TWI479117B

TWI479117B - 脈衝致動閥

Info

Publication number: TWI479117B
Application number: TW098129370A
Authority: TW
Inventors: Mark W Mclelland; Bradford T Stilwell; Bon F Shaw; Michael D Krebill; Devang Patel; John K Schaefer
Original assignee: Fike Corp
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2015-04-01
Also published as: BRPI0922054B1; BRPI0922054A2; RU2011139706A; US20100127195A1; HK1159730A1; PL3460300T3; EP3460300A1; MX2011004806A; AU2009318049A1; EP2347151A4; KR20110102300A; PL2347151T3; CN102224365B; EG26798A; EP3460300B1; CN102224365A; JP5474083B2; US7878215B2; EP2347151B1; AU2009318049B2

Description

脈衝致動閥

本發明有關於一種用於控制加壓流體沿著從一限制區域引導出的一路徑流動的閥，且該閥可運作以釋放一過壓狀況，以及響應於壓力釋放命令容許流體沿著其路徑流動。該閥包含一閥本體，其設有一流體通道且其係用於被安裝在流體路徑中。一在閥本體中的翻轉扣合破裂圓盤係相對於流體通過閥路徑的流動呈正常阻擋。在承受到預定過壓狀況時，該圓盤-其係被定位使得圓盤的凸面係面對加壓流體-係能夠翻轉。一藉由該閥本體所承載看近凸面的選擇性可致動裝置係可根據致動而運作以破壞圓盤至一程度而不會刺穿圓盤，該程度為圓盤的翻轉係藉由加壓流體開始，以容許流體流過閥本體通道。

因此，該閥較佳地作為一雙功能，其中圓盤翻轉並且釋放一預定流體過壓狀況，同時可選擇性地致動以造成圓盤釋放加壓流體且容許加壓流體在一選定較小的流體壓力流過閥本體。

保護性過壓裝置，設有一翻轉啟動破裂圓盤，該圓盤具有一凹凸中央區段，長期以來以用於釋放存在於容器中以及從一受限區域引導出的導管中的過壓狀況。破裂圓盤的凸面設置成面對流體壓力。當一預定過壓狀況產生，圓盤的中央區段翻轉，藉此開啟，並且容許加壓流體從受限區域流出。在某些情況中，設有一個或多個刀具，鄰近於圓盤的凹面，以根據翻轉而切開圓盤的中央區段，以確保圓盤的完全開啟。用於圓盤的翻轉中央區段的多種備用構件被安裝在過壓裝置接近圓盤的凹面處，其配置成接觸圓盤的翻轉中央區段，並且將圓盤從其周圍凸緣部分的分離最小化。

這些先前技藝裝置皆已經被作用為釋放一預定過壓狀況，而在一遠小於圓盤的中央區段的對抗壓力的預定流體過壓時不會運作以選擇性地翻轉和開啟。

先前技藝亦設有閥，其利用一可移動的裝置以用於刺穿破裂圓盤，以產生破裂圓盤的開啟，且藉此從一受限區域釋放一加壓流體。所包含的為標箭或是鋒銳元件，其係被推進以接觸並穿過圓盤，其裝置的範例如美國專利第2,206,818、2,441,011、3,134,390、3,913,604、3,938,704、4,566,476、4,830,052、5,010,911、5,076,312、5,257,819、6,672,616、6,748,743、6,834,885及6,938,421號。類活塞裝元件被提供，其係可移動且穿過破裂圓盤以產生圓盤的爆破。活塞式致動器的範例可見於美國專利第1,671,368、2,417,082、3,027,903、3,101,733、3,129,716、7,140,381、7,143,755和7,143,776號，以及美國專利公開案第2006/0137742號。其它依據爆炸火藥的閥以產生破裂圓盤的開啟。範例性的爆發性致動閥係揭示在美國專利第2,766,832、3,604,511、4,046,156、4,084,602、4,263,971、4,779,683、和6,240,948號中。

本發明有關一種用於控制加壓流體沿著從一限制區域引導出的一路徑流動的閥。該閥包含一閥本體，該閥本體設有一流體通道且係用於被安裝在所述加壓流體的路徑中。一翻轉扣合(或翻轉致動)破裂圓盤係安裝於閥本體中，相對於流體通過閥本體通道的流動呈正常阻擋。該圓盤具有一凸起中央區段，該凸起中央區段呈現大體上對置的凸面和凹面。該圓盤的凸面係被定位成面對該加壓流體。一選擇性可致動的裝置係藉由該本體所承載，其配置成鄰近於該圓盤之中央區段的凸面。該裝置可根據選擇性的致動而運作，以破壞圓盤至一程度而不會刺穿圓盤，該程度為圓盤的中央區段的翻轉係藉由在閥本體通道中的加壓流體開始，藉此容許加壓流體自由流過閥本體。

該選擇性致動裝置包含一可移動元件，該可移動元件通常與圓盤的凸面分開，並且可根據致動而移動一位移以接觸凸面，並且產生圓盤的機械性破壞而不會刺穿中央區段。該可移動元件較佳地係為具有一鈍端的一桿體，該鈍端配置成接觸圓盤的凸起中央區段的凸面。

一煙火火藥係與該可移動元件結合，根據火藥的點燃，其可運作以移動該元件經過其預定的位移。根據圓盤的中央區段的翻轉開始，圓盤的中央區段以快於元件朝向圓盤的移動的速率翻轉。該可移動元件係可在相對於圓盤的凸面的鄰近表面以一角度沿著一大體上直線的移動路徑移動，或是沿著一曲線路徑。在多數情況中，該可移動元件係可沿著一不超過大約6mm到大約12mm的移動路徑移動。

在本發明的一較佳實施例中，該破裂圓盤係由一體金屬製成，且圓盤的凸起中央區段界定一分離區域，其中該部分的金屬具有改變的晶粒組織，其呈現大於圓盤之中央區段其餘的金屬的殘留應力。圓盤的中央區段的翻轉係在該中央區段的分離區域開始。該圓盤的中央區段的凸面和凹面為平滑且具有遍及圓盤的整個區域的連續構造，包含界定具有較大殘留應力的分離區域的部分。可致動元件係定位成接觸圓盤的高應力區域，以在該分離區域開始圓盤的中央區段的破壞。

以下說明提出根據本發明的示範性實施例。然而，應了解的是，這些實施例係提供為說明之用途，其中的內容不應作為本發明整體範圍的限制。

現請參照圖1和圖2，本發明的閥20的多種用途的其中一係用於從一受限空間中，當壓力係超過一預定值時釋放該壓力，且用於根據命令而造成加壓流體的選擇性釋放。閥20的其中一形式，如繪示在圖式中，係特別適合被連接至一容器24的內螺紋頸部22，其顯示成在一傳統直立位置，該容器係用於容納加壓流體源，像是火或爆炸抑制劑。然而，應了解的是，容器24亦可以是除了直立之外的定位。一O形環25係被提供以確保閥20和容器24之間的流體緊密的密封。閥20的上圓柱形區段28的外螺紋下部位34係用來被螺合在下本體區段30的內螺紋上部位36之中。上本體區段28的抑制傳輸區段38係用於經由傳統管道或類似者被結合至抑制傳輸線路，其引導至個別的抑制傳輸噴嘴。

閥20的下本體區段30具有一通過下本體區段30的流體流動通道40，其與一通過上本體區段28的一流體流動通道42軸向地對齊，通道42基本上具有與通道40相同的直徑。閥本體26的抑制傳輸區段38具有一通道44，該通道44與通道42相連通，但具有較小直徑，如顯示於圖4中。

一翻轉扣合破裂圓盤46係以相對於通道40和42之正常阻擋關係被定位。圓盤46具有一外切凸緣48，其係被咬合在上閥本體區段28和下閥本體區段30的鄰近邊緣之間。圓盤46具有一中央凹凸凸起區段52，其中凸面54係面對於在容器24中的加壓流體。

在本發明的一實施例中，圓盤46的凸起中央區段52具有一界定分離區的部分56(圖3)，其中部分56的金屬具有改變的晶粒組織，其展現出大於圓盤46之凸起區段52的剩餘金屬的殘留應力。具有部分56的殘留應力特性的凸起區段52的相當小的直徑區域係詳細地描述和繪示在美國專利案第6,945,420號中，其整體係包含在本文中作為參照。較佳地，部分56係位於破裂圓盤46中心和介於凸起區段52和凸緣48之間的周圍延伸過渡區域的中間。

一環狀夾固環圈50和一備用環圈51係被插入在上本體區段28的最下方環狀邊緣以及圓盤46的凸緣48之間。備用環圈51展示一向內延伸的凸緣53，其作用為用於凸起區段52的支撐，特別是凸起區段52的「鉸接」部分(意即，凸起區段52在圓盤破裂時仍接合於凸緣48的部分)，其係在下文更詳細地解釋。一O形環55係設在一外切通道57中，該通道57係形成在下閥本體區段30中以幫助形成破裂圓盤凸緣48和下閥本體區段30之間的流體緊密密封。定位銷49與分別形成在環圈50、51和圓盤凸緣48中的對應溝槽43、45和47合作，以確保當環圈50、51和圓盤46安裝於閥本體26之中時的正確定位。

閥20的下本體區段30具有一整合圓柱突部58，其相對於通道40的軸線呈一角度。圓柱突部58中的一向外開放通道60與一較小直徑的通道62連通，該通道62延伸至下本體區段30中的通道40。一致動器組件64係被接收在通道60、62中，且藉由固持夾66被固定至圓柱突部58。致動器組件64大體上包含一圓柱狀致動器本體68，一推進器機構70係被接收貫穿該致動器本體68。推進器機構70可以是可從諾貝爾公司(Nobel Enterprises)購得的METRON致動器，或者是類似形式的裝置。在特定實施例中，如煙火般地發射的推進器機構70可使用一電磁線圈式的推進器機構替換，特別是在致動速度不是關鍵的應用中。致動器組件64包含一長形桿或打擊銷72，其延伸穿過通道62進入下本體區段30中的通道40。如顯示在圖4中，打擊銷72呈現一鈍形外部尖端74，當打擊銷72係在其非致動位置時，該尖端74雖然係與圓盤46的凸面54分隔開，其通常鄰近於圓盤46的凸面54。

推進器機構70係被接收在致動器本體68中，且藉由螺紋76被固定在定位。打擊銷72的發射係被固持器78限制，固持器78係螺接在圓柱突部58之中。一O形環84係設在打擊銷72的凹部中，以防止容器24之中的流體經由通道62從閥流出。

如顯示於圖11中，推進器機構70包含一圓柱形腔室86，一擊發銷88和一可燃煙火火藥90係設置在該腔室86中。腔室86的其中一端上係藉由一封裝栓塞92密封，一對導線94、96係延伸穿過該栓塞92。根據推進器機構70的致動，定位在腔室86中的導線94、96的暴露末端點燃煙火火藥90。火藥90的點燃將擊發銷88移動到致動位置，如顯示於圖12中。在特定實施例中，擊發銷88的發射或者線性移動(且因此打擊銷72的移動)係在大約6mm到大約12mm之間，較佳地大約是9mm。如在下文中解釋，根據致動，擊發銷88接觸和/或作用於擊發打擊銷72的末端100，藉此造成打擊銷72移動到致動位置並且撞擊破裂圓盤46。

下閥本體區段30亦呈現一側邊埠口102，其係從下閥本體區段30向外且傾斜地延伸。側邊埠口102呈現一截頭圓錐形的通道104，一空氣調節閥106(schrader valve)係設置在該通道104中。通道104係與一呈現較大直徑的孔 108連通。如顯示於圖4，一栓塞110係可螺合接收在孔108之中。然而，孔108亦可配設有一壓力計，因此可以監測通道40和容器24之中的流體的壓力。

下閥本體區段30亦呈現側向延伸的填充埠口112，在閥20安裝於容器24上時，填充埠口112可用來將容器24裝填所希望的流體。如顯示於圖5中，填充埠口112包含一大體上圓柱形孔114，一填充埠口插入件116和一填充埠口栓塞118一般地設置且螺合地固定在圓柱形孔114之中。填充埠口插入件116基本上為一止回閥(check valve)，其呈現與一第二通道122相連通的一第一通道120，該第一通道120呈現一小於第二通道122之直徑的直徑。一具有大於第一通道120之直徑的直徑的球體124係設置在填充埠口插入件116之中，並且在通道40和容器24之中的流體壓力大於第一通道120之中的流體壓力時，該球體124運作以阻擋第一通道120和第二通道122之間的連通。因此，填充埠口插入件116大體上僅容許流體從填充埠口孔114到下閥本體區段通道40中的單向流動。一燒結檢測圓盤126係設在孔114相對於栓塞118的末端，以防止球體124在容器24的填充期間從第二通道122逸出。

一輔助埠口128從下閥本體區段30向外地延伸出，且呈現一貫穿該輔助埠口128之大體上圓柱形孔130。如顯示於圖5中，一栓塞132係一般螺合地接收於孔130之中。然而，輔助設備，像是輔助壓力計，可替代栓塞132而結合至輔助埠口128。一通道134將填充埠口孔114與下閥本體通道40和輔助孔130連通。

經由破裂圓盤46的主動開始翻轉和破裂，閥20可用來將加壓流體從一限制空間釋放。在過壓狀況發生時，經由圓盤46的翻轉和破裂閥20亦提供對抗容器24之中的危險性過壓狀況的被動保護。因此，翻轉扣合破裂圓盤46能夠抵抗容器24中的低、正常流體壓力，但亦能夠在需要釋放加壓流體時被選擇性地開啟。在本發明的特定實施例中，閥20係安裝在火或是爆炸抑制設備的流動路徑中，以響應於壓力釋放命令而容許抑制劑流動通過流動路徑。在特定實施例中，壓力釋放命令係藉由一位在抑制劑所安裝的空間中的偵測器或感測器自動地產生，然而，此命令亦可手動地給予。

在其正常、未致動結構中，如顯示於圖13中，打擊銷72係顯示成接近，但仍分離開，圓盤46的凸面54。如前文所提及，在特定實施例中，圓盤46可被提供有預力、分離的部分56，該部分56具有與圓盤凸起區段52剩餘部分不同的晶粒組織。當被致動時，尖端74接觸部分56以開始圓盤46的翻轉。然而，在閥20的未致動結構中，圓盤46藉由阻擋至通道42的流動路徑而有效地容納設在通道40和容器24中的加壓流體。

根據檢測到一需要釋放加壓流體的狀況(除了容器24中的過壓狀況之外)，一電子信號被傳送到致動器組件64，且特別地，經由導線94、96傳送至推進器機構70。該電子信號點燃容納在腔室86中的煙火火藥90，藉此將擊發銷 88朝向一延伸位置推進，如繪示於圖12中。在特定實施例中，擊發銷推進的速度係小於音速，較佳地小於1100呎/秒。藉由以此方式限制速度，在開啟時刺穿破裂圓盤46以及圓盤46的破碎可更確實地避免。擊發銷88接觸打擊銷末端100，藉此造成打擊銷沿著朝向破裂圓盤凸面54的一直線路徑推進，並且與凸面54接觸。打擊銷尖端74具有圓形形狀，而避免成為尖瑞的尖端。因此，當打擊銷72移動通過一預定位移時，與凸面54的接觸足以影響凸面54的破壞而不會刺穿圓盤46。如顯示於圖8中，打擊銷72機械性地破壞且造成圓盤凸起區段52的變形，而不會刺穿圓盤46。刺穿圓盤46是不必要的，因為銷74可能會容易塞住所產生的開口，而因此阻擋流體流進通道42中，而造成圓盤無法開放。

打擊銷72分予足夠的動能到圓盤凸起區段52，使得當與流體作用在圓盤凸面54上的力量結合時，圓盤46翻轉且開啟。更特別地，藉由打擊銷72的衝擊而施加在凸起區段52上的力量與藉由流體所施加的力量的結合足以開始圓盤46的翻轉和開啟。在特定實施例中，在區段52翻轉開始，該中央凸起區段52以快於打擊銷72朝向圓盤46的移動的速率翻轉。因此，圓盤46的完全開啟係在流體壓力狀況是圓盤的設計破裂壓力的20%(五分之一)達成(意即，在不需要致動器組件64的協助下圓盤將自動地翻轉和破裂的壓力至±5%的公差)。然而，在特定實施例中，圓盤的完全開啟係在流體壓力不超過設計破裂壓力的大約二分之一時達成。在其他實施例中，圓盤的完全開啟是在圓盤的設計破裂壓力的大約25%到75%之間達成，且更特別地是圓盤的設計破裂壓力大約33%。在本發明特定實施例中，圓盤46的完全開啟可在如5至10毫秒短的時間內完成。

在圖1至圖13顯示的實施例中，圓柱突部58和致動器組件64係以相對於通過通道40和42的流體流動路徑的斜角被定位。然而，圓柱突部58和致動器組件64垂直於或平行於此流動路徑係包含在本發明的範疇中。此外，致動器組件64可被建構成使得打擊銷72在圓盤的凸面54的任何部位接觸破裂圓盤46。在一實施例中，打擊銷72係可以大體上正切於凸面54的關係朝向中央凸起區段52移動。在另一實施例中，打擊銷72係可以大體上垂直於凸面54的關係朝向中央凸起區段移動。不管移動的相對方向，較佳的是在圓盤最脆弱的部分或是靠近圓盤最脆弱的部分打擊該圓盤。在圓盤46的例子，打擊銷72係顯示在形成於凸起區段52的預力部分56的附近接觸圓盤。在其它未具有對應部分56的圓盤的例子中，打擊銷72係可在朝向凸起區段的頂峰的位置接觸圓盤，在此位置圓盤材料為最薄。藉由在圓盤最脆弱位置或是靠近其脆弱位置打擊該圓盤，只需要少量的動能，藉此減少打擊銷將刺穿圓盤的可能性。無論選擇怎樣的致動器組件構造，為了達到圓盤46的成功選擇性開啟，由加壓流體所提供的力矢量(force vector)將需要足以開始圓盤46的翻轉和開啟。

翻轉扣合破裂圓盤46可設有半圓形刻線或是弱化線，其係位於接近介於凸緣48和凸起區段52之間的過渡區域138(請參照圖10)。根據致動器組件64的致動和打擊銷72和圓盤凸面54之間的接觸，該圓盤凸起區段52在靠近弱化線處開啟，僅留下附接於凸緣48的一小鉸接部140。在圓盤開啟，鉸接部140係藉由備用環圈51的凸緣53支撐。流體經由通道40、42所呈現的流體路徑從容器24流出造成圓盤46繞著凸緣53折疊，如顯示於圖9中。以此方式，凸緣53幫助防止圓盤46不必要的碎裂。其可了解的是，非碎裂性的翻轉扣合破裂圓盤的其它形式可設有不同刻線構造，像是在開啟時形成複數個花瓣的圓盤。

本發明的替代性實施例係繪在圖14和圖15中。大體上，閥20係建構成如上文所述。然而，致動器組件64已經被一擺動臂致動器142替代。擺動臂致動器142包含側向延伸的足尖區段144，該足尖區段144建構成接觸破裂圓盤46的凸面54，而不是刺穿凸面54。擺動臂致動器142沿著一曲線路徑的移動可藉由使用一栓鎖和彈簧機構(未顯示)或者是熟習此項技藝人士所習知可造成擺動臂致動器142移動和足尖區度144衝擊凸面54的其它機構來影響。

本發明再另一實施例係繪示在圖17至圖19中。此實施例相當類似於顯示在圖1至圖9和圖16中的實施例，除了一彈簧致動器146係被定位在致動器組件64和圓柱突部58之間。彈簧致動器146的其中一功能是將由推進器機構70所產生的力量轉換成將作用在打擊銷72上的更大的力量。因此，彈簧致動器146係特別適合於推進器機構70本身以所需要的力量程度不足以造成打擊銷72接觸破裂圓盤凸起部分54的應用。藉由使用彈簧致動器146，可藉由作用一相當小的原動力輸入而產生相當大的原動力輸出。

彈簧致動器146大體上包含一力量輸入外殼148，其螺合地固定至一力量輸出外殼150。力量輸入外殼148係結合至致動器本體68且藉由一固持夾152固定。力量輸出外殼150係藉由固持夾66固定至圓柱突部58。一致動活塞154係被包含在力量輸入外殼148之中並且靠近一輪廓活塞156。輪廓活塞156在力量輸出外殼148和力量輸出外殼150之間延伸進入一活塞160的環狀區域158中。輪廓活塞156包含複數個凹部162，其建構成接收球體164。輪廓活塞156的頭部容納一中空部166，一彈簧168係被接收在該中空部166中。彈簧168亦接觸活塞160以便迫使輪廓活塞156和活塞160分開。輪廓活塞156的頭部係藉由一固持環圈170被固持在環形區域158中。一墊圈172覆壓在固持環圈170上，並且有效地隔離環狀區域158。一第二墊圈174係被提供以便與墊圈172合作以提供表面，纏繞著輪廓活塞156的主彈簧176抵靠該表面施加一將活塞160朝向打擊銷72壓迫的力量。當在未致動位置時，球體164駐留於形成在活塞160的環狀區域158中的孔洞178。球體164抵靠於座部180上，在響應於由主彈簧176施加於其上的力量時能夠防止活塞160的移動。

如顯示於圖18中，根據推進器機構70的致動，擊發銷88接觸致動活塞154，藉此將致動活塞154朝向閥本體 26移動。致動活塞154的移動造成輪廓活塞156亦在相同的方向移動。輪廓活塞156的移動壓縮彈簧168且造成孔洞178與凹部162對齊。由於此對齊的結果，座部180迫使球體164進入凹部162且與座部不再接觸。當在此結構時，球體164有效地將輪廓活塞156和活塞160鎖固在一起，以防止輪廓活塞156和活塞160之間的相對運動。此外，將球體164與座部180分離，主彈簧176，其在此刻已被壓縮，作用在結合的輪廓活塞156和活塞160的組件上，造成其朝向閥本體26移動且與打擊銷72接觸。

圖19繪示彈簧致動器146在其完全展開位置。如圖所示，致動活塞154以及輪廓活塞156不再彼此接觸。打擊銷72已接觸破裂圓盤46的凸起區段52，因此開始圓盤的翻轉和開啟。

彈簧致動器146可藉由除了推進器機構70之外的機構來致動，其使用一煙火火藥。彈簧致動器146係設有複數個流體埠口182，其可被連接至加壓流體源，例如是壓縮空氣或是氮。根據探測到須要致動閥20的狀況，加壓流體可被輸送至埠口182。埠口182經由通道184與力量輸入外殼148的內部相連通。加壓流體作用於致動活塞154的頭部，造成該活塞朝向閥本體26移動。位於致動活塞154上的O形環186、188防止加壓流體流進彈簧致動器146的其它部位。

在此技術領域中具有通常知識者將可了解致動彈簧致動器146的其他機構，諸如經由使用一螺線管。因此，本發明不僅僅受限於上述的實施例。

在致動之後，彈簧致動器146可從圓柱突部58分離，並且重置以再次使用。在重置期間，活塞160係被移動回到力量輸出外殼150之中，藉此壓縮主彈簧176。一旦活塞160和輪廓活塞156朝向力量輸出外殼148足夠地移動且球體164已經通過座部180，球體164從凹部162移開，藉此將活塞160與輪廓活塞156分開。彈簧168將輪廓活塞156移動成與致動活塞154接觸，且致動活塞154和輪廓活塞156兩者返回到如顯示在圖17中的初始位置。

20‧‧‧閥

22‧‧‧內螺紋頸部

24‧‧‧容器

25‧‧‧O形環

26‧‧‧閥本體

28‧‧‧區段

30‧‧‧區段

34‧‧‧外螺紋下部位

36‧‧‧內螺紋上部位

38‧‧‧抑制傳輸區段

40‧‧‧通道

42‧‧‧通道

43‧‧‧溝槽

44‧‧‧通道

45‧‧‧溝槽

46‧‧‧圓盤

47‧‧‧溝槽

48‧‧‧凸緣

49‧‧‧定位銷

50‧‧‧環圈

51‧‧‧環圈

52‧‧‧區段

53‧‧‧凸緣

54‧‧‧凸面

55‧‧‧O形環

57‧‧‧通道

58‧‧‧圓柱突部

60‧‧‧通道

62‧‧‧通道

64‧‧‧致動器組件

66‧‧‧固持夾

68‧‧‧致動器本體

70‧‧‧推進器機構

72‧‧‧打擊銷

74‧‧‧尖端

76‧‧‧螺蚊

78‧‧‧固持器

84‧‧‧O形環

86‧‧‧腔室

88‧‧‧擊發銷

90‧‧‧火藥

92‧‧‧栓塞

94‧‧‧導線

96‧‧‧導線

100‧‧‧末端

102‧‧‧側邊埠口

104‧‧‧通道

106‧‧‧閥

108‧‧‧孔

110‧‧‧栓塞

112‧‧‧填充埠口

114‧‧‧孔

116‧‧‧插入件

118‧‧‧栓塞

120‧‧‧第一通道

122‧‧‧第二通道

124‧‧‧球體

126‧‧‧燒結檢測圓盤

128‧‧‧輔助埠口

130‧‧‧孔

132‧‧‧栓塞

134‧‧‧通道

138‧‧‧過渡區域

140‧‧‧鉸接部

142‧‧‧擺動臂致動器

144‧‧‧足尖區段

146‧‧‧彈簧致動器

148‧‧‧力量輸入外殼

150‧‧‧力量輸出外殼

152‧‧‧固持夾

154‧‧‧致動活塞

156‧‧‧輪廓活塞

158‧‧‧環狀區域

160‧‧‧活塞

162‧‧‧凹部

164‧‧‧球體

166‧‧‧中空部

168‧‧‧彈簧

170‧‧‧固持環圈

172‧‧‧墊圈

174‧‧‧第二墊圈

176‧‧‧主彈簧

178‧‧‧孔洞

180‧‧‧座部

182‧‧‧埠口

184‧‧‧通道

186‧‧‧O形環

188‧‧‧O形環

圖1係為一用於控制加壓流體沿著從一限制區域引導出的一路徑流動的閥的其中一側面的立體圖；圖2係為顯示於圖1中的閥的另一側面的立體圖；圖3係為該閥的平面圖；圖4係為沿著圖3中的線4-4截取且在箭頭的方向觀看的閥的垂直剖面圖；圖5係為沿著圖3中的線5-5截取且在箭頭的方向觀看的閥的垂直剖面圖；圖6係為沿著圖4中的線6-6截取且在箭頭的方向觀看的閥的水平剖面圖；圖7係為圖6中的閥的水平剖面圖，其中破裂圓盤組件被移除；圖8係類似於圖4的閥的垂直剖面圖，且示意地繪示配置於其中的選擇性可致動裝置，該可致動裝置可造成破壞而不會刺穿圓盤，藉此開始圓盤的中央區段的翻轉；圖9係如圖4的閥的垂直剖面圖，並且顯示該凸起翻轉扣合破裂圓盤的中央區段在其完全開啟位置，其係因為藉由可移動元件而使中央區段破壞；圖10係該翻轉扣合破裂圓盤的立體圖，一備用環圈與該破裂圓盤結合，且其具有一備用部分，其定位成根據中央區段的翻轉和開啟而被中央區段所接觸，以及一夾固環圈，其接觸該備用環圈；圖11係為選擇性可致動裝置的部分剖面圖，其具有一可移動元件，該可移動元件可移動成與圓盤的凸面接觸，如顯示於圖4中；圖12係為選擇性可致動裝置的部分剖面圖，其繪示該選擇性可致動裝置的可移動元件在其致動位置；圖13係為顯示於圖4之結構的一部分的部分放大垂直剖面圖，且更佳地繪示可移動元件被移動到與破裂圓盤的凸面破壞接觸之前的配置；圖14係為視點穿過閥本體的部分垂直剖面圖，且繪示一替代性樞軸選擇性可致動裝置，其用於破壞該圓盤而不會刺穿圓盤，以產生圓盤的中央區段的翻轉；圖15係類似於圖14的部分垂直剖面圖，並且顯示樞軸裝置在其圓盤破壞位置；圖16係為閥的分解立體圖，其繪示閥的構件；圖17係本發明另一實施例的垂直剖面圖，該實施例包含一顯示在未展開位置的彈簧致動器；圖18係圖17之閥的垂直剖面圖，其顯示彈簧致動器的致動；以及圖19係圖17之閥的垂直剖面圖，其顯示彈簧致動器在其完全展開位置。

20．．．閥

22．．．內螺紋頸部

24．．．容器

25．．．O形環

26．．．閥本體

28．．．區段

30．．．區段

34．．．外螺紋下部位

36．．．內螺紋上部位

38．．．抑制傳輸區段

40．．．通道

42．．．通道

44．．．通道

46．．．圓盤

48．．．凸緣

49．．．定位銷

50．．．環圈

51．．．環圈

52．．．區段

53．．．凸緣

54．．．凸面

55．．．O形環

57．．．通道

58．．．圓柱突部

60．．．通道

62．．．通道

64．．．致動器組件

66．．．固持夾

68．．．致動器本體

70．．．推進器機構

72．．．打擊銷

74．．．尖端

76．．．螺蚊

78．．．固持器

84．．．O形環

102．．．側邊埠口

104．．．通道

106．．．閥

108．．．孔

110．．．栓塞

Claims

一種用於控制加壓流體沿著從一限制區域引導出的一路徑流動的閥，其包含：一閥本體，其設有一流體通道且係用於被安裝在所述流體路徑中；一翻轉扣合破裂圓盤，其係相對於流體通過所述路徑的流動呈正常阻擋關係藉由閥本體承載，所述圓盤具有一凸起中央區段，該凸起中央區段具有一大體上凸面和一凹面，該凸面面對該加壓流體；以及一選擇性可致動裝置，其藉由該本體所承載，配置成鄰近於該圓盤之中央區段的凸面，該裝置可根據致動而運作，以破壞圓盤至一程度而不會刺穿圓盤，該程度為圓盤的中央區段的翻轉係藉由在所述通道中的加壓流體開始，以容許流體流過閥通道。
如申請專利範圍第1項所述之閥，其中該裝置包含一可移動元件，該可移動元件通常與圓盤的中央區段的凸面分開，並且可根據致動而移動一位移以接觸凸面，並且產生圓盤的機械性破壞而不會刺穿中央區段。
如申請專利範圍第2項所述之閥，其中該元件係為具有一鈍端的一桿體，該鈍端可接觸圓盤的凸起中央區段的凸面。
如申請專利範圍第2項所述之閥，其中係設有一煙火火藥，根據火藥的點燃，其可運作以產生該元件的移動經過所述位移。
如申請專利範圍第2項所述之閥，其中該元件所述元件可移動經過一預定位移，該預定位移僅足以產生圓盤的中央區段的凸面的破壞，而不會刺穿該中央區段。
如申請專利範圍第2項所述之閥，其中，根據圓盤的中央區段的翻轉開始，圓盤的中央區段以快於元件朝向圓盤的移動的速率翻轉。
如申請專利範圍第2項所述之閥，其中所述元件係可沿著一大體上直線的移動路徑移動。
如申請專利範圍第2項所述之閥，其中所述元件係可沿著一大體上曲線的移動路徑移動。
如申請專利範圍第2項所述之閥，其中所述元件係可沿著一從大約6mm到大約12mm的移動路徑移動。
如申請專利範圍第1項所述之閥，其中該破裂圓盤係由一體金屬製成，且圓盤的所述凸起中央區段界定一分離區域，該部分的金屬具有改變的晶粒組織，其呈現大於圓盤之中央區段其餘的金屬的殘留應力，圓盤的中央區段的翻轉係在該中央區段的所述分離區域開始。
如申請專利範圍第10項所述之閥，其中該圓盤的中央區段的凸面和凹面為平滑且具有遍及圓盤包含界定凸起中央區段的所述分離區域之部分的整個區域的連續構造。
如申請專利範圍第10項所述之閥，其中所述裝置係定位成接觸圓盤的所述分離區域，以在所述分離區域開始圓盤的中央區段的破壞。
一種用於控制加壓流體沿著從一限制區域引導出的一路徑流動的閥，其包含：一管狀閥本體，其設有一流體通道且係用於被安裝在所述流體路徑中；一翻轉扣合破裂圓盤，其係相對於流體通過所述路徑的流動呈正常阻擋藉由本體承載，所述圓盤具有一凸起中央區段，該凸起中央區段呈現一大體上凸面和一凹面，該圓盤的中央區段係可被運作，以在對抗該中央區段的一預定第一流體壓力下，抵抗中央區段的翻轉和破裂，所述圓盤係以圓盤的凸面朝向加壓流體的關係被設置；以及一選擇性可致動裝置，其藉由該本體所承載，配置成鄰近於該圓盤之中央區段的凸面，該裝置可根據致動而運作，以機械性地破壞圓盤的中央區段至一程度而不會刺穿圓盤，該程度為圓盤的中央區段的翻轉係藉由一小於所述第一預定壓力的預定第二壓力開始，以容許流體流過閥通道。
如申請專利範圍第13項所述之閥，其中所述裝置包含一可移動元件，該可移動元件通常與圓盤的中央區段的凸面分開，並且可移動一位移以接觸凸面，並且產生圓盤的破壞而不會刺穿中央區段。
如申請專利範圍第14項所述之閥，其中所述元件可以大體上正切於中央區段之凸面的關係朝向圓盤的中央區段移動。
如申請專利範圍第13項所述之閥，其中所述元件可以大體上垂直於中央區段之凸面的關係朝向圓盤的中央區段移動。
一種控制加壓流體沿著從一限制區域引導出的一路徑流動的方法，其包含以下步驟：將一管狀閥本體安裝在所述流體路徑中；提供一翻轉扣合破裂圓盤於本體中，該圓盤相對於流體通過所述路徑的流動呈正常阻擋，所述圓盤具有一凸起中央區段，該凸起中央區段呈現一大體上凸面和一凹面，該圓盤的所述中央區段係可被運作，以在對抗該中央區段的一預定第一流體壓力下，抵抗中央區段的翻轉和破裂，所述圓盤係以圓盤的凸面朝向加壓流體的關係被設置；以及將一選擇性可致動裝置定位在該圓盤的中央區段的凸面附近，以用於機械性地破壞圓盤的中央區段而不會刺穿圓盤的中央區段，以在一小於所述第一預定壓力的預定第二壓力開始圓盤的中央區段的翻轉，以容許流體沿著所述路徑流動。
如申請專利範圍第17項所述之方法，其中所述第二壓力係不超過所述預定第一壓力的大約二分之一。
如申請專利範圍第17項所述之方法，其中所述第二壓力係不超過所述預定第一壓力的大約五分之一。