[發明專利]壓力響應膜

有效

• 申請號: 200880015100.4
• 申請日: 2008-05-06
• 公開（公告）號: CN101796665B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 杰夫·布拉齊爾;阿諾德·蒙特
• 申請（專利權）人: BS&B安全系統有限公司
• 主分類號: H01M2/12
• 分類號: H01M2/12
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 黨曉林

描述

相關申請的交叉引用

本申請要求享有2007年5月8日由Geof Brazier和Arnold Mundt提交的標題為“壓力響應膜(PRESSURE RESPONSE MEMBRANE)”的美國臨時申請No.60/924,306的優先權，特別地，其公開內容通過引用并入于此。

領域

本公開內容大致上涉及壓力響應構件。具體地，本公開內容涉及響應于經歷預定大小的流體壓力而彎曲的(buckled)、折疊的(collapsed)或以其它形式移動的壓力響應構件。

背景

有很多類型的處理、運輸或利用壓縮流體的系統。為了確保這些類型的系統的安全，每個這樣的系統一般都包括設計成防止系統的超壓(或者至少在系統的超壓過程中提供警報指示)的安全裝置。在緊急情況中，當系統中的流體達到不安全水平時，流體的壓力作用在安全裝置上以產生開口以便從系統釋放流體。除了產生開口之外，安全裝置可以簡單地提供報警警告，指示危險的超壓情形正在發生。在實際上破裂或以其它形式對環境開放的裝置中，將流體通過開口排放到環境或安全儲存器能降低系統中的壓力，并防止系統的另一部分由于流體的高壓力而失效。

常用的安全裝置的例子包括破裂盤(rupture disk)和爆炸面板(explosion panel)。這些安全裝置可以被連接到加壓系統以將裝置的某部分暴露于系統中的加壓流體。經常，該裝置的暴露于流體的一部分設置成在流體達到預定的壓力時破裂或撕開。盤或者面板的撕開或破裂產生開口，加壓流體流動通過該開口以減小系統中的壓力。因此，此類型的安全裝置是自毀的，并且在每次使用后必須更換。一般地，為了更換這些安全裝置中的一個，需要對系統進行一些拆卸以便盤或者面板可以正確地與系統接合。

另外，在安全裝置設計成破裂或自動打開(即，自毀的安全裝置)的地方，生產和形成經常需要在裝置的材料上進行精確地劃痕或以其它形式削弱裝置的材料，以便確保在特定位置和壓力下打開。例如，破裂盤的形成經常包括對裝置的材料進行劃痕、切割、蝕刻或細化，以便勾畫出預定的“爆裂模式(burst pattern)”。該精確的機加工引起制造時間以及機械設備的增加，從而增加了制造成本。

在“反向彎曲(reverse buckling)”破裂盤壓力釋放裝置的領域，凹下/凸起形結構已經被用作是一種提供可靠的且可再生的壓力響應裝置的手段。已知的“反向彎曲”裝置被設計成使得當結構的凸起側被暴露于預定的超壓力時，該結構“彎曲”并倒置，引起凸起側面折疊成凹下形狀。而且，處于預定的超壓力時，破裂盤一般地設計成不僅倒置，而且還通過位于盤下游的切割裝置而打開，或者通過在制造工藝的過程中由劃痕、蝕刻或其它方法產生的弱化線而打開。

在用于可靠的反向彎曲壓力響應的凹下/凸起形結構的廣泛的范疇內，存在有很多的形狀子集，比如，例如位于中心的球面圓頂、偏移的球面圓頂、錐形以及截頭錐形(truncated pyramid shape)。經常地用于已知反向彎曲裝置中的球面圓頂形狀具有很多缺點。例如，大致上球面形狀的圓頂結構在超壓條件的過程中經常僅僅部分地折疊。另外，球面形狀的、部分圓頂的結構可能會以不規則的或不均勻、不對稱的方式反轉，從而引起不一致的結果，特別是對于較小的名義尺寸，比如1″/25mm以下的直徑。而且，在裝運和包裝的過程中，球面形是易受影響的，并且經常遭受損害，或在裝運和包裝的過程中遭受錯誤處理，這將不利地影響想要的響應壓力(經常引起在壓力低于設定壓力時破裂或打開)。最終，形成可再生的爆裂模式所需的劃痕和蝕刻增加了總體成本和與制造相關聯的利潤。

有對于克服上文中的一個或更多缺陷和/或現有技術中的其它缺陷的壓力響應結構的需要。

概述

依據一個實施方式，壓力響應裝置包括凸緣部分、具有入口側和出口側的中央部分，以及設置在凸緣部分和中央部分之間的帶角度的平截頭體部分(angled frustum portion)。帶角度的平截頭體部分被構造成在經歷引起中央部分的運動的預定的壓力差時致動。

依據另一個實施方式，壓力響應系統包括凸緣部分、中央部分以及設置在凸緣部分和中央部分之間的帶角度的平截頭體部分。中央部分為實質上平坦的，并且突出部被可操作地連接到中央部分。該帶角度的平截頭體部分被設置成在經歷引起中央部分的運動的預定的壓力差時致動而不破裂，并且平截頭體部分的致動引起突出部指示壓力響應。