RU2526601C1 - Стенд для испытаний взрывозащитных мембран - Google Patents
Стенд для испытаний взрывозащитных мембран Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526601C1 RU2526601C1 RU2013114699/28A RU2013114699A RU2526601C1 RU 2526601 C1 RU2526601 C1 RU 2526601C1 RU 2013114699/28 A RU2013114699/28 A RU 2013114699/28A RU 2013114699 A RU2013114699 A RU 2013114699A RU 2526601 C1 RU2526601 C1 RU 2526601C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vessel
- liquid
- plug
- explosive
- membrane
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взрывозащиты технологического оборудования, в частности защиты аппаратов от разрушения при взрыве горючей смеси разрывной мембраной. Стенд содержит взрывной сосуд, оснащенный узлом крепления мембраны, который установлен в торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном, параллельно с механическим индикатором давления с тумблером включения двигателя индикатора. Взрывная камера со свечой зажигания, имеющей кнопку включения зажигания, расположена оппозитно торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном. Сосуд укомплектован штуцерами для продувки взрывного сосуда. Штуцер для заливки горючей жидкости с установленной на нем пробкой, закреплен в стенке сосуда над контактами свечи зажигания. Элементы, участвующие в испытании: индикатор давления, свеча зажигания, штуцер для заливки горючей жидкости, штуцера для продувки взрывного сосуда подбираются по прочности на «разрыв», превосходящей прочность исследуемой мембраны не менее, чем в два раза. Давление взрыва регистрируется механическим индикатором давления. Необходимая концентрация смеси паров с воздухом обеспечивается дозировкой жидкости пипеткой через штуцер, который после заливки жидкости закрывается пробкой. Технический результат: повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов за счет увеличения быстродействия мембранного узла и надежности его срабатывания путем сопоставления данных аналитического расчета и экспериментального определения проходного сечения мембраны. 1 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взрывозащиты технологического оборудования, в частности защиты аппаратов от разрушения при взрыве горючей смеси разрывной мембраной.
На предприятиях химической промышленности широко применяются аппараты, автоклавы, реакторы и коммуникации, работающие под давлением. Сосуд, работающий под давлением, - это герметически закрытая емкость, предназначенная для ведения химических и тепловых процессов, а также для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов и жидкостей под давлением. Опасность эксплуатации таких аппаратов заключается в том, что при потере механической прочности стенок обечайки (коррозия, локальный перегрев, трещины и т.п.) пли повышении давления может произойти разрушение (взрыв) сосуда, в результате которого потенциальная энергия сжатой среды переходит в кинетическую энергию разлетающихся осколков.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является мембранное предохранительное устройство по заявке РФ № 2008140149 (прототип), содержащее фланцы и мембранный узел, состоящий из мембраны и пары зажимных колец.
Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность срабатывания разрывной мембраны.
Технический результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов за счет увеличения быстродействия мембранного узла и надежности его срабатывания путем сопоставления данных аналитического расчета и экспериментального определения проходного сечения мембраны.
Это достигается тем, что в стенде для испытаний взрывозащитных мембран, содержащем взрывной сосуд, в котором осуществляют взрыв паров горючей жидкости посредством воспламенения горючей смеси от электрической искры свечи зажигания, взрывной сосуд оснащен узлом крепления мембраны, который устанавливают в торцевой части сосуда, в взрывном сосуде осуществляют взрыв паров горючей жидкости посредством воспламенения горючей смеси от электрической искры свечи зажигания, взрывной сосуд оснащают узлом крепления мембраны, который устанавливают в торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном, параллельно с механическим индикатором давления с тумблером включения двигателя индикатора, а взрывную камеру со свечой зажигания, имеющей кнопку включения зажигания, располагают оппозитно торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном, при этом сосуд комплектуют штуцерами для продувки взрывного сосуда после проведения эксперимента, причем штуцер для заливки горючей жидкости с установленной па нем пробкой закрепляют в стенке сосуда над контактами свечи зажигания, при этом элементы, участвующие в испытании: индикатор давления, свеча зажигания, штуцер для заливки горючей жидкости, штуцера для продувки взрывного сосуда, подбирают по прочности на «разрыв», превосходящей прочность исследуемой мембраны не менее чем в два раза, при этом давление взрыва регистрируют механическим индикатором давления, причем после каждого эксперимента производят продувку воздухом внутреннего объема сосуда, а необходимую концентрацию смеси паров с воздухом обеспечивают дозировкой жидкости пипеткой через штуцер, который после заливки жидкости закрывают пробкой, а привод барабана механического индикатора давления включают тумблером.
На чертеже изображена схема стенда для испытаний взрывозащитных мембран.
Стенд для испытаний взрывозащитных мембран состоит из взрывного сосуда 1, в котором производится взрыв горючей смеси. Узел крепления мембраны 3 устанавливается в гнездо взрывного сосуда 1 параллельно его оси, в торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном 2. Параллельно оси узла крепления мембраны 3, в торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном 2 устанавливается механический индикатор 11 давления с тумблером 12 включения двигателя индикатора.
Взрывная камера 5 устройства для осуществления способа расположена соосно и оппозитно торцевой части сосуда 1, закрытой предохранительным экраном 2, и имеет штуцера 4 и 10 для продувки взрывного сосуда 1 после проведения эксперимента. В торцевой части взрывной камеры 5, соосно ей, расположена свеча зажигания 8, имеющая кнопку 9 включения зажигания, выведенную из внутренней части взрывной камеры 5. Штуцер 7 для заливки горючей жидкости с установленной на нем пробкой 6 закреплен в стенке сосуда 1 и расположен над контактами свечи зажигания 8. Толщина пробки 6 с элементами ее крепления к штуцеру 7 эквивалентна толщине стенок сосуда 1 по прочностным характеристикам на «разрыв». Штуцера 4 и 10 для продувки взрывного сосуда 1 оснащены вентильными устройствами (на чертеже не показано), блокирующими прорыв продуктов взрыва горючей смеси.
Таким образом, стенд для испытаний взрывозащитных мембран оснащен элементами, участвующими в испытании (индикатор 11 давления, свеча зажигания 8, штуцер 7 для заливки горючей жидкости, штуцера 4 и 10 для продувки взрывного сосуда) по прочности на «разрыв», превосходящей прочность исследуемой мембраны не менее чем в два раза, т.е. испытуемая мембрана 3 в этом устройстве является «слабым звеном системы» для реализации поставленной задачи по определению необходимой площади мембраны для защиты аппаратов от разрушения при взрыве.
Стенд для испытаний взрывозащитных мембран работает следующим образом.
Взрывной сосуд 1 оснащают узлом крепления мембраны 3, который устанавливают в торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном 2, параллельно с механическим индикатором 11 давления с тумблером 12 включения двигателя индикатора, а взрывную камеру 5 со свечой зажигания 8, имеющей кнопку 9 включения зажигания, располагают оппозитно торцевой части сосуда 1, закрытой предохранительным экраном 2, при этом сосуд 1 комплектуют штуцерами 4 и 10 для продувки взрывного сосуда 1 после проведения эксперимента, причем штуцер 7 для заливки горючей жидкости с установленной на нем пробкой 6 закрепляют в стенке сосуда 1 над контактами свечи зажигания 8.
При этом элементы, участвующие в испытании: индикатор 11 давления, свеча зажигания 8, штуцер 7 для заливки горючей жидкости, штуцера 4 и 10 для продувки взрывного сосуда, подбирают по прочности на «разрыв», превосходящей прочность исследуемой мембраны не менее чем в два раза.
Воспламеняют горючую смесь от электрической искры, которая образуется подачей высокого напряжения на свечу зажигания 8. Давление взрыва регистрируют механическим индикатором давления 11. Запись давления производят на специальной бумаге в виде зависимости давления
(время).
После каждого эксперимента производят продувку воздухом внутреннего объема сосуда насосом через штуцер 10 при открытом штуцере 4. Необходимую концентрацию смеси паров с воздухом обеспечивают дозировкой жидкости пипеткой через штуцер 7. После заливки жидкости штуцер 7 закрывают пробкой 6. Привод барабана механического индикатора давления 11 включают тумблером 12, при этом осуществляется запуск электродвигателя, который вращает барабан записывающего устройства индикатора давления 11.
Мембраны (диафрагмы) имеют различные диаметры отверстий для сброса давления, развиваемого при взрыве. Первая диафрагма (заглушка) сплошная, без отверстия, вторая имеет отверстие диаметром d=5 мм, третья - d=10 мм, четвертая - d=15 мм, пятая - d=20 мм. При установке диафрагм №2, 3, 4, 5 продукты сгорания выбрасываются через отверстия этих диафрагм.
Защита обслуживающею персонала от ожога раскаленными продуктами сгорания, выбрасываемыми через отверстие диафрагмы, осуществляется предохранительным экраном 1, который перед проведением эксперимента должен быть опущен. Время развития взрыва в сосуде определяют при установленной заглушке №1 (без отверстия).
Причиной повышения в сосуде (аппарате) при взрыве горючей смеси является тепловое расширение продуктов сгорания за счет тепла, выделяемого при реакции окисления горючего.
Уравнение окисления стехиометрической смеси
где
- количество молей кислорода;
,
,
- количество молей азота, углекислоты и воды
;
- теплота сгорания, ккал/(кг·моль).
Если принять, что вся теплота сгорания реакции окисления идет только на нагрев продуктов сгорания, то температуру взрыва Tвзр (адиабатическая температура горения) можно определить из тепловою баланса реакции окисления стехиометрической смеси:
Порядок проведения эксперимента.
Перед началом эксперимента сосуд необходимо продуть воздухом с помощью насоса через штуцер 4 при открытом штуцере 10. Продувку производить тридцатью качаниями насоса. После продувки установить заглушку №1 и закрепить втулкой 2. Краны 10 и 4 закрыть. Через штуцер 7 залить в сосуд определенное количество жидкости, соответствующее стехиометрической концентрации.
Расчет необходимого количество горючей жидкости (например, ацетона C3H6O) для создания стехиометрической концентрации в сосуде определяется по формуле
где M - молекулярный вес жидкости;
- объем сосуда, л;
- объем воздуха, необходимый для полного сгорания одной молекулы горючей жидкости, л.
где
- барометрическое давление, мм рт.ст.;
=22,4 л - объем грамм-молекулы воздуха при 0°C и давлении 760 мм рт.ст.;
заливаемый в сосуд объем (см) исследуемой жидкости
Жидкость (ацетон) заполняется пипеткой с особой точностью. После заливки жидкости пробку 6 быстро закрыть, предохранительный экран 1 опустить, произвести выдержку в течение 2 мин (±30 с). После этого включить двигатель индикатора давления 11 и нажатием кнопки включения зажигания 9 поджечь горючую смесь в бомбе.
После взрыва выключить двигатель 11, открыть кран 4 для сброса давления, вывернуть втулку 2 и сменить заглушку №1 на диафрагму №2. Открыть кран 10 и продуть сосуд.
Claims (1)
- Стенд для испытаний взрывозащитных мембран, содержащий взрывной сосуд, в котором осуществляют взрыв паров горючей жидкости посредством воспламенения горючей смеси от электрической искры свечи зажигания, отличающийся тем, что взрывной сосуд оснащен узлом крепления мембраны, который установлен в торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном, параллельно с механическим индикатором давления с тумблером включения двигателя индикатора, а взрывная камера со свечой зажигания, имеющей кнопку включения зажигания, расположена оппозитно торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном, при этом сосуд укомплектован штуцерами для продувки взрывного сосуда после проведения эксперимента, причем штуцер для заливки горючей жидкости с установленной на нем пробкой закреплен в стенке сосуда над контактами свечи зажигания, при этом элементы, участвующие в испытании: индикатор давления, свеча зажигания, штуцер для заливки горючей жидкости, штуцера для продувки взрывного сосуда, подбираются по прочности на «разрыв», превосходящей прочность исследуемой мембраны не менее чем в два раза, при этом давление взрыва регистрируется механическим индикатором давления, причем после каждого эксперимента производится продувка воздухом внутреннего объема сосуда, а необходимая концентрация смеси паров с воздухом обеспечивается дозировкой жидкости пипеткой через штуцер, который после заливки жидкости закрывается пробкой, расчет необходимого количество горючей жидкости для создания стехиометрической концентрации в сосуде определяется по формуле
где М - молекулярный вес жидкости; VK - объем сосуда, л; VB - объем воздуха, необходимый для полного сгорания одной молекулы горючей жидкости, л.
где Рбар - барометрическое давление, мм рт.ст.; V0 = 22,4 л - объем грамм-молекулы воздуха при 0°С и давлении 760 мм рт.ст., t - температура, °С,
Заливаемый в сосуд объем (см3) исследуемой жидкости
где ρ - плотность жидкости, г/см3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013114699/28A RU2526601C1 (ru) | 2013-04-02 | 2013-04-02 | Стенд для испытаний взрывозащитных мембран |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013114699/28A RU2526601C1 (ru) | 2013-04-02 | 2013-04-02 | Стенд для испытаний взрывозащитных мембран |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2526601C1 true RU2526601C1 (ru) | 2014-08-27 |
Family
ID=51456199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013114699/28A RU2526601C1 (ru) | 2013-04-02 | 2013-04-02 | Стенд для испытаний взрывозащитных мембран |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2526601C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2593122C1 (ru) * | 2015-08-10 | 2016-07-27 | Олег Савельевич Кочетов | Устройство для моделирования взрывоопасной ситуации |
RU2595543C1 (ru) * | 2015-08-10 | 2016-08-27 | Олег Савельевич Кочетов | Способ прогнозирования развития чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте |
RU2595545C1 (ru) * | 2015-08-10 | 2016-08-27 | Олег Савельевич Кочетов | Стенд кочетова для моделирования чрезвычайной ситуации |
RU2595549C1 (ru) * | 2015-08-10 | 2016-08-27 | Олег Савельевич Кочетов | Устройство прогнозирования развития чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте |
RU2603995C1 (ru) * | 2015-11-05 | 2016-12-10 | Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Способ генерирования воздушной ударной волны |
RU2640474C1 (ru) * | 2016-11-25 | 2018-01-09 | Олег Савельевич Кочетов | Стенд для исследования параметров взрывозащитных элементов при чрезвычайной ситуации на взрывоопасном объекте |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2009119897A (ru) * | 2009-05-27 | 2010-12-10 | Олег Савельевич Кочетов (RU) | Мембранное взрывозащитное устройство |
RU2009119899A (ru) * | 2009-05-27 | 2010-12-10 | Олег Савельевич Кочетов (RU) | Взрывозащитное устройство мембранного типа |
RU123104U1 (ru) * | 2012-04-27 | 2012-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России" (федеральный центр науки и высоких технологий) | Стенд для испытаний разрушающихся элементов конструкций зданий и сооружений |
-
2013
- 2013-04-02 RU RU2013114699/28A patent/RU2526601C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2009119897A (ru) * | 2009-05-27 | 2010-12-10 | Олег Савельевич Кочетов (RU) | Мембранное взрывозащитное устройство |
RU2009119899A (ru) * | 2009-05-27 | 2010-12-10 | Олег Савельевич Кочетов (RU) | Взрывозащитное устройство мембранного типа |
RU123104U1 (ru) * | 2012-04-27 | 2012-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России" (федеральный центр науки и высоких технологий) | Стенд для испытаний разрушающихся элементов конструкций зданий и сооружений |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2593122C1 (ru) * | 2015-08-10 | 2016-07-27 | Олег Савельевич Кочетов | Устройство для моделирования взрывоопасной ситуации |
RU2595543C1 (ru) * | 2015-08-10 | 2016-08-27 | Олег Савельевич Кочетов | Способ прогнозирования развития чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте |
RU2595545C1 (ru) * | 2015-08-10 | 2016-08-27 | Олег Савельевич Кочетов | Стенд кочетова для моделирования чрезвычайной ситуации |
RU2595549C1 (ru) * | 2015-08-10 | 2016-08-27 | Олег Савельевич Кочетов | Устройство прогнозирования развития чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте |
RU2603995C1 (ru) * | 2015-11-05 | 2016-12-10 | Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Способ генерирования воздушной ударной волны |
RU2640474C1 (ru) * | 2016-11-25 | 2018-01-09 | Олег Савельевич Кочетов | Стенд для исследования параметров взрывозащитных элементов при чрезвычайной ситуации на взрывоопасном объекте |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2526601C1 (ru) | Стенд для испытаний взрывозащитных мембран | |
CN102937603B (zh) | 高温高压爆炸极限测试仪,测定爆炸极限的方法及应用 | |
RU2570912C2 (ru) | Способ определения необходимого количества горючей жидкости при испытаниях взрывозащитных мембран | |
CN204203148U (zh) | 含难挥发物质混合液体的蒸汽爆炸极限简易测试装置 | |
CN102928466A (zh) | 一种油气爆炸临界参数测试装置及测试方法 | |
Xing et al. | The effects of vent area and ignition position on pressure oscillations in a large L/D ratio duct | |
CN101876655B (zh) | 气体易燃性测定仪 | |
CN106768990B (zh) | 一种短距离管道爆轰发生装置 | |
CN103033606A (zh) | 一种测定半敞开空间可燃气体最小点火能的方法 | |
RU2477810C1 (ru) | Способ гашения работающего рдтт при испытаниях и установка для его осуществления | |
RU2602544C1 (ru) | Стенд кочетова для испытаний разрушающихся элементов конструкций зданий и сооружений | |
RU2597415C2 (ru) | Установка для исследования взрывозащитных мембран | |
RU2459050C1 (ru) | Способ подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов | |
CN113738683B (zh) | 一种防爆风机爆炸性能检测装置及方法 | |
RU2209418C2 (ru) | Способ исследования условий развития взрыва при воспламенении взрывоопасной газовой среды и устройство для его осуществления | |
RU2566573C1 (ru) | Установка для исследования взрывозащитных мембран | |
Wong | Measurement of flammability in a closed cylindrical vessel with thermal criteria | |
CN101995419A (zh) | 一种测试工况条件下设备气相燃爆特性的装置 | |
RU2513879C1 (ru) | Стенд для подбора толщины ограждения, предназначенного для защиты от осколков взрывного характера | |
Wangsholm | An Experimental study on the influence of the particle size of chemically active inhibitors in turbulent combustion | |
Zhen et al. | Experimental study of the non-equilibrium explosion venting in spherical vessel | |
RU2015133154A (ru) | Способ определения необходимой площади взрывозащитной мембраны | |
Poli et al. | An experimental study on safety-relevant parameters of turbulent gas explosion venting at elevated initial pressure | |
Addai et al. | „Ignition and explosion behavior of hybrid mixtures of two and three components “. 4 | |
RU2757652C1 (ru) | Установка для определения тяговых характеристик жидких реактивных горючих |