安全头制造技术

公开了一种安全头。更具体地说，公开了一种包括圆形法兰部及至少一个突出部的安全头，其中，所述至少一个突出部具有展现混合曲率半径的面。所述圆形法兰部可厚于所述至少一个突出部。还公开了一种安全头组件，其中，所述安全头组件包括入口安全头与出口安全头。此外，公开了一种安全头组件，其中，所述入口安全头包括外围突出部，所述出口安全头包括外围突出部，并且卡环构造成与这些外围突出部接合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】安全头相关申请的交叉援引本申请要求由JohnTomasko等人于2011年9月8日提交的名称为“SAFETYHEAD”(安全头)，申请号为61/573,126的美国临时申请的权益，特地通过援引将其公开内容结合于此。
本公开大体涉及支撑结构及将插入装置安装在栓接法兰之间的相关方法。更具体地说，本公开涉及能密封地夹紧在栓接法兰之间的安全头设备。
技术介绍
存在若干设计成插入增压系统中的插入装置。示例性的插入装置可包括诸如阀及爆破片之类的卸压装置。压力释放装置可构造成允许增压流体响应于危险过压情形而从增压系统的一部分排出。其它示例性的插入装置包括传感器及测量设备。通常，插入装置可在两个配对法兰之间安装到增压系统中，该配对法兰借助法兰螺栓保持在一起。在增压系统领域中，给定标称尺寸的管存在若干不同法兰栓接型式。举例来说，就给定标称尺寸的管而言，不同栓接型式可由美国国家标准学会(“ANSI”)、美国机械工程师协会(“ASME”)、德国标准学会(“DIN”)及日本工业标准(“JIS”)规定的各个标准规定。此外，就给定标称尺寸及/或标准的管而言，不同栓接型式由不同压力等级规定。因此，期望插入装置可交换地配合在具有多种法兰栓接型式的增压系统中。插入装置的性能依赖于两个主要因素：在增压系统中的适当对准及在增压系统中的适当密封。首先，如果插入装置例如是爆破片，那么期望爆破片尽可能靠近增压系统的流体流径的中心对准。爆破片的对中或对准使得在爆破片爆破的情况下流体阻力(Kr)稳定，这期望地提高(或者优化或稳定)了超压流体退出系统时的速率。第二，就任一插入装置而言，适当地密封会防止流体泄漏到环境中。一种类型的插入装置通过利用法兰转接器而实现了适当对准。插入装置可与法兰转接器对准，该法兰转接器则构造成与一组法兰螺栓对准。最佳的是，法兰转接器构造成配合若干用于相同标称尺寸管的螺栓配置。申请号10/936,761的共有美国专利申请示出了提供此特征的一个法兰转接器，通过援引将该专利申请的全部内容合并于此。公知的法兰转接器在增压系统中密封时可能会呈现劣势。法兰转接器的密封质量在很大程度上依赖于施加于法兰螺栓的扭矩值。安装者可能缺少向法兰螺栓提供最佳扭矩的工具或专门知识；因此，在实际操作中，许多插入装置会由于不当的安装而提供不佳的密封。此外，法兰转接器的密封会依赖其间安装该法兰转接器的配对法兰的对准。例如，匹配面的垂直度、平行度及同轴度可影响插入装置(例如爆破片)与其保持器之间的密封布置以及保持器与配对法兰之间的密封布置。在实际操作中，两个配对法兰很少相互准确对准。安装在这种不对准的法兰之间的法兰转接器或插入装置会提供不良密封。另一类型的插入装置可借助支撑设备或安全头组件而安装到增压系统中。支撑设备可包括入口支撑构件及出口支撑构件。装配螺栓将两个支撑构件保持在一起，插入装置位于二者之间。支撑设备与插入装置安装在借助一组配对法兰螺栓结合在一起的两个配对法兰之间。支撑设备可构造成使在法兰螺栓之间适当定位的插入装置对准。此外，支撑设备能可交换地配合在几组对应不同压力等级及设计标准的法兰螺栓中，对于具有相同标称尺寸的管而言尤其如此。专利号4,751,938(“’938专利”)的共有美国专利公开了一个示例性支撑设备，通过援引将该专利的全部内容合并于此。在实际操作中，两个支撑构件往往比两个配对法兰更准确地相互对准。因而，与直接安装在两个(有可能不对准的)配对法兰之间的情况相比，安装在支撑设备中的插入装置可提供更好地密封。为了确保插入装置在支撑设备中适当对准，能够以预装配配置向终端用户提供支撑设备。在预装配的情况下，支撑构件与在其间适当定位的插入装置松弛地栓接在一起。因而，终端用户仅需要在配对法兰之间安装预装配设备即可。呈预装配构造的插入装置借助施加至法兰螺栓的扭矩而被密封在设备及增压系统中。公知支撑设备可由高成本的浸湿材料制成。可因其温度稳定性、抗腐蚀能力及导磁性而选择高成本材料。因材料昂贵，所以会期望减少材料的用量。如果向用户提供呈预加扭矩配置的支撑设备，那么支撑设备也可提供更好的密封。在预加扭矩的情况下，支撑设备的装配螺栓被提供以最佳水平的扭矩以密封支撑设备中的插入装置。在将支撑设备与插入装置安装至应用对象之前可由供应商或制造商或使用者施加此最优水平的扭矩。在预加扭矩的支撑设备而后安装在增压系统的两个配对法兰之间的情况下，插入装置的密封基本与施加至法兰螺栓的扭矩水平无关。因而，为了获得最优的密封，终端用户无需掌握向法兰螺栓施加精确扭矩水平的技术或专门知识。公知支撑设备没有使支撑设备的装配螺栓在安装后保持可见或可调节的特征。支撑设备的一个实施例包括装配螺栓，该装配螺栓借助一组通孔垂直穿过一个支撑构件而延伸到另一个中。这些通孔可以是沉头的、埋头的或设置掩盖装配螺栓的任何其它凹口(机加工或以其它方式)。如’938专利的图3中所示，支撑构件可基本相互齐平就位。这种构造妨碍使用者看到支撑构件之间的任何装配螺栓的螺纹部。因而，使用者不能证实装配螺栓存在于安装起来的支撑组件中，而这种证实可表示支撑组件安装正确。同样如’938专利的图3中所示，配对法兰构件可完全覆盖支撑组件的顶面及底面，从而妨碍使用者看到或接近装配螺栓头部。这样，使用者既不能证实装配螺栓的存在性，也不能证实或调整施加至装配螺栓的扭矩水平。在从系统的配对法兰之间移除支撑设备时，公知支撑设备也会存在挑战。例如，配对法兰不能容易地或安全地在固定管道系统中移动，或管道因标称直径及/或长度而沉重。因而，需要不必为了移除及/或安装支撑设备而移除所有配对法兰螺栓的支撑设备。公知支撑设备忽略的另外特征是在腐蚀性或其它恶劣环境中使用时的耐久性及多功能性。通常，增压系统的内容物展现出十足的活性，从而易于腐蚀或侵蚀系统的部件。入口支撑构件的内孔会频繁地与这些内容物接触，这可易于侵蚀或损坏入口支撑构件。为了在这种恶劣环境中使用入口支撑构件，该入口支撑构件必须由昂贵的抗腐蚀及/或抗热材料制成。此外，入口支撑构件会因腐蚀或侵蚀而需要频繁更换。公知支撑设备的另一实施方式可通过使用咬合密封件而为插入装置提供密封。咬合密封件包括脊状部，该脊状部构造成在支撑组件的部件被压在一起时切入或“咬合”到插入装置中。咬合密封件比依赖施加至插入装置的压力的密封件更有效。公知支撑设备提供咬合密封件作为其中一个支撑构件的整体部分。此构造遭受众多劣势。首先，在一些支撑设备中，咬合密封件必须由非常坚硬并且非常昂贵的材料制成。在咬合密封件与支撑构件结合成一体时，整个支撑构件必须由非常坚硬并且非常昂贵的材料制成，这增加了支撑设备的材料成本。此外，咬合密封件会通过运输、安装或重复使用而遭受损害。这种损害会以压痕或弯折的形式出现。受损的咬合密封件为插入装置提供劣质密封；因而，应更换受损的咬合密封件。在公知的设备中，要更换咬合密封件需要更换整个支撑构件，这增加了维护支撑设备的成本。鉴于前述内容，需要一种支撑设备或一种安全头组件，该支撑设备或安全头组件可减少使用的材料，同时保持或改善公知支撑设备或安全头组件的功能性。还需要一种支撑设备或一种安全头组件，该支撑设备或安全头组件便于插入装置在增压系统中适当对准及密封。还需要一种安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全头，该安全头包括：具有限定流体流径的内孔的圆形法兰部，所述圆形法兰部具有上平坦法兰面及下平坦法兰面；至少一个突出部，所述至少一个突出部从所述圆形法兰部向外延伸并限定有至少一个螺栓孔，其中，所述至少一个突出部具有展现混合曲率半径的面，并且其中，所述至少一个突出部具有上突出部面及下突出部面；其中，所述上平坦法兰面及所述下平坦法兰面之间的距离限定第一厚度；其中，所述上突出部面及所述下突出部面之间的距离限定第二厚度；以及其中，所述第二厚度小于所述较小的厚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.08 US 61/573,1261.一种安全头，该安全头包括：具有限定流体流径的内孔的圆形法兰部，所述圆形法兰部具有上平坦法兰面及下平坦法兰面；至少一个突出部，所述至少一个突出部从所述圆形法兰部向外延伸并限定有至少一个螺栓孔，其中，所述至少一个突出部具有展现混合曲率半径的波形面，通过使多重栓接型式上下叠加并将所述波形面加工成接触各栓接型式的螺栓的至少一部分而获得所述波形面的所述混合曲率半径，并且其中，所述至少一个突出部具有上突出部面及下突出部面；其中，所述上平坦法兰面及所述下平坦法兰面之间的距离限定第一厚度；其中，所述上突出部面及所述下突出部面之间的距离限定第二厚度；以及其中，所述第二厚度小于所述第一厚度。2.根据权利要求1所述的安全头，其中，所述圆形法兰部限定外表面；并且，其中，所述圆形法兰部还限定有穿过所述外表面朝向所述内孔的传感器孔。3.根据权利要求2所述的安全头，其中，所述传感器孔完全穿过所述圆形法兰部而延伸到所述内孔中。4.根据权利要求2所述的安全头，其中，所述传感器孔限定螺纹接头。5.一种安全头组件，该安全头组件包括：入口安全头，该入口安全头包括：具有限定流体流径的内孔的圆形法兰部，所述圆形法兰部具有上平坦法兰面及下平坦法兰面；至少一个突出部，所述至少一个突出部从所述圆形法兰部向外延伸并限定有至少一个螺栓孔，其中，所述至少一个突出部具有展现混合曲率半径的第一波形面，通过使多重栓接型式上下叠加并将所述第一波形面加工成接触各栓接型式的螺栓的至少一部分而获得所述第一波形面的所述混合曲率半径，并且其中，所述至少一个突出部具有上突出部面及下突出部面；其中，所述圆形法兰部比所述至少一个突出部厚；出口安全头，该出口安全头包括：具有限定流体流径的内孔的圆形法兰部，所述圆形法兰部具有上平坦法兰面及下平坦法兰面；至少一个突出部，所述至少一个突出部从所述圆形法兰部向外延伸并限定至少一个螺栓孔，其中，所述至少一个突出部具有展现混合曲率半径的第二波形面，通过使多重栓接型式上下叠加并将所述第二波形面加工成接触各栓接型式的螺栓的至少一部分而获得所述第二波形面的所述混合曲率半径，并且其中，所述至少一个突出部具有上突出部面及下突出部面；其中，所述圆形法兰部比所述至少一个突出部厚；以及至少一个具有头部及螺纹部的螺栓，所述至少一个螺栓在所述入口安全头的所述至少一个螺栓孔与所述出口安全头的所述至少一个螺栓孔之间延伸，以将所述入口安全头结合至所述出口安全头；其中，所述头部突出于所述出口安全头的所述至少一个突出部之上；并且所述螺纹部的至少一部分暴露在所述入口安全头的所述至少一个突出部与所述出口安全头的所述至少一个突出部之间。6.根据权利要求5所述的安全头组件，该安全头组件还包括：具有法兰的插入装置，该法兰构造成接合在所述入口安全头的所述圆形法兰部与所述出口安全头的所述圆形法兰部之间。7.根据权利要求5所述的安全头组件，该安全头组件还包括销；其中，所述入口安全头还限定第一销孔，其中，所述出口安全头还限定第二销孔；并且其中，所述销构造成在插入到所述第一销孔与所述第二销孔时使所述入口安全头与所述出口安全头保持对准。8.一种安全头组件，该安全头组件包括：入口安全头，该入口安全头包括：具有限定流体流径的内孔的主体，该主体还具有法兰部；以及从所述入口安全头的所述主体向外突出的至少一个入口安全头突出部，所述至少一个入口安全头突出部具有展现混合曲率半径的第一波形面，通过使多重栓接型式上下叠加并将所述第一波形面加工成接触各栓接型式的螺栓的至少一部分而获得所述第一波形面的所述混合曲率半径；出口安全头，该出口安全头包括：具有限定流体流径的内孔的主体，该主体还具有法兰部；以及从所述出口安全头的所述主体向外突出的至少一个出口安全头突出部，所述至少一个出口安全头突出部具有展现混合曲率半径的第二波形面，通过使多重栓接型式上下叠加并将所述第二波形面加工成接触各栓接型式的螺栓的至少一部分而获得所述第二波形面的所述混合曲率半径；其中，所述入口安全头的所述法兰部与所述出口安全头的所述法兰部构造成接纳置于二者之间的插入装置。9.根据权利要求8所述的安全头组件，其中，所述至少一个入口安全头突出部是波形部；并且其中，所述至少一个出口安全头突出部是波形部。10.根据权利要求8所述的安全头组件，其中，所述至少一个入口安全头突出部是手柄；并且其中，所述至少一个出口安全头...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·托马斯克，G·布拉兹尔，
申请(专利权)人：BSB安全系统有限公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰;IE