備相連結之管路中的過高壓力必須在低如大 約2pS1g至大約50 —6〇psig之範圍的準位下被減壓。一般 在應用方面係採用可反曲安全隔膜，但此種可反曲安全隔 膜是很難在此範圍下提供較窄範圍的破裂壓力公差。 為了在低壓力差之狀況下，達成確實的安全隔膜破裂 ，必須符合所需的破裂特性，同時，避免在該安全隔膜之 表面上出現材料積聚的問題，此結果的得到係藉由在安全 隔膜材料上施加一用於將安全隔膜之區段部位從其主體處 偏V出去的作用力，並藉由隨後施加一用於將偏導出去之 區I又部位回復至其初始位置處的作用力予該安全隔膜，藉 此，相較於中央鼓起區段之其他部份的金屬，被偏導出: 和回復後之區段部位的金屬則是具有改變過之晶粒結構。 由於塑性變形而應變硬化，導致被偏導出去和回復後之區 a , —的金屬具有比圍繞著一開始偏導出去區段部位之= 全隔膜材料還要更高的殘留應力。 本發明亦是有關一種用於準備一平滑的鼓起表面之可 1290200 反曲安全隔膜組合的改良式處理程序，此安全隔膜本身則 疋在例如大約2psig到大約5〇psig之範圍内的壓力下被 開啟，而且此安全隔膜是可以被安裝至在衛生狀況處理設 備中所經常使用的標準快速耗合配件中，而毋須修改搞合 裴置的結構。 【先前技術】 為了要使得被設計應用於低壓環境下 能夠在壓力過高的狀況下被重複開啟，―習用的解決方; 疋提供-個可反曲安全隔膜，其中有一個凹處刻意被成形 於该安全隔膜的圓頂部位。位於該安全隔膜之圓頂區域内 的凹陷區段部位是被安置成使得該安全隔膜之圓頂區域部 位能狗在凹陷區域中首先產生破裂。於是，如同先前技術 之描述内容，在壓力過高之狀況小於無凹陷區段部位的安 全隔膜所承受之Μ力時，該安全隔膜會反曲和被開啟。 然而，一個位於該隔膜鼓起區域之處 内的凹處成為一個食品、藥物或其他類似物質：=面 結果導致使用蒸氣或其他類似介質之處理設傷的清理係困 難的’並且為了要確實清除可能被積聚於凹陷區段部位内 的材料而可能需要破壞有安全隔膜被安置於其中之部件。 於該隔膜外凸表面内具有一凹處之先前技術安全隔膜 組合的應用實例為授予Cullinane等人之美國專利第 b’494, im號，其中有一個指向工具會受到外力作用而抵 區段的支揮外凸表面，以於隔膜之圓頂部位頂 點處或疋接近頂點處形成一個凹痕。該凹痕的形狀、區域 1290200 和冰度疋可被選擇性地改變。在每一應用實例中，在隔膜 鼓起區段之外凸表面内的凹痕代表著一個孔六，此孔穴可 能會積聚從處理操作過程中所產生的材n，並且藉由被安 置於一通往處理壓力容器之管路配件中的隔膜而避免出現 預先D又疋的壓力過尚狀況。雖然Cu丨〗丨等人建議該凹 痕的深度是可以改《(但未被除去），但是專利所有權人 未理解到一個平滑的表面隔膜可以被提供，用以避免在隔 膜之凹痕中出現材料積聚之問題’其係藉由在隔膜内形成 -凹處’接著再將該隔膜回㈣其初始的平滑的表面位置 ’同時亦可符合嚴袼的破裂規範。 技予Graham等人之美國專利第6 31 8 576號的圖β 到圖9說明-種經常使用於製藥、生化和食品加工操作的 快速拆卸與重新連結式衛生用配件，此配件則是被用來接 收和維持一個可反曲鼓起安全隔膜組合。此配件還包括二 ㈣有凸緣之轉合器，㈣緣本身収藉由—快速釋放式 夾環之作用而被維持相互連結的關係。 、由於一可反曲隔膜將於其壓力值接近隔膜破裂塵力時 被開啟，而不致於產生疲勞和失效，哕 ^ ^ ^ ^ Μ 了反曲女全隔膜以 月b夠被應用於不同範圍為較佳，當 上,士 田^ ^ «於接近其破裂壓 力值之狀況下被長時間操作時，往 作動的隔膜會容易發 生疲分和失效的情形。一非刀刃式 •一产 欠曲安全隔膜之操作 川貝序的作動原理係於授予Mozi 口老士丄 果圈寻利第4,5i2，i71 號中加以解釋’其中該專利在此是作 市售之可反曲衛生安全隔膜必須 、要付合目前ASME ΒΡΕ 1290200 1 、、工π又備）和Si (牛奶和乳品）的標準，該等標 二、要农加工设備不可帶有例如是裂、縫、溝孔、明顯凹洞 等的表面缺陷。 【發明内容】 可反曲衛生隔膜組合特別是結合一個具有一中央鼓起 區敌之金屬製安全隔膜，該中央鼓起區段是包括有：一個 钱表面和一個相對置的内凹表面，連同一個凸緣部位圍 :著忒中央鼓起區段。該中央鼓起區段的外凸表面是相當 平π且大致連續的構形。相較於該隔膜鼓起區段之其他剩 餘金屬部份，該鼓起區段之一個區段部位是具有改變過的 晶粒結構，並且於一較佳實施例中，界定出一個具有一外 側圓形邊界的區段部位，此外側圓形邊界則是被安置成更 加接近該鼓起區段之最高部位，而非接近該隔膜之凸緣部 位。該區段部位已從該鼓起區段的主體處實際地移開，並 且接著回復到其初始的位置。該區段部位之晶粒結構的改 ’又係因為金屬經由塑性變形而產生之應變硬化所導致，進 而造成在該區段部位内的殘留應力高於該區段部位之其他 部份的殘留應力。 該隔膜中已被偏導出去和回復到其初始位置的區域會 受到二個方向之應力，該二應力的合力會大於當該隔膜最 後鼓起時，施加至該隔膜鼓起區段之主體上的應力。結果 為一具有一不具一凹痕或凹處之鼓起區段的隔膜，該凹痕 或凹處是會積聚來自處理設備的材料的，因此，可更加容 易被維修與清潔。此外，該隔膜鼓起區段之一部份區域被 1290200 偏導出去和接著回復原狀的結果會產生一個具有所需破裂 公差特徵之隔膜，用以容許此種隔膜被使用於製藥、生化 和P" 口加工的應用範圍中，其中安全隔膜產品是需要接近 較低破裂壓力的公差值，而不具有凹凸不平的表面。 在一用於製作出一衛生安全隔膜的加工程序中，其中 該安全隔膜於其鼓起區段具有比該鼓起區段之主體還要更 高的殘留應力和較高抗拉強度與抗麼強度，一個平滑的隔 膜胚料是被安置於一個具有-偏導柱的治具，使得該偏導 柱此夠接合该隔膜的一個表面，其接合位置則是不在該鼓 起區奴的中心上’而是偏離有-段距離。該偏導柱較佳具 2半球t胚料接合末端。該偏導柱的直徑係依據以下預 設條件而被挑選出以於預定範圍之胚料中形成一個凹痕， 該預設條件為··安全隔膜的尺寸、安全隔膜的製作材料、 王屬胚料的抗拉強度、即將形成於胚料部份内之鼓起區域 2直徑、凹痕相對於即將成為該隔膜鼓起區段之中心軸的 疋位α及用於最後產品的破裂|力差規格。 夫之的左力疋被施加至該安全隔膜胚料之與該偏 主相對的表面，同時’該安全隔膜胚料是被握持於治具 ’用以作用使該安全隔心料產生部份鼓起現象，並且 问時導致—個凹痕能夠被成形於該隔膜胚料中與該偏導柱 !接：的部份鼓起外凸表面上。承受該預先鼓起麼力之區 :::彼尺寸必須是等於隔膜之最後鼓起區段的直徑大小 扁‘柱疋從預先鼓起的治具中被移出，或是預 10 1290200 ::开:的隔膜胚料是被安置於一個不 治具上。在藉由該偏導柱之作用而於隔膜主體: =::前，足編力是被施加至預先鼓起之隔膜: 二凹表面± ’使得該隔膜的中央區段部位能夠完成最後之 s已動作，同時’將先前成形於隔膜内的凹痕回復到复盥 該隔膜主體剩餘部份相對應之初始位置處。結 該隔 =的外凸表㈣㈣表㈣料平滑，且無㈣聚材料^ 大出表面或凹4 ’因此’妨礙或干涉到採用例如是蒸氣之 清毒劑來清潔該處理設備。 在二階段的成形步驟中，首先是於即將被鼓起之該胚 ^主體部㈣形成—個践設定範圍和深度的凹痕，接著 猎由將凹痕部份的金屬回復至其初始的位置處來消除該凹 痕導致θ具有凹痕然後恢復之區域具有比該隔膜之最後 鼓起區段的其餘部分還要高的殘留應力，π此係由於在此 區段部份的金屬產生塑性變形的結果。相較於該鼓起區段 的全部區域，該晶粒結構已被改變的區段部份是相當小， 此區段部份被被加工硬化，並且顯示出較高的抗拉強度和 抗壓強度，因此，當過壓力被施加至該安全隔膜的外2表 面上時，相較於該鼓起區段的其餘部份，其在使用上之性 能表現會有所不同。 在本發明之製造程序的另外一實施例中，除了將該隔 膜胚料抵住一個固定鼓起柱預先鼓起以外，此固定鼓起柱 亦可以被安裝用來移動朝向該隔膜胚料或是遠離該隔膜胚 料’以作用使該隔膜胚料的區段部份從該隔膜胚料的主體 j29〇2〇〇 地偏導出去。除此以外處 r實施方転序基本上疋相同的。 個用於說明本發明 # 膜組合10被表示在圖i中父；可反曲衛生安全隔 10包括有：―個安入y中。该可反曲衛生安全隔膜级合 之支撐環π。此可：2和一個被連結至該安全隔臈 於例如製筚曲炻生安全隔膜組合1" 寺別是使用 應用範二食品加工操作之產業中的保健、衛生 以是由耐腐/ 〃可反曲衛生安全㈣組合iG的部件 =由耐腐钱金屬材料（例如是 二 金）所製成為較佳。該安 “的不銹鋼合 ,,隔膑12具有一個中央鼓刼F “6,以及—個環狀凸緣部位18。一個 = 將該環狀凸緣部位18的 、或2°則會 Μ之外側圓形邊緣部份。]周邊接5至该中央鼓起區段 =安全隔膜12的中央鼓起區段16具有_個從該 妓起區段16之中心軸偏導出去的相當小的部分區域⑴ 爹考圖1和圖1〇)。該部分區域U之金屬部份的晶粒处 構已被改變，而且具有比該中央鼓起區段Η之剩餘部； 还要更尚的殘留應力、抗拉強度和抗壓強度，並且其成^ 方式係藉由在該外凸表自16a上加上凹痕，接著再將這^ 凹痕回復到其先厨的位置處’使得該中央鼓起區段Η的 外凸表面16a依然維持平滑，而不具有任何顯著的中斷狀 況。 之 該安全隔膜12被提供有—個與該轉換區域2q相匹配 半圓形刻痕線24’而且此半圓形刻痕線24則是被安置 12 1290200 於該隔膜之環狀凸緣部位18 是在與該轉換區域20 4目鄰接的中換… '，或 1中可以看出：該半圓形刻痕線24、& & & 16内。從圖 域2〇之全長而彼此相隔 個沿著該轉換區 該支撐環u具有一個被:置:末二26、28。 凸緣部位1”方的環狀主體30。從環狀 出：該環狀主體° 圖 中可以看 狀主體30的内側半圓形邊緣32是且有 圍而被配置之突出部位34，此 則 = 主體3〇之邊緣32處往内延伸該34則疋攸料狀 处人々&〜 甲 個與該環狀主體30相 == 的讀部位36 個其最外側是往下 : = w38’並且該圓形末端部位38亦會突 出進入至§亥％狀主體3〇的内側開口中。 錙卩二其已被組裝之狀態下’該環狀主體3° {藉由許多 切件40之作用而被連結至該隔膜12的環狀凸緣部位18 此鎖附件4 0則是f aw ^ ，、日 疋Τ 乂匕3有螺絲、扣釘焊接、黏著劑 i’或是其他功用相同的鎖附用機構。該支撐環14的舌狀 部位36大致會對準該半圓形刻痕線24之末端26、28，而 且此舌狀部位被用來作為該安全隔膜之中央鼓起區段16 由^半圓开> 刻痕線2 4所界定之鉸鏈區域4 2的支撐件。 士 μ二出邛位34的尺寸大小和配置方式是直接被安置於 ,I區&之下方，以及被用來支撐該中央鼓起區段16。若 要時，一個整合，且大致上是Ζ字形部件43可以被 提供作為該可反曲衛生安全隔膜組合1〇的環狀主體3〇之 一部份，以協助個別操作人員於安裝時能夠將該安全隔膜 33 1290200 二口：以適且地定位。一個環狀墊圈（未顯示）可以被摇 ί、用來與該安全隔膜組合 • ώ、、彖°卩位和支撐環相結合。 该女全隔膜12的製作以Η如m μ 其中第-階段係龄ρΙΓΓ 來完成較佳。 之外… 痛先鼓起，用以於該隔膜胚料44 卜凸^上形成—個凹痕。第二階 最後鼓起動作，使得藉由將該鼓^段之具有 份回復到其先前位置處而 凸表面上的凹痕。 夕除在⑽《妓起區段之外 個用於在金屬製安全隔膜胚料上形成一已預先— 形狀凹痕的治具46是被概略地 、先-疋 之處是在此方面，哕、么且 ' 。值侍 >主意 明之目的，而也立^/〇一 概略描述内容僅是作為說 。”且46…“表用於得到所須結果之特定種類治具 個與開口 5。對準和1::、；：的®柱形央環52具有- N 軼4面區域如同該開口 50之 启:上：Ι二封閉該中央通道…已被開 形央環52之間的屡力=介於^板構件56與該圓柱 側壁的開口 58_^ 個穿過圓柱形央環52之 嗲圓柱形m ' 許氣體（例如是空氣）能夠從 泫0柱形夹％ 52之内部流出。 Γ個長形料柱6G是被安置於該巾㈣道54内，並 且以走被耦合至一個e ▲，… 31 的支擇元件62；jrr該蓋板構件56之下側表面 側底環上之後二傳製隔膜胚料被安置於下 、專、，充i女王隔膜組合之應用實例中 】4 1290200 。亥h版為圓形，此隔膜是藉由被安置成與該中央通道Μ :::封閉關係的圓柱形夹環52和蓋板構件56之作用而被 I:二疋t。此長形偏導才主6〇的長度則使得半球形末端 月t·。依罪抵住該隔膜胚料之表面66。 預π豉起作用所需的高壓流體是經由該中央開口 士而被導人至該治具46内’用以產生該隔膜胚料Μ的預先 鼓起動作’進而導致該隔膜胚料44的區段部位Μ能夠依 照如圖4'所示之往下方向，從該預先鼓起區段之主體部位 处偏‘出去。具有凹痕之區段部位68的深度，以及該 凹痕的構形與範圍係受到該長形偏導60之直徑大小、 長形偏導柱6G之半球形末端64的形狀和半徑尺寸，以及 施加至該隔膜胚料44之表面7〇上的遷力所影響。在一個 具有一半球形末端64的長形偏導柱60之實例中，該帶凹 痕之區段部位68具有一個大致半球形中央凹陷區段部位 68a以及被導引至該中央鼓起區段16之主體部位挪並於 此主體部& 16b處終止的一個大致圓形或橢圓形凹陷部位 6 8b。從圖 8中可以| ψ . 看出·该大致半球形中央凹陷區段部 位68a是會被_大致圓形或擴圓形凹陷部位_所圍繞， 該大致圓形或橢圓形凹陷部纟68b則是從該大致半球形中 央凹陷區段部& 68a處往外擴散出去。當屋力被施加至該 隔膜胚料44上來預先鼓起該隔膜胚料時，在由該中央通 這“和該蓋板構件56所界定之孔穴内的空氣是可以經由 位於圓柱形夾環52内之開口 58而流出。 當該預先鼓起的步驟完成時，該蓋板構件56和相關 15 1290200 ❿· 之長形偏導柱60會從該圓柱形夾環52中被移除。如圖6 ::示，施加至該隔膜胚料44之内凹表^ 16。的流體虔 :疋足夠去完成該安全隔膜12之中央鼓起區段16的最後 豉起動作。在該安全隔膜12之最後鼓起動作進行中所施 加的堡力值必須要適宜，不僅要能夠將該安全隔膜η鼓 起而形成中央鼓起區段16 ’亦必須足夠將具有該凹痕之區 f部位68回復到其先前的位置處。於是，該中央鼓起區 奴W之外凸表φ 16a於其整個區域内均保持平滑且連續 ::亡還包括有用於界定部分區域22所需之區段部位二 2著該具有凹痕區段部位回復到其先前的位置處，該區 :部位68的凹痕則會導致該部分區域Μ之金屬晶粒結構 產生變化。 、該支#環14的環狀主體3G是藉由使用適宜之鎖附件 而被連結至該鼓起安全隔膜12的環狀凸緣部H，此鎖 附^則是帶有用於形成該半圓形刻痕線Μ和支撐住該中 央鼓起區段16的突出部位34。舌狀部位36大致上是與該

中央鼓起區段1 β的鉸鏈區域42對準。 ^该可反曲衛生安全隔膜組合10是被用來連同安全隔 ^ 2之外凸表φ 16a 一起被安褒於具有凸緣的麵合器之 間’此_合器的種類則是被說明於美國專利第6, 318, 576 號之圖6到圖q φ，+ h s · * a 9中並且该女全隔膜12的外凸表面16a 疋面朝向被加以保護之加工設備的處理側邊。位於該環狀 體30上的z字形部件43會以適宜之資訊提供予該可反 曲衛生安全隔膜組合10的安裝人員，該資訊例如是在安 】6 1290200 裝的過程中，將該隔膜組合適宜地定位於該等凸緣耦合哭 之間，用以確保該安全隔膜12的外凸表自16a能夠二 =加工設備之處理側邊。帛Z字形部件43亦可作為說明 -已被安裝之隔膜已是在適宜位置處的連續性視覺指亍琴 虽於被该可反曲衛生安全隔膜…"斤保護之加工 T器或管路中出現遂力過高的狀況時，此產力過高的狀況 疋足以作動該中央鼓起區段16 ^成反曲，此中 段16接著是會沿著該半圓形刻痕線24而被開啟，、同時ί =:域42維持住。由於該區段部…有較高應： 二粒結構已被改變，該反曲破裂情形則是出現 L 域22的區段部位68處。由於在該中央鼓起 心段^ 高應力的部分區域22,施加至該中央鼓 動 ±之外凸表面16a上的壓力過高狀況相信是會作 動"玄中央鼓起區段1β姦&只也 央鼓起區段1621丄 及最後能夠作動該中 /°者该半圓形刻痕線24之全長而被開啟。 部份偏導屮去將a膜之中央鼓起區段Μ的-會導致生二到其先前的位置處， 曲結果亦会'4^ 表面，該隔膜的反 相較於如；It皇區段部位68之晶粒結構變成不連續。 僅於該隔專㈣6’494，G74號中所說明和描述之 外凸表面個凹處’其中破裂現象的產生係由於 果所導致。成何形狀改變和隨後所出現之應力分佈結 17 1290200 另外一種用於掣 表示於圖12和圖女全隔膜12的加工方式被概略 是被提供—個. 。在此應用實例中，該下側底環48 凹痕76。^亥”安置成於該隔膜胚料78内形成一個 供有-芸板槿：^偏導柱6〇相類似的偏導柱80並未被提 通道54内往復運叙個於圓柱形夹環52之中央 鎖附至個、"塞82所承載。此活塞82則是被 貞附至-個液壓缸88的衝柱86。 的下該隔膜胜料78是被安置於其中具有欲入物72 白勺下侧底環48 Φ pq ,, i B ，匕该隔膜胚料78亦是被鎖附至該圓 二夹環52與該下側底環48之間，因此，該衝柱86會 …動去私動该活塞82和偏導柱8〇往下運動，用以於該 隔膜胚料78上形成-個其構形由該嵌入物72之孔洞74所 界定的凹痕76。 ^具有成形於其内之凹痕76的隔膜胚料78接著是會承 文到在如目6所示之治具中的全部鼓起壓力，進而造成該 痕76回復到其先鈾的位置處，於是，該隔膜的外凸表 面能夠保持平滑且連續，同時，如前述之内容，維持有一 個金屬製區段部位具有比該隔膜鼓起區段部位之其餘部份 還要更高的殘留應力。 圖14說明另外一種支撐環之替代實施例，其中該支 撐環96的環狀主體94是與該環狀主體30相似，除了其 舌狀部位98的結構是具有一直線外側邊緣部位丨〇〇以外 ’此直線外側邊緣部位1 〇〇是被用來取代該環狀主體 18 1290200 之舌狀部位36的圓形邊緣。 應用實例： 一種依照本發明> “ L ^ ^ ^ ^ 較佳加工私序而準備和被描述於 10的安全隔膜12較佳由2mil的316型不銹鋼所製造：並 且其全部直徑大約4 2·5英吋。在圖4中概略說明之安入 隔膜12的預先鼓起動作是於大約5〇psig之壓力下完成， 用以形成一個如圖4所示之位於該隔膜胚料44内的區段部 位I在圖5和圖6中概略表示之隔膜的最後鼓起動作是 於大約JOOpsig之壓力下被施行，用以生成一個其中圓頂 ::立之同度大約為〇·34英吋的已鼓起隔膜。隔膜鼓起區 立之金屬製區段部位68的外側周邊部位μ (參考圖 1〇)會承受到比中央鼓起區I 16之其餘金屬部份還要更 =Τ該中央鼓起區段1…餘金屬部份所具有的 一。品v則大約為〇·4平方英吋。在此應用實例隔膜中的 區段：位68是與該中央鼓起…6之中心軸相距大約 〇· 3央吋。此隔膜本身的破裂壓力大約為8卯ig。 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 圖1為可反曲衛生安全隔膜組合的立體圖； 圖2為組成該可反曲衛生安全隔膜組合之部件的分解 圖； 該安全隔膜胚料之裝置的概略 個用於在該胚料表面上形成一 圖3為用於預先鼓起一 橫剖面圖，此裝置包括有一 凹痕的偏導柱； 19 1290200 圖4為採用如圖3所示治具之預先鼓起步驟的概略橫 剖面圖，而且其中導致該安全隔膜胚料之區段部份會從該 胚料主體處偏導出去； 曰 圖5為如圖3和圖4所示之治具的概略橫剖面圖，其 中該偏導柱已被移開’並且說明最後鼓起壓力可以被施加 至該隔膜的内凹表面； 圖6為如圖5所示之治具的概略橫剖面圖，並且說明 足夠的壓力已被施加至已被預先鼓起之安全隔膜的内凹表 面，用以作用造成該安全隔膜的最後鼓起，以及作用使該 鼓起區段部位之先前已具有凹痕的區段部份回復到其初始 的位置； 圖7和圖8分別為大致沿著圖3中直線7 — 7和沿著圖 4中直線8-8所取與以箭頭方向看過去的水平橫剖面圖； 圖9為具有一凹痕區段部份之預先鼓起隔膜的放大片 斷概略視圖，其中位於該隔膜胚料之部份鼓起外凸表面内 的具有凹痕區段部份是由該偏導柱所形成； 圖1 〇為安全隔膜的平面視圖，並且概略說明該隔膜 之中央鼓起區段部位的不連續部分（discrete segment) 已被加上凹痕，接著回復到其先前的位置處； 圖11為安全隔膜之一部份鼓起區段部位的放大橫剖 面視圖’並且概略說明相較於該鼓起區段部位的其餘部分 的金屬’邊隔膜鼓起區段部位之具有凹痕區段部份之已改 變的晶粒結構； 圖12為另外一種治具的放大概略橫剖面圖，此治具 20 1290200 則包含有一個用於在該安全隔膜胚料内形成一凹痕的可移 動式偏導柱； 圖1 3為如圖1 2所示之治具的概略橫剖面圖，並且說 明其中有一個偏導柱被移入至用於在該安全隔膜胚料内形 成凹痕的位置處；以及 圖14為一個用於安全隔膜之另一種支撐環的立體圖 (二）元件代表符號 10 可反曲衛生安全隔膜組合 12 安全隔膜 14 支撐環 16 中央鼓起區段 16a 外凸表面 16b 主體部位 16c 主體部位 18 環狀凸緣部位 20 轉換區域 22 部分區域 24 半圓形刻痕線 26 末端 28 末端 30 環狀主體 32 内側半圓形邊緣 34 突出部位

21 舌狀部位 圓形末端部位 鎖附件 鉸鏈區域 Z字形部件 隔膜胚料 治具 下側底環 中央開口 圓柱形央壞 中央通道 蓋板構件 開口 長形偏導柱 支撐元件 半球形末端 表面 區段部位 大致半球形中央凹 大致圓形或橢圓形 中央嵌入物 孔洞 凹痕 隔膜胚料 偏導柱 陷區段部位 凹陷部位

22 1290200 82 活塞 86 衝柱 88 液壓缸 91 外側周邊部位 94 環狀主體部位 96 支撐環 98 舌狀部位 100 直線外側邊緣部位 23

Claims (1)

1290200 拾、申請專利範圍：L_-- _ 種可反曲衛生安全隔膜（12)，其包含有： ，個具有中央鼓起區段(16)的單件式金屬製安全隔膜 兮由、匕括一個外凸表面和一個對置的内凹表面、-個圍繞 拉人 ^ 、'彖邛位，以及一個用於將該凸緣部位 °至"亥中央鼓起區段的轉換區域（2〇)， ，苴该中央鼓起區段包括一個界定一部分區域(22)之部分 士 ”中该部分區域的金屬已經改變過的晶粒結構呈現較 〆中央豉起區段之其餘部分的金屬還要高的殘留應力，以 及 整個區域為平滑且連續之構形的中央鼓起區段之相對 置的外凸表面與内凹表面包括界定該中央鼓起區段的該部 分區域（22)之部分。 2·如申請專利範圍第1項之可反曲衛生安全隔膜 (12)，其中，該中央鼓起區段（16)具有一個中央軸，而該 中央鼓起區段的該部分區域（22)被安置成較該轉換區域 (2 0)更接近該鼓起區段之中心軸。 3.如申請專利範圍第1項之可反曲衛生安全隔膜 (12)，其中，該中央鼓起區段（16)的該部分區域（22)之金 屬的抗拉強度大於該中央鼓起區段之其餘金屬部份的抗拉 強度。 4·如申請專利範圍第1項之可反曲衛生安全隔膜 (12)，其中，該中央鼓起區段（16)的該部分區域（22)之金 屬的抗壓強度大於該中央鼓起區段之其餘金屬部份的抗壓 24 1290200 強度。 5_如申請專利範圍第1項之可反曲衛生安全隔膜 (12)，其中，該中央鼓起區段（16)的該部分區域（22)之面 積實質小於該中央鼓起區段的全部面積。 6 ·如申晴專利範圍第1項之可反曲衛生安全隔膜 (12)，其中，該中央鼓起區段（16)的該部分區域（22)被安 置成與4隔膜之鼓起區段的中心軸接近，但相隔開之關係 〇 Ί·如申請專利範圍第1項之可反曲衛生安全隔膜 · (12) ’其中，該中央鼓起區段（16)的該部分區域（22)藉由 金屬之塑性變形而被改變並應變硬化。 8·如申請專利範圍第1項之可反曲衛生安全隔膜 (12)’其中’ ό亥中央鼓起區段（16)的該部分區域（22)之面 積疋该中央鼓起區段之全部面積的一小部份。 9_ 如申請專利範圍第1項之可反曲衛生安全隔膜 (12)’其中，該中央鼓起區段（16)的該部分區域（22)通常 是圓形。 _ 10 ·如申請專利範圍第1項之可反曲衛生安全隔膜 (12)，其中，該中央鼓起區段（16)的該部分區域（22)的成 形疋藉由從该中央鼓起區段之主體處實際地位移，接著再 實際地回復到初始位置。 U ·如申請專利範圍第1項之可反曲衛生安全隔膜 (12 )’其中’该中央鼓起區段（1 6)被提供有一刻痕線（2 4) 25 1290200 12 ·如申明專利範圍第11項之可反曲衛生安全隔膜 G2)，其中，該刻痕線（24)位於該隔膜之凸緣部位（1幻内 〇 13.如申請專利範圍第u項之可反曲衛生安全隔膜 、1 2)其中，该刻痕線（2 4)係在靠近該隔膜之轉換區域 (20)的中央鼓起區段（16)内。 14_如申請專利範圍第u項之可反曲衛生安全隔膜 (1 2 )，其中，邊刻痕線（2 4)是一個位於該中央鼓起區段 (16)之内而在該中央鼓起區段（16)的該部分區域（22)之外 的交又刻痕。 15·如申請專利範圍第η項之可反曲衛生安全隔膜 (12)，其中，該刻痕線（24)通常是半圓形的構形。 16·如申請專利範圍第15項之可反曲衛生安全隔膜 (12)，其中，該刻痕線（24)僅沿著在該中央鼓起區段㈧ 與該凸緣部位（18)之間的該轉換區域（2〇)之周邊範圍的一 部份而延伸。 1 7·如申請專利範圍第1項之可反曲衛生安全隔膜 (12)，其中，該中央鼓起區段（IQ的該部分區域（22)之面 積與該中央鼓起區段（16)之全部面積的比例從大約丨比15 到大約1比6 5 0 0之範圍内。 18·如申請專利範圍第丨項之可反曲衛生安全隔膜 (12)，其中，該部分區域（22)之面積與該中央鼓起區段 (1 6)之面積的比例大約1比1 7 5。 19. 一種可反曲衛生安全隔膜組合（1〇)，其包含有： 26 1290200 -個單件式金屬製可反曲安全隔膜，其具有一中央鼓 起區段U6)、一凸緣部位⑽及一轉換區域(2〇)，該中央 鼓起區段U6)呈現有-中心軸且包括—個外凸表面和一個 對置的内凹表面’肖凸緣部位⑽圍繞該中央鼓起區段， 以及該轉換區域⑽將該凸緣部位接合到該中央鼓起區段 該中央鼓起區段包括—個界定一部分區域⑽之部分 其中’該部分區域的金屬已經改變過的晶粒結構呈現較 名中央豉起區段之其餘部分的金屬還要高的殘留應力， 整個區域為平滑且連續之構形的中央鼓起區段之相對 置的外凸表面與内凹表面包括界定該中央鼓起區段的部分 區域（22)之部分；以及 -個環狀構件(14)，其被安裝用來支撐與該安全隔膜 的内凹表面鄰接之凸緣部分， 该核狀構件具有—個内側邊緣（32)，該内側邊緣被提 二有數個往内延伸、沿著周邊分佈的突出部位（⑷，該等 犬出部位位於該安全隔膜之轉換區域及該隔膜的中央鼓起 區段之内凹表面的一部份的下方。 士申明專利範圍第1 9項之可反曲衛生安全隔膜 組合（10)，立由 j. ν. ^ . ^ /、 该女王隔膜被提供有一個與該轉換區域 • 一接的C形刻痕線（24)，該刻痕線則具有一用於中央 豉之區奴（l b)之鉸鏈區域（42)的相對置、相間隔末端（別， 2 °亥％狀構件的内側邊緣被提供有一個大致與該鼓起 區段之鉸鏈對準的鉸鏈支撐部件（36)。 27 1290200 ^人21.如申請專利範圍第20項之可反曲衛生安全隔膜 。（10)，其中，該支撐部件（36)具有一個大致為半圓形 構形之向内徑延伸的邊緣（3 8 )。 会入22.如申請專利範圍第2〇項之可反曲衛生安全隔膜 威合（10) ’其中’該鉸鏈區域支擇部件⑽具有—個大致 為直線構形之向内徑延伸的邊緣（1〇〇)。 23.如申請專利範圍第19項之可反曲衛生安全隔膜 ’其中，該中央鼓起區段(16)被提供有一個大致 2者與該轉換區域（2G)鄰接之中央鼓起區段全部周邊而延 =痕線（24)，該環狀構件⑽的突出部位（34)則被安 置成與刻痕線保持重疊。 人24.^°申喷專利範圍第1 9項之可反曲衛生安全隔膜 組合u〇)，其中，該環狀 構件⑽延伸之臂狀物(43)二個從該環狀 個容器對準。 乂方便遠女全隔膜組合與一 法，種用於準備可反曲衛生安全隔膜組合⑽之方 ^ 其包含以下步驟： 提個具有對置表面的金屬製安全隔膜胚料（⑷； %加一集中作用力於該隔膜胚料之— ，該作用力足以將該隔膜胚料之—邱八^ ° 胚料之主體處偏導出至—預 ^ :域（22)從該隔膜 隔骐胚料的一局部區域；叹&，5亥部分區域則界定該 將該隔膜胚料的中央部位鼓起，以 中心輛且具有一個外凸 7成冑呈現有- 凸表面和-個對置的内凹表面的中央 28 10 1290200 鼓起區段（1 6)、一個圍繞該中央鼓起區段的凸緣部位（〗8) ，以及一個用於將凸緣部位接合到該中央鼓起區段的轉換 區域（20)， 已偏導出的部分區域（22)是一個實質小於該中央鼓起 區段之全部面積的局部區域；以及 將該已偏導出的部分區域(22)實質回復到其初始位置 ’以使該局部區域的金屬具有改變過的晶粒結構’並使該 局部區域的金屬具有比該中央鼓起區段的其餘金屬還高=: 殘留應力，而在整個區域為平滑且連續的申央鼓起區段之蜃 相對置的外凸表面與内凹表面包括界定該中央鼓起區段的 部分區域（22)之部分。 26.如申請專利範圍第25項之用於準備一可反曲衛 生安全隔膜組合（1(〇的方法’其中個具有一操作末端 的柱子（60)被安置成抵住該隔膜胚料的一個表面，該柱子 的操作末端収-個幾乎等於該隔膜㈣之部分區域⑽

’來移動該隔膜胚料的 集中作用力到該隔膜胚 之局部區域從該隔膜胚 藉由與該柱子之操作末端接合 4位’而且該柱子會相對地施加該 料上，該作用力足以將該隔膜胚料 料之主體處偏導出去，以及 施加足夠的壓力到該隔膜胚料 ^ T十之中央部位，以使該 搞之中央區段產生鼓起，並且作用 每 便匕被偏導的區段部 汽夤回復到其初始位置。 27.如申請專利範圍第26項 貝之用於準備一可反曲 29 1290200 生安全隔膜組合（1 0)的方法，其中包含以下步驟··施加— 預先鼓起壓力到該隔膜胚料（44)中與該柱子（60)保持對置 的表面上，該預先鼓起壓力足以作用使該部分區域（22)偏 導出，及接著施加最後鼓起壓力到該隔膜胚料中與該隔膜 胚料中保持對置的表面上，該最後鼓起壓力則足以使該隔 膜胚料的最後鼓起作用，而且使該已偏導出的局部區域能 回復到其初始位置。 &如申請專利範圍第26項之用於準備一可反曲 生，全隔膜組合（1〇)的方法，其中包含—以下步驟：相 於遠隔膜胚料（44)移動該柱子⑽）經過―段^以在仰 胚料内形成該已偏導出之部分區域(22)的位移。 拾壹、圖式： 如次頁。

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