筒倉(cāng)粉塵爆炸泄爆裝置的基本類型與特性

筒倉(cāng)粉塵爆炸泄爆裝置的基本類型與特性

現(xiàn)代糧食生產(chǎn)的基本要求是實(shí)現(xiàn)安全和文明生產(chǎn)。然而,近幾十年來(lái),國(guó)外筒倉(cāng)粉塵爆炸事故的頻頻發(fā)生,給我們敲起警鐘,使我們對(duì)筒倉(cāng)粉塵爆炸有了足夠的重視。我們從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn),筒倉(cāng)爆炸大都由輸送設(shè)備的最初爆炸引起。為減少筒倉(cāng)爆炸事故的發(fā)生,在輸送設(shè)備上安裝泄爆裝置,將輸送設(shè)備內(nèi)爆炸能量排泄出去,是目前防止筒倉(cāng)“二次爆炸”的最有效方法。由此看來(lái)輸送設(shè)備上泄爆裝置選用的是否適當(dāng),直接關(guān)系到糧倉(cāng)的安全生產(chǎn)。這里就對(duì)泄爆裝置的基本類型與特性作一簡(jiǎn)介,著重介紹泄爆裝置的使用特性與選用原則。1正拱型反拱型泄爆裝置目前國(guó)內(nèi)泄爆裝置種類雖多,其結(jié)構(gòu)與性能差異也大,但歸納起來(lái)有2種基本類型,正拱型和反拱型。正拱型分正拱普通型和正拱開縫型2種結(jié)構(gòu)類型。反拱型分反拱帶刀型、反拱刻槽型、反拱腭齒型3種類型,其他各種類型的泄爆裝置均由這兩種基本類型派生出來(lái)。這兩類泄爆裝置的基本特性見(jiàn)表1。1.1壓力對(duì)泄漏片變形的影響正拱普通型泄爆裝置的結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單,是在一個(gè)周邊被夾持的金屬圓平片的一側(cè)施加靜液壓(或氣壓),使其膨凸成拱形。預(yù)拱成形壓力一般大于其工作壓力。因此,泄爆片在工作壓力下不發(fā)生顯著的塑性變形。當(dāng)所受壓力增加,拱形膜片發(fā)生拉伸變形,拱形高度增加,厚度減薄。當(dāng)拱形膜片上的應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)到材料的強(qiáng)度極限時(shí),膜片首先在拱形頂部破裂,隨即整個(gè)膜片沿夾持邊緣無(wú)規(guī)則地撕開。1.2密封膜的設(shè)置正拱開縫型泄爆裝置是在正拱普通型的拱形膜片上加工了幾條輻射狀的透縫,為了防止介質(zhì)漏過(guò)開縫,在受壓側(cè)(凹面?zhèn)?設(shè)置一個(gè)密封膜。這種型式的泄爆片的爆破壓力取決于拱形頂部開縫端點(diǎn)兩孔孔橋的強(qiáng)度,不受密封膜強(qiáng)度的影響。當(dāng)所受壓力達(dá)到其爆破壓力時(shí),孔橋斷開,隨即整個(gè)膜片沿開縫掀開。1.3凸面的安裝反拱帶刀型泄爆裝置是在正拱普通型的凹面?zhèn)仍O(shè)置一個(gè)致破十字刀架,安裝時(shí)使凸面受壓。這種泄爆片的爆破壓力取決于拱形膜片的失穩(wěn)壓力,當(dāng)所受壓力達(dá)到其臨界失穩(wěn)壓力時(shí),拱形膜片首先發(fā)生局部失穩(wěn)塌陷,隨即整個(gè)膜片迅速扭曲反轉(zhuǎn),被設(shè)置在其后的刀刃劃破而撕成四瓣。1.4減弱槽和凸面這種泄爆裝置是在正拱普通型拱形膜片的凹面?zhèn)妊刂睆郊庸讞l減弱槽,安裝時(shí)使凸面受壓。當(dāng)所受壓力達(dá)到其爆破壓力時(shí),被加工有減弱槽的拱形膜片首先失穩(wěn)反轉(zhuǎn),隨即沿減弱槽被規(guī)則地撕開。1.5環(huán)形齒圈的安裝這種泄爆裝置是在正拱普通型泄爆裝置的拱形膜片的凹面?zhèn)?沿夾持邊緣設(shè)置一個(gè)環(huán)形齒圈,安裝時(shí)使拱形膜片的凸面受壓。當(dāng)所受壓力達(dá)到其爆破壓力時(shí),膜片首先失穩(wěn)反轉(zhuǎn),接著被其后的齒圈沿周邊處剪開,被剪開部分由擋架托住,避免飛出。2反拱帶刀型泄爆裝置考慮到制造成本,在壓力較高、排放直徑較大或較小的情況下,應(yīng)首先考慮選用正拱普通型泄爆裝置,其排放直徑范圍為?3～600mm,可選用的泄爆材料有不銹鋼、鎳鉻合金、鎳銅合金、純鎳、純鋁。這種泄爆片爆破后有碎片產(chǎn)生,不宜在易燃易爆的場(chǎng)合下使用,同時(shí)這種泄爆片疲勞性能較差,在壓力波動(dòng)劇烈的場(chǎng)合也不宜于選用。正拱開縫型爆破裝置適于低壓范圍,排放直徑范圍為?25～750mm?？蛇x用的材料比正拱普通型多了聚四氟乙烯塑料。反拱帶刀型泄爆裝置的特點(diǎn)是許用工作壓力高,疲勞壽命長(zhǎng),適于壓力、溫度波動(dòng),設(shè)備強(qiáng)度裕度不大的場(chǎng)合,由于爆破裝置的致破刀架占著一定排放通道,因此這種爆破裝置不宜用于排放直徑很小的場(chǎng)合,可選用的材料有不銹鋼、鎳鉻合金、鎳銅合金、純鎳、純鋁。爆破壓力范圍為0.07～13.6MPa。反拱刻槽型泄爆裝置不僅具備反拱帶刀型泄爆裝置的所有優(yōu)點(diǎn),而且因無(wú)需致破刀架,爆破后排放面積很大。這種泄爆裝置最顯著的特點(diǎn)是爆破后不產(chǎn)生碎片,適于排放介質(zhì)易燃易爆的場(chǎng)合。反拱腭齒型泄爆裝置與前兩種反拱型裝置相比,其特點(diǎn)是適于更低的壓力,由于爆破后可能有少量碎片產(chǎn)生,對(duì)于易燃易爆的糧倉(cāng)環(huán)境,由此可能產(chǎn)生的二次爆炸也應(yīng)有所考慮。3反拱帶刀型的爆破壓力從上述泄爆裝置的性能特征中,我們知道正拱普通型泄爆裝置和反拱腭齒型泄爆裝置泄爆后可能產(chǎn)生少量碎片,容易在糧倉(cāng)中引起二次爆炸,因此不宜在糧倉(cāng)這樣易燃易爆的環(huán)境里使用。而反拱帶刀型的爆破壓力取決于拱形膜片的失穩(wěn)壓力,但如果拱形膜片失穩(wěn)后,沒(méi)有足夠的反轉(zhuǎn)速度撞擊其后的刀刃而迅速致破,則膜片的爆破壓力會(huì)高于失穩(wěn)