有关于压力容器爆破装置的方案探索

2021-11-27


       通常教学用的爆破试验容器大多采用形状比较简单的圆筒形、无纵向焊缝的容器,在实践教学中,我们曾用煤气罐作试验容器,一个班要用一个,耗费比较大,也曾用易拉罐,虽不需花钱,属废物利用,但因壁厚过薄没法观察爆破口的形貌,不能对断口形貌进行分析,因此无法完全满足实验要求,本文就解决试验容器、实验装置既能满足实验要求,又结构简单、经费开支小、操作方便等问题进行了设计与探讨,试验容器的设计为使结构简单,试验容器同样选用圆筒形容器,筒体的确定采用无缝钢管作试验容器的筒体部分圆筒形容器在内压的作用下,筒壁受两向应力作用,经向应力,吕,环向应力,,由此得环向应力是经向应力的两倍,圆筒的纵向截面是危险截面,圆筒形容器爆破,正常为纵向裂缝,因此为避免焊缝的影响,更充分地说明实验容器爆破现象,我们考虑采用无纵向焊缝的筒体,无缝钢管能满足这一要求,壁厚的选取与爆破压力的确定壁厚的选取在考虑无缝钢管厚度时,面临两个方面的问题为安全起见爆破压力不宜过大,因此壁厚不能过厚为在爆破后能被较好地观察爆破口的形貌,又要求有一定厚度的壁厚,经分析初拟选取壁厚为的号无缝钢管中爆破压力的确定由手册‘查得号无缝钢管,材料强度极限容器外径容器内径综合各式计算所得的爆破压力如表所示,为安全保守起见,取最大值为所需的爆破因压力不太高,拟定的冷管中适用,表爆破压力相应计算公式爆破压力史文森公式福贝尔公式特雷斯卡公式巧米赛斯公式团图试验容器封头的选择试验容器两端封头采用平板封头,因两端封头的型式不影响筒体的爆破,故选用结构最为简单的平板封头,不需冲压,一般校内金工实习厂就能加工,封头的厚度为计算略,封头与筒体连接型式的确定及法兰的选择连接型式的确定封头与筒体的上端为可拆连接,下端为固定连接,上封头与筒体采用法兰连接,为可拆结构,同时考虑将进水口、排气口、压力表均设置在上封头,下封头没有特殊要求,用焊接方法连接,结构比较牢固、简单,这样试验容器爆破后,爆破口只在筒体的无缝钢管上,对其它部位没有影响,拆下上封头,可使上封头以及设在上封头上的结构均能重复使用上法兰、下封头与无缝钢管原为焊接,经加工把它们断开也可重复使用,这样的加工同样可在校内的金工实习厂完成,所设计的试验容器结构实验装置的改进试验泵的选择爆破试验一般采用液压爆破,爆破试验对泵的要求由机械产品目录’外测法装置而进行构思的,外测法装置不仅可以用在压力容器爆破的测量上,能测定试验容器的“压力―膨胀量”。

 

  关系曲线、爆破压力,且试验容器在保护水套内,整体置于水中,爆破时有很好的安全性,进行实验时,试验容器装在保护水套内,水套的周边、加水管外伸处、压力表接管外伸处都必须严密不漏,保护水套上装有排气阀,当柱塞泵对试验容器加压,试验容器膨胀便将保护水套内的水挤到与水套相连的量筒内,随着压力增大,量筒的水位不断升高,直至试验容器爆破,从而测定试验容器的“压力―膨胀量”。

 

  由于保护水套需要密封、要有排气阀,不仅保护水套结构复杂,安装、操作都很不方便,而且稍有泄漏、或排不尽空气都会造成测定的数据不准确,为此我们对外测法装置的部分结构进行了改进保护水套的溢水口设置在高于试验容器的位置,这样试验容器膨胀,保护水套内的水便会从溢水口溢出至量筒,而保护水套的周边、加水管外伸处、压力表外伸处都不需密封,不需设排气阀,使结构简单,将保护水套的上盖板做成分块式,如图所示,这样不用拆卸试验容器上的压力表接管、进水口接管,上盖板即可与保护水套的筒体连接,便于试验容器的更换、实验装置的安装,复使用,经加工下封头及上法兰也可重复使用,从而节省实验经费开支,保护水套的溢水口设置在高于试验容器的位置,使保护水套的上盖板与筒体连接处、压力表接管和进水口接管的外伸处都不需密封,保护水套不需设排气阀,从而使实验装置的结构变得简单,保护水套的上盖板做成分块结构,试验容器进水口管与柱塞泵出口管采用法兰连接,使实验装置的安装、拆卸及试验容器的更换都很方便,进行分组实验时只要配备足够数量如图所示的试验容器下部件,在上一组实验完成后,要完全恢复实验的原始状态进行下一组实验,是很容易实现的,能够很好地满足教学的要求,采用本实验装置进行实验,试验容器爆破后只报废一段的无缝钢管,约需实验经费元,过去用煤气罐作试验容器,爆破后整个煤气罐报废,约需实验经费元,两者比较,现用本实验装置进行实验,可比原来节省实验经费,图上盖板因爆破后需更换新的试验容器进行下一组的实验,所以进水口与柱塞泵的连接管要为可拆连接结构,因有一定压力,我们考虑此处采用法兰连接。

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2023-01-10

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2022-11-23

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2022-11-15