[发明专利]减压装置

说明书

本国际申请要求在先于2005年9月9日提交的美国专利申请第11/221,856号的优先权。

技术领域

本发明总的涉及用于从加压系统减压的系统。更具体地说，本发明涉及用于包含加压流体的系统的减压设备。

背景技术

现有许多类型的处理、运输或使用加压流体的系统。为了确保这些类型的系统的安全性，每个这样的系统通常都包括设计成防止系统过量增压的安全装置。在系统内的流体达到不安全水平的紧急情况下，流体的压力作用在安全装置上以产生开口而从系统释放压力。通过开口将流体放出到周围环境或安全贮槽中可降低系统中的压力，并防止系统的另一部分由于流体的高压而发生故障。

常用安全装置的例子包括破裂盘和爆裂板。这些安全装置可以附连至加压系统，使该安全装置的某一部分暴露于系统中的加压流体。安全装置暴露于流体的该部分构造成在流体达到预定压力时破裂。盘或板的撕裂或破裂产生供加压流体流过以降低系统压力的开口。因此，这种类型的安全装置是自破坏的，并在每次使用之后必须进行更换。通常，为了更换这些安全装置中的一个，需要某种程度地拆卸该系统，以使破裂盘或板能与系统正确地配合。

另一种类型的用于加压系统的安全装置是减压阀，它可以是可重新关闭的阀或不可重新关闭的阀。通常，使用弹簧、销或弹簧和销的组合来在该装置连接至加压系统时保持移动塞子与该装置壳体的密封配合。当这样的系统中流体压力达到预定安全水平时，由加压流体施加在塞子上的力克服弹簧的偏压作用或超过将塞子保持在位的销的阻力。当发生这两种情况中的任一种时，加压流体移动塞子以暴露出流体可通过其逃逸以泄放系统中的压力的开口。一旦在装置入口处的加压流体已充分减压而使弹簧或其它机构可重新安置塞子时，可重新关闭的阀就将自动复位。不可重新关闭的阀要对该装置进行手动复位，以使阀塞与密封件重新配合，且若需要，可更换销或其它消耗部件。

如已提及的，已知减压阀使用压曲销或断裂销来将密封塞保持成密封配合从而堵塞加压流体的流动。销释放装置防止塞子放出加压流体直至输出力超过预定限值为止。现有技术的释放装置包括这样的销，该销经受压缩力并且在输出力达到预定限值根据欧拉定律压曲，或者经受剪切力或拉力，所述剪切力或拉力在输出达到预定限值时致使销断裂。这样的装置通常称作“压曲销不可关闭式减压装置”。

压曲销是要小心制造的构件，它们构造成在特定的预定压缩力下压曲。断裂销是要小心制造的构件，它们构造成在特定的预定拉力或剪切力下失效。用于减压阀的这样的销在安装过程中要求相当多的关注和控制。维护人员必须确保正确地固定和上紧销以正确地承受施加在减压阀上的压力。若没有做到这样，则可能导致阀在不适时地打开。在预定安全水平之下的过早打开会导致所不想要的系统停工时间，而在预定安全水平之上的延迟打开会危害系统的物理完整性。裸露销的另一问题是存在由于维护人员在安装或维护的过程中必须接触裸露销所造成的销损坏。对于脆性、低压裸露销来说销损坏的危险尤其高。

如上所示，为了如安全减压装置那样正常地工作，重要的是在设定压力下或接近设定压力时对减压装置进行排泄。由于压曲销设计成在预定的压缩力下压曲，减压系统必须保证来自加压系统的力有效地传递到压曲销。在现有的装置中，来自加压系统的力经常不正确地通过减压装置的结构系统传递，从而使压曲销所经受的压缩力没有精确地代表加压系统所传输的真实力。例如，从加压系统传递到压曲销的力通常由于弯曲、移动件之间的摩擦以及沿着传力路径的产生的力矩而损失。

在一些减压装置中，特别是那些具有低设定压力的减压装置中，对位于下方的压曲销的误操作和不正确安装可能会影响装置设定压力的精确性。例如，压曲销在预组装和安装程序的过程中可能会危险地过载，从而使销在比使用中所希望的压力低得多的压力下致动。

鉴于上述内容，需要一种减压设备，它(1)可在加压流体与弯曲销之间有效且精确地传递，(2)保证销在预组装和安装程序的过程中不过载，以及(3)可提供对背压的抗力且同时作为减压装置而保持正确的正压排泄。

发明内容

本发明的实施例涉及一种改进的用于包含加压流体的系统的减压装置，该装置消除现有减压装置的一个或多个局限和不利之处。