При испытаниях обнаружилось, что металлические диафрагмы из жести вскрываются при недопустимо высоких давлениях. В практике эксплуатации, как правило, используется жесть толщиной 0,5 мм. Но даже при меньшей толщине жести 0,32 мм давление вскрытия клапана Оу 250 мм достигло в опытах рв= 0,42 МПа, минимальная величина рв=0,15 МПа. Диапазон изменения величин давления вскрытия рв весьма широк по ряду причин: 1) отклонения толщины листов от номинального размера; 2)* неоднородности металла; 3) различия в прочности шва-фальца, в остроте кромки фланца, ч в усилии и равномерности затяжки болтов, в материале прокладки. Наиболее заметно в опытах влияние затяжки болтов, крепящих прижимной фланец. Приводимые далее значении рв (в тексте и на графиках) соответствуют наибольшим величинам,, полученным в опытах при плотной и равномерной затяжке болтов, паронитовой прокладке под мембраной и притупленной снятием фаски кромке прижимного фланца.
Для диафрагм из жести толщиной 0,32 мм со швом посередине с клапанами 1>у=300, 350, 500, 650 мм значения рв также высокие. Безопасность пылеприготовительного оборудования, рассчитанного на 0,15 МПа, в этом случае не может быть гарантирована. Еслн же учесть, что использование очень тонкой жести нецелесообразно из-за малой ее коррозионной стойкости, следует отказаться от применения жестяных диафрагм.
Эксперименты с мембранами из алюминия показали, что при толщинах листа, предписанных правилами взрывобезопасйости, клапаны вскрываются также при недопустимо высоких давлениях. Например, клапан Ву 300 мм с диафрагмой из мягкого отожженного алюминиевого листа АД1М, наименее прочного из выпускаемых по ГОСТ 21631—76, толщиной /1=0,5мм, с надрезом по диаметру на глубину в половину толщины листа не вскрылся при давлении 0,4 МПа; при Н~0,3 мм клапан 1>у 350 мм не вскрылся при давлении 0,12 МПа. При этом мембраны сильно деформируются, принимая форму сферического сегмента с высотой 50 ... 55 мм. Результаты опытов с жесткими мембранами из нагартованного алюминиевого листа АД1Н (относительное удлинение материала 6=3 %, временное сопротивление при растяжении а=147 МПа против 6=20-т-28 % и а=58,8 МПа листов АД1М) представлены на рис. 2, кривая 1.
Опытные данные сравнивались с результатами расчетов по формуле.
Из формулы следует, что материал легкоразрывной мембраны должен иметь не только малое а, но и малое 6, что и подтвердилось опытами. Для мембран из листов АД1М опытные величины рв оказались выше, а из листов АД1Н — ниже рассчитанных. Отклонения объясняются тем, что справочные величины а и 6 для тонколистового проката могут отличаться от характеристик отдельной партии листов. Кроме того, указанная формула не учитывает неравномерности деформаций материала по поверхности мембраны, определяющейся условиями защемления мембраны по наружному контуру. Результаты исследования показывают, что при равных Пу и К диафрагмы из нагартованных листов алюминия (несмотря на большие величины а, чем у отожженных листов) вскрываются при меньшем давлении. Поэтому нагартованный алюминий может применяться для клапанов больших диаметров при толщине листа 0,4 ... 0,6 мм.
Малая прочность и большие величины 6 для листов отожженного алюминия позволили применить этот материал для изготовления мембран со швом. Из сравнения данных рис. 2 можно видеть, что при &=соп$1 алюминиевые мембраны со швом имеют рв в несколько раз меньшее, чем жестяные. Однако для 1>у<500 мм, К.> ^0,5 мм давление вскрытия и этих мембран остается высоким.