安全頭的製作方法

2023-05-08 18:47:56 2

安全頭的製作方法
【專利摘要】公開了一種安全頭。更具體地說，公開了一種包括圓形法蘭部及至少一個突出部的安全頭，其中，所述至少一個突出部具有展現混合曲率半徑的面。所述圓形法蘭部可厚於所述至少一個突出部。還公開了一種安全頭組件，其中，所述安全頭組件包括入口安全頭與出口安全頭。此外，公開了一種安全頭組件，其中，所述入口安全頭包括外圍突出部，所述出口安全頭包括外圍突出部，並且卡環構造成與這些外圍突出部接合。
【專利說明】安全頭
[0001]相關申請的交叉援引
[0002]本申請要求由John Tomasko等人於2011年9月8日提交的名稱為「SAFETYHEAD」 (安全頭)，申請號為61/573，126的美國臨時申請的權益，特地通過援引將其公開內
容結合於此。
【技術領域】
[0003]本公開大體涉及支撐結構及將插入裝置安裝在栓接法蘭之間的相關方法。更具體地說，本公開涉及能密封地夾緊在栓接法蘭之間的安全頭設備。
【背景技術】
[0004]存在若干設計成插入增壓系統中的插入裝置。示例性的插入裝置可包括諸如閥及爆破片之類的卸壓裝置。壓力釋放裝置可構造成允許增壓流體響應於危險過壓情形而從增壓系統的一部分排出。其它示例性的插入裝置包括傳感器及測量設備。通常，插入裝置可在兩個配對法蘭之間安裝到增壓系統中，該配對法蘭藉助法蘭螺栓保持在一起。
[0005]在增壓系統領域中，給定標稱尺寸的管存在若干不同法蘭栓接型式。舉例來說，就給定標稱尺寸的管而言，不同栓接型式可由美國國家標準學會(「ANSI」)、美國機械工程師協會(「ASME」)、德國標準學會(「DIN」)及日本工業標準(「JIS」)規定的各個標準規定。此外，就給定標稱尺寸及/或標準的管而言，不同栓接型式由不同壓力等級規定。因此，期望插入裝置可交換地配合在具有多種法蘭栓接型式的增壓系統中。
[0006]插入裝置的性能依賴於兩個主要因素:在增壓系統中的適當對準及在增壓系統中的適當密封。首先，如果插入裝置例如是爆破片，那麼期望爆破片儘可能靠近增壓系統的流體流徑的中心對準。爆破片的對中或對準使得在爆破片爆破的情況下流體阻力OO穩定，這期望地提高(或者優化或穩定)了超壓流體退出系統時的速率。第二，就任一插入裝置而言，適當地密封會防止流體洩漏到環境中。
[0007]一種類型的插入裝置通過利用法蘭轉接器而實現了適當對準。插入裝置可與法蘭轉接器對準，該法蘭轉接器則構造成與一組法蘭螺栓對準。最佳的是，法蘭轉接器構造成配合若干用於相同標稱尺寸管的螺栓配置。申請號10/936,761的共有美國專利申請示出了提供此特徵的一個法蘭轉接器，通過援引將該專利申請的全部內容合併於此。
[0008]公知的法蘭轉接器在增壓系統中密封時可能會呈現劣勢。法蘭轉接器的密封質量在很大程度上依賴於施加於法蘭螺栓的扭矩值。安裝者可能缺少向法蘭螺栓提供最佳扭矩的工具或專門知識；因此，在實際操作中，許多插入裝置會由於不當的安裝而提供不佳的密封。此外，法蘭轉接器的密封會依賴其間安裝該法蘭轉接器的配對法蘭的對準。例如，匹配面的垂直度、平行度及同軸度可影響插入裝置(例如爆破片)與其保持器之間的密封布置以及保持器與配對法蘭之間的密封布置。在實際操作中，兩個配對法蘭很少相互準確對準。安裝在這種不對準的法蘭之間的法蘭轉接器或插入裝置會提供不良密封。
[0009]另一類型的插入裝置可藉助支撐設備或安全頭組件而安裝到增壓系統中。支撐設備可包括入口支撐構件及出口支撐構件。裝配螺栓將兩個支撐構件保持在一起，插入裝置位於二者之間。支撐設備與插入裝置安裝在藉助一組配對法蘭螺栓結合在一起的兩個配對法蘭之間。支撐設備可構造成使在法蘭螺栓之間適當定位的插入裝置對準。此外，支撐設備能可交換地配合在幾組對應不同壓力等級及設計標準的法蘭螺栓中，對於具有相同標稱尺寸的管而言尤其如此。專利號4，751，938 ( 「』938專利」)的共有美國專利公開了一個示例性支撐設備，通過援引將該專利的全部內容合併於此。
[0010]在實際操作中，兩個支撐構件往往比兩個配對法蘭更準確地相互對準。因而，與直接安裝在兩個(有可能不對準的)配對法蘭之間的情況相比，安裝在支撐設備中的插入裝置可提供更好地密封。為了確保插入裝置在支撐設備中適當對準，能夠以預裝配配置向終端用戶提供支撐設備。在預裝配的情況下，支撐構件與在其間適當定位的插入裝置鬆弛地栓接在一起。因而，終端用戶僅需要在配對法蘭之間安裝預裝配設備即可。呈預裝配構造的插入裝置藉助施加至法蘭螺栓的扭矩而被密封在設備及增壓系統中。
[0011]公知支撐設備可由高成本的浸溼材料製成。可因其溫度穩定性、抗腐蝕能力及導磁性而選擇高成本材料。因材料昂貴，所以會期望減少材料的用量。
[0012]如果向用戶提供呈預加扭矩配置的支撐設備，那麼支撐設備也可提供更好的密封。在預加扭矩的情況下，支撐設備的裝配螺栓被提供以最佳水平的扭矩以密封支撐設備中的插入裝置。在將支撐設備與插入裝置安裝至應用對象之前可由供應商或製造商或使用者施加此最優水平的扭矩。在預加扭矩的支撐設備而後安裝在增壓系統的兩個配對法蘭之間的情況下，插入裝置的密封基本與施加至法蘭螺栓的扭矩水平無關。因而，為了獲得最優的密封，終端用戶無需掌握向法蘭螺栓施加精確扭矩水平的技術或專門知識。
[0013]公知支撐設備沒有使支撐設備的裝配螺栓在安裝後保持可見或可調節的特徵。支撐設備的一個實施例包括裝配螺栓，該裝配螺栓藉助一組通孔垂直穿過一個支撐構件而延伸到另一個中。這些通孔可以是沉頭的、埋頭的或設置掩蓋裝配螺栓的任何其它凹口(機加工或以其它方式)。如』 938專利的圖3中所示，支撐構件可基本相互齊平就位。這種構造妨礙使用者看到支撐構件之間的任何裝配螺栓的螺紋部。因而，使用者不能證實裝配螺栓存在於安裝起來的支撐組件中，而這種證實可表示支撐組件安裝正確。同樣如』938專利的圖3中所示，配對法蘭構件可完全覆蓋支撐組件的頂面及底面，從而妨礙使用者看到或接近裝配螺栓頭部。這樣，使用者既不能證實裝配螺栓的存在性，也不能證實或調整施加至裝配螺栓的扭矩水平。
[0014]在從系統的配對法蘭之間移除支撐設備時，公知支撐設備也會存在挑戰。例如，配對法蘭不能容易地或安全地在固定管道系統中移動，或管道因標稱直徑及/或長度而沉重。因而，需要不必為了移除及/或安裝支撐設備而移除所有配對法蘭螺栓的支撐設備。
[0015]公知支撐設備忽略的另外特徵是在腐蝕性或其它惡劣環境中使用時的耐久性及多功能性。通常，增壓系統的內容物展現出十足的活性，從而易於腐蝕或侵蝕系統的部件。入口支撐構件的內孔會頻繁地與這些內容物接觸，這可易於侵蝕或損壞入口支撐構件。為了在這種惡劣環境中使用入口支撐構件，該入口支撐構件必須由昂貴的抗腐蝕及/或抗熱材料製成。此外，入口支撐構件會因腐蝕或侵蝕而需要頻繁更換。
[0016]公知支撐設備的另一實施方式可通過使用咬合密封件而為插入裝置提供密封。咬合密封件包括脊狀部，該脊狀部構造成在支撐組件的部件被壓在一起時切入或「咬合」到插入裝置中。咬合密封件比依賴施加至插入裝置的壓力的密封件更有效。公知支撐設備提供咬合密封件作為其中一個支撐構件的整體部分。此構造遭受眾多劣勢。首先，在一些支撐設備中，咬合密封件必須由非常堅硬並且非常昂貴的材料製成。在咬合密封件與支撐構件結合成一體時，整個支撐構件必須由非常堅硬並且非常昂貴的材料製成，這增加了支撐設備的材料成本。此外，咬合密封件會通過運輸、安裝或重複使用而遭受損害。這種損害會以壓痕或彎折的形式出現。受損的咬合密封件為插入裝置提供劣質密封；因而，應更換受損的咬合密封件。在公知的設備中，要更換咬合密封件需要更換整個支撐構件，這增加了維護支撐設備的成本。
[0017]鑑於前述內容，需要一種支撐設備或一種安全頭組件，該支撐設備或安全頭組件可減少使用的材料，同時保持或改善公知支撐設備或安全頭組件的功能性。還需要一種支撐設備或一種安全頭組件，該支撐設備或安全頭組件便於插入裝置在增壓系統中適當對準及密封。還需要一種安全頭組件，該安全頭組件使得在該安全頭組件安裝在增壓系統中的情況下能夠看到並能夠調整裝配螺栓。此外，需要一種以減小的材料成本而具有增強的抗侵蝕及腐蝕性的安全頭組件。還需要一種具有能以低成本更換的咬合密封件的安全頭組件。而且，還需要提供改善了對準及密封的用於安裝及調整安全頭組件的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]結合在本說明書中而構成本說明書的一部分的附圖示出了若干實施方式，並且與說明一起解釋本公開的方面。
[0019]圖1是示出如本公開中闡明的安全頭組件的實施方式的等距視圖；
[0020]圖2A是示出用在圖1的實施方式中的出口安全頭的平面圖；
[0021]圖2B是示出根據本公開的安全頭組件的側面的側視圖。
[0022]圖2C是示出公知的安全頭組件的側面的側視圖。
[0023]圖2D與2E繪出了根據本公開的安全頭，該安全頭疊置在公知安全頭的輪廓上從而闡明根據本公開的安全頭實現的材料節約；
[0024]圖3是圖2A的出口安全頭的波形部的詳細平面圖；
[0025]圖4A至圖4C是示出鄰近不同栓接型式的螺栓的圖2A的出口安全頭的波形部的布置的詳細平面圖；
[0026]圖4D是根據本公開的波形面的混合曲率的設計過程的圖；
[0027]圖5A和圖5B是示出安裝在四管法蘭螺栓增壓系統中的圖2A的出口安全頭的第一位置與第二位置的平面圖；
[0028]圖6A至圖6B是示出安裝在八管法蘭螺栓增壓系統中的圖2A的出口安全頭的第一位置與第二位置的平面圖；
[0029]圖7是示出圖1的安全頭組件的剖面圖，該安全頭組件包括抗彎爆破片及安全頭插入構件；
[0030]圖8是示出圖1的安全頭組件的詳細剖面圖，該圖展現了安全頭插入構件的咬合S封件；
[0031]圖9是圖1的安全頭組件的分解等距視圖，該安全頭包括安全頭插入構件；
[0032]圖10是包括具有安全頭插入件的入口安全頭的安全頭組件的剖面圖；[0033]圖11是包括具有安全頭插入件的入口安全頭及具有安全頭插入件的出口安全頭的安全頭組件的剖面圖；
[0034]圖12是包括具有安全頭插入件的入口安全頭及具有安全頭插入件的出口安全頭的安全頭組件的另一實施方式的剖面圖；
[0035]圖13是包括具有安全頭插入件的入口安全頭及具有安全頭插入件的出口安全頭的安全頭組件的再一實施方式的剖面圖；
[0036]圖14是包括出口安全頭中的傳感器接頭的安全頭組件的剖面圖；
[0037]圖15是具有入口安全頭插入件及出口安全頭插入件的安全頭組件的剖面圖，該圖示出了墊片的使用；
[0038]圖16繪出了具有銷孔的入口安全頭；
[0039]圖17繪出了具有凸臺及銷孔的入口安全頭；
[0040]圖18繪出了出口安全頭；
[0041]圖19繪出了具有升高的孔口平面的出口安全頭；
[0042]圖20繪出了裝配起來的安全頭組件的一個實施方式；
[0043]圖21以剖面繪出了裝配起來的安全頭組件的另一實施方式；
[0044]圖22繪出了三角形安全頭的一個實施方式；
[0045]圖23繪出了安全頭組件的一個實施方式，其中，入口安全頭與出口安全頭設置有外圍突出部；
[0046]圖24繪出了設置有夾具的圖23的安全頭組件；
[0047]圖25是圖23與圖24的安全頭組件的視圖，該視圖示出了夾緊螺釘；
[0048]圖26繪出了利用卡環及夾緊螺釘的安全頭組件的另一實施方式；
[0049]圖27示出了局部剖切的利用卡環的安全頭組件；
[0050]圖28繪出了利用夾具的安全頭組件的另一實施方式；
[0051]圖29是圖28中所示的實施方式的另一視圖，該視圖示出了兩個夾緊螺釘；
[0052]圖30是圖28與圖29中所示的利用卡環與兩個夾緊螺釘的實施方式的另一視圖；
[0053]圖31示出了局部剖切的利用卡環的安全頭組件；
[0054]圖32示出了安全頭組件的另一實施方式，其中，入口安全頭與出口安全頭各自具有外圍突出部；
[0055]圖33是圖32中所示的實施方式的另一從上面看時的視圖；
[0056]圖34示出了局部剖切的安全頭組件。
【具體實施方式】
[0057]現在將詳細參照當前的示例性實施方式，附圖中示出了這些實施方式的實施例。
[0058]圖1繪出根據本公開的示例性安全頭組件，該安全頭組件整體由附圖標記100表示。圖1的實施例示出了包括入口安全頭10與出口安全頭20的安全頭組件100。安全頭組件100可用作用於布置在增壓流體系統內的任一數目的插入裝置的保持器或支撐設備。安全頭組件100通過被壓緊在入口管法蘭與出口管法蘭(未示出)之間而安裝到增壓系統中。可以在入口管法蘭與安全頭組件之間及/或安全頭組件與出口管法蘭之間安置或不安置附加的密封膜(例如墊片)。通過將扭矩作用至法蘭螺栓(整體由圖4A至圖4C的200、圖5A至圖5B的201至204及圖6A至圖6B的211至218示出)而實現此種壓緊。
[0059]在一個實施方式中，安全頭組件100及/或安全頭10、20可構造成保持與和已公知的安全頭及安全頭組件一起使用的插入裝置的回溯兼容性。例如，安全頭組件100及/或安全頭10、20可與能安裝在由BS&B安全系統公司商業性提供的現行安全頭組件中的現有爆破片完全兼容。此外或另選地，安全頭組件100及/或安全頭10、20可構造成與利用已公知的安全頭與安全頭組件的系統保持回溯兼容。以此方式，根據本公開的安全頭組件可替代已公知的安全頭組件而無需額外更改現有系統。
[0060]如圖1中繪出的安全頭組件100可利用將入口安全頭10固定至出口安全頭20的裝配螺栓30裝配。如圖1中所示，爆破片40保持在安全頭10、20之間；然而，本公開包涵保持在安全頭10、20之間的任一數目的適當的插入裝置。還可構想多個插入裝置可以以單個安裝動作保持在安全頭10、20之間。圖1中繪出的安全頭組件100可以如以下所解釋的是預加扭矩的或預裝配的。另選的是，可分開地提供多個部件。
[0061]當安全頭組件100是預裝配的時，例如，安全頭10、20可在不密封接合二者之間的爆破片40的情況下保持在一起。當提供呈此預裝配構造的安全頭組件100時，終端用戶有責任創建爆破片40的密封接合。可通過向裝配螺栓30施加扭矩或者通過在加壓系統的兩個法蘭之間壓緊安全頭組件100而提供該密封接合。
[0062]另選的是，如果安全頭組件100是預加扭矩的，那麼，例如，可向用戶提供帶有已密封接合在安全頭10、20之間的爆破片40的安全頭組件100。因而，製造商、供應商或終端用戶可向裝配螺栓30施加最優大小的扭矩，從而消除終端用戶通過配對法蘭栓接布置而在插入裝置(例如爆破片)與安全頭之間創建密封接合的必要。通過提供預加扭矩組件，製造商或供應商可因此運輸已與插入裝置呈最優密封接合的安全頭組件100。通過利用預加扭矩組件，終端用戶可因此應用已與插入裝置呈最優密封接合的安全頭組件100。
[0063]圖2A中單獨示出了如圖1的組件中所示的出口安全頭20。如圖2A中所示，出口安全頭20可包括可以是圓形的法蘭22並包括突出部。突出部可能是波形部(整體由120表示)及/或手柄26。突出部可從安全頭20向外延伸，並且可關於安全頭的外圍大約間隔90度定位。直稜24可在各突出部之間延伸。在法蘭22是圓形的實施方式中，直稜24可正切於該圓延伸。出口安全頭20中央的出口孔21可限定流體流徑F。波形部120及手柄26各自包括限定螺栓通孔25的通孔。法蘭包括限定銷孔23的一系列不對稱的局部孔。如以下將詳細描述的，銷孔23的構造有助於出口安全頭20與入口安全頭10並/或與插入裝置40的適當對準。
[0064]直稜24可在操縱並夾緊安全頭20及/或安全頭組件時提供優勢。例如，直稜可允許牢固夾緊在老虎鉗(兩個或多個夾緊面)中，這對於安全頭組件的預裝配來說會是理想的。如果期望向裝配螺栓(如圖1中所示的30)施加預裝配扭矩，那麼牢固夾緊會有助於該過程。在一個實施方式中，安全頭的邊緣可為了安全頭的人類工程學操縱而被倒圓。
[0065]如圖1中最佳示出的，圖2A的安全頭提供突出部(波形部120及手柄26)的材料厚度小於法蘭22的材料厚度這樣的特徵。設置具有較小材料厚度的波形部120，這減少了安全頭組件100的重量及材料成本。例如圖2B中示出了材料厚度的節省，相比於圖2C中所示的現有技術的入口安全頭210C及出口安全頭220C，圖2B示出了本公開的入口安全頭2IOB及出口安全頭220B的材料節省。例如，在圖2D及圖2E中也示出了材料厚度的節省，其中根據本公開的安全頭IOA疊加在已公知的安全頭IOZ的輪廓上。
[0066]減少安全頭的突出部的材料厚度既可節省材料成本又可節省加工成本。例如，通過減小突出部的厚度，還可減小螺栓孔所需的長度，在安全頭是通過澆鑄形成的情況下尤為如此。因此，可減少加工各個安全頭所需的時間及成本。產生的材料厚度的減少也可減少安全頭組件的總質量，從而進一步提高了安全頭組件的人體工程學及操縱特性。
[0067]研究發現:與公知組件及裝置相比，根據本公開的安全頭組件可節省高達30%至40%的材料，並節省高達10%至35%的成本。研究還發現:更大標稱尺寸的安全頭組件能夠節省更多的材料及成本。由於發現與已公知的安全頭及安全頭組件所需的相比，可利用更薄的突出部並藉助更少的接合螺紋提供安全頭組件內的合適密封而使得能夠節省材料。
[0068]厚度減小的突出部(波形部120及手柄26)可便於使用外置傳感器。在公知的支撐組件中，在厚度不減小的情況下，入口安全頭及出口安全頭阻礙接近法蘭及兩個安全頭之間的插入裝置(例如，如圖2C中所示的)。在根據本公開的安全頭組件中，入口安全頭及出口安全頭允許接近兩個安全頭之間(例如，圖2B中所示的)。所公開的安全頭組件提供的通道可便於使用例如近距離型傳感器。近距離型感測可穿過安全頭中的薄壁在與爆破片對準的特定點處對接。由於本公開的入口安全頭及出口安全頭之間的空間，能夠適當安置近距離傳感器。儘管描述了近距離傳感器，但是可除近距離傳感器外或作為另選而使用其它傳感器。例如，可使用溫度傳感器或壓力傳感器。在一個實施方式中，傳感器可與設置在安全頭組件的安全頭中或其它部件中的盲孔或通孔一起使用。傳感器可安裝在安全頭組件的入口及/或出口中。傳感器可安裝在入口安全頭及/或出口安全頭中。可在任一指定的時間在單個安裝動作中使用單個傳感器或多個傳感器。
[0069]厚度減小的波形部120及/或手柄26可提供額外的優勢:使至少一個裝配螺栓30在安全頭組件100安裝到增壓系統中的情況下處於可見並且/或可接近的狀態。安裝起公知安全頭組件後，操作者不能看到或接近裝配螺栓。在這種公知系統中，難以或不能核實裝配螺栓是否被準確而恰當地安裝，從而產生安全隱患。此外，在公知的安全頭組件中，操作者可能無法確定裝配螺栓是否腐蝕或需要更換。與之相比，根據圖1的安全頭組件100，裝配螺栓螺紋32及裝配螺栓頭部34兩者在安裝起來後會是可見的。此外，安裝起來後，裝配螺栓頭部34會保持可接近性，從而使得能夠檢查或調整其扭矩水平，或者能夠檢查其腐蝕水平。如先前所論述的，安全頭10、20與插入裝置(諸如爆破片40)之間的密封質量可能會取決於裝配螺栓30的扭矩水平。裝配螺栓的改進了的可見性及可接近性還可允許整合先前未使用的技術，諸如整合螺栓應力監測器、張力計等，這些技術能夠無需拆卸安裝而允許監測並/或證實扭矩值。
[0070]在一個實施方式中，凹口 27 (如圖1中所示)可設置在安全頭法蘭中以容納螺栓頭部34。以此方式，螺栓30可插入成螺栓頭部34不伸出安全頭法蘭的表面。
[0071]圖3中詳細示出了圖2A的安全頭的一個波形部120。波形面50展現了有助於安全頭20及安全頭組件100在增壓系統的管法蘭螺栓(整體為圖4A至4C中的200)內適當定位的混合曲率。波形面50還可構造成便於單個尺寸的安全頭20或安全頭組件100在若干具有不同栓接型式的管法蘭之間的互換性安裝。如圖4A至4C中所示，波形面50還可構造成便於單個安全頭20或安全頭組件100在若干具有不同設定壓力等級的管法蘭之間的互換性安裝。[0072]如圖4A至4C中所示，波形面50可構造成匹配以多種構造或型式配置的鄰接的法蘭螺栓200。本公開的波形部120可藉助利用波形面50的混合曲率展現這種構造。研究發現:可通過使多重栓接型式上下疊加(如圖4D中所示)並將波形面50加工成接觸各栓接型式的螺栓的至少一部分而獲得波形面50的混合曲率。如所示，圖4A與圖4C各自示出了在從管中心出發的不同半徑處定位的法蘭螺栓200。不論那些半徑如何，波形面50可接觸法蘭螺栓200並/或正切於法蘭螺栓200的表面定位。因此，同一安全頭20或安全頭組件100可匹配特定標稱尺寸的管的多種栓接型式。在一個實施方式中，波形面50的形狀可確保:關於每種法蘭類型/等級保留至少一個接觸點。根據本公開的安全頭也可構造成:每種尺寸的單個設計可滿足多種壓力等級的壓力需求。因而，例如，波形面50可構造成匹配由美國國家標準學會(例如ANSI150/300/600)、德國標準學會(例如，DIN10/16/25/40)及日本工業標準(例如，JIS16/20/30/40)規定的兩個或更多個管法蘭類型/等級。
[0073]如圖5A、圖5B及圖6A、圖6B所示，波形面還可提供安裝方面的優勢。為本說明起見，法蘭螺栓整體由標號200表示。圖5A至圖6B中的具體法蘭螺栓具體由標號201至204及211至218表示。同樣為說明起見，波形部整體由標號120表示，然而具體的波形部由標號121至123表示。
[0074]如圖5A和圖5B中所示，圖2A的安全頭20可安裝在利用四管法蘭螺栓201至204的系統中。在安裝前僅需要移除四螺栓法蘭系統中的半數法蘭螺栓。如圖5A中所示，已經移除了兩個法蘭螺栓，而僅留下了法蘭螺栓201與202。
[0075]一旦移除一半法蘭螺栓，就可將安全頭20插入剩餘的法蘭螺栓201、202之間。如圖5A中所示，安全頭可插入成:一個螺栓201定位在第一波形部121與第二波形部122之間，使得第二波形部122定位在兩個法蘭螺栓201與202之間。如果期望的話，安全頭20可設置成不對稱的，或設置有手柄26，從而向操作者提供哪一個波形部(122)要安裝在剩餘的法蘭螺栓201、202之間的視覺線索。
[0076]在安全頭20已如圖5A中所示的那樣定位後，安全頭20可旋轉到圖5B中所示的位置。旋轉安全頭20使第一波形部121的表面接觸螺栓201，第二波形部122的表面接觸螺栓202。此接觸用於在為其它安裝步驟做準備時穩定安全頭20。此外，此接觸及波形面的混合半徑用於對中安全頭20。當安全頭20被用於安裝爆破片40時，例如，期望爆破片40儘可能地接近在增壓系統內對中。
[0077]在安全頭位於圖5B中所示位置的情況下，可重新插入先前移除的法蘭螺栓203、204。在所示的實施方式中，安全頭構造成使得重置的法蘭螺栓203、204各自接觸安全頭的表面。結果(安全頭上的對應於四個法蘭螺栓中的各法蘭螺栓的四個接觸點)提供期望的穩定性，並使安全頭20及安全頭組件100內可能保持的任何插入件對中。
[0078]如圖6A與圖6B所示，圖2A的安全頭20也可安裝到利用八法蘭螺栓211至218的系統中。如圖6A所示，安全頭20可在僅移除八法蘭螺栓中的半數之後安裝到八螺栓系統中。在圖6A中，已經移除了四個法蘭螺栓，僅留下法蘭螺栓211至214。
[0079]一旦移除一半法蘭螺栓，就可將安全頭20插在剩餘的法蘭螺栓211至214之間。圖6A展現了在兩個法蘭螺栓213、214在第二波形部122與第三波形部123之間的情況下插入的安全頭20。同樣如所示的，另兩個法蘭螺栓211、212位於第一波形部121與第二波形部122之間而插入安全頭20。根據圖6A所示的實施方式，第二波形部122與第三波形部123可構造成其面彼此面對。這種構造可通過約束安裝後安裝頭20的橫向運動及/或旋轉而便於安全頭20在增壓系統內的適當對準。
[0080]如圖6B中所示，安全頭20被適當安置到系統中後，可重新插入先前移除的法蘭螺栓215至218。如所示，安全頭20構造成使得重置的法蘭螺栓215至218各自接觸安全頭20的表面。這一特徵可提供期望的穩定性，並使安全頭20在增壓系統內對中。
[0081]同樣，儘管圖2至圖6B各自僅示出了單個安全頭(具體為出口安全頭20)，但是一些或所有相同的特徵可被提供到根據本公開的入口安全頭10或安全頭組件100中。例如，如圖1中最佳示出的，入口安全頭10可展現與出口安全頭20基本相似的輪廓。如圖1中所示，入口安全頭10展現與出口安全頭20的波形部及波形面平行的波形部120b及面50b。因而，能以與出口安全頭20基本相同的方式使用或安裝入口安全頭10。而且，如根據圖1的實施例所裝配的，入口安全頭10與出口安全頭20可作為一單元提供與入口安全頭10及出口安全頭20分別提供的相同或相似的特徵。具體地說，安全頭組件100提供便於安全頭組件100在增壓系統中的安置及對準的波形部120、120b及面50、50b。
[0082]現在轉到圖7的剖面圖中所示的安全頭組件100，插入裝置可保持或支撐在安全頭組件100中。儘管圖7示出了作為抗彎爆破片的爆破片40，但是本公開涵蓋與安全頭組件100 —起使用的任一數量的合適的插入裝置，而不論其形狀(例如扁平的或拱形的)、運轉形式(例如抗彎或拉伸加載)或功能(例如釋放壓力、緩解壓力、傳感或監測)。如所示，出口安全頭20與入口安全頭10對準，爆破片40安置在二者之間。裝配螺栓30(圖7中僅示出了一個)將安全頭10、20保持在適當的位置。
[0083]圖7中所示的爆破片40設置有可破裂部42與法蘭部44。法蘭部44密封在入口安全頭10與出口安全頭20之間。如所述，爆破片40是抗彎爆破片。因而，可破裂部42被定位成凸面46與入口安全頭10的入口孔11對準，凹面48與出口安全頭20的出口孔21對準。爆破片與安全頭組件100的入口安全頭10及出口安全頭20 二者的對準與隨後安全頭組件100與配對法蘭的對準可使爆破片40的可破裂部42最大化地暴露於流體流。儘管示出了抗彎爆破片40,但是安全頭組件100可使用包括扁平或促彎(forward-buckling)爆破片40在內的任一合適的插入裝置。
[0084]如圖7中所示，安全頭組件100也可包括安全頭插入構件60。該插入構件具有限定流體流徑的內孔61。所示的安全頭插入構件60配合在入口安全頭10的內孔11中，使安全頭插入構件60的法蘭62靠置在入口安全頭10的法蘭支撐區19上。安全頭插入構件60可由耐用的或耐腐蝕性的材料製成，從而為入口安全頭10及安全頭組件100提供附加的耐用性或耐腐蝕性。在一個實施例中，安全頭插入構件60可由貴金屬、惰性材料或任何合適的非活性材料製成。安全頭插入構件60可由塑料或複合材料製成，或由陶瓷材料製造。通過僅由昂貴的耐腐蝕性材料(諸如哈氏合金之類)製造安全頭插入構件60，而由比較標準的材料(諸如，例如316不鏽鋼之類的)製成安全頭10，可通過限制昂貴材料的用量而降低入口安全頭10的成本。在另一實施方式中，憑藉將安全頭插入構件60製成可替換的，可精密加工插入件而不必精密加工整個安全頭主體。以此方式，插入件可被精密加工為達到期望的流動條件。此外，當插入構件60腐蝕或侵蝕時，終端用戶可僅替換或修理安全頭插入構件60，從而使得能夠不替換或修理而重新使用入口安全頭10。儘管圖7與圖8所示的插入件被示以在安全頭組件的入口側上，但是本公開還構想安全頭插入件可額外或另選地設置在安全頭組件的出口側上。
[0085]如圖8中所示，安全頭插入構件60也可包括構造成接合諸如爆破片40之類的插入裝置的咬合密封件64。可由硬金屬或其它材料製成的咬合密封件64將會在被擠壓的情況下鑽入或「咬合」到爆破片40的法蘭部44中。藉助咬合到插入裝置中，咬合密封件64可創建比簡單的壓力密封更有效的密封。另外或可選地，咬合密封件可在出口側上被添加到安全頭插入構件。在一個實施方式中，入口插入件與出口插入件可各自設置有咬合密封件，從而有效地創建雙重咬合密封。在這種實施方式中，入口插入件與出口插入件的咬合密封件可相互對準或偏移。
[0086]將咬合密封件64包括在安全頭插入構件60中而非在入口安全頭10本身中提供了若干優勢。咬合密封件64中使用的堅硬材料可能相當昂貴。通過由這種堅硬材料製造安全頭插入構件60,入口安全頭10可由便宜的較軟材料製成。此外，咬合密封件64可能會在運輸、安裝或使用過程中被損壞。損壞的咬合密封件64會為插入裝置提供劣等密封，因而會期望替換損壞的咬合密封件64。在咬合密封件64是由安全頭插入構件60提供的情況下，終端用戶可僅替換安全頭插入構件60，從而允許重新使用入口安全頭10。
[0087]儘管描述了咬合密封件64，但是本公開還涵蓋插入構件60可設置有任何用於創建或改善密封的其它合適的機構。例如，插入件可設置有螺旋花鍵面。作為另一實施例，插入件可設置有一個或多個O形環。
[0088]圖9示出了包括安全頭插入構件60的安全頭組件100的分解圖。為了清楚起見未示出插入裝置，然而，在使用中，諸如爆破片40之類的插入裝置可設置在出口安全頭20與安全頭插入構件60之間及/或與入口安全頭10之間。如所示，安全頭插入構件60配合在入口安全頭10的內孔11中。出口安全頭20定位在入口安全頭10的頂部。出口安全頭20的波形部120定位成其波形面與入口安全頭10的波形部120b的波形面對準。無論是在預裝配還是在預加扭矩的構造中，裝配螺栓30可用於將兩個安全頭10、20保持在一起。與鉤頭螺栓孔74協作的鉤頭螺栓70可用於使入口安全頭10鄰接增壓系統中的管法蘭(未示出)保持在適當位置。鉤頭螺栓70還可用作工藝流方向的指示器。鉤頭螺栓70的第一端71可配合到入口安全頭10的鉤頭螺栓孔74中，而鉤頭螺栓70的第二端72可配合到入口管法蘭(也未示出)的鉤頭螺栓孔(未示出)中。
[0089]圖10繪出了入口安全頭中的安全頭插入件的一個實施方式。如所示，包括入口安全頭1010與出口安全頭1020的安全頭組件安裝在入口管法蘭1081與出口管法蘭1082之間。入口安全頭銷孔1013與出口安全頭銷孔1023被示出(不帶銷)。圖10中，入口安全頭插入件1060包括其肩1063的內部上的約45度的錐度。45度錐度可在安全頭插入件1060的肩處形成插入件中的薄區。可能會期望降低安全頭插入件的剪1063，以消除或增厚該薄區。
[0090]圖12與圖13繪出了入口安全頭中的安全頭插入件的另一實施方式。在圖12中，入口安全頭1210與出口安全頭1220安裝在配對法蘭1281與1282之間。銷孔1213與1223也被示出(不帶銷)。入口安全頭插入件1260與出口安全頭插入件1269被示出。圖13中，入口安全頭1310與出口安全頭1320安裝在配對法蘭1381與1382之間。銷孔1313與1323也被示出(不帶銷)。入口安全頭插入件1360與出口安全頭插入件1369被示出。
[0091]圖12中繪出的入口安全頭插入件1260可使用比圖10中繪出的入口安全頭插入件1060大約多94%的材料，而圖13中繪出的入口安全頭插入件1360可使用比圖10中繪出的入口安全頭插入件1060大約多25.2%的材料。圖13中繪出的組件可匹配公知安全頭組件的現行幾何結構。因而，本公開構想不同尺寸的安全頭插入件可用於提供不同特徵以節省材料，並且/或匹配現有或公知安全頭的內部幾何結構。
[0092]圖11、圖12及圖13中繪出了出口安全頭中的出口安全頭插入件(1169、1269、1369)的實施方式。在使用入口安全頭插入件及出口安全頭插入件兩者的實施方式中，咬合密封件(諸如圖8中所繪出的)可設置在兩個安全頭插入件之間。在一個實施方式中，可在入口安全頭插入件及出口安全頭插入件兩者中設置咬合密封的特徵(圖8中的64)。在如圖11 (標號1160與1169)與圖13(標號1360與1369)中所繪出的那樣使用兩個安全頭插入件的情況下，如果咬合密封件以某種方式被損壞，那麼可替換任一或兩個安全頭插入件以確保適當的密封而不必替換入口安全頭或出口安全頭。本公開構想不同尺寸的出口安全頭插入件可用於提供不同特徵以節省材料，並且/或匹配現有或公知安全頭的內部幾何結構。
[0093]在一個實施方式中，如圖14中所示，出口安全頭可設置有傳感器接頭1429。圖14繪出了入口安全頭1410、出口安全頭1420、入口安全頭插入件1460及出口安全頭插入件1469。傳感器接頭1429可以是通孔，並且可具有螺紋。傳感器接頭1429可構造為用於安裝磁場傳感器或其它任何適當的傳感器。出口安全頭插入件1469可構造成使得安裝在傳感器接頭1429中的傳感器適當運轉。例如，可選擇出口安全頭插入件1469，使得其厚度不會妨礙安裝在傳感器接頭1429中的傳感器運轉。在一個實施方式中，傳感器可以是磁場傳感器，並且出口安全頭插入件1469可以是3毫米厚或者是任何根據磁場強度的其它適當尺寸。儘管示出了出口安全頭1420中的傳感器接頭1429，但是還可構想在入口安全頭中設置傳感器接頭。
[0094]在一個實施方式中，可設置一個或多個墊片與安全頭組件一起使用。如圖15中所示，第一墊片1583可設置在入口安全頭1510與入口法蘭1581之間。第二墊片1584可設置在出口安全頭1520與出口法蘭1582之間。在一個實施方式中，墊片(1583、1584)可以是la/lb型墊片。墊片(1583、1584)可用於覆蓋安全頭插入件1560、1569與安全頭1510、1520之間的界面。在一個實施方式中，墊片及/或安全頭插入件可構造成確保充分覆蓋安全頭插入件與安全頭之間的界面。
[0095]圖10示出了 lla/llb型墊片(1083，1084)，該墊片具有比la/lb型墊片小的外徑。
[0096]為了確保入口安全頭與出口安全頭之間適當對準，每個安全頭可設置有一個或多個銷孔，各個銷孔接納定位銷的一端。
[0097]圖16中示出了具有銷孔1613的入口安全頭1610。在另一實施方式中，如圖17所示，入口安全頭1710可包括一個或多個凸臺1714，一個或多個銷孔1713可定位在該凸臺上。凸臺1714的設置使得能夠在入口安全頭與出口安全頭之間使用較短的抗彎銷。凸臺1714的設置也使得銷孔能夠鑽入平坦表面中。這可比不具有凸臺1714的安全頭具有製造與加工的優勢，因為不具有凸臺的設計(例如如圖16中所示)會需要困難地鑽入圓角中。儘管圖17繪出了入口安全頭1710上的凸臺1714，但是構想一個或多個凸臺可附加地或另選地置於出口安全頭上。
[0098]示出螺栓孔1825的圖18中示出了出口安全頭1820。在出口安全頭1920 (圖19)的另一實施方式中，如圖19中所示，可期望設置用以安置螺栓孔1925的升高的孔口平面1928。在含氟聚合物螺栓或任何其它螺栓被用於安全頭並需要加工面對著安全頭上緊的情況下，升高的孔口平面1928會是期望的。在一個實施方式中，升高的孔口平面1928可通過澆鑄而後按所需加工而形成。
[0099]如圖19中所繪出的，升高的孔口平面1928可提供優勢。例如，在沒有升高的孔口平面的情況下，加工螺栓表面的處理可能會從法蘭的厚度移除材料，從而損害法蘭的完整性。作為另一實施例，整個法蘭表面(不僅螺栓表面)可被加工成提供加工的螺栓表面，同時使法蘭厚度保持均勻。在這兩者中的任一實施例中，如果不設置升高的孔口平面，那麼會需要增加預加工法蘭的厚度以彌補後續鑽孔或其它加工工序的深度。升高的孔口平面可允許整平一個或多個螺栓表面而不損害法蘭的整體厚度。因而，通過利用升高的孔口平面1928，本公開可節省材料及成本。儘管升高的孔口平面1928示出在出口安全頭1920中，但是構想升高的孔口平面還可用於入口安全頭。
[0100]圖20繪出了裝配起來的安全頭組件2000的實施方式。如所示，入口安全頭2010設置有用於銷孔(未示出)的凸臺2014。同樣如所示，出口安全頭2020設置有升高的孔口平面2028。
[0101]圖21以剖面繪出了裝配起來的安全頭組件2100的實施方式。如所示，傳感器2199插入了出口安全頭2120中的傳感器孔2129中。此外或另選地，還構想傳感器孔及傳感器可安置在入口安全頭2110中。傳感器2199可徑向插入傳感器孔2129中。如圖21中所示，第一安全頭插入件2160可設置在入口安全頭2110的孔中，並且第二安全頭插入件2169可設置在出口安全頭2120的孔中。在一個實施方式中，如圖21中所示，安全頭插入件2160、2169可不接觸安全頭2110、2120的整個孔表面。而是，安全頭插入件2160、2169可成形為減少用於安全頭插入件2160、2169的材料量，同時與安全頭2110、2120的頂部及/或底部保持緊密密封和/或齊平密封。
[0102]圖22中示出了出口安全頭2220的另一實施方式。在圖22中所示的實施方式中，出口安全頭2220可包括:法蘭2222，該法蘭可以是圓形的；及突出部2226。這些突出部可從安全頭2220向外延伸，並且可在安全頭的外圍隔開約120度定位，因而形成等邊三角形的外形。120度角可變化而使得安全頭的總體形狀可以是等腰三角形或者甚至是不等邊三角形。直稜2224可在各個突出部2226之間延續。在法蘭2222是圓形的實施方式中，直稜2224可正切於圓延伸。出口安全頭2220中心的出口孔2221可限定流體流徑F。突出部2226各自包括限定螺栓通孔2225的通孔。法蘭包括一系列限定銷孔2223的不對稱的局部孔。銷孔2223的配置有助於出口安全頭2220與入口安全頭(未示出)適當對準。與具有多於三個突出部的安全頭所需的材料相比，或與公知的方形安全頭所需的材料相比，根據圖22的實施方式的入口安全頭可減少所需的材料。此外，在將包括任何裝配螺栓的安全頭組件配合至小空間中或小標稱尺寸管的法蘭之間的情況下，三角形安全頭可提供優勢。
[0103]圖22的安全頭可提供突起2226的材料厚度小於法蘭2222的材料厚度的特徵。具有較小材料厚度的突出部2226的設置還減小了安全頭的重量及材料成本。材料厚度的節省可類似於以上所述，例如圖2B中所示的。
[0104]儘管圖22僅示出了出口安全頭，但是要理解:可設置大致呈相同三角形的入口安全頭。構想諸如圖22中所示的三角形安全頭可設置有以上公開的與安全頭或安全頭組件的其它實施方式有關的任何特徵，這些特徵包括但不限於:具有混合曲率半徑的波形面、一個或多個手柄形狀的突出部、插入件(用於入口安全頭並/或用於出口安全頭)、咬合密封件、鉤頭螺栓、用於一個或多個螺栓頭的凹口、墊片、傳感器接頭、用於銷孔的凸臺、或升高的孔口平面。還構想三角形安全頭可提供由所公開的安全頭及/或安全頭組件的其它實施方式所實現的同樣的益處，或這些同樣的益處中的多個，這些益處包括但不限於:材料及製造成本的減少、可見的及/或可接近的裝配螺栓、改善的對準、預加扭矩的構造及一個或多個傳感器的安放。
[0105]圖23中示出了安全頭組件2300的另一實施方式。在圖23中所示的實施方式中，入口安全頭2310設置有外圍突出部2311。出口安全頭2320也設置有外圍突出部2321。如所示，入口安全頭2310及出口安全頭2320的外圍突出部2311、2321相互對準，插入裝置2340位於二者之間。圖23還示出了傳感器接頭2329，傳感器可插入該傳感器接頭中。
[0106]圖24示出了圖23的還設置有夾具2360的安全頭組件2300。夾具2360在對著入口安全頭2310及出口安全頭2320的突出部2311、2321的斜面上緊時會將入口安全頭2310及出口安全頭2320推到一起。夾具2360可以是單個工件，或者是分段並鉸接的，視應用而定。斜面可以按期望成角度，從而改變施加的總體扭矩並且/或同樣改變可施加的扭矩等級。照此，插入裝置2340可保持在入口安全頭2310與出口安全頭2320之間。在一個實施方式中，插入裝置2340可在入口安全頭2310與出口安全頭2320之間被預加扭矩。與公知安全頭及安全頭組件相比，本公開通過利用夾具2360能夠額外實現材料節省。
[0107]圖25是圖23與圖24的安全頭組件2300的視圖，該圖還示出了夾緊螺釘2361。在一個實施方式中，夾具可以是圍繞或部分圍繞入口安全頭與出口安全頭延伸的卡環。在另一實施方式中，卡環可由在接頭2362處連接在一起的兩個C形分段製成。當上緊時，夾緊螺釘2361可使卡環的端部被推到一起。照此，夾具可將入口安全頭與出口安全頭推到一起。在所示的實施方式中，設置了單個螺釘2361。儘管描述了夾緊螺釘，但是可利用將卡環端部推到一起的任何合適的機構。例如，「快速釋放」鎖叉及閂鎖系統可用於將卡環端部推到一起。
[0108]圖26示出了利用卡環2660及夾緊螺釘2661的安全頭組件2600的另一實施方式。夾緊螺釘2661會被上緊，從而使卡環2660將入口安全頭2610與出口安全頭2620推到一起。
[0109]圖27示出了局部剖切的利用卡環2760的安全頭組2700。如所示，插入裝置2740安裝在入口安全頭2710與出口安全頭2720之間。入口安全頭2710與出口安全頭2720由卡環2760保持在一起。包括入口安全頭2710與出口安全頭2720的安全頭組件2700安裝在入口管法蘭2781與出口管法蘭2782之間。
[0110]圖28示出了利用夾具2860的安全頭組件2800的另一實施方式。如圖28中所示，夾具2860包括構造成與外圍突出部2811與外圍突出部2821的斜面接合的斜面。與圖24中所示的實施方式相比，圖28中所示的實施方式可提供更高壓力的夾緊。構想可選擇任一合適的夾具以得到期望的夾緊壓力。
[0111]圖29是圖28中所示的實施方式的另一視圖。圖29提供可用於上緊夾具的兩個夾緊螺釘2861、2862的更詳細的視圖。圖29所示的夾緊螺釘2861、2862(以及圖25中所示的夾緊螺釘2860)僅是示例性的。可使用用於上緊夾具的任一合適機構。此外，儘管圖25示出了一個夾緊螺釘2260，並且圖29示出了兩個夾緊螺釘2861、2862，但是構想可使用任何數量的合適夾緊螺釘或其它夾具上緊機構。
[0112]圖30是圖28與圖29中所示的實施方式的另一視圖，該圖示出了使用一個卡環2860及兩個夾緊螺釘2861、2862的安全頭組件。
[0113]圖31示出了局部剖切的使用卡環3160的安全頭組件3100。如所示，插入裝置3140安裝在入口安全頭3110與出口安全頭3120之間。入口安全頭3110與出口安全頭3120由卡環3160保持在一起。包括入口安全頭與出口安全頭的安全頭組件3100安裝在入口管法蘭3181與出口管法蘭3182之間。
[0114]圖32示出了安全頭組件3200的另一實施方式。在圖32中所示的實施方式中，入口安全頭3210設置有外圍突出部3211。出口安全頭3220也設置有外圍突出部3221。如所示，入口安全頭及出口安全頭的外圍突出部3211、3221相互對準。圖32也示出了傳感器接頭3229。圖33是從上方看時圖32中所示的安全頭組件3200的另一視圖。
[0115]圖34示出了局部剖切的安全頭組件3400。如所示，插入裝置3440安裝在入口安全頭3410與出口安全頭3420之間。包括入口安全頭與出口安全頭的安全頭組件3400安裝在入口管法蘭3481與出口管法蘭3482之間。如所示，鳩尾銷鑽孔3463可穿過出口安全頭壁突出。銷(未示出)可與鳩尾銷鑽孔3463 —起使用。鳩尾銷鑽孔3463可與銷一起使用以在夾緊前將入口安全頭與出口安全頭對準或定位到一起。銷也可與插入裝置(例如爆破片)的法蘭中的凹口或孔對中以確保其關於入口安全頭與出口安全頭適當定位。
[0116]與現有的諸如例如由BS&B安全系統商業性提供的SRB-7RS型頭之類的安全頭相t匕，根據本公開的安全頭可提供減小材料體積的益處。公開的安全頭可包括能改善管法蘭之間的對中及錨固的獨特設計外觀。與現有的安全頭相比，所公開的安全頭可允許從配對法蘭之間移除，同時使需要被移除的雙頭螺柱的數量最小化。所公開的安全頭可具有與公知安全頭相同的內部尺寸，因而能夠提供相同或相似的運行特性。所公開的安全頭可容納傳感器或其它此類設備。所公開的安全頭可允許在安裝後檢查並調整扭矩值。所公開的安全頭可具有最小的扭矩靈敏度。所公開的安全頭可包括鉤頭螺栓兼容性。
[0117]儘管已經描述了在入口安全頭中設置插入構件的所公開的安全頭組件，但是本公開並不旨在限於此特定結構。例如，插入構件可設置在出口安全頭中。除增壓系統外，本申請的裝置還可安裝在包括管法蘭與法蘭螺栓的任一數量的密封系統中。此外，儘管將所有的突出部(波形部及手柄)繪製成比法蘭部薄，但是構想安全頭的僅一個突出部(或不是所有突出部)可薄於法蘭部。
[0118]構想一個實施方式的個別特徵可附加至或取代另一實施方式的個別特徵。因此，本公開的範圍覆蓋由取代及更換不同實施方式之間的不同特徵而得到的實施方式。從入口安全頭向出口安全頭提供特徵也在本公開的範圍內，反之亦然。
[0119]以上描述的實施方式及布置僅旨在例示所構想的設備及方法。對於本【技術領域】技術人員而言，通過考慮這裡公開的說明書及實踐，其它實施方式會是顯而易見的。說明書及實施例僅理應理解為示例性的。
【權利要求】
1.一種安全頭，該安全頭包括: 具有限定流體流徑的內孔的圓形法蘭部，所述圓形法蘭部具有上平坦法蘭面及下平坦法蘭面； 至少一個突出部，所述至少一個突出部從所述圓形法蘭部向外延伸並限定有至少一個螺栓孔，其中，所述至少一個突出部具有展現混合曲率半徑的面，並且其中，所述至少一個突出部具有上突出部面及下突出部面； 其中，所述上平坦法蘭面及所述下平坦法蘭面之間的距離限定第一厚度； 其中，所述上突出部面及所述下突出部面之間的距離限定第二厚度；以及 其中，所述第二厚度小於所述較小的厚度。
2.根據權利要求1所述的安全頭，其中，所述圓形法蘭部限定外表面；並且，其中，所述圓形法蘭部還限定有穿過所述外表面朝向所述內孔的傳感器孔。
3.根據權利要求2所述的安全頭，其中，所述傳感器孔完全穿過所述圓形法蘭部而延伸到所述內孔中。
4.根據權利要求2 所述的安全頭，其中，所述傳感器孔限定螺紋接頭。
5.一種安全頭組件，該安全頭組件包括: 入口安全頭，該入口安全頭包括:具有限定流體流徑的內孔的圓形法蘭部，所述圓形法蘭部具有上平坦法蘭面及下平坦法蘭面；至少一個突出部，所述至少一個突出部從所述圓形法蘭部向外延伸並限定有至少一個螺栓孔，其中，所述至少一個突出部具有展現混合曲率半徑的面，並且其中，所述至少一個突出部具有上突出部面及下突出部面；其中，所述圓形法蘭部比所述至少一個突出部厚； 出口安全頭，該出口安全頭包括:具有限定流體流徑的內孔的圓形法蘭部，所述圓形法蘭部具有上平坦法蘭面及下平坦法蘭面；至少一個突出部，所述至少一個突出部從所述圓形法蘭部向外延伸並限定至少一個螺栓孔，其中，所述至少一個突出部具有展現混合曲率半徑的面，並且其中，所述至少一個突出部具有上突出部面及下突出部面；其中，所述圓形法蘭部比所述至少一個突出部厚；以及 至少一個具有頭部及螺紋部的螺栓，所述至少一個螺栓在所述入口安全頭的所述至少一個螺栓孔與所述出口安全頭的所述至少一個螺栓孔之間延伸，以將所述入口安全頭結合至所述出口安全頭；其中，所述頭部突出於所述出口安全頭的所述至少一個突出部之上；並且所述螺紋部的至少一部分暴露在所述入口安全頭的所述至少一個突出部與所述出口安全頭的所述至少一個突出部之間。
6.根據權利要求5所述的安全頭組件，該安全頭組件還包括: 具有法蘭的插入裝置，該法蘭構造成接合在所述入口安全頭的所述圓形法蘭部與所述出口安全頭的所述圓形法蘭部之間。
7.根據權利要求5所述的安全頭組件，該安全頭組件還包括銷； 其中，所述入口安全頭還限定第一銷孔，其中，所述出口安全頭還限定第二銷孔；並且 其中，所述銷構造成在插入到所述第一銷孔與所述第二銷孔時使所述入口安全頭與所述出口安全頭保持對準。
8.一種安全頭組件，該安全頭組件包括: 入口安全頭，該入口安全頭包括:具有限定流體流徑的內孔的主體，該主體還具有法蘭部；以及從所述入口安全頭的所述主體向外突出的至少一個入口安全頭突出部，所述至少一個入口安全頭突出部具有展現混合曲率半徑的面； 出口安全頭，該出口安全頭包括:具有限定流體流徑的內孔的主體，該主體還具有法蘭部；以及從所述出口安全頭的所述主體向外突出的至少一個出口安全頭突出部，所述至少一個出口安全頭突出部具有展現混合曲率半徑的面； 其中，所述入口安全頭的所述法蘭部與所述出口安全頭的所述插入件法蘭部構造成接納置於二者之間的插入裝置。
9.根據權利要求8所述的安全頭組件，其中，所述至少一個入口安全頭突出部是波形部；並且其中，所述至少一個出口安全頭突出部是波形部。
10.根據權利要求8所述的安全頭組件，其中，所述至少一個入口安全頭突出部是手柄；並且其中，所述至少一個出口安全頭突出部是手柄。
11.根據權利要求8所述的安全頭組件，其中，所述至少一個入口安全頭突出部比所述入口安全頭的所述主體薄。
12.根據權利要求8所述的安全頭組件，其中，所述至少一個出口安全頭突出部比所述出口安全頭的所述主體薄。
13.根據權利要求8所述的安全頭組件，其中，所述至少一個入口安全頭突出部包括限定第一螺栓孔的通孔；其中，所述至少一個出口安全頭突出部包括限定第二螺栓孔的通孔；並且其中，所述第一螺栓孔與所述第二螺栓孔對準成使得能在所述至少一個入口安全頭突出部與所述至少一個出口安全頭突出部之間看到穿過對準的螺栓孔而固定這些安全頭的螺栓。
14.根據權利要求8所述的安全頭組件，其中，所述入口安全頭限定至少一個第一銷孔；並且其中，所述出口安全頭限定至少一個第二銷孔；並且其中，所述安全頭組件還包括具有第一端與第二端的定位銷， 其中，所述第一端構造成配合在所述至少一個第一銷孔中；並且， 其中，所述第二端構造成配合在所述至少一個第二銷孔中。
15.根據權利要求14所述的安全頭組件，其中，所述入口安全頭還包括至少一個凸臺；並且其中，所述至少一個第一銷孔限定在所述至少一個凸臺中。
16.根據權利要求14所述的安全頭組件，其中，所述出口安全頭還包括至少一個升高的孔口平面；並且其中，所述至少一個第二銷孔限定在所述至少一個升高的孔口平面中。
17.根據權利要求8所述的安全頭組件，該安全頭組件還包括: 具有限定流體流徑的內孔的安全頭插入構件； 其中，所述安全頭插入構件構造成配合在入口支撐構件的內孔中。
18.根據權利要求17所述的安全頭組件，該安全頭組件還包括: 從所述安全頭插入構件延伸的脊狀部； 其中，所述脊狀部構造成與插入裝置咬合密封。
19.根據權利要求17所述的安全頭組件，其中，所述插入構件由貴金屬製成。
20.根據權利要求17所述的安全頭，其中，所述插入構件由塑料或複合材料製成。
21.根據權利要求17所述的安全頭，其中，所述插入構件由陶瓷材料製成。
22.根據權利要求17所述的安全頭組件，該安全頭組件還包括:O形環； 其中，所述O形環構造成創建所述安全頭插入構件與插入裝置之間的密封。
23.根據權利要求17所述的安全頭組件，該安全頭組件還包括: 由所述安全頭插入構件限定的鋸齒部； 其中，所述鋸齒部構造成與插入裝置形成密封。
24.根據權利要求8所述的安全頭組件，該安全頭組件還包括構造成安置在兩個所述插入件法蘭部之間的插入裝置。
25.根據權利要求24所述的安全頭組件，其中，所述插入裝置是爆破片。
26.根據權利要求8所述的安全頭組件，其中，所述入口安全頭的所述主體的所述內孔是具有中心軸線的第一孔，其中，所述入口安全頭還包括遠離所述中心軸線徑向延伸的第二孔。
27.根據權利要求26所述的安全頭組件，該安全頭組件還包括: 安裝在所述第二孔中的傳感器。
28.根據權利要求8所述的安全頭組件，其中，所述出口安全頭的所述主體的所述內孔是具有中心軸線的第一孔，其中，所述出口安全頭還包括遠離所述中心軸線徑向延伸的第二孔。
29.根據權利要求28所述的安全頭組件，該安全頭組件還包括: 安裝在所述第二孔中的傳感器。
30.一種安全頭，該安全頭包括: 具有限定流體流徑的內孔的主體，該主體還具有外周；以及 由所述外周限定的至少一個突出部，所述至少一個突出部具有限定混合半徑的面。
31.根據權利要求30所述的安全頭，該安全頭還包括: 由所述主體限定的法蘭部，所述法蘭部比所述至少一個突出部厚。
32.根據權利要求30所述的安全頭，其中，所述安全頭構造成與標稱尺寸的多個管以可互換的方式配合，所述多個管因不同壓力等級或法蘭標準而具有不同栓接型式。
33.根據權利要求30 所述的安全頭，該安全頭還包括: 具有限定流體流徑的內孔的安全頭插入構件； 其中，所述安全頭插入構件構造成配合在所述主體的所述內孔中。
34.根據權利要求33所述的安全頭，其中，所述安全頭插入構件由貴金屬製成。
35.根據權利要求33所述的安全頭，其中，所述安全頭插入構件由塑料或複合材料製成。
36.根據權利要求33所述的安全頭，其中，所述安全頭插入構件由陶瓷材料製成。
37.根據權利要求33所述的安全頭，該安全頭還包括: 從所述安全頭插入構件突出並且構造成咬入插入裝置中的咬合密封件。
38.一種用於包括入口安全頭的安全頭組件的插入構件，所述插入構件包括: 包括限定流體流徑的內孔的主體；以及 從所述主體向外延伸的法蘭，所述法蘭構造成由所述入口安全頭的法蘭支撐區支撐。
39.根據權利要求38所述的插入構件，該插入構件還包括: 從所述主體突出的咬合密封件；其中，所述咬合密封件構造成咬入與所述入口安全頭相鄰地布置在所述安全頭組件中的插入裝置內。
40.根據權利要求38所述的插入構件，其中，所述插入構件由貴金屬製成。
41.一種安全頭，該安全頭包括: 具有限定流體流徑的內孔的主體，該主體還具有外周； 其中，所述外周形成三角形。
42.根據權利要求41所述的安全頭，該安全頭還包括: 由所述外周限定並且以120度間隔定位的三個突出部。
43.根據權利要求42所述的安全頭，其中，所述主體具有第一厚度，其中，所述三個突出部中的至少一個具有第二厚度，並且其中，所述第二厚度小於所述第一厚度。
44.一種安全頭組件，該安全頭組件包括: 入口安全頭，該入口安全頭包括:法蘭部；以及從所述法蘭部向外突出的第一外圍突出部; 出口安全頭，該出口安全頭包括:法蘭部；以及從所述法蘭部向外突出的第二外圍突出部; 卡環，該卡環構造成至少局部地繞所述入口安全頭的所述外圍突出部及所述出口安全頭的所述外圍突出部延伸； 其中，所述卡環構造成:當所述卡環被上緊時，該卡環朝所述出口安全頭的所述法蘭部擠壓所述入口安全頭的所述法蘭部。
45.根據權利要求44所述的安全頭組件，該安全頭組件還包括: 構造成上緊所述卡環的至少一個夾緊螺釘。
46.根據權利要求44所述的安全頭組件，其中，所述卡環還包括: 第一C形分段；以及 第二 C形分段； 其中，所述第一 C形分段及所述第二 C形分段在鉸接點處結合在一起。
47.根據權利要求44所述的安全頭組件，其中，所述第一外圍突出部包括第一斜面，其中所述第二外圍突出部包括第二斜面，並且其中，所述卡環包括斜面，該斜面構造成在所述卡環被上緊時壓靠所述第一斜面與所述第二斜面。
【文檔編號】F16K17/16GK103917813SQ201280054631
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年9月7日 優先權日:2011年9月8日
【發明者】J·託馬斯克, G·布拉茲爾 申請人:Bs&B安全系統有限公司