本发明涉及适于封闭地安装在需要保护免受爆炸或失控的火产生的过压 状态的影响的空间的泄放孔上的矩形或大致圆形的泄放装置。该泄放装置具有 泄放单元，该泄放单元设有至少一个弹簧钢板，该弹簧钢板具有限定板的可动 卸压部分的弱化线。在较佳矩形实施例中，弱化线大致为由板上的一系列间隔 开的端对端狭槽限定的U形构型。弱化线具有其间形成板的铰接区域的一对相 对的腿部节段，以及远离铰接区域的湾部(bight)节段。较佳的是，在泄放单 元上包括弹性体层以覆盖各狭槽。在另一实施例中，泄放装置是圆形构型，且 因此适于安装成关闭在圆形泄放孔上。圆形泄放装置具有支承泄放单元的环 形框架构件，该泄放单元具有弹簧钢板，该弹簧钢板设有由端对端狭槽限定的 可动卸压部分，各狭槽形成基本上C形的弱化线。用弹性体材料覆盖限定泄 放单元上的弱化线的狭槽。C形弱化线策略地定位成使得圆形泄放单元的中 心卸压部分为相对于环形支承框架构件的内径具有最大面积。圆形泄放装置 还设有从环形框架构件向外延伸的止挡，以在圆形泄放单元的弹簧钢卸压部分 打开期间将卸压部分的运动限制到不超过弹簧钢的弹性模量的程度。用于圆 形泄放装置的止挡与用于矩形泄放装置的止挡的不同之处仅在于其为圆形构 型而不是矩形。
用于制造每个泄放单元的板的弹簧钢材料的厚度使得泄放单元的卸压部 分会在施加预定压力时迅速打开，且压力一释放就还返回到其初始位置关闭泄 放孔。弹簧钢较佳地为0.05至3mm厚的不锈产品，较佳地厚度为0.5mm。泄 放单元的卸压部分的打开压力不仅是弹簧钢材料的类型的函数，也是产品厚 度、泄放单元的总体尺寸和诸如限定弱化线的狭槽的尺寸和长度以及狭槽的相 邻端之间的距离之类的泄放板上弱化线的性质的函数。或者，弱化线可以是弹 簧钢板上的刻痕线。
当在受保护空间内发生足以打开矩形或圆形泄放单元的卸压部分的预定 过压时，其卸压部分围绕相应铰接区域弯曲以立即释放在受保护区域中形成的 压力。远离泄放单元的卸压部分延伸的止挡用于阻挡卸压部分在其打开期间运 动使其不超过制成泄放结构的弹簧钢材料的弹性极限。弹簧钢板的卸压部分的 弹性模量和弹性在处于其打开位置时足以使卸压部分在通过泄放装置解除过 压状态之后立即返回到其横跨泄放孔的初始位置来防止受保护区域显著暴露 于周围大气。当发生高过压事件时，例如在猛烈爆炸的情况下那样，泄放单元 的卸压部分与止挡的配合可能导致止挡偏移到某种程度。可以相信，止挡偏移 还有助于吸收、阻尼和消散泄放单元的运动卸压单元内的动能，由此确保不会 超过弹簧钢材料的弹性极限，超过该极限会导致泄放单元的卸压部分与其周围 本体部分分离。
本发明的重要方面是每个泄放单元的弹簧钢卸压部分能够在预定过压状 态下打开，然后在压力释放后返回到其初始的泄放孔关闭位置，且在过压后可 能发生的真空下向内偏移，并此后在真空解除之后返回到其初始关闭位置。
在泄放装置的某些实施例中，泄放结构包括设有多个叠置部件的复合层状 泄放单元，各部件之一是具有由板上的弱化线限定的U形卸压部分的弹簧钢 板。层状泄放单元的另一部件可包括也具有弱化线的非弹簧钢金属片，其弱化 线至少大致与弹簧钢板上的弱化线对准。非弹簧钢金属片的屈服点和抗拉强度 之间的差值明显大于弹簧钢板的屈服点和抗拉强度之间的差值。弱化线较佳地 各由一系列间隔开的端对端狭槽限定，且在弹簧钢板和非弹簧钢金属片之间插 入合成树脂材料片以封闭弱化线狭槽。
远离泄放单元的可动卸压部分延伸的止挡较佳地处于相对于在置于泄放 孔上方的其初始位置的卸压部分成约90°的角度。各止挡较佳地具有与泄放单 元的卸压部分相邻并面向该卸压部分的内部弯曲表面、中间部分以及沿远离泄 放单元的卸压部分的方向延伸的外部弯曲表面。各止挡在内部和外部弯曲表面 之间的中心部分是大致平面的构型，或者如果需要可稍微朝向泄放结构的卸压 部分呈弓形。矩形止挡的长度大约等于泄放单元的卸压部分的长度。类似地， 圆形泄放装置的止挡的直径大约为圆形泄放单元的卸压部分的直径。
各止挡与相应泄放单元的卸压部分的铰接区域相邻的最内部横向弯曲部 分提供其在预定高压下打开期间泄放单元的卸压部分弯曲的顺滑过渡区域。当 泄放结构的卸压部分在预定过压下打开时，卸压部分与止挡的相邻表面配合并 顺从该表面。止挡的弯曲表面，且具体是远离泄放结构的卸压部分的最外部弯 曲表面，协作以吸收且更逐渐地控制打开期间卸压部分的动能梯度，直到卸压 部分完全与止挡配合为止，而不是像如果止挡没有相对的弯曲表面而为基本上 扁平的情况那样。
各止挡用于防止相应泄放单元的卸压部分在预定过压下打开经过的这样 的弧，该弧导致板材料超过弹簧钢的屈服强度，使卸压部分在卸压部分打开后 不能立即返回到其初始位置基本上关闭泄放孔。
用于矩形泄放装置的可替代止挡可以是管状、大致卵形构型，其具有弯曲 节段，该弯曲节段形成设置成阻挡泄放单元的卸压部分运动到其选定的打开位 置的曲线形外表面。管状止挡的弯曲节段具有与不锈钢板的卸压部分相邻的曲 线形外表面，其曲率大于管状止挡的相邻曲线形外表面部分。管状止挡的最外 部部分上较佳地具有一系列开口，这些开口能够通达用于将止挡附连成相对于 弹簧钢板的卸压部分的预定布置的连接件。管状止挡的弯曲表面还有助于吸收 和消散泄放结构的卸压部分打开期间的动能。
由于沿远离弹簧钢板方向具有较低的总体高度并能够将管状止挡用于具 有多个不同大小的板止挡，所以具有管状止挡的矩形泄放装置尤其有利地用于 某些设施。
附图说明
图1是本发明的泄放装置的较佳实施例的立体图，该泄放装置包括泄放结 构以及用于泄放结构的框架组件，该框架组件具有方向向外的、用于泄放结构 的泄放单元的可动卸压部分的双弯曲止挡；
图2是图1的泄放装置的平面图，将放置在泄放单元上方的泡沫板的一部 分切去以示出限定泄放单元的板上的弱化线的狭槽；
图3是沿图2的线3-3截取且沿箭头方向看的泄放装置的局部竖直剖视图；
图4是图1所示泄放装置的分解立体图；
图5是形成图1的泄放装置的一部分的泄放单元的分解立体图；
图6是图1的泄放装置的一部分的放大局部竖直剖视图；
图7是图4的泄放单元的放大局部剖视图，未示出图5的U形弹性狭槽；
图8是图1的泄放装置的可替代框架构件的竖直剖视图；
图9是可替代泄放单元的一部分的放大局部剖视图，示出其层状部件；
图10是包括图9的可替代泄放单元的泄放装置的纵剖视图，示出图9中 所示的泄放单元的卸压部分处于其打开位置，可动卸压部分板在预定过压下打 开后返回到其初始位置；
图11是泄放单元的另一可替代实施例的平面图，示出与通常放置在受限 空间的泄放孔上方的非弹簧钢金属片的卸压部分配合的一系列弹性钢叶片，叶 片可操作以在受限空间中的过压卸压之后将非弹性钢金属片的卸压部分返回 到初始位置；
图12是类似于图7和9的放大局部剖视图，示出可替代泄放单元的其它 层状部件的一部分；
图13是示出图12的泄放层状部件在层状泄放单元的可动卸压部分完全打 开和再关闭之后的位置的纵向剖视图；
图14是另一可替代层状泄放单元的一部分的放大局部剖视图；
图15是示出图14的泄放单元的层状部件在泄放单元的可动卸压部分的弹 簧钢部分完全打开和再关闭之后的位置的纵向剖视图；
图16是具有关联的垫圈的泄放结构的另一可替代形式的平面图，该垫圈 使泄放装置适于专用于卫生应用泄放；
图17是图16中所示泄放结构的缩小比例的局部纵向剖视图；
图18是穿过图16所示的泄放结构的一部分的放大局部剖视图，并示出可 设置在泄放结构的泄放单元和垫圈的支承件之间的横向U形、大致矩形的垫 圈；
图19是具有方向向外的、用于限制泄放单元的卸压部分的敞开的止挡的 可替代泄放装置的放大局部竖直剖视图；
图20是图19所示泄放装置的缩小的平面图，没有顶部矩形压紧框架；
图21是图15所示泄放装置的立体图；
图22是具有用于泄放单元的卸压部分的可替代止挡结构的泄放装置的立 体图；
图23是图22所示泄放装置的局部放大纵向剖视图；
图24是根据本发明的圆形泄放装置的立体图；
图25是如图24所示圆形泄放装置的平面图；
图26是如图24和25所示的圆形泄放装置的大体示意性的侧视图；以及
图27是图24和26的泄放装置的分解图，但不包括该装置的底部安装框 架。

在图1-7中示出本发明的较佳矩形泄放装置并总体由附图标记30标示。 装置30适于以常闭布置安装至结构34的泄放孔32(图6)，该结构具有需要 保护以免受不利过压事件影响的区域。在这方面应当理解，本发明的泄放装置 30可以以图1-7所示形式提供给用户，或与例如图15、17和20-22所示的可 替代框架支承件结合。
矩形金属框架构件36可围绕泄放孔32例如安装和固定至结构34。框架 构件36的内部开口38大致与结构34上的泄放孔32对准。泄放装置30的框 架单元40安装到框架构件36和下方的结构34上。框架单元40具有四个彼此 间隔开并与矩形基部部分46一体的外翻唇部42和44。一系列内翻环形凸缘 48限定接纳双头螺栓52的相应开口50，螺栓52固定到结构34并延伸穿过框 架单元40的基部46并从其外表面向外突出。螺母54拧到各双头螺栓52上并 与抵靠框架单元40的基部部分46的外表面搁置的垫圈56配合。较佳地由硅 橡胶等制成的分段的、矩形弹性垫圈58位于框架组件的框架构件36和基部46 之间，且其中具有用于接纳框架单元40的相应环形凸缘48的一系列开口。或 者，可设置延伸穿过结构34、框架构件36和框架单元40的基部部分46的螺 栓以将框架单元40固定到结构34。拧到相应双头螺栓52上的螺母54用于与 相应泄放孔32对准地将框架单元40牢固地附连到结构34并由此将装置30牢 固地附连到结构34泄放孔。
装置30的泄放结构60包括由弹簧钢板64和第二弹簧钢板66制成的复合 层状单元62(图2)，两钢板大小相同且外部尺寸基本上与框架单元40的宽 度和长度尺寸对应。适合的弹簧钢材料是硬化的301、304、316、316L和316LTi 不锈钢。作为不锈弹簧钢的替代物，弹簧钢板64和66可由其它弹簧钢金属制 成，例如根据已知金属硬化技术通过轧制、回火和/或退火适当硬化的铬镍铁合 金、钛、镍或耐盐酸镍基合金(Hastelloy)。弹簧钢板64和66具有围绕其周 界定位的一系列间隔开的孔68，弹簧钢板64的孔68与弹簧钢板66的相应孔 68对准。各孔68定位成与由与框架单元40的基部部分46一体的环形凸缘48 限定的相应开口50对准。
层状泄放单元62的弹簧钢板64和66各具有协作以限定U形弱化线72 的间隔开的端对端狭槽70。在每个弹簧钢板64和66上的弱化线72具有由端 部湾部节段72c连结的一对相对的腿部节段72a和72b。各弱化线72限定卸压 部分74，该卸压部分74在打开时围绕相应弹簧钢板64和66的铰接区域76 弯曲并位于各弱化线72的腿部节段72a和72b的远离相应湾部72c的末端之 间。因此应当理解，各铰接区域76与弹簧钢板64和66是一体的且是弹簧钢 板64和66的一体部分。
合成树脂材料制成的相对薄的条78在弹簧钢板64下方覆盖弹簧钢板64 上的弱化线72，而由合成树脂材料制成的类似相对薄的条80在弹簧钢板66 的弱化线72上方。相对薄的合成树脂片82插入在弹簧钢板64和66之间以及 相应的条78和80之间。合成树脂片82与弹簧钢板64和66具有相同的长度 和宽度尺寸，且由此其上具有与孔68对准的开口，或合成树脂片82可具有基 本上等于条78和80的外边缘的尺寸。如果与弹簧钢板64和66尺寸相同，合 成树脂片82上具有与弹簧钢板64和66上的孔68对准的开口。条78和80以 及合成树脂片82较佳地由氟化乙烯丙烯(FEP)或其等效物制成，如PTFE或 PFA。
当例如图1、6和7所示组装成复合层状单元时，条78插入在弹簧钢板 64和合成树脂片82之间，而条80设置在合成树脂片82和弹簧钢板66之间。
框架单元40的外部尺寸较佳地大约与层状单元62的外部尺寸相同。框架 单元40的模切中心部分84远离框架单元40的矩形周界弯曲以形成方向向外 的止挡86。中心部分84的宽度大约等于弱化线72的腿部部分72a和72b之间 的距离，而部分84的长度大约等于相应腿部部分72a和72b的长度，且由此 等于从弱化线72的湾部72c到铰接区域76的距离。止挡86具有与框架单元 40的基部部分46的相邻横向节段46a一体的横向弯曲最内部部分88。止挡86 的最外部边缘部分90还远离止挡86的中心部分84弯曲并沿与部分88相同的 方向弯曲。泄放装置30的较佳实施例中的止挡86的弯曲部分88和90的曲率 内径约为50mm。从框架单元40的矩形周界部分向外延伸的止挡86的主要中 心部分84以相对于弹簧钢板64的表面成约90度的角度定向。较佳的是，止 挡86的中心部分84和弯曲部分90的总共的纵向长度大约等于泄放单元62的 卸压部分74的长度。
在止挡86的通常最后面的表面上设有一对支撑92，如图2和3所示，以 为止挡86提供加固。如这些图中明显示出的那样，各支撑92包括固定到框架 单元40的基部部分46的横向节段46a的最内部腿部节段94。每个支撑92的 中间腿部节段96相对于止挡86的中心部分84成一定角度，如图3所示。各 支撑92的最外部腿部节段98附连到止挡86的中心部分84的靠近弯曲部分90 的相邻面上。
在泄放装置30的某些应用中，在泄放板64的最外表面上设置一层绝缘材 料100是理想的，以防止凝结物积聚在泄放单元62的泄放板64的卸压部分74 上。绝缘层100可由常规多孔泡沫材料制成。泡沫层100的长度和宽度尺寸较 佳地大约等于弹簧钢板64的卸压部分74的长度和宽度。
操作时，将垫圈58放置在框架构件36上，布置成双头螺栓52延伸穿过 垫圈。然后将例如在图1示出构型和构造的泄放装置30放置到框架构件36上 方并将螺母54拧紧以牢固地将装置30附连到结构34。应当注意，限定开口 50的环形凸缘48的外边在底部支靠框架构件36并防止垫圈58过度压缩，同 时，垫圈58被充分压缩以提供受保护区域内部和周围大气之间的密封。
当由泄放装置30保护的受限空间内的过压状态达到足以使弹簧钢板64 和66在相邻狭槽70的端部之间的区域破裂并沿与弱化线72对准的边缘切断 条78和80以及合成树脂片82的程度时，弹簧钢板64和66的卸压部分74打 开并围绕相应铰接区域76弯曲。泄放单元62的卸压部分74从关闭泄放孔32 的其初始位置移动到选定的打开位置，使弹簧钢板64与止挡86的相邻面配合。 止挡86阻挡弹簧钢板64和66的卸压部分74的弯曲运动，限制、吸收和阻尼 泄放单元62的卸压部分74的运动的动能，并由此防止卸压部分74摆动通过 超过弹簧钢板64和66的铰链区域76的弹性模量和弹性的相应的弧度。因此， 将卸压部分74的摆动限制到大约90度的角度可确保不锈弹簧钢板64和66的 卸压部分74会从其打开位置返回到其初始位置，因为没有超过弹簧钢板64和 66的弹性模量和弹性。
设置止挡86的弯曲部分90尤其有助于吸收和阻尼泄放板64和66的卸压 部分74的动能，这是因为由弱化线72的湾部72c限定的弹簧钢板64和66的 边缘与铰接区域76间隔开最远且因此在卸压部分74响应于由结构34限定的 受保护区域内发生的过压状态而打开期间以最大速度移动。
在泄放板64的最外表面上设有泡沫材料的绝缘层100的情况下，绝缘层 100抵靠止挡84的相邻面压缩。绝缘层100用于进一步降低泄放单元62的卸 压部分打开期间产生的动能。于是，绝缘层100有助于避免泄放板64和66的 卸压部分74在实现卸压之后采取妨碍卸压部分74返回到关闭孔32的其初始 位置的设置。
制成弹簧钢板64和66的弹簧钢材料较佳地是各弹簧钢板的屈服点和抗拉 强度之差不大于约300N/mm2的钢。较佳的是，弹簧钢材料的屈服点和抗拉强 度分别是至少约1200N/mm2和1450N/mm2。由于其耐腐蚀性，不锈弹簧钢是 较佳的。已通过热硬化或滚压硬化或两者增加弹簧钢的屈服点和抗拉强度。可 进行金属的退火和回火来实现弹簧钢的所要求的屈服点和抗拉强度。
可从比利时梅赫伦(Mechelen)的精密金属(Precision Metals)M.V.B-2800 购得可用于制造泄放装置30的泄放单元62的示例性弹簧钢材料，包括不锈钢 奥氏体1.4310C1300-硬轧制EN10088-2，抗拉强度为1404-1463N/mm2、硬度 为431-446HV、且伸长率(A80mm％)11.5-16.5；EN10151 AMS 5519，抗拉 强度为1440-1460N/mm2、硬度为465-468HV、且伸长率(A80mm％)13-16； 以及EN10151型，(a)抗拉强度为1325N/mm2、硬度为403HV、且伸长率 (A80mm％)A50:9；(b)抗拉强度为1412-1428N/mm2、硬度为429-431HV、 且伸长率(A80mm％)1.2；(c)抗拉强度为1397N/mm2、硬度为423HV、且 伸长率(A80mm％)A50:4；(d)抗拉强度为1410-1414N/mm2、硬度为 400-402HV、且伸长率(A80mm％)1.4；以及(e)抗拉强度为1380-1382N/mm2、 硬度为441HV、且伸长率(A80mm％)16-18。特别有用的不锈弹簧钢材料是 C1300，抗拉强度为1350-1500N/mm2、厚度为0.05至3mm且较佳地为0.5mm。 理想的是，条78和80以及合成树脂片82由氟化乙烯丙烯(FEP)或替代的是 聚四氟乙烯(PTFE)制成，各条和合成树脂片的厚度约为0.250mm且较佳地 从约0.0125mm至约0.30mm。包括泄放单元62的典型泄放装置30可例如是 420mm宽乘475mm长。该泄放结构60的止挡86可例如沿从弹簧钢板64的 表面向外方向的从其延伸约310mm。
在对泄放装置30的泄放单元62形成过压爆裂压力规格之后，确定用于制 造泄放单元62的具体材料，包括尺寸，以及确保在规定过压下弹簧钢板的卸 压部分74完全打开的形成在金属板上的弱化线72。在某些情况下，且根据公 认的工业实践，可进行经验性试验来确认会致使泄放结构实际上在预定过压下 打开的其部件和制造参数的具体选择，由此根据并遵照实验数据的结果来制造 要发送给客户的泄放结构。
图3是作为实例的处于保护受限区域免受由爆炸或快速燃烧的火造成的 不利过压影响的常规操作位置的泄放装置30的总体剖视简图。泄放单元62的 弹簧钢板64和66的卸压部分74围绕相应的铰接区域76立即完全打开以释放 受保护区域的高压。止挡86用于通过弹簧钢板64的外表面与止挡86的配合 来限制和阻挡卸压部分74围绕相应铰接区域76摆动的程度。止挡86的横向 弯曲的内部部分88相对于弹簧钢板64的相邻铰接区域76策略地设置成使弹 簧钢板64和66的卸压部分74符合内部部分88的弯曲曲形状。止挡86的内 部部分88的光滑过渡的弯曲形状防止泄放板64和66的卸压部分74的铰接区 域76围绕折缝线弯曲成倾向于由于在其高压致动和打开期间施加在弹簧钢板 64和66的铰接区域76上的高的力而使卸压部分74与其相应弹簧钢板64和 66分离。止挡86的最内部部分88的弯曲形状还形成用于消除弹簧钢板打开期 间产生的动能的均匀弯曲的表面。同样，泄放板64和66的卸压部分74的外 边围绕止挡86的部分90的弯曲表面的弯曲有助于吸收、阻尼和消除打开卸压 部分74的动能并防止弹簧钢材料超过其屈服点和抗拉强度达到防止弹簧钢板 64和66的卸压部分74返回其初始位置的程度，例如如图1和6所示。
图8所示的泄放装置30′与装置30的不同之处仅在于设有适于与孔32对 准地连接到结构34的常规矩形横向L形框架102。框架102用作图6的框架 构件36的替代物并具有垂直于诸如结构34之类的壁结构的四个方向向外的腿 部104以及垂直于相应腿部104的四个腿部106。因此框架102的腿部106基 本上等同于图6所示的框架构件36。双头螺栓108固定到腿部106且远离腿部 106延伸并穿过泄放单元62上用于该双头螺栓的孔。扁平的矩形框架构件110 设置在泄放单元62和框架单元40’的周界边缘上方并通过各双头螺栓108上的 螺母112固定就位。应当理解，框架单元110具有类似于凸缘48的一系列环 形凸缘，这些凸缘限定用于接纳双头螺栓108的开口并抵靠框架102的腿部106 的相邻表面搁置。诸如垫圈58之类的矩形弹性密封垫圈在大多数情况下也设 置在框架102的腿部106和泄放单元62的弹簧钢板66的附近表面之间。框架 单元40’还具有限定止挡86’的向外弯曲的部分，较佳地与止挡86具有相同的 构型。
图8总地示出通过实现打开过压部分74的过压致动后的泄放结构60的泄 放单元62的情况。只要压力一释放，泄放板64和66就由于其内在的弹性和 记忆返回到其泄放孔关闭位置，如图8所示。从图8中发现，由每个弹簧钢板 64和66限定的弱化线72限定的卸压部分74的边基本上与框架102和框架构 件110的相邻内边缘相邻，且卸压部分74因此堵塞结构34上的孔32。由泄放 板64和66直接关闭泄放孔32具有减轻如果不立即阻塞泄放孔就可能会发生 的二次爆炸和继续的效果或避免快速燃烧的火再点燃。
图10所示的具有泄放结构160的可替代泄放装置130适于安装在类似于 框架102的常规框架134上，该泄放装置同样仅是为了说明目的而示出的。泄 放结构160的泄放单元162与泄放单元62的区别仅在于其具有构造和材料尺 寸以及厚度类似于弹簧钢板64的单个弹簧钢板164。弹簧钢板164设有由一系 列间隔开的端对端狭槽(未示出)限定的U形弱化线，这些狭槽类似于在弹簧 钢板64和66上限定弱化线72的狭槽。不锈钢非弹簧钢板178和180设置在 弹性钢板164上方，一层FEP、PRFE或PFA 182插设在不锈钢板178和180 之间。钢板178和180也具有限定与弹簧钢板164的弱化线互补的弱化线的狭 槽。非弹性钢板178和180较佳地与弹性钢板164具有相同的厚度。与双头螺 栓139和螺母142关联的类似于框架构件110的框架构件136用于将泄放单元 162保持在框架134上。
类似于框架单元40′的框架单元140具有形成止挡186的向外弯曲的部分 184。泄放装置130的可替代止挡186与止挡86类似之处在于其具有最内部的 弯曲部分188，但与止挡86不同之处主要在于竖直部分184基本上是直的且没 有外部弯曲部分。但是，如果需要，根据本发明较佳实施例的止挡186可具有 第二外部弯曲表面，类似于止挡86的部分90。
从图10可观察到在泄放单元162一打开，弹簧钢板164的卸压部分174 就返回到其堵塞框架134的泄放孔138的初始位置，同时钢板178和180的卸 压部分174保持在受到止挡186的竖直部分184的限制的其致动状态。FEP、 PTFE或PFA片182还保持夹在钢板178和180的卸压部分168之间。
如图11-13所示的泄放装置230包括设有泄放单元262的泄放结构260， 如图所示夹在类似于框架102的常规框架202和框架构件236之间。泄放结构 260具有非弹簧不锈钢板278和280，类似于图的非弹簧钢板178和180。非弹 簧不锈钢板278和280被FEP、PTFE或PFA片282分开。观察图11，可以看 出非弹簧不锈钢板278具有由一系列间隔开的端对端狭槽270限定的U形弱化 线272。弱化线272的腿部节段272a和272b的末端连结弱化线272的湾部272c， 而腿部节段272a和272b的远离湾部272c的端部形成非弹簧不锈钢板278的 铰接部分276。应当理解，非弹簧不锈钢板280具有一系列间隔开的端对端狭 槽(未示出)，这些狭槽限定与弱化线272互补的弱化线。
多个并排、间隔开、平行的不锈弹簧钢叶片294设置在泄放板278的最外 部表面上。非弹簧不锈钢板278上叶片294的远离弱化线272的湾部272c的 端部通过例如点焊缝296点焊到非弹簧不锈钢板278的上表面。叶片294的靠 近铰接区域276的端部夹在框架234的腿部和框架构件236的相邻腿部之间。 框架构件240的模切中心部分284远离框架的矩形周界弯曲以形成方向向外的 止挡286，该止挡286或者与止挡186具有相同构型或者类似于止挡86。
图13是泄放单元262的非弹簧不锈钢板278和280的卸压部分274由于 预定过压的致动而打开之后的泄放装置230的剖视图。从图13可以观察到弹 性钢叶片294使非弹簧不锈钢板278和280基本上返回到其初始位置，因此实 现由火灾或爆炸产生的压力消散后框架202的泄放孔立即关闭。叶片294由具 有与前述弹簧钢板64和66的记忆和弹性参数类似的记忆和弹性参数的弹簧钢 材料构成。首先使叶片294的外端弯曲，直到非弹簧不锈钢板278的卸压部分 274与止挡286配合为止。非弹簧不锈钢板280的卸压部分274同样受到止挡 286的限制。过压状态一释放，压抵非弹簧不锈钢板278的叶片294就使非弹 簧不锈钢板278基本上返回到其初始位置，由此也使非弹簧不锈钢板280返回 到其初始位置，由此非弹簧不锈钢板278和280基本上关闭泄放孔238。
图14、15和21所示的泄放装置330具有安装在常规框架502的泄放结构 360上并包括与泄放单元162相同构造和操作的泄放单元362，除了设有与不 锈非弹簧钢板378关联的单个弹簧钢板364，如图14的局部示意性剖视图所示。 省略非弹簧不锈钢板378和不锈弹簧钢板364之间的中间不锈非弹簧钢板，如 泄放装置230那样。FEP、PTFE或PFA片382夹在不锈钢板378和不锈弹簧 钢板364之间。图15示出类似于图10所示的各部件的致动位置，弹簧钢板364 的卸压部分374已返回到泄放孔338上方的初始关闭位置，而不锈钢板378的 卸压部分374保持在止挡386的主要部分384附近。FEP、PTFE或PFA片382 的致动部分还可保持与所示板不锈钢板378的卸压部分374相邻，或可抵靠已 返回到其初始位置的弹簧钢板364的卸压部分374放下。
图16-18所示的泄放装置430尤其适于卫生应用。在该实施例中，泄放装 置430的泄放单元462可能具有如在泄放单元62、162、262或362的任一个 中设置的那样的金属板。如图16的平面图所示的泄放单元462的顶板464具 有限定U形弱化线472并形成中心卸压部分474的一系列间隔开的狭槽470。 构成泄放单元462的所有金属片具有类似对准的U形弱化线。
与前述泄放装置相比泄放装置430的不同之处在于用于泄放单元462的支 承框架组件440、以及设置当泄放单元462处于其关闭状态时将框架402的泄 放孔438与周围大气隔离的关联的弹性矩形垫圈410，如图17所示。具有限定 孔438的开口的构件402可以或者是所要保护以免受过压状态影响的容器、各 种结构或设备的一部分，或者可包括适于安装到这种容器、结构或设备上的矩 形框架等。在构件402是单独框架的情况下，由此限定的泄放孔438的尺寸必 须比需要保护的区域上的开口小，从而垫圈的一部分可放置在该框架构件402 下方到如图17和18所示的程度。
用于支承泄放单元462的框架组件440可包括构件402(如果形成为单独 的框架)、矩形框架构件412以及主要矩形框架构件436。如图18所示，框架 结构412抵靠框架结构402或抵靠容器、结构或者其上安装有泄放装置430的 其它类型设备的壁搁置。框架构件436具有围绕框架构件436的周界延伸的周 缘方向向外的唇部442。泄放单元462的一边夹在框架构件412和框架构件436 之间。一系列双头螺栓406连接到框架构件412并延伸穿过泄放单元462和框 架构件436的基部部分446。双头螺栓406上的螺母408牢固地将泄放单元462 附连到框架组件440上。
框架单元436的模切中心部分484远离框架436的矩形周界弯曲以形成方 向向外的止挡486，该止挡486较佳的是与如图3所示止挡86具有相同构型， 且因此具有弯曲的最内部部分和外部弯曲部分，或者具有止挡186的构型。
垫圈410是大致对应于泄放孔438的长度和宽度尺寸的矩形总体形状，并 具有与构件402的限定孔的边缘互补并装配在该限定孔的边缘上的U形沟槽 414。框架构件412的厚度使得垫圈410的夹在构件402和泄放单元462的相 邻部分之间的一部分418被压缩，由此确保需要保护的容器、结构或设备内部 与周围大气隔离。垫圈410的方向向外的唇缘部分416与泄放单元462的下表 面接触地密封配合。
泄放单元462的操作与泄放单元62和162-362的操作相同之处在于各板 的卸压部分474在预定过压下打开，并在过压状态释放后返回到其初始位置以 关闭孔438。
图19-21所示的泄放装置530也尤其适于卫生应用。泄放结构560的泄放 单元562可与泄放单元62或者泄放单元162、262或362相同。设置的垫圈结 构是泄放结构560和泄放结构460之间的主要区别。为了说明目的，如果需要， 框架502可具有与图8所示框架构件102类似的矩形、横向L形框架构件536。 框架502具有限定内部泄放孔538的凸缘或腿部部分502a以及腿部部分502b。 矩形弹性垫圈582搁置在凸缘502a的最外表面上。矩形框架构件590抵靠垫 圈582的与凸缘502a相反的表面设置。从图20可以看出框架构件590的最内 部边缘590a向内延伸超过垫圈582的最内部边缘。另一矩形框架构件592抵 靠框架构件590设置。构件592的最内部边与垫圈582的内部边对准，且因此 不是如框架构件590的情况那样从垫圈582和框架构件592向内延伸。泄放结 构560的复合泄放单元562抵靠框架构件592的外表面搁置。具有基部部分 536a和下翻周界唇部536b的矩形框架构件536搁置在复合泄放单元562的边 缘上。矩形压紧框架构件596放置在框架构件536的基部部分536a上方。双 头螺栓550上的螺母556与框架构件596的外表面配合。
框架单元536的模切中心部分584远离框架构件536的矩形周界弯曲以形 成方向向外的止挡586，该止挡586较佳的是与如图3所示止挡86具有相同构 型，或者设有类似于图15所示止挡386的基本上直的外部部分。
由框架590的与其边缘590a相邻的最内部部分承载的矩形管状垫圈598 构型和设置成与泄放单元562的相对面配合。从图20可以看出，垫圈582和 598用作将受保护空间的内部与周围大气隔离的密封件。
泄放结构560的泄放单元562与泄放单元62、162、262和362之间的另 一区别是板上弱化线的可替代构型。例如，如图19所示，在最上部板564上 由一系列间隔开、端对端的狭槽570限定的弱化线572具有与弱化线572的湾 部578相对的内弯的腿部节段576。弱化线560的内弯腿部567是间隔关系， 并协作以限定构成泄放单元562的板的卸压部分574的铰接区域580。
泄放装置530的操作与前述泄放装置相同之处在于当对泄放单元562的卸 压部分574施加过压时，卸压部分打开由止挡586限定的一弧度。在释放受保 护区域内的高压后，偏置的卸压部分574借助于构成泄放单元562的一部分的 弹簧钢部件的设置而返回到其关闭位置。
如图22和23所示的泄放装置630的实施例与其它前述实施例的主要差别 在于设置管状止挡686来代替所包括的竖直止挡86、186-586(含186和586)。 管状止挡686具有包括扁平基部节段688a、与基部节段688a一体的相对的弯 曲节段688b、与节段688b一体的上部相对弯曲节段688c以及与节段688c一 体的冠状节段688d。应当理解，尽管示出基部节段688a为一件，为了便于构 造，节段688a可以是在基部节段688a的中心处彼此毗邻的两个分开的部分。
在止挡686的示例性实施例中，止挡686的壳体688可由壁厚为约2mm 的不锈钢材料制成，管状壳体的总体宽度约为130mm。节段688b围绕假想点 A-1和A-2的外部尺寸(OD)曲率半径约为50mm。节段688c围绕假想点B-1 和B-2的外部尺寸曲率半径约为105mm。节段688d围绕假想点C的外部尺寸 曲率半径约为70mm。
止挡686通过连接件固定到代表性框架602的凸缘602a，连接件包括从 凸缘602a突出穿过泄放单元662的边缘部分和抵靠基部节段688a搁置的板654 的双头螺栓650。螺母656将板654和止挡686固定到框架636。止挡686的 冠状节段688d具有与相应双头螺栓650对准的一系列开口688e以提供施加和 去除螺母656以固定和拆除止挡686的方便通路。
泄放单元662可构造成类似于泄放单元62、162、262或362中的任何一 个。泄放单元662的打开和再关闭与其它泄放单元的操作相同。管状止挡686 的优点是其提供用于限制泄放单元662的卸压部分668的打开运动的连续弯曲 表面并用于在这些卸压部分打开并然后返回到其初始位置时更均匀地分布施 加到泄放结构的卸压部分的铰接区域上的弯曲力。弹簧钢泄放隔膜的弹性变形 在用管状止挡686时比如图10、13、15和21所示的竖直止挡时大，因此增加 对泄放结构的卸压部分的运动的动能的限制和吸收。管状止挡686的其它优点 是一个尺寸可用于一个以上的泄放单元，且管状止挡与竖直止挡相比占据更少 的可用空间。
本发明的泄放结构尤其适用于相对大的尺寸，例如从约200mm乘200mm 至约1500mm乘2000mm。本文所描述和示出的各实施例可制成在不同的过压 下打开。例如，改变为制造复合层状泄放单元62的部件选择的材料的类型和 厚度、设置金属片的刻痕与狭槽、以及改变狭槽70的长度、限定弱化线72的 各个狭槽的长度和/或相邻狭槽之间的未开狭槽的距离，可改变实现层状复合单 元62的卸压部分74打开所需要的过压。
本发明的实际实施例的停止运动研究业已证实即使在由诸如爆炸产生的 预定过压状态下打开期间泄放单元的卸压部分也可能经受显著的扭曲且甚至 由于冲击在其上的压力波前而呈运动的波状外观，但在释放压力条件之后，也 出乎意料地能基本上返回到其初始平面未扭曲构型且大致关闭泄放孔。
如图24-26所示的大致圆形泄放装置700包括横向L形环形联接构件702 上，其适于安装在受到保护以免受爆炸或不利过压状态影响的区域的结构上。 联接构件702具有与方向向外、周向延伸、大致扁平的凸缘部分702a一体的 环形凸缘或腿部部分702b。泄放装置700的腿部702b适于附连到需要受到保 护以免受过压状态影响的结构，且附连成与结构上的圆形泄放孔对准。
圆形泄放装置700的框架构件704包括大致平面的环形框架构件706，该 框架构件设有用于接纳诸如用于将框架构件706固定到联接构件702的凸缘部 分702a的螺栓之类的紧固件的一系列间隔开的孔708。与环形框架构件706 一体的止挡710以相对于构件706成约90°的角度远离构件706的平面延伸。 止挡710与止挡86的构造类似之处在于其具有与相对的弯曲部分714和716 一体的大致平面构型的中心部分712。如果需要可在框架构件706和止挡710 的弯曲部分714的通常后表面之间设置一对支撑718。止挡710和止挡86之间 的主要差别例如在于止挡710是大致圆形的总体构型，而止挡86是基本上矩 形形状，如图1所清楚示出的那样。
在环形框架构件706和联接构件702的凸缘部分702a之间插入有圆形泄 放单元720。泄放单元720较佳地包括不锈弹簧钢板722，该钢板具有限定形 成中心卸压部分727的C形弱化线726的一系列端对端的狭槽724。弱化线726 的相对末端部分726a和726b彼此间隔开，其间形成不锈弹簧钢板722的一体 铰接区域728。不锈弹簧钢板722的周界上的一系列开口730定位成与框架构 件706上的相应孔708对准。
圆形泄放单元720具有与不锈弹簧钢板722直径、构型和构造相同的第二 弹簧钢板732。因而，不锈弹簧钢板732具有由一系列端对端狭槽736限定的 圆形弱化线734，从而形成中心卸压部分735。弱化线734的隔开的末端734a 和738b限定不锈弹簧钢板732的一体铰接区域738。铰接区域728和738在弱 化线726和734的相对端之间具有相同的长度并彼此对准。
较佳的是FEP或可替代的是PTFE或PFA制成的相对薄的圆形覆盖片740 插入在两板722和732之间。FEP、PTFE或PFA制成的基本上C形、相对薄 的条742较佳地插入在覆盖片740和不锈弹簧钢板722的相邻表面之间。条742 构型成并策略地定位成与弱化线726的狭槽724对准并覆盖狭槽724。条742 的相对端742a和742b间隔开的距离大约等于铰接区域728的宽度并与铰接区 域728对准。FEP、PTFE或PFA制成的第二基本上C形、相对薄的条744插 入在覆盖片740和弹簧钢板732的相邻表面之间。条744构型成覆盖弱化线736 的狭槽734。条744的相对端744a和744b与铰接区域738对准且间隔开的距 离大约等于铰接区域738的宽度。
构造圆形泄放装置700的材料较佳地与构造泄放装置30的材料相同。因 而，弹簧钢板与装置30的弹簧钢板具有相同的厚度并由相同类型的金属制成。 类似地，圆形泄放装置700的FEP、PTFE或PFA条和覆盖片较佳地与关于装 置30描述的FEP、PTFE或PFA和等效部件具有相同的厚度和材料。
尽管泄放装置700的较佳实施例设有诸如板722和732的两个弹簧钢板， 具有所述的插入其间的多氟化层材料，应当理解，泄放单元720可以是如相对 于图4、5、7、9、12和14所示并在上文已详细描述的实施例中任一个所描述 的层状构造。
泄放装置700还以类似于泄放装置30的方式操作以解除高过压状态。当 受圆形泄放装置700保护的区域内的过压上升到足以使相邻狭槽724和736之 间的板722和732的凸片部分破裂时，板722的卸压部分727和板732的卸压 部分735立即打开以释放受保护区域内的高过压。从图25可以观察到，不锈 弹簧钢板722上的弱化线726紧邻框架构件704的内部弧形边。由于不锈弹簧 钢板722上的弱化线726和板732上的弱化线734对准，所以基本上实现通过 泄放单元720的完全泄放而最大程度卸压。与不锈弹簧钢板722的相邻卸压部 分727配合的止挡710用于防止板722和732的铰接区域728和738受到过度 应力而到达超过弹簧钢材料的屈服点和抗拉强度的程度。因而，在受保护区域 的高过压状态释放后，板722和732返回到关闭受保护区域结构上泄放孔的其 初始位置，其返回方式类似于关于再关闭矩形泄放装置30的卸压区域所描述 的方式。
相关申请的交叉引用
本申请是2006年8月17日提交的题为“弹簧钢高过压泄放结构(SPRING STEEL HIGH OVERPRESSURE VENT STUCTURE)”的美国专利申请第 11/465,257号的部分延续，该申请以参见方式纳入本文。