CN110671524A - 一种变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片，包括变曲率反拱环槽型爆破片和碎片阻挡环；所述变曲率反拱环槽型爆破片与所述碎片阻挡环采用电阻焊连接；所述变曲率反拱环槽型爆破片为反拱形结构；所述碎片阻挡环为平面圆环形结构；所述变曲率反拱环槽型爆破片包括平面密封部和拱形承压部；所述平面密封部设置于所述变曲率反拱环槽型爆破片的泄压侧；所述拱形承压部包括拱型结构和直线型结构，所述直线型结构的内表面设置减弱槽，所述拱型结构中心设置凹坑缺陷。本发明的技术方案解决了传统的反拱环槽爆破片当爆破压力较低时，膜片厚度选择困难且爆破片失稳后不易开裂的缺点，扩大了反拱环槽爆破片可制造压力范围，提高了产品的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及安全超压泄放技术领域，具体而言，尤其涉及一种变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片。
背景技术
传统的反拱环槽爆破片，承压的拱形结构轮廓线大多为单一曲率的圆弧曲线，即拱形为单一曲率的球冠形，环槽在球冠形的下部靠近底部，该结构的反拱形爆破片，泄放直径一定时，爆破压力只能由拱形高度和膜片厚度来控制，而对爆破压力较低情况，所用膜片较薄、拱高也较低，失稳翻转动能较小，对控制爆破开裂的减弱槽加工精度要求特别高，而在非常薄的球冠形的膜片上精密加工减弱槽是非常困难，精确控制减弱槽深度均匀非常困难，制造成品率低，经常出现槽深不均匀，或者减弱槽局部漏了，或者减弱槽深度不够，导致爆破片失稳翻转后无法沿槽开裂，无法泄压，引起严重事故。
另外爆破压力与拱高密切相关，减弱槽加工或采用三维精密铣槽设备加工，或采用精密胎具在拱面上挤压成槽，由于在很薄的球冠形膜片上加工减弱槽，对加工槽的设备精度要求非常高，最好具有三维功能，效率低，爆破片最好采用采用胎具预拱成形；如果采用胎具挤压成形，也需要精密胎具，不同拱高就需要一套预拱成形胎具。这样传统的反拱环槽爆破片，较适合定压力、批量产品制造，对多种压力规格，每次需求量少的单件生产并不适合。
发明内容
根据上述提出传统的反拱环槽爆破片不适合多种压力规格和每次需求量少的单件生产的技术问题，而提供一种变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片。本发明通过在爆破片上方设置碎片阻挡环，能够防止环槽爆破片失稳爆破后，拱形部分沿槽撕裂飞出，爆破片的拱形承压部由直线型结构和拱型结构两部分组成，减弱槽位于直线型结构，爆破压力由拱型结构控制，该结构爆破片适合爆破压力低、高疲劳要求场合。
本发明采用的技术手段如下：
一种变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片，包括变曲率反拱环槽型爆破片和碎片阻挡环；所述变曲率反拱环槽型爆破片与所述碎片阻挡环采用电阻焊连接；所述变曲率反拱环槽型爆破片为反拱形结构；所述碎片阻挡环为平面圆环形结构；所述变曲率反拱环槽型爆破片的凸起侧为承压侧，凹陷侧为泄压侧，所述碎片阻挡环位于所述变曲率反拱环槽型爆破片的泄压侧；所述变曲率反拱环槽型爆破片包括平面密封部和拱形承压部；所述平面密封部设置于所述变曲率反拱环槽型爆破片的泄压侧；所述拱形承压部包括拱型结构和直线型结构，所述直线型结构位于所述平面密封部与所述拱型结构之间，所述直线型结构的内表面设置减弱槽；所述拱型结构的曲面曲率为变曲率；所述拱型结构中心设置由所述变曲率反拱环槽型爆破片的承压侧向所述变曲率反拱环槽型爆破片的泄压侧凹陷形成的凹坑缺陷。
进一步地，所述直线型结构与所述平面密封部之间的夹角α的范围为20°至40°；所述直线型结构在竖直方向的高度h的范围为3mm至10mm。
进一步地，所述减弱槽为C型减弱槽，所述C型减弱槽的缺口对应至所述C型减弱槽所在圆形的圆心角β的范围为50°至80°。
进一步地，所述碎片阻挡环上沿内边缘设置向所述碎片阻挡环中心凸起的舌形阻挡结构；所述舌形阻挡结构的宽度不小于所述C型减弱槽的缺口宽度。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明提供的变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片，爆破片设计为变曲率结构，在拱形的根部局部是直线段，该段采用胎具预拱成形，由于胎具限制可将传统自由成形的反拱爆破片的拱形由单一圆弧结构变为底部为直线段及下部为球冠圆弧段的变曲率结构，拱形曲率发生变化，会使拱形的失稳压力大幅度降低；在制造相同口径和相同爆破压力的爆破片时，本发明的结构所需要爆破片厚度比传统反拱环槽爆破片厚较多，在较厚的膜片上加工较深的减弱槽就相对容易，并且槽深相对膜片厚度较深，在拱形结构失稳翻转时更容易开裂。
2、本发明提供的变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片，直线型结构的降压作用，会使在相同爆破压力下反拱爆破片拱形高度比传统反拱爆破片拱高增加较多，这样增加了拱形结构失稳翻转的动能和惯性力，使爆破片更容易沿槽开裂。
3、本发明提供的变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片，通过在拱型结构中心设置凹坑缺陷，凹坑缺陷使爆破压力进一步降低，并在一定范围对爆破压力进行精确调整，可进一步增加膜片厚度、提高爆破片拱形高度，确保产品失稳翻转后沿槽开裂，降低低压爆破片无法沿槽开裂泄压的风险，也实现了制造爆破压力更低、耐疲劳更好、耐损伤的反拱带槽型爆破片。
4、本发明提供的变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片，通过设置碎片阻挡环，可有效防止爆破片爆破后，爆破片拱形部分沿槽撕裂飞出。
综上，应用本发明的技术方案通过在爆破片上方设置碎片阻挡环，能够防止环槽爆破片失稳爆破后，拱形部分沿槽撕裂飞出，爆破片的拱形承压部由直线型结构和拱型结构两部分组成，减弱槽位于直线型结构，爆破压力由拱型结构控制，该结构爆破片适合爆破压力低、高疲劳要求场合。因此，本发明的技术方案解决了传统的反拱环槽爆破片不适合多种压力规格和每次需求量少的单件生产的问题。
基于上述理由本发明可在反拱环槽爆破片等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片的结构示意图。
图2为本发明所述变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片的主视图。
图3为本发明所述变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片的俯视图。
图4为本发明所述碎片阻挡环的主视图。
图5为本发明所述碎片阻挡环的俯视图。
图中：1、变曲率反拱环槽型爆破片；2、碎片阻挡环；11、平面密封部；12、拱形承压部；121、直线型结构；122、拱型结构；123、C型减弱槽；124、缺口；125、凹坑缺陷；21、舌形阻挡结构。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
如图1-5所示，本发明提供了一种变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片，包括变曲率反拱环槽型爆破片1和碎片阻挡环2；所述变曲率反拱环槽型爆破片1与所述碎片阻挡环2采用电阻焊连接；所述变曲率反拱环槽型爆破片1为反拱形结构；所述碎片阻挡环2为平面圆环形结构；所述变曲率反拱环槽型爆破片1的凸起侧为承压侧，凹陷侧为泄压侧，所述碎片阻挡环2位于所述变曲率反拱环槽型爆破片1的泄压侧；
所述变曲率反拱环槽型爆破片1包括平面密封部11和拱形承压部12；所述平面密封部11设置于所述变曲率反拱环槽型爆破片1的泄压侧；所述拱形承压部12包括拱型结构122和直线型结构121，所述直线型结构121位于所述平面密封部11与所述拱型结构122之间，所述直线型结构121的内表面设置减弱槽；所述拱型结构122的曲面曲率为变曲率；所述拱形结构122为球冠圆弧形结构；
所述拱型结构122中心设置由所述变曲率反拱环槽型爆破片1的承压侧向所述变曲率反拱环槽型爆破片1的泄压侧凹陷形成的凹坑缺陷125；通过所述凹坑缺陷125大小及深度能够进一步调节爆破压力大小；所述凹坑缺陷125可通过带顶针的胎具在膜片发生塑性变形成拱形时形成。
变曲率拱形虽然会使爆破压力降低，一定程度增加了膜片厚度，但对压力非常低的反拱形爆破片，这种方法使膜片厚度增加依然不够，通过在拱型结构中心设置凹坑缺陷，使爆破压力进一步降低，并在一定范围对爆破压力进行精确调整，可进一步增加膜片厚度、提高爆破片拱形高度，确保产品失稳翻转后沿槽开裂，降低低压爆破片无法沿槽开裂泄压的风险，也实现了制造爆破压力更低、耐疲劳更好、耐损伤的反拱带槽型爆破片。
进一步地，所述直线型结构121与所述平面密封部11之间的夹角α的范围为20°至40°；所述直线型结构121在竖直方向的高度h的范围为3mm至10mm。
在上述技术方案中，拱型结构122可采用斜面成形胎具，夹持平板膜片平面密封部11部分，通入压缩气体，膜片在气压作用下逐渐沿斜面胎具发生塑性变形，形成拱形，此拱形底部区域为直线型结构121，顶部为拱型结构122，拱形承压部12的直线型结构121与平面密封部11之间夹角α和直线型结构121在竖直方向的高度h也由斜面胎具斜边结构保证。具体的，所述变曲率反拱环槽型爆破片1的泄压口径越大，所述直线型结构121在竖直方向的高度h越高。
进一步地，所述减弱槽为C型减弱槽123，所述C型减弱槽123的缺口124对应至所述C型减弱槽123所在圆形的圆心角β的范围为50°至80°。当所述变曲率反拱环槽型爆破片1超压爆破时，可沿所述C型减弱槽123开裂，泄放压力介质，所述C型减弱槽123可采用胎具压制或精密机床切削加工。
进一步地，所述碎片阻挡环2上沿内边缘设置向所述碎片阻挡环2中心凸起的舌形阻挡结构21；所述舌形阻挡结构21的宽度不小于所述C型减弱槽123的缺口宽度；所述舌形阻挡结构21采用激光加工；所述舌形阻挡结构21向所述碎片阻挡环中心伸长的长度与L与爆破片爆破压力及阻挡环的厚度有关，由实验和经验确定。
拱形结构高度与爆破片失稳爆破压力有关，也与凹坑缺陷12尺寸有关，凹坑缺陷12的深度也与爆破压力相关，这些参数根据爆破片爆破压力，由试验确定。
本发明所述的变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片的拱形高度与膜片厚度和爆破压力有关，拱形高度根据经验确定。本发明可以通过膜片厚度、拱高、凹坑大小等多种方法对爆破压力进行调节，实现了一套胎具制造多种爆破压力的反拱环槽型爆破片，大大提高产品安全性，降低了制造成本。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片，其特征在于，包括变曲率反拱环槽型爆破片和碎片阻挡环；所述变曲率反拱环槽型爆破片与所述碎片阻挡环采用电阻焊连接；
所述变曲率反拱环槽型爆破片为反拱形结构；所述碎片阻挡环为平面圆环形结构；
所述变曲率反拱环槽型爆破片的凸起侧为承压侧，凹陷侧为泄压侧，所述碎片阻挡环位于所述变曲率反拱环槽型爆破片的泄压侧；所述变曲率反拱环槽型爆破片包括平面密封部和拱形承压部；所述平面密封部设置于所述变曲率反拱环槽型爆破片的泄压侧；所述拱形承压部包括拱型结构和直线型结构，所述直线型结构位于所述平面密封部与所述拱型结构之间，所述直线型结构的内表面设置减弱槽；所述拱型结构的曲面曲率为变曲率；所述拱型结构中心设置由所述变曲率反拱环槽型爆破片的承压侧向所述变曲率反拱环槽型爆破片的泄压侧凹陷形成的凹坑缺陷。
2.根据权利要求1所述的变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片，其特征在于，所述直线型结构与所述平面密封部之间的夹角α的范围为20°至40°；所述直线型结构在竖直方向的高度h的范围为3mm至10mm。
3.根据权利要求1所述的变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片，其特征在于，所述减弱槽为C型减弱槽，所述C型减弱槽的缺口对应至所述C型减弱槽所在圆形的圆心角β的范围为50°至80°。
4.根据权利要求3所述的变曲率含缺陷的反拱环槽爆破片，其特征在于，所述碎片阻挡环上沿内边缘设置向所述碎片阻挡环中心凸起的舌形阻挡结构；所述舌形阻挡结构的宽度不小于所述C型减弱槽的缺口宽度。
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