呼吸器气瓶用爆破片性能研究.pdf

第42卷第4期
矿业安与球保
2015年8月
MINING SAFETY&ENVIRONMENTAL PROTECTION
Aug.2015
何廷梅.呼吸器气瓶用爆破片性能研究[J].矿业安全与环保,2015,42(4):83-86
文章编号:1008-4495(2015)04-0083-0
呼吸器气瓶用爆破片性能硏究
何廷梅
(中煤科工集因重庆研究院有根公司,重庆400039)
摘要:基于呼吸器气瓶的相关工作特性,对其压力敏感元件即爆破片的爆破机理进行了理论研究,
结合弹性力学相关理论,建立了圆板形爆破片爆破压カ的数学模型,同时对其影响参数进行了深入研
究,并通过有服元分析验证了理论研究的正确性。研究结果表明:在安全阀体无倒角情况下,爆破片破
坏形式为剪切破坏;反之,爆破片破坏形式为拉伸破坏。拉伸破坏时,爆破片爆破压力与安全阀体倒角
和泄压孔径大小呈反比关系,而与自身厚度呈正比关系,各参数影响程度由大到小依次是瀑破片厚度、
泄压孔直径、安全阀体倒角。
关键词:呼吸器气瓶;爆破片;爆破压力;有限元分析
中图分类号:TD77'4文献标志码:B
网络出版时间:2015-08-0419:47
网络出版地址http://www.cnki.net/kcms/detail/50.1062.TD.20150804.1947.044.htmi
Research on Performance of Rupture Disk Used for Breathing Apparatus Cylinder
HB Tingmei
(China Coal Technology and Engineering Group Chongqing Research nstitute, Chongging 400039, China)
Abstract: Based on the work-related characteristics of the breathing apparatus cylinder, theoretical study was carried out
on the blasting mechanism of the rupture disk which was a pressure-sensitive element, a mathematical model for the burst
pressure of the circular plate rupture disk was established in accordance with the relevant theory of the elastic mechanics, in the
meantime, deep study was made on its influence parameters, and the correctness of theoretical studies was verified by finite
element analysis. The study results showed that the breaking form of the rupture disk was the shear failure when the safety valve
had not chamfer; otherwise, it was ensile failure. In the ensile failure, the burst pressure of the circular plate rupture disk was
inversely proportional to the chamfer of the safety valve and the size of pressure relief hole, but was directly proportional to the
thickness of the rupture disk, the descending order of the influence of each parameter was the thickness of the rupture disk, the
diameter of the pressure relief hole, and the chamfer of the safety valve.
Key words: breathing apparatus cylinder; rupture disk; burst pressure; finite element analysis
爆破片装置作为高压容器的紧急泄压裝置,其
以及相应影响因素进行深人研究,从而设计出更加
通常由爆破片和夹持器(或支撑图)组成。其中
合理的呼吸器气瓶用爆破片裝置。
爆破片是一种压力敏感元件,其作用是当承压侧与
目前,常见爆破片主要结构形式有正拱形爆破
泄压侧压力差达到设定启爆压力值时,爆破片将发
片、反拱形爆破片和圆板形爆破片3类2】。由于正
生脱落或破裂,从而对容器起到泄压作用,确保呼吸拱形爆破片需要提前预压成型,且对成型压力必须
器的安全使用。呼吸器气瓶用爆破片作为高压气瓶
严格控制,所以其加工难度大、制造成本高,无法被
的紧急泄压装置,直接关系到高压气瓶以及呼吸器
广泛使用;而反拱形爆破片同样需要预压成型且其
使用的可靠性和安全性。因此有必要对其爆破特性
爆破机理是通过爆破片的翻转和刀架的切割完成爆
破泄压,其爆破压力主要由膜片厚度和拱形高度决
收稿日期:2014-08-07;2015-05-27修订
定,如果膜片厚度过大,其失稳翻转后难以立即致
作者简介:何廷梅(1964-),女,重庆江人,高级工程破,所以其不适用于设计压力较高的场合4。圆板
师,主要研究方向为个体防护装备、紧急避险设施及煤矿机
形爆破片是通过简单的薄板加工形成,无需提前预
械。E-mail;cameia②163.com
压成型,同时也无需相应切割刀具,具有结构简单、