撃力動作バルブ
圧力開放コマンドに対して流体を流れさせるだけでなく超過圧力状態を解放するために動作可能である密閉領域からの加圧流体の流れを制御するためのバルブ。前記バルブは、そこを通じる流体の流路を有するバルブ本体、流路を通じる流体の流れを常態で遮断する関係にあるバルブ本体の逆座屈破裂板、および、凸面に隣接して、前記バルブによって保有される選択的な動作可能なデバイスを有する。前記動作可能なデバイスは、前記板の逆転および破裂を開始し、かつ、前記流路を通じて前記加圧流体を流れさせるために、前記板をパンクさせる事無く破壊させるために動作可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は、圧力解放コマンドに対応して、自身の通路に沿って流体を流れさせるだけでなく、密閉領域から導かれる加圧流体の流れを制御し、かつ、超過圧力状態を解放するために動作可能なバルブに関する。バルブは、流体の流路が供され、かつ、前記流体通路に載置されるために適用されるバルブ本体を有する。バルブ本体の逆座屈破裂板は、バルブの流路を通じる流体の流れに対して常態の遮蔽関係にある。自身の凸面が前記加圧流体に対向する関係にあるように指向される板は、所定の超過圧力状態を受けた際に、逆転することが可能である。それの凸面に隣接する前記バルブ本体によって保有される選択的に動作可能なデバイスは、板の逆転がバルブ本体の流路を通じて流体を流れさせるために加圧流体によって開始される程度の板をパンクさせること無く破壊させる動作で実行可能である。
【０００２】
従って、バルブは、板を逆転させること、さらに、選択されたより低い流体の圧力でバルブ本体を通じる加圧流体を流れさせることを、選択的に動作可能であると同時に、板が逆転し、さらに、所定の流体の超過加圧力状態を解放する二つの機能を提供するのが好ましい。
【背景技術】
【０００３】
従来技術の説明
保護的な超過圧力デバイスは、密閉領域から導かれる管および導管中に存在する超過圧力状態を解放するために従来採用されている凹凸の主要部分を有する逆転動作の破裂板を供される。破裂板の凸面は、流体圧力に対して対向する関係に配置されていた。所定の超過圧力状態が生じた際に、板の主要部分は逆転し、これにより、開き、かつ、加圧流体を密閉領域から逃がしていた。特定の例においては、１個以上のナイフが、それのフルオープンを確実にする逆転時に板の主要部分を断ち切るために、板の凸面に隣接して供されていた。板の破裂した主要部分のための様々なバックアップ構成部品は、それの周辺のフランジ部から板の逆転した主要部分の分離により係合し、かつ、前記分離を最小限にする位置で、板の凸面に近接する超過圧力デバイスに載置されていた。
【０００４】
これらの従来技術のデバイスは、所定の超過圧力状態を解放するために機能的であったが、板の主要部分の耐圧力よりわずかに少ない所定の流体の超過圧力において選択的に逆転し、かつ、開くように動作可能ではなかった。
【０００５】
従来技術は、自身の開口を果たす破裂板を入れ込むために移動可能なデバイスを利用し、それによって、密閉領域から加圧流体を解放するためのバルブを十分に有する。付属物は、ＵＳ特許Ｎｏ．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、６６７，２６１、６，７４８，７４３、６，８３４，８８５、および、６，９３８，４２１におけるデバイスによって例示されるように、係合中へ、さらに、板を通じて推進するダーツまたは尖った部材である。それの爆発に果たすために、破裂板中へ、かつ、破裂板を通じて移動可能なピストンのような部材も提供された。ピストンタイプの作動装置の例は、ＵＳ特許Ｎｏ．１，６７１，３６８、２，４１７，０８２、３，０２７，９０３、３，１０１，７３３、３，１２９，７１６、Ｒｅ．２９，６１４、４，００６，７８０、４，４２１，００５、４，５４２，７６１、４，６３０，６８２、５５，３４５，８７６、６，２３４，５２２、６，７５５，４３９、７，１４０，３８１、７，１４３，７７５、および、７１４３７７６、および、公開Ｎｏ．ＵＳ２００６／０１３７７４２において見つかる。その他のバルブは、破裂板の開口を果たすために装薬に依存する。例示される動作されたバルブは、ＵＳ特許Ｎｏ．２，７６６，８３２、３，６０４，５１１、３，８１１，５１１、４，０４６，１５６、４，０８４，６０２、４，２６３，９７１、４，７７９，６８３、および、６，２４０，９４８に開示される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の概要
バルブは、密閉領域から導かれる経路に沿って加圧流体の流れを制御するために提供される。前記バルブは、流体の流路が供され、かつ、前記加圧流体の前記経路中に配置されるように適用されるバルブ体を有する。逆座屈（または、逆転動作）破裂板は、前記バルブ本体の流路を通じる流体の流れと常態の遮蔽関係で前記バルブ本体に載置される。前記破裂板は、通常の対向する凸凹面が存在する膨張した主要部分を有する。前記板の前記凸面は、前記加圧流体に対向する関係で配置される。選択的に動作可能なデバイスは、前記板の前記主要部分の前記凸面に隣接する位置で前記本体によって保有される。前記デバイスは、前記板の前記主要部分の逆転が前記バルブ本体の流路の加圧流体によって開始され、それによって、前記バルブ本体を通じる加圧流体の流れを自由にさせる程度の前記板をパンクさせること無く破壊させるための選択的な動作に基づいて実施可能である。
【０００７】
選択的に動作可能なデバイスは、前記板の前記凸面から常態で離間し、かつ、さらに、前記凸面と係合し、かつ、前記主要部分のパンク無しにそれの機械的な破壊を果たす動作に関する所定の変位を通じて可動的である移動可能な部材を有する。前記移動可能な部材は、前記板の前記主要部分の前記凸面と係合するように配置された鈍端を有するロッドであるのが好ましい。
【０００８】
花火装薬は、前記移動可能な部材と関連し、かつ、前記装薬の燃焼に基づくそれの所定の位置を通じる部材を移動させることを実行可能である。前記板の前記主要部分は、前記板の前記主要部分の逆転の開始に基づいて前記板に対する前記部材の動きよりも速い速度で逆転する。前記移動可能な部材は、前記板の前記凸面の隣接面に対する角度における通常の移動の直線経路に沿って、または、曲線経路に沿って移動可能である。最上の例において、前記移動可能な部材は、わずか約６ｍｍから約１２ｍｍまでの移動の経路に沿って可動的である。
【０００９】
本発明の好適実施形態においては、逆座屈破裂板は、１ピースの金属で成され、かつ、前記板の膨張した主要部分は、前記板の前記主要部分の残りの部分の金属よりも大きな残留応力を呈する変化した粒子構造を有する金属のセグメント中の分離領域を規定するセグメントを有する。前記板の主要部分の逆転は、それの分離領域において開始される。前記板の前記主要部分の前記凸面および前記凹面は、より大きな残留応力を有する分離領域を規定するセグメントを含み、滑らかで、かつ、それの全体領域の至る所で途切れない構成である。前記作動部材は、前記分離領域における前記板の前記主要部分の破壊の開始を果たすために、前記板の高応力領域と係合するように配置される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図面の簡単な説明
【図１】図１は、密閉領域から導かれる通路に沿って加圧流体の流れを制御するバルブの片側の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示される前記バルブの別の面の斜視部である。
【図３】図３は、バルブの平面図である。
【図４】図４は、図３のライン４‐４におよそ沿って切り取られ、かつ、矢印の方向に見るバルブの垂直断面図である。
【図５】図５は、図３のライン５‐５におよそ沿って切り取られ、かつ、矢印の方向に見るバルブの垂直断面図である。
【図６】図６は、図４のライン６‐６におよそ沿って切り取られ、かつ、矢印の方向に見るバルブの水平断面図である。
【図７】図７は、破裂板のアッセンブリが取り除かれた図６のバルブの水平断面図である。
【図８】図８は、図４と同様のバルブの垂直断面図であり、板のパンク無しに破壊を引き起こし、それによって、板の前記主要部分の逆転を開始する位置での選択的な動作デバイスを図で示すものである。
【図９】図９は、図４に示すようなバルブの垂直断面図であり、かつ、移動可能な部材によるそれの主要部分の破壊の結果として、それのフルオープン位置で、膨張した逆座屈破裂板の主要部分を示す。
【図１０】図１０は、逆座屈破裂板、破裂板に付属し、かつ、それの逆転および開口に基づいて板の主要部分によって係合するように配置されるバックアップのセグメントを有するバックアップリング、および、バックアップリングと係合するクランプリングの分解立体図である。
【図１１】図１１は、図４に示すように、板の凸面との係合に可動的である移動可能部材を有する選択的な動作デバイスの部分断面図である。
【図１２】図１２は、その動作位置におけるそれの前記移動可能な部材を図示する選択的な動作デバイスの部分断面図である。
【図１３】図１３は、図４に示される構造の一部の部分拡大垂直断面図であり、破裂板の凸面が破壊している係合中に動かされる前に、移動可能な部材の配置をより図示するものである。
【図１４】図１４は、板の主要部分の逆転を果たすために板をパンクさせること無く破壊するために代替的な中枢的に選択的な動作デバイスを図示するものである。
【図１５】図１５は、図１４に類似する部分垂直断面図であり、かつ、その板‐破壊位置における中枢的なデバイスを示すものである。
【図１６】図１６は、その構成部品を図示するバルブの分解斜視図である。
【図１７】図１７は、展開されない位置において示されるスプリングの作動装置で構成される本発明の代替実施形態の垂直断面図である。
【図１８】図１８は、スプリングの作動装置の始動を示している図１７のバルブの垂直断面図である。
【図１９】図１９は、十分に展開された位置のスプリングの作動装置を示している図１７のバルブの垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面の詳細な説明
次に続く説明は、本発明に係る実施形態を論述する。しかしながら、これらの実施形態は、図示例によって提供され、本発明の全体的な範囲での限定として扱われるべきではないと、理解される。
【００１２】
図１および図２を見ると、本発明のバルブ２０は、その圧力が所定の値を超えたときに、密閉領域から圧力を解放するために、さらに、コマンドに基づいて加圧流体の選択的な開放を果たすために、いずれもの多くの用途を有する。図面に描かれているように、バルブ２０の一形態は、従来の垂直な位置にあるとして示される管２４の内側部分がネジ式のネック２２に接続されるように特に適合し、例えば、加圧された火炎または爆発の抑制剤のような流体の供給源を有するように適合する。しかしながら、管２４は、垂直を措いて他を指向してもよい。Ｏリング２５は、バルブ２０と管２４との間の流体の漏れを密閉することを確実にするために提供される。バルブ２０は、広範囲を２６で示され、円筒形の上側部分２８、および、分離した円筒形の下側部分３０を含む２ピースの本体を有する。バルブ本体の下側部分３０は、管２４のネック２２中の通りぬけに適応した外側部分がネジ式の最下位部分３２を有する。本体の上側部分２８の最上部の区分３８は、各々の抑制剤送出ノズルに通じる従来の配管等から抑制剤送出ラインに接続されるように適応する。
【００１３】
バルブ２０のバルブ本体の下側部分３０は、通路４０のように本質的に同径でなるバルブ本体の部分２８の流体の流れの通路４２の軸方向に並べられた流体の流れの通路４０を有する。バルブ本体２６の抑制剤送出区分３８は、図４に示すように、より小さい直径で成るが、通路４２と通じる通路４４を有する。
【００１４】
逆座屈破裂板４６は、通路４０および４２に対して常態の遮蔽の関係で配置される。板４６は、バルブ本体の上側部分２８およびバルブ本体の下側部分３０の隣接する範囲間で押さえられる制限フランジ４８を有する。本発明の一実施形態において、板４６の膨張した主要部分５２は、区分５６の金属が板４６の膨張部分５２の残りの部分の金属より大きな残留応力を呈する変化した結晶粒組織を有する分離領域を規定する区分５６（図３）を有する。区分５６の残留応力特性を有する膨張した部分５２の相対的に小さい直径の領域は、全体が参照として組み込まれている特許Ｎｏ．６，０４５，４２０に、詳細に説明および図示されている。好ましくは、区分５６は、破裂板４６の中央と、膨張した部分５２およびフランジ４８の間の周辺拡張遷移領域との中間に位置する。
【００１５】
環状のクランプリング５０およびバックアップリング５１は、本体の上側部分２８の最も低い位置の環状端と板４６のフランジ４８との間に挿入される。バックアップリング５１は、膨張された部分５２、特に、それの「ヒンジ」箇所（例えば、板の破裂でフランジ４８に付着されて残る膨張部分５２の該当箇所）の支持体として機能する内部に拡張するフランジ５３が存在し、かつ、以下により詳細に説明する。Ｏリング５５は、破裂板のフランジ４８およびバルブ本体の下側部分３０の間で流体の漏れの密閉を形成することを促進するために、バルブ本体の下側部分３０に形成される制限チャンネル５７中に供される。ロケータピン４９は、リング５０、５１中に形成される一致する溝４３、４５、および４７と、バルブ本体２６中に挿入された際に、それぞれが、リング５０、５１および板４６の特定の方向を確実にする板のフランジ４８と共同する。
【００１６】
バルブ２０本体の下側部分３０は、通路４０の軸に対して斜めに、完全に円筒形の結節５８を有する。結節５８中の外向きの開口通路６０は、本体の下側部分３０の通路４０まで伸びるより小さな直径の通路６２と通じている。作動装置のアッセンブリ６４は、通路６０、６２に受容され、かつ、保持クリップ６６によって結節５８に固定される。作動装置のアッセンブリ６４は、通常、その中にスラスター機構７０が受容される円筒の作動装置本体６８で構成される。スラスター機構７０は、ノベルエンタプライズから入手できるメトロンという作動装置でも、または、その他の類似の種類のデバイスでもよい。特定の実施形態においては、花火を適用するスラスター機構７０は、特に、作動速度が明確でない形態においては、ソレノイドタイプのスラスター機構で置き換えることができる。作動装置のアッセンブリ６４は、本体の下側部分３０の通路４０中に通路６２から伸びる長尺なロッドおよびストライクピン７２を有する。図４に示すように、ストライクピン７２は、ピン７２が非作動位置にあるときに、板４６の凸面５４と離間した関係にはあるが、隣接して通常配置される端の丸い外周側の先端７４を有する。
【００１７】
スラスター機構７０は、作動装置の本体６８に受容され、かつ、ネジ山７６によって決まった場所に固定される。ストライクピン７２の落差は、結節５８内にネジ式に受容されるリテーナ７８によって規定される。Ｏリング８４は、管２４内の流体が、通路６２を通ってバルブから逃げることを防ぐために、ストライクピン７２の凹部に配置される。
【００１８】
図１１に示すように、スラスター機構７０は、発射ピン８８が配置される円筒形チャンバ８６および可燃性の花火装薬９０で構成される。チャンバ８６は、中に一対のリードワイヤ９４、９６が伸びるパッキングプラグ９２によって一つの端部が密閉されている。スラスター機構７０の作動において、チャンバ８６内に配置されるリードワイヤ９４、９６の露出された端部は、花火装薬９０を燃焼させる。装薬９０の燃焼は、図１２に示すように、作動位置まで発射ピン８８を移動させる。特定の実施形態においては、発射ピン８８の落差または直線変異（さらに、ストライクピン７２の結果）は、約６から約１２ｍｍの間であり、さらに好ましくは、約９ｍｍである。以下に例示するように、作動時に、発射ピン８８は、ストライクピン７２の端部１００に接触および／または作用し、それによって、ストライクピン７２を作動位置にシフトさせて破裂板に衝突させる。
【００１９】
バルブ本体の下側部分３０は、そこから外側かつ斜めに伸びるサイドポート１０２も有する。サイドポート１０２は、シェーダバルブ１０６が載置される円錐形頭部が切れた形の通路１０４を有する。通路１０４は、より大きな直径を有する穴１０８と通じている。図４に示すように、プラグ１１０は、穴１０８内にネジ式で受容される。しかしながら、穴１０６は、通路４０および管２４内の流体の圧力をモニタするように、圧力ゲージを備えてもよい。
【００２０】
バルブ本体の下側部分３０は、上にバルブ２０を挿入した後、所望の流体で管２４を満たすために使用可能な横方向に伸びるフィルポート１１２も有する。図５に示すように、フィルポート１１２は、フィルポートのインサート１１６およびフィルポートのプラグ１１８がその中に常態で載置され、かつ、そこにネジ式に固定される一般的な円筒形の穴１１４で構成される。フィルポートのインサート１１６は、第２の通路１２２の直径より小さい直径を有し、かつ、第２の通路１２２に通じる第１の通路１２０を有する従来のチェックバルブである。第１の通路１２０の直径より大きい直径を有するボール１２４は、通路４０および管２４内の流体圧力が第１の通路１２０内の流体圧力より大きい場合には、フィルポートのインサート１１６内に配置され、かつ、第１の通路１２０および第２の通路１２２間の通路をブロックするために作動する。従って、フィルポートのインサート１１６は、通常、フィルポートの穴１１４からバルブ本体の下側部分の通路４０までの流体の流れを一方向のみにさせる。フリットされたチェックディスク１２６は、管２４が充填されている間に、ボール１２４が第２通路１２２から逃げるのを防ぐために、穴１１４のプラグ１１８の反対の末端に提供される。
【００２１】
補助ポート１２８は、バルブ本体の下側部分３０から外側に伸び、そこを通る一般的な円筒形の穴１３０を有する。図５に示すように、プラグ１３２は、標準的に、穴１３０内にネジ式に受容される。しかしながら、補助圧力ゲージのような補助機構は、プラグ１３２の決まった位置でポート１２８に接続されてもよい。通路１３４は、バルブ本体の下側の通路４０および補助穴１３０でフィルポートの穴１１４に通じる。
【００２２】
バルブ２０は、破裂板４６の逆転および破裂の作動の開始を経て、密閉領域から加圧流体を解放するために用いられてもよい。板４６の逆転および破裂は、そのような超過圧力状態で存在するべきであるが、管２４内の危険な超過圧力状態に対しての受動防御も提供する。従って、逆座屈破裂板４６は、管２４内の下側の、常態の流体の圧力に耐えることができるだけではなく、加圧流体の開放が所望されるときに、選択的に開くことが可能である。本発明の特定の実施形態においては、バルブ２０は、圧力開放コマンドに対応してそこを通じて抑制剤を流れさせるために、火炎または爆発の抑制装置の流路中に載置される。特定の実施形態において、圧力開放コマンドは、抑制装置が取り付けられた領域内に配置される検知器またはセンサによって自動的に生じる。しかしながら、そのようなコマンドは、手動で付与される。
【００２３】
図１３に示すように、常態の非動作形態において、ストライクピン７２は、板４６の凸面５４から離間しているが、近くに示されている。前述のように、特定の実施形態において、板４６は、予め圧力を加えられて、板の膨張した部分５２の残部よりも変質した粒子構造を有する個別の離散的なセグメントを提供される。一実施形態において、ストライクピンの先端７４は、セグメント５６に接触はしていないが隣接して配置される。作動する際には、先端７４は、板４６の逆転を開始するために、セグメント５６と係合する。しかしながら、バルブ２０の非作動形態において、板４６は、通路４２への流路をブロックすることによって通路４０および管２４に存在する加圧流体を効果的に有する。
【００２４】
加圧流体の開放を要求する条件（管２４内の超過圧力条件を別として）の検知に基づいて、電気信号は、リードワイヤ９４、９６を介して、作動装置のアッセンブリ６４、特に、スラスター機構７０に送信される。電気信号は、チャンバ８６内に含有される花火装薬９０を燃焼させ、これによって、図１２に図示されるような展開された位置に対してファイリングピン８８を前方へ移動させる。特定の実施形態において、ファイリングピンが前に移動する速度は、音の速度より小さく、好ましくは、１１００ｆｔ／ｓｅｃより小さい。この仕様における速度を限定することによって、開口に基づく破裂板４６の穿孔および板４６の破砕は、より確実に避けられた。ファイリングピン８８は、ストライクピンの末端１００に接触し、それによって、ストライクピンを直線の経路に沿って破裂板凸面に向かって進ませ、かつ、そこで接触させる。ストライクピンの先端７４は、鋭くとがった先に達することと対照的に、丸みを帯びた形で成る。従って、ストライクピン７２が所定の変異移動した際に、凸面５４との接触は、板４６をパンクさせること無く、それの破壊を果たすために十分である。図８に示すように、ストライクピン７２は、板４６を穿通しないが、板の膨張した部分５２を機械的に破壊し、かつ、変形を引き起こす。ピン７４が、単に作りだされた開口を塞ぎ、これによって、通路４２中への流体の流れを遮断し、かつ、板が空かないことを引き起こす可能性があるので、板４６の貫通は好ましくない。
【００２５】
ストライクピン７２は、板の凸面５４でふるまう流体の力で結合された時のように、板の膨張した部分５２に十分な運動エネルギーを付与し、板４６は、逆転し、そして、開口する。特に、加圧流体によって及ぼされる力で結びつけられるストライクピン７２の衝撃よって膨張した部分５２で及ぼされる力は、板４６の逆転および開口を開始するために、十分である。特定の実施形態において、中央の膨張した部分５２は、部分５２の逆転の開始で、板４６に向かうストライクピン７２の移動より早い速度で裏返る。従って、板４６のフルオープンは、板の見積もられた破裂圧力（例えば、板が±５％の許容誤差で作動装置のアッセンブリ６４の補助無しに自動的に逆転かつ破裂する際の圧力）の２０％（５分の１）と同じくらい低い流体圧力条件で達成される。しかしながら、特定の実施形態においては、流体圧力が見積もられた破裂圧力のわずか約１／２である際に、板のフルオープンが達成される。別の実施形態において、板のフルオープンは、板の見積もられた破裂圧力の約２５‐７５％の間、特に、板の見積もられた圧力の約３３％で達成される。本発明の特定の実施形態においては、板４６のフルオープンは、５‐１０ｍｓｅｃの小ささで達成されてもよい。
【００２６】
図１〜１３に示される実施形態において、結節５８および作動装置のアッセンブリ６４は、通路４０および４２からの流体の流路に対して斜角に配置される。しかしながら、結節５８および作動装置のアッセンブリ６４がこの流路に対して垂直または平行であることは、本発明の範囲内にある。さらに、ストライクピン７２が、板の凸面５４のいかなる箇所においても破裂板４６に接触するように、作動装置のアッセンブリ６４は構成される。一実施形態において、ストライクピン７２は、凸面５４に対する通常の接線の関係において、中央の膨張した部分５２に対して移動可能である。別の実施形態においては、ストライクピン７２は、凸面５４に対する通常の垂直な関係において、中央の膨張した部分５２に対して移動可能である。移動の相対的な方向に関わらず、その弱点またはその近くに衝撃を与えるのが好ましい。板４６の場合、ストライクピン７２は、膨張した部分５２に形成される予め応力のかけられたセグメント５６の直近の板に接触することが示される。一致するセグメント５６が存在しない他の板の場合、ストライクピン７２は、板材料の最も薄い膨張した部分のピークに対する位置で板に接触してもよい。その一番弱いポイントまたは近くで板に衝突することによって、運動エネルギーが必要とされるため、ストライクピン７２が板を貫通する可能性が減少する。板４６の効果的で選択的な開口を達成するために、どのような作動装置のアッセンブリの形状が選択されても、加圧流体によって供される力ベクトルと同じ方向で板に作用するピン７２によって供される力ベクトルは、板４６の逆転かつ開口を開始するために、十分必要である。
【００２７】
逆座屈破裂板４６は、フランジ４８および膨張した部分５２の間の遷移領域１３８の近くに位置する半円のスコアラインまたは薄弱のラインが具備されてもよい（図１０参照）。作動装置のアクチュエーター６４の作動とストライクピン７２および板の凸面の間の接触に基づいて、板の膨張した部分５２は、フランジ４６に取り付けられている小さな蝶番部分だけ離れている薄弱な線に隣接して開口する。板の開口において、蝶番部分１４０は、バックアップリング５１のフランジ５３によって支持される。通路４０、４２によって存在する流路を通って管２４から逃れる流体は、図９に示されるように、板４６をフランジ５３の周りに折り重ねられる。この方法で、フランジ５３は、板４６の不要な分裂を回避することを助長する。その他の種類の非破裂型の逆座屈破裂板が、開口に基づく複数のペタルを形成する板のように、異なるスコアラインの構成で用いられても良いことは、認識されている。
【００２８】
本発明の別の実施形態は、図１４および図１５に図示される。通常、バルブ２０は、上述したように構成される。しかしながら、作動装置のアッセンブリ６４は、スイングアームの作動装置１４２に置き換えられる。作動装置１４２は、破裂板４６の凸面５４をパンクさせるだけでなく接触するように構成されている横方向に伸びる先端のセグメント１４４を有する。曲線路に沿った作動装置１４２の移動は、ラッチおよびスプリングの機構（図示せず）の使用によって、または、作動装置１４２を移動させるための従来技術として知られている他の手段および凸面５４に衝撃を与える先端セグメント１４４によって、達成してもよい。
【００２９】
さらに本発明の別の実施形態は、図１７〜１９に図示される。この実施形態は、スプリングの作動装置の機構１４６が作動装置のアッセンブリ６４および結節５８の間に配置されることを除いて、図１〜９および１６に示される実施形態と非常に類似している。スプリングの作動装置１４６の１つの機能は、スラスター機構７０によって生成される力をストライクピン７２で作動するはるかに大きな力へと移すためである。従って、スプリングの作動装置１４６は、スラスター機構７０自身が必要なレベルの力で破裂板の膨張した部分５４にストライクピン７２を接触させるために十分ではないアプリケーションに特に適用される。スプリングの作動装置１４６を用いることにより、相対的に大きな原動力の出力が、相対的に小さな原動力の入力の作動によって生成可能である。
【００３０】
スプリングの作動装置１４６は、通常、力出力筺体１５０にネジ式に固定される力入力筺体１４８で構成される。入力筺体１４８は、作動装置の本体６８に接続され、保持クリップ１５２によって固定される。出力筺体１５０は、保持クリップ６６によって結節５８に固定される。作動ピストン１５４は、プランジャ１６０の環状領域に向かって入力筺体１４８および出力筺体１５０の間に伸びる。プロファイルされるピストン１５６は、ボール１６４を受容するように構成された複数の凹部部分を有する。プロファイルされるピストン１５６のヘッドは、スプリングが受容される窪みをくりぬいた部分を有する。スプリング１６８は、プロファイルされるピストン１５６とプランジャ１６０とに離れて偏るように、プランジャ１６０を引き込む。ピストン１５６のヘッドは、保持リング１７０によって環状の領域１５８内に維持される。ワッシャ１７２は、リング１７０上に載置され、かつ、環状領域１５８を効果的に分離する。第２のワッシャ１７４は、プロファイルされるピストン１５６の周りに巻きつけられる主要なスプリング１７６が、ストライクピン７２に向かうプランジャ１６０に偏る力を加える表面を備える際に、ワッシャ１７２と共同するように、供される。非動作位置にあるとき、ボール１６４がプランジャ１６０の環状領域１５８に形成されるオリフィス１７８中に存在する。ボール１６４は、台座１８０に対して十分に残余をとり、従って、主要なスプリング１７６によってそこで直ちに加えられる力に対するプランジャ１６０の移動を禁止する。
【００３１】
図１８に示すように、ラスター機構７０の動作に基づいて、発射ピン８８は、作動ピストン１５４に接触し、それによって、作動ピストン１５４がバルブ本体２６に移動する。作動ピストン１５４の移動は、プロファイルされるピストン１５６も同方向に移動させる。プロファイルされるピストンの移動は、スプリング１６８を圧縮し、かつ、オリフィス１７８を凹部１６２と一直線にさせる。この一直線にさせた結果として、台座１８０は、凹部１６２中の、または、台座との嵌入外で、ボール１６４に力をかける。この構成にあるとき、ボール１６４は、プロファイルされるピストン１５６およびプランジャ１６０の間の相対的運動を禁止するために、一緒に効果的にロックする。さらに、台座１８０との係合からのボール１６４と共に、圧縮下でこのポイントまである主要スプリング１７６は、それを、バルブ本体２６に対して、かつ、ストライクピン７２との接触中に移動させる結合されたプロファイルされるピストン１５６およびプランジャ１６０に基づいて作動する。
【００３２】
図１９は、完全に展開された位置でのスプリング作動装置１４６を図示する。作動ピストン１５４およびプロファイルされるピストン１５６は、もはや互いに接触しないのは明らかである。ストライクピン７２は、破裂板４６の膨張した部分５２に接触し、これにより、板の逆転および開口を開始する。
【００３３】
スプリングの作動装置１４６は、花火装薬を使用するラスター機構７０よりも他の手段によって作動されてもよい。スプリングの作動装置１４６は、圧縮された空気または窒素のように、加圧流体の源に接続される複数の流体ポート１８２が供される。バルブ２０の作動を必要とする状況の検知に基づいて、加圧流体は、ポート１８２に運ばれてもよい。ポート１８２は、通路１８４を介して、入力筺体１４８の内側と通じる。加圧流体は、バルブ本体２６に対してピストンを移動させる作動ピストン１５４のヘッドに基づいて作動する。作動ピストン１５４上に位置するＯリング１８６、１８８は、加圧流体が、スプリングの作動装置１４６の他の部位に逃げることを防ぐ。
【００３４】
従来技術は、ソレノイドの使用等、スプリング作動装置１４６を作動する他の手段を高く評価するであろう。従って、本発明は、上述の実施形態に単純に限定されない。
【００３５】
作動の後、スプリング作動装置１４６は、結節５８から離され、再利用のためにリセットされもよい。リセット中、プランジャ１６０は、出力筺体１５０中へ移動して戻り、それによって、主要スプリング１７６を圧縮する。一旦、プランジャ１６０およびプロファイルされるピストン１５６は、入力筺体１４７に対して十分に移動させられ、さらに、ボール１６４は台座１８０を通過し、ボール１６４は凹部１６２に置き換えられ、それによって、プランジャ１６０およびプロファイルされるピストン１５６を離す。スプリング１６８は、作動ピストン１５４との接触中にプロファイスされるピストン１５６を移動し、ピストン１５４および１５６の両方は、図１７に示されるように、それらの開始位置に戻される。
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は、圧力解放コマンドに対応して、自身の通路に沿って流体を流れさせるだけでなく、密閉領域から導かれる加圧流体の流れを制御し、かつ、超過圧力状態を解放するために動作可能なバルブに関する。バルブは、流体の流路が供され、かつ、前記流体通路に載置されるために適用されるバルブ本体を有する。バルブ本体の逆座屈破裂板は、バルブの流路を通じる流体の流れに対して常態の遮蔽関係にある。自身の凸面が前記加圧流体に対向する関係にあるように指向される板は、所定の超過圧力状態を受けた際に、逆転することが可能である。それの凸面に隣接する前記バルブ本体によって保有される選択的に動作可能なデバイスは、板の逆転がバルブ本体の流路を通じて流体を流れさせるために加圧流体によって開始される程度の板をパンクさせること無く破壊させる動作で実行可能である。
【０００２】
従って、バルブは、板を逆転させること、さらに、選択されたより低い流体の圧力でバルブ本体を通じる加圧流体を流れさせることを、選択的に動作可能であると同時に、板が逆転し、さらに、所定の流体の超過加圧力状態を解放する二つの機能を提供するのが好ましい。
【背景技術】
【０００３】
従来技術の説明
保護的な超過圧力デバイスは、密閉領域から導かれる管および導管中に存在する超過圧力状態を解放するために従来採用されている凹凸の主要部分を有する逆転動作の破裂板を供される。破裂板の凸面は、流体圧力に対して対向する関係に配置されていた。所定の超過圧力状態が生じた際に、板の主要部分は逆転し、これにより、開き、かつ、加圧流体を密閉領域から逃がしていた。特定の例においては、１個以上のナイフが、それのフルオープンを確実にする逆転時に板の主要部分を断ち切るために、板の凸面に隣接して供されていた。板の破裂した主要部分のための様々なバックアップ構成部品は、それの周辺のフランジ部から板の逆転した主要部分の分離により係合し、かつ、前記分離を最小限にする位置で、板の凸面に近接する超過圧力デバイスに載置されていた。
【０００４】
これらの従来技術のデバイスは、所定の超過圧力状態を解放するために機能的であったが、板の主要部分の耐圧力よりわずかに少ない所定の流体の超過圧力において選択的に逆転し、かつ、開くように動作可能ではなかった。
【０００５】
従来技術は、自身の開口を果たす破裂板を入れ込むために移動可能なデバイスを利用し、それによって、密閉領域から加圧流体を解放するためのバルブを十分に有する。付属物は、ＵＳ特許Ｎｏ．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、６６７，２６１、６，７４８，７４３、６，８３４，８８５、および、６，９３８，４２１におけるデバイスによって例示されるように、係合中へ、さらに、板を通じて推進するダーツまたは尖った部材である。それの爆発に果たすために、破裂板中へ、かつ、破裂板を通じて移動可能なピストンのような部材も提供された。ピストンタイプの作動装置の例は、ＵＳ特許Ｎｏ．１，６７１，３６８、２，４１７，０８２、３，０２７，９０３、３，１０１，７３３、３，１２９，７１６、Ｒｅ．２９，６１４、４，００６，７８０、４，４２１，００５、４，５４２，７６１、４，６３０，６８２、５５，３４５，８７６、６，２３４，５２２、６，７５５，４３９、７，１４０，３８１、７，１４３，７７５、および、７１４３７７６、および、公開Ｎｏ．ＵＳ２００６／０１３７７４２において見つかる。その他のバルブは、破裂板の開口を果たすために装薬に依存する。例示される動作されたバルブは、ＵＳ特許Ｎｏ．２，７６６，８３２、３，６０４，５１１、３，８１１，５１１、４，０４６，１５６、４，０８４，６０２、４，２６３，９７１、４，７７９，６８３、および、６，２４０，９４８に開示される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の概要
バルブは、密閉領域から導かれる経路に沿って加圧流体の流れを制御するために提供される。前記バルブは、流体の流路が供され、かつ、前記加圧流体の前記経路中に配置されるように適用されるバルブ体を有する。逆座屈（または、逆転動作）破裂板は、前記バルブ本体の流路を通じる流体の流れと常態の遮蔽関係で前記バルブ本体に載置される。前記破裂板は、通常の対向する凸凹面が存在する膨張した主要部分を有する。前記板の前記凸面は、前記加圧流体に対向する関係で配置される。選択的に動作可能なデバイスは、前記板の前記主要部分の前記凸面に隣接する位置で前記本体によって保有される。前記デバイスは、前記板の前記主要部分の逆転が前記バルブ本体の流路の加圧流体によって開始され、それによって、前記バルブ本体を通じる加圧流体の流れを自由にさせる程度の前記板をパンクさせること無く破壊させるための選択的な動作に基づいて実施可能である。
【０００７】
選択的に動作可能なデバイスは、前記板の前記凸面から常態で離間し、かつ、さらに、前記凸面と係合し、かつ、前記主要部分のパンク無しにそれの機械的な破壊を果たす動作に関する所定の変位を通じて可動的である移動可能な部材を有する。前記移動可能な部材は、前記板の前記主要部分の前記凸面と係合するように配置された鈍端を有するロッドであるのが好ましい。
【０００８】
花火装薬は、前記移動可能な部材と関連し、かつ、前記装薬の燃焼に基づくそれの所定の位置を通じる部材を移動させることを実行可能である。前記板の前記主要部分は、前記板の前記主要部分の逆転の開始に基づいて前記板に対する前記部材の動きよりも速い速度で逆転する。前記移動可能な部材は、前記板の前記凸面の隣接面に対する角度における通常の移動の直線経路に沿って、または、曲線経路に沿って移動可能である。最上の例において、前記移動可能な部材は、わずか約６ｍｍから約１２ｍｍまでの移動の経路に沿って可動的である。
【０００９】
本発明の好適実施形態においては、逆座屈破裂板は、１ピースの金属で成され、かつ、前記板の膨張した主要部分は、前記板の前記主要部分の残りの部分の金属よりも大きな残留応力を呈する変化した粒子構造を有する金属のセグメント中の分離領域を規定するセグメントを有する。前記板の主要部分の逆転は、それの分離領域において開始される。前記板の前記主要部分の前記凸面および前記凹面は、より大きな残留応力を有する分離領域を規定するセグメントを含み、滑らかで、かつ、それの全体領域の至る所で途切れない構成である。前記作動部材は、前記分離領域における前記板の前記主要部分の破壊の開始を果たすために、前記板の高応力領域と係合するように配置される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図面の簡単な説明
【図１】図１は、密閉領域から導かれる通路に沿って加圧流体の流れを制御するバルブの片側の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示される前記バルブの別の面の斜視部である。
【図３】図３は、バルブの平面図である。
【図４】図４は、図３のライン４‐４におよそ沿って切り取られ、かつ、矢印の方向に見るバルブの垂直断面図である。
【図５】図５は、図３のライン５‐５におよそ沿って切り取られ、かつ、矢印の方向に見るバルブの垂直断面図である。
【図６】図６は、図４のライン６‐６におよそ沿って切り取られ、かつ、矢印の方向に見るバルブの水平断面図である。
【図７】図７は、破裂板のアッセンブリが取り除かれた図６のバルブの水平断面図である。
【図８】図８は、図４と同様のバルブの垂直断面図であり、板のパンク無しに破壊を引き起こし、それによって、板の前記主要部分の逆転を開始する位置での選択的な動作デバイスを図で示すものである。
【図９】図９は、図４に示すようなバルブの垂直断面図であり、かつ、移動可能な部材によるそれの主要部分の破壊の結果として、それのフルオープン位置で、膨張した逆座屈破裂板の主要部分を示す。
【図１０】図１０は、逆座屈破裂板、破裂板に付属し、かつ、それの逆転および開口に基づいて板の主要部分によって係合するように配置されるバックアップのセグメントを有するバックアップリング、および、バックアップリングと係合するクランプリングの分解立体図である。
【図１１】図１１は、図４に示すように、板の凸面との係合に可動的である移動可能部材を有する選択的な動作デバイスの部分断面図である。
【図１２】図１２は、その動作位置におけるそれの前記移動可能な部材を図示する選択的な動作デバイスの部分断面図である。
【図１３】図１３は、図４に示される構造の一部の部分拡大垂直断面図であり、破裂板の凸面が破壊している係合中に動かされる前に、移動可能な部材の配置をより図示するものである。
【図１４】図１４は、板の主要部分の逆転を果たすために板をパンクさせること無く破壊するために代替的な中枢的に選択的な動作デバイスを図示するものである。
【図１５】図１５は、図１４に類似する部分垂直断面図であり、かつ、その板‐破壊位置における中枢的なデバイスを示すものである。
【図１６】図１６は、その構成部品を図示するバルブの分解斜視図である。
【図１７】図１７は、展開されない位置において示されるスプリングの作動装置で構成される本発明の代替実施形態の垂直断面図である。
【図１８】図１８は、スプリングの作動装置の始動を示している図１７のバルブの垂直断面図である。
【図１９】図１９は、十分に展開された位置のスプリングの作動装置を示している図１７のバルブの垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面の詳細な説明
次に続く説明は、本発明に係る実施形態を論述する。しかしながら、これらの実施形態は、図示例によって提供され、本発明の全体的な範囲での限定として扱われるべきではないと、理解される。
【００１２】
図１および図２を見ると、本発明のバルブ２０は、その圧力が所定の値を超えたときに、密閉領域から圧力を解放するために、さらに、コマンドに基づいて加圧流体の選択的な開放を果たすために、いずれもの多くの用途を有する。図面に描かれているように、バルブ２０の一形態は、従来の垂直な位置にあるとして示される管２４の内側部分がネジ式のネック２２に接続されるように特に適合し、例えば、加圧された火炎または爆発の抑制剤のような流体の供給源を有するように適合する。しかしながら、管２４は、垂直を措いて他を指向してもよい。Ｏリング２５は、バルブ２０と管２４との間の流体の漏れを密閉することを確実にするために提供される。バルブ２０は、広範囲を２６で示され、円筒形の上側部分２８、および、分離した円筒形の下側部分３０を含む２ピースの本体を有する。バルブ本体の下側部分３０は、管２４のネック２２中の通りぬけに適応した外側部分がネジ式の最下位部分３２を有する。本体の上側部分２８の最上部の区分３８は、各々の抑制剤送出ノズルに通じる従来の配管等から抑制剤送出ラインに接続されるように適応する。
【００１３】
バルブ２０のバルブ本体の下側部分３０は、通路４０のように本質的に同径でなるバルブ本体の部分２８の流体の流れの通路４２の軸方向に並べられた流体の流れの通路４０を有する。バルブ本体２６の抑制剤送出区分３８は、図４に示すように、より小さい直径で成るが、通路４２と通じる通路４４を有する。
【００１４】
逆座屈破裂板４６は、通路４０および４２に対して常態の遮蔽の関係で配置される。板４６は、バルブ本体の上側部分２８およびバルブ本体の下側部分３０の隣接する範囲間で押さえられる制限フランジ４８を有する。本発明の一実施形態において、板４６の膨張した主要部分５２は、区分５６の金属が板４６の膨張部分５２の残りの部分の金属より大きな残留応力を呈する変化した結晶粒組織を有する分離領域を規定する区分５６（図３）を有する。区分５６の残留応力特性を有する膨張した部分５２の相対的に小さい直径の領域は、全体が参照として組み込まれている特許Ｎｏ．６，０４５，４２０に、詳細に説明および図示されている。好ましくは、区分５６は、破裂板４６の中央と、膨張した部分５２およびフランジ４８の間の周辺拡張遷移領域との中間に位置する。
【００１５】
環状のクランプリング５０およびバックアップリング５１は、本体の上側部分２８の最も低い位置の環状端と板４６のフランジ４８との間に挿入される。バックアップリング５１は、膨張された部分５２、特に、それの「ヒンジ」箇所（例えば、板の破裂でフランジ４８に付着されて残る膨張部分５２の該当箇所）の支持体として機能する内部に拡張するフランジ５３が存在し、かつ、以下により詳細に説明する。Ｏリング５５は、破裂板のフランジ４８およびバルブ本体の下側部分３０の間で流体の漏れの密閉を形成することを促進するために、バルブ本体の下側部分３０に形成される制限チャンネル５７中に供される。ロケータピン４９は、リング５０、５１中に形成される一致する溝４３、４５、および４７と、バルブ本体２６中に挿入された際に、それぞれが、リング５０、５１および板４６の特定の方向を確実にする板のフランジ４８と共同する。
【００１６】
バルブ２０本体の下側部分３０は、通路４０の軸に対して斜めに、完全に円筒形の結節５８を有する。結節５８中の外向きの開口通路６０は、本体の下側部分３０の通路４０まで伸びるより小さな直径の通路６２と通じている。作動装置のアッセンブリ６４は、通路６０、６２に受容され、かつ、保持クリップ６６によって結節５８に固定される。作動装置のアッセンブリ６４は、通常、その中にスラスター機構７０が受容される円筒の作動装置本体６８で構成される。スラスター機構７０は、ノベルエンタプライズから入手できるメトロンという作動装置でも、または、その他の類似の種類のデバイスでもよい。特定の実施形態においては、花火を適用するスラスター機構７０は、特に、作動速度が明確でない形態においては、ソレノイドタイプのスラスター機構で置き換えることができる。作動装置のアッセンブリ６４は、本体の下側部分３０の通路４０中に通路６２から伸びる長尺なロッドおよびストライクピン７２を有する。図４に示すように、ストライクピン７２は、ピン７２が非作動位置にあるときに、板４６の凸面５４と離間した関係にはあるが、隣接して通常配置される端の丸い外周側の先端７４を有する。
【００１７】
スラスター機構７０は、作動装置の本体６８に受容され、かつ、ネジ山７６によって決まった場所に固定される。ストライクピン７２の落差は、結節５８内にネジ式に受容されるリテーナ７８によって規定される。Ｏリング８４は、管２４内の流体が、通路６２を通ってバルブから逃げることを防ぐために、ストライクピン７２の凹部に配置される。
【００１８】
図１１に示すように、スラスター機構７０は、発射ピン８８が配置される円筒形チャンバ８６および可燃性の花火装薬９０で構成される。チャンバ８６は、中に一対のリードワイヤ９４、９６が伸びるパッキングプラグ９２によって一つの端部が密閉されている。スラスター機構７０の作動において、チャンバ８６内に配置されるリードワイヤ９４、９６の露出された端部は、花火装薬９０を燃焼させる。装薬９０の燃焼は、図１２に示すように、作動位置まで発射ピン８８を移動させる。特定の実施形態においては、発射ピン８８の落差または直線変異（さらに、ストライクピン７２の結果）は、約６から約１２ｍｍの間であり、さらに好ましくは、約９ｍｍである。以下に例示するように、作動時に、発射ピン８８は、ストライクピン７２の端部１００に接触および／または作用し、それによって、ストライクピン７２を作動位置にシフトさせて破裂板に衝突させる。
【００１９】
バルブ本体の下側部分３０は、そこから外側かつ斜めに伸びるサイドポート１０２も有する。サイドポート１０２は、シェーダバルブ１０６が載置される円錐形頭部が切れた形の通路１０４を有する。通路１０４は、より大きな直径を有する穴１０８と通じている。図４に示すように、プラグ１１０は、穴１０８内にネジ式で受容される。しかしながら、穴１０６は、通路４０および管２４内の流体の圧力をモニタするように、圧力ゲージを備えてもよい。
【００２０】
バルブ本体の下側部分３０は、上にバルブ２０を挿入した後、所望の流体で管２４を満たすために使用可能な横方向に伸びるフィルポート１１２も有する。図５に示すように、フィルポート１１２は、フィルポートのインサート１１６およびフィルポートのプラグ１１８がその中に常態で載置され、かつ、そこにネジ式に固定される一般的な円筒形の穴１１４で構成される。フィルポートのインサート１１６は、第２の通路１２２の直径より小さい直径を有し、かつ、第２の通路１２２に通じる第１の通路１２０を有する従来のチェックバルブである。第１の通路１２０の直径より大きい直径を有するボール１２４は、通路４０および管２４内の流体圧力が第１の通路１２０内の流体圧力より大きい場合には、フィルポートのインサート１１６内に配置され、かつ、第１の通路１２０および第２の通路１２２間の通路をブロックするために作動する。従って、フィルポートのインサート１１６は、通常、フィルポートの穴１１４からバルブ本体の下側部分の通路４０までの流体の流れを一方向のみにさせる。フリットされたチェックディスク１２６は、管２４が充填されている間に、ボール１２４が第２通路１２２から逃げるのを防ぐために、穴１１４のプラグ１１８の反対の末端に提供される。
【００２１】
補助ポート１２８は、バルブ本体の下側部分３０から外側に伸び、そこを通る一般的な円筒形の穴１３０を有する。図５に示すように、プラグ１３２は、標準的に、穴１３０内にネジ式に受容される。しかしながら、補助圧力ゲージのような補助機構は、プラグ１３２の決まった位置でポート１２８に接続されてもよい。通路１３４は、バルブ本体の下側の通路４０および補助穴１３０でフィルポートの穴１１４に通じる。
【００２２】
バルブ２０は、破裂板４６の逆転および破裂の作動の開始を経て、密閉領域から加圧流体を解放するために用いられてもよい。板４６の逆転および破裂は、そのような超過圧力状態で存在するべきであるが、管２４内の危険な超過圧力状態に対しての受動防御も提供する。従って、逆座屈破裂板４６は、管２４内の下側の、常態の流体の圧力に耐えることができるだけではなく、加圧流体の開放が所望されるときに、選択的に開くことが可能である。本発明の特定の実施形態においては、バルブ２０は、圧力開放コマンドに対応してそこを通じて抑制剤を流れさせるために、火炎または爆発の抑制装置の流路中に載置される。特定の実施形態において、圧力開放コマンドは、抑制装置が取り付けられた領域内に配置される検知器またはセンサによって自動的に生じる。しかしながら、そのようなコマンドは、手動で付与される。
【００２３】
図１３に示すように、常態の非動作形態において、ストライクピン７２は、板４６の凸面５４から離間しているが、近くに示されている。前述のように、特定の実施形態において、板４６は、予め圧力を加えられて、板の膨張した部分５２の残部よりも変質した粒子構造を有する個別の離散的なセグメントを提供される。一実施形態において、ストライクピンの先端７４は、セグメント５６に接触はしていないが隣接して配置される。作動する際には、先端７４は、板４６の逆転を開始するために、セグメント５６と係合する。しかしながら、バルブ２０の非作動形態において、板４６は、通路４２への流路をブロックすることによって通路４０および管２４に存在する加圧流体を効果的に有する。
【００２４】
加圧流体の開放を要求する条件（管２４内の超過圧力条件を別として）の検知に基づいて、電気信号は、リードワイヤ９４、９６を介して、作動装置のアッセンブリ６４、特に、スラスター機構７０に送信される。電気信号は、チャンバ８６内に含有される花火装薬９０を燃焼させ、これによって、図１２に図示されるような展開された位置に対してファイリングピン８８を前方へ移動させる。特定の実施形態において、ファイリングピンが前に移動する速度は、音の速度より小さく、好ましくは、１１００ｆｔ／ｓｅｃより小さい。この仕様における速度を限定することによって、開口に基づく破裂板４６の穿孔および板４６の破砕は、より確実に避けられた。ファイリングピン８８は、ストライクピンの末端１００に接触し、それによって、ストライクピンを直線の経路に沿って破裂板凸面に向かって進ませ、かつ、そこで接触させる。ストライクピンの先端７４は、鋭くとがった先に達することと対照的に、丸みを帯びた形で成る。従って、ストライクピン７２が所定の変異移動した際に、凸面５４との接触は、板４６をパンクさせること無く、それの破壊を果たすために十分である。図８に示すように、ストライクピン７２は、板４６を穿通しないが、板の膨張した部分５２を機械的に破壊し、かつ、変形を引き起こす。ピン７４が、単に作りだされた開口を塞ぎ、これによって、通路４２中への流体の流れを遮断し、かつ、板が空かないことを引き起こす可能性があるので、板４６の貫通は好ましくない。
【００２５】
ストライクピン７２は、板の凸面５４でふるまう流体の力で結合された時のように、板の膨張した部分５２に十分な運動エネルギーを付与し、板４６は、逆転し、そして、開口する。特に、加圧流体によって及ぼされる力で結びつけられるストライクピン７２の衝撃よって膨張した部分５２で及ぼされる力は、板４６の逆転および開口を開始するために、十分である。特定の実施形態において、中央の膨張した部分５２は、部分５２の逆転の開始で、板４６に向かうストライクピン７２の移動より早い速度で裏返る。従って、板４６のフルオープンは、板の見積もられた破裂圧力（例えば、板が±５％の許容誤差で作動装置のアッセンブリ６４の補助無しに自動的に逆転かつ破裂する際の圧力）の２０％（５分の１）と同じくらい低い流体圧力条件で達成される。しかしながら、特定の実施形態においては、流体圧力が見積もられた破裂圧力のわずか約１／２である際に、板のフルオープンが達成される。別の実施形態において、板のフルオープンは、板の見積もられた破裂圧力の約２５‐７５％の間、特に、板の見積もられた圧力の約３３％で達成される。本発明の特定の実施形態においては、板４６のフルオープンは、５‐１０ｍｓｅｃの小ささで達成されてもよい。
【００２６】
図１〜１３に示される実施形態において、結節５８および作動装置のアッセンブリ６４は、通路４０および４２からの流体の流路に対して斜角に配置される。しかしながら、結節５８および作動装置のアッセンブリ６４がこの流路に対して垂直または平行であることは、本発明の範囲内にある。さらに、ストライクピン７２が、板の凸面５４のいかなる箇所においても破裂板４６に接触するように、作動装置のアッセンブリ６４は構成される。一実施形態において、ストライクピン７２は、凸面５４に対する通常の接線の関係において、中央の膨張した部分５２に対して移動可能である。別の実施形態においては、ストライクピン７２は、凸面５４に対する通常の垂直な関係において、中央の膨張した部分５２に対して移動可能である。移動の相対的な方向に関わらず、その弱点またはその近くに衝撃を与えるのが好ましい。板４６の場合、ストライクピン７２は、膨張した部分５２に形成される予め応力のかけられたセグメント５６の直近の板に接触することが示される。一致するセグメント５６が存在しない他の板の場合、ストライクピン７２は、板材料の最も薄い膨張した部分のピークに対する位置で板に接触してもよい。その一番弱いポイントまたは近くで板に衝突することによって、運動エネルギーが必要とされるため、ストライクピン７２が板を貫通する可能性が減少する。板４６の効果的で選択的な開口を達成するために、どのような作動装置のアッセンブリの形状が選択されても、加圧流体によって供される力ベクトルと同じ方向で板に作用するピン７２によって供される力ベクトルは、板４６の逆転かつ開口を開始するために、十分必要である。
【００２７】
逆座屈破裂板４６は、フランジ４８および膨張した部分５２の間の遷移領域１３８の近くに位置する半円のスコアラインまたは薄弱のラインが具備されてもよい（図１０参照）。作動装置のアクチュエーター６４の作動とストライクピン７２および板の凸面の間の接触に基づいて、板の膨張した部分５２は、フランジ４６に取り付けられている小さな蝶番部分だけ離れている薄弱な線に隣接して開口する。板の開口において、蝶番部分１４０は、バックアップリング５１のフランジ５３によって支持される。通路４０、４２によって存在する流路を通って管２４から逃れる流体は、図９に示されるように、板４６をフランジ５３の周りに折り重ねられる。この方法で、フランジ５３は、板４６の不要な分裂を回避することを助長する。その他の種類の非破裂型の逆座屈破裂板が、開口に基づく複数のペタルを形成する板のように、異なるスコアラインの構成で用いられても良いことは、認識されている。
【００２８】
本発明の別の実施形態は、図１４および図１５に図示される。通常、バルブ２０は、上述したように構成される。しかしながら、作動装置のアッセンブリ６４は、スイングアームの作動装置１４２に置き換えられる。作動装置１４２は、破裂板４６の凸面５４をパンクさせるだけでなく接触するように構成されている横方向に伸びる先端のセグメント１４４を有する。曲線路に沿った作動装置１４２の移動は、ラッチおよびスプリングの機構（図示せず）の使用によって、または、作動装置１４２を移動させるための従来技術として知られている他の手段および凸面５４に衝撃を与える先端セグメント１４４によって、達成してもよい。
【００２９】
さらに本発明の別の実施形態は、図１７〜１９に図示される。この実施形態は、スプリングの作動装置の機構１４６が作動装置のアッセンブリ６４および結節５８の間に配置されることを除いて、図１〜９および１６に示される実施形態と非常に類似している。スプリングの作動装置１４６の１つの機能は、スラスター機構７０によって生成される力をストライクピン７２で作動するはるかに大きな力へと移すためである。従って、スプリングの作動装置１４６は、スラスター機構７０自身が必要なレベルの力で破裂板の膨張した部分５４にストライクピン７２を接触させるために十分ではないアプリケーションに特に適用される。スプリングの作動装置１４６を用いることにより、相対的に大きな原動力の出力が、相対的に小さな原動力の入力の作動によって生成可能である。
【００３０】
スプリングの作動装置１４６は、通常、力出力筺体１５０にネジ式に固定される力入力筺体１４８で構成される。入力筺体１４８は、作動装置の本体６８に接続され、保持クリップ１５２によって固定される。出力筺体１５０は、保持クリップ６６によって結節５８に固定される。作動ピストン１５４は、プランジャ１６０の環状領域に向かって入力筺体１４８および出力筺体１５０の間に伸びる。プロファイルされるピストン１５６は、ボール１６４を受容するように構成された複数の凹部部分を有する。プロファイルされるピストン１５６のヘッドは、スプリングが受容される窪みをくりぬいた部分を有する。スプリング１６８は、プロファイルされるピストン１５６とプランジャ１６０とに離れて偏るように、プランジャ１６０を引き込む。ピストン１５６のヘッドは、保持リング１７０によって環状の領域１５８内に維持される。ワッシャ１７２は、リング１７０上に載置され、かつ、環状領域１５８を効果的に分離する。第２のワッシャ１７４は、プロファイルされるピストン１５６の周りに巻きつけられる主要なスプリング１７６が、ストライクピン７２に向かうプランジャ１６０に偏る力を加える表面を備える際に、ワッシャ１７２と共同するように、供される。非動作位置にあるとき、ボール１６４がプランジャ１６０の環状領域１５８に形成されるオリフィス１７８中に存在する。ボール１６４は、台座１８０に対して十分に残余をとり、従って、主要なスプリング１７６によってそこで直ちに加えられる力に対するプランジャ１６０の移動を禁止する。
【００３１】
図１８に示すように、ラスター機構７０の動作に基づいて、発射ピン８８は、作動ピストン１５４に接触し、それによって、作動ピストン１５４がバルブ本体２６に移動する。作動ピストン１５４の移動は、プロファイルされるピストン１５６も同方向に移動させる。プロファイルされるピストンの移動は、スプリング１６８を圧縮し、かつ、オリフィス１７８を凹部１６２と一直線にさせる。この一直線にさせた結果として、台座１８０は、凹部１６２中の、または、台座との嵌入外で、ボール１６４に力をかける。この構成にあるとき、ボール１６４は、プロファイルされるピストン１５６およびプランジャ１６０の間の相対的運動を禁止するために、一緒に効果的にロックする。さらに、台座１８０との係合からのボール１６４と共に、圧縮下でこのポイントまである主要スプリング１７６は、それを、バルブ本体２６に対して、かつ、ストライクピン７２との接触中に移動させる結合されたプロファイルされるピストン１５６およびプランジャ１６０に基づいて作動する。
【００３２】
図１９は、完全に展開された位置でのスプリング作動装置１４６を図示する。作動ピストン１５４およびプロファイルされるピストン１５６は、もはや互いに接触しないのは明らかである。ストライクピン７２は、破裂板４６の膨張した部分５２に接触し、これにより、板の逆転および開口を開始する。
【００３３】
スプリングの作動装置１４６は、花火装薬を使用するラスター機構７０よりも他の手段によって作動されてもよい。スプリングの作動装置１４６は、圧縮された空気または窒素のように、加圧流体の源に接続される複数の流体ポート１８２が供される。バルブ２０の作動を必要とする状況の検知に基づいて、加圧流体は、ポート１８２に運ばれてもよい。ポート１８２は、通路１８４を介して、入力筺体１４８の内側と通じる。加圧流体は、バルブ本体２６に対してピストンを移動させる作動ピストン１５４のヘッドに基づいて作動する。作動ピストン１５４上に位置するＯリング１８６、１８８は、加圧流体が、スプリングの作動装置１４６の他の部位に逃げることを防ぐ。
【００３４】
従来技術は、ソレノイドの使用等、スプリング作動装置１４６を作動する他の手段を高く評価するであろう。従って、本発明は、上述の実施形態に単純に限定されない。
【００３５】
作動の後、スプリング作動装置１４６は、結節５８から離され、再利用のためにリセットされもよい。リセット中、プランジャ１６０は、出力筺体１５０中へ移動して戻り、それによって、主要スプリング１７６を圧縮する。一旦、プランジャ１６０およびプロファイルされるピストン１５６は、入力筺体１４７に対して十分に移動させられ、さらに、ボール１６４は台座１８０を通過し、ボール１６４は凹部１６２に置き換えられ、それによって、プランジャ１６０およびプロファイルされるピストン１５６を離す。スプリング１６８は、作動ピストン１５４との接触中にプロファイスされるピストン１５６を移動し、ピストン１５４および１５６の両方は、図１７に示されるように、それらの開始位置に戻される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉領域から導かれる通路に沿って加圧流体の流れを制御するためのバルブは、
流体流路を供され、かつ、前記流体通路中に載置されるように適合されるバルブ本体、
前記流路を通じる流体の流れと常態の遮蔽関係にあり、前記バルブ本体によって保有され、前記加圧流体に対向する関係にある凸面および凹面が通常存在する膨張した主要部分を有する逆座屈破裂板、および、
パンクすること無く破裂する動作に関して実施可能な前記板の前記主要部分の凸面に隣接する位置において、前記本体によって保有される選択的に動作可能なデバイス、
で構成され、
前記板は、前記板の主要部分の逆転が、前記バルブの流路を通じて流体を流れさせるために、前記流路中において前記加圧流体によって開始される程度のものであることを特徴とするバルブ。
【請求項２】
前記デバイスは、前記板の前記主要部分の前記凸面から常態で離間し、さらに、前記凸面と係合し、かつ、前記主要部分のパンク無しにそれの機械的な破壊を果たすための動作に関する変位を通じて可動的である移動可能な部材を有する請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】
前記部材は、前記板の前記膨張した主要部分の前記凸面と係合可能な鈍端を有するロッドである請求項２に記載のバルブ。
【請求項４】
装薬の燃焼によるそれの前記変位を通じで前記部材の移動を果たすことを実施可能な花火装薬が供される請求項２に記載のバルブ。
【請求項５】
前記部材は、前記主要部分をパンクさせること無しに、前記板の前記主要部分の前記凸面の破壊を果たすためだけに十分な所定の変位を通じて可動的なものである請求項２に記載のバルブ。
【請求項６】
前記板の前記主要部分は、前記板の前記主要部分の逆転の開始において、前記板に向かう前記部材の動きよりも速い速度で逆転する請求項２に記載のバルブ。
【請求項７】
前記部材は、通常の移動の直線通路に沿って可動的なものである請求項２に記載のバルブ。
【請求項８】
前記部材は、通常の移動の曲線通路に沿って可動的なものである請求項２に記載のバルブ。
【請求項９】
前記部材は、約６ｍｍから約１２ｍｍまでの移動の通路に沿って可動的なものである請求項２に記載のバルブ。
【請求項１０】
前記破裂板は、１ピースの断片金属で成り、かつ、前記板の前記膨張した主要部分は、前記板の前記主要部分の残部の金属よりも大きい残留応力を呈する変質した粒子構造を有するそれの金属の分離領域を規定するセグメントを有し、
前記板の前記主要部分の逆転は、自身の前記分離領域で開始される請求項１に記載のバルブ。
【請求項１１】
前記板の前記主要部分の前記凸面および凹面は、前記膨張した主要部分の前記分離領域を規定する前記セグメントを含むそれの全体領域の隅から隅まで滑らかかつ途切れない形状である請求項１０に記載のバルブ。
【請求項１２】
前記デバイスは、前記分離領域で前記板の前記主要部分の破裂の開始を果たすために、前記板の前記分離領域と係合するように配置される請求項１０に記載のバルブ。
【請求項１３】
密閉領域から導かれる通路に沿って加圧流体の流れを制御するためのバルブは、
流体の流路に供され、かつ、前記流体通路中に載置されるように適合される管状のバルブ本体、
前記流路を通じる流体の流れと常態の遮蔽関係にあり、前記本体によって保有され、通常の凸面および凹面を有する膨張した主要部分を有し、前記加圧流体と対向する関係にそれの前記凸面が配置される逆座屈破裂板、および、
パンクする事の無い機械的な破壊に対する動作に関して実行可能である前記板の前記主要部分の前記凸面に隣接した配置において前記本体によって保有される選択的に動作可能なデバイス、
で構成され、
前記板の前記主要部分は、そこでの所定の第１の流体圧力下でのそれの逆転および破裂に抵抗するために動作可能であり、
前記板の前記主要部分の逆転は、前記バルブの流路を通じる流体を流れさせる前記第１の所定の圧力より小さい所定の第２の流体の圧力で開始される程度であることを特徴とするバルブ。
【請求項１４】
前記デバイスは、前記板の前記主要部分の前記凸面から常態で離間した移動可能な部材を有し、さらに、前記凸面と係合し、かつ、前記主要部分のパンク無しにそれの破壊を果たす位置を通じて可動的である請求項１３に記載のバルブ。
【請求項１５】
前記部材は、自身の前記凸面に対して通常の接線の関係にある前記板の前記主要部分に対して可動的である求項１４に記載のバルブ。
【請求項１６】
前記部材は、自身の前記凸面に対して通常の垂直な関係にある前記板の前記主要部分に対して可動的である請求項１３に記載のバルブ。
【請求項１７】
密閉領域から導かれる通路に沿って加圧流体の流れを制御するための方法は、
前記流体通路に管状のバルブ本体を載置するステップ、
通常の前記加圧流体に対して対向する関係に配置される凸面および凹面を有する膨張した主要部分を有し、前記主要部分がそこでの所定の第１の流体圧力下でそれの逆転および破裂に抵抗するために動作可能であり、前記通路に沿って加圧流体の流れと常態の遮断関係にある前記本体に逆座屈破裂板を供するステップ、および、
前記通路に沿って流体を流れさせる前記第１の所定の圧力より小さい所定の第２の圧力で自身の逆転を開始するために、前記板の前記主要部分をパンクさせること無く、前記凸面を機械的に破壊させるために、前記板の前記主要部分の前記凸面に隣接する選択的に動作可能なデバイスを配置するステップ
で成ることを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記第２の圧力は、前記所定の第１の圧力のわずかに約２分の１である請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の圧力は、前記所定の第１の圧力のわずかに約５分の１である請求項１７に記載の方法。
【請求項１】
密閉領域から導かれる通路に沿って加圧流体の流れを制御するためのバルブは、
流体流路を供され、かつ、前記流体通路中に載置されるように適合されるバルブ本体、
前記流路を通じる流体の流れと常態の遮蔽関係にあり、前記バルブ本体によって保有され、前記加圧流体に対向する関係にある凸面および凹面が通常存在する膨張した主要部分を有する逆座屈破裂板、および、
パンクすること無く破裂する動作に関して実施可能な前記板の前記主要部分の凸面に隣接する位置において、前記本体によって保有される選択的に動作可能なデバイス、
で構成され、
前記板は、前記板の主要部分の逆転が、前記バルブの流路を通じて流体を流れさせるために、前記流路中において前記加圧流体によって開始される程度のものであることを特徴とするバルブ。
【請求項２】
前記デバイスは、前記板の前記主要部分の前記凸面から常態で離間し、さらに、前記凸面と係合し、かつ、前記主要部分のパンク無しにそれの機械的な破壊を果たすための動作に関する変位を通じて可動的である移動可能な部材を有する請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】
前記部材は、前記板の前記膨張した主要部分の前記凸面と係合可能な鈍端を有するロッドである請求項２に記載のバルブ。
【請求項４】
装薬の燃焼によるそれの前記変位を通じで前記部材の移動を果たすことを実施可能な花火装薬が供される請求項２に記載のバルブ。
【請求項５】
前記部材は、前記主要部分をパンクさせること無しに、前記板の前記主要部分の前記凸面の破壊を果たすためだけに十分な所定の変位を通じて可動的なものである請求項２に記載のバルブ。
【請求項６】
前記板の前記主要部分は、前記板の前記主要部分の逆転の開始において、前記板に向かう前記部材の動きよりも速い速度で逆転する請求項２に記載のバルブ。
【請求項７】
前記部材は、通常の移動の直線通路に沿って可動的なものである請求項２に記載のバルブ。
【請求項８】
前記部材は、通常の移動の曲線通路に沿って可動的なものである請求項２に記載のバルブ。
【請求項９】
前記部材は、約６ｍｍから約１２ｍｍまでの移動の通路に沿って可動的なものである請求項２に記載のバルブ。
【請求項１０】
前記破裂板は、１ピースの断片金属で成り、かつ、前記板の前記膨張した主要部分は、前記板の前記主要部分の残部の金属よりも大きい残留応力を呈する変質した粒子構造を有するそれの金属の分離領域を規定するセグメントを有し、
前記板の前記主要部分の逆転は、自身の前記分離領域で開始される請求項１に記載のバルブ。
【請求項１１】
前記板の前記主要部分の前記凸面および凹面は、前記膨張した主要部分の前記分離領域を規定する前記セグメントを含むそれの全体領域の隅から隅まで滑らかかつ途切れない形状である請求項１０に記載のバルブ。
【請求項１２】
前記デバイスは、前記分離領域で前記板の前記主要部分の破裂の開始を果たすために、前記板の前記分離領域と係合するように配置される請求項１０に記載のバルブ。
【請求項１３】
密閉領域から導かれる通路に沿って加圧流体の流れを制御するためのバルブは、
流体の流路に供され、かつ、前記流体通路中に載置されるように適合される管状のバルブ本体、
前記流路を通じる流体の流れと常態の遮蔽関係にあり、前記本体によって保有され、通常の凸面および凹面を有する膨張した主要部分を有し、前記加圧流体と対向する関係にそれの前記凸面が配置される逆座屈破裂板、および、
パンクする事の無い機械的な破壊に対する動作に関して実行可能である前記板の前記主要部分の前記凸面に隣接した配置において前記本体によって保有される選択的に動作可能なデバイス、
で構成され、
前記板の前記主要部分は、そこでの所定の第１の流体圧力下でのそれの逆転および破裂に抵抗するために動作可能であり、
前記板の前記主要部分の逆転は、前記バルブの流路を通じる流体を流れさせる前記第１の所定の圧力より小さい所定の第２の流体の圧力で開始される程度であることを特徴とするバルブ。
【請求項１４】
前記デバイスは、前記板の前記主要部分の前記凸面から常態で離間した移動可能な部材を有し、さらに、前記凸面と係合し、かつ、前記主要部分のパンク無しにそれの破壊を果たす位置を通じて可動的である請求項１３に記載のバルブ。
【請求項１５】
前記部材は、自身の前記凸面に対して通常の接線の関係にある前記板の前記主要部分に対して可動的である求項１４に記載のバルブ。
【請求項１６】
前記部材は、自身の前記凸面に対して通常の垂直な関係にある前記板の前記主要部分に対して可動的である請求項１３に記載のバルブ。
【請求項１７】
密閉領域から導かれる通路に沿って加圧流体の流れを制御するための方法は、
前記流体通路に管状のバルブ本体を載置するステップ、
通常の前記加圧流体に対して対向する関係に配置される凸面および凹面を有する膨張した主要部分を有し、前記主要部分がそこでの所定の第１の流体圧力下でそれの逆転および破裂に抵抗するために動作可能であり、前記通路に沿って加圧流体の流れと常態の遮断関係にある前記本体に逆座屈破裂板を供するステップ、および、
前記通路に沿って流体を流れさせる前記第１の所定の圧力より小さい所定の第２の圧力で自身の逆転を開始するために、前記板の前記主要部分をパンクさせること無く、前記凸面を機械的に破壊させるために、前記板の前記主要部分の前記凸面に隣接する選択的に動作可能なデバイスを配置するステップ
で成ることを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記第２の圧力は、前記所定の第１の圧力のわずかに約２分の１である請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の圧力は、前記所定の第１の圧力のわずかに約５分の１である請求項１７に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公表番号】特表２０１２−５０９４４９（Ｐ２０１２−５０９４４９Ａ）
【公表日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３７４４６（Ｐ２０１１−５３７４４６）
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５５８１６
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０５９２８２
【国際公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【出願人】（５９３２２４６７０）ファイク・コーポレーション (18)
【氏名又は名称原語表記】ＦＩＫＥ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５５８１６
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０５９２８２
【国際公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【出願人】（５９３２２４６７０）ファイク・コーポレーション (18)
【氏名又は名称原語表記】ＦＩＫＥ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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