В поисках способов облегчения вскрытия клапанов были опробованы ножи для вспаривания мембран при их деформации под действием взрывного давления. Неподвижный нож с наклонным лезвием, острие которого располагалось по центру мембраны на расстоянии нескольких миллиметров от ее поверхности, дал снижение рв. Но мембрана разрушалась неполностью, образующееся отверстие для истечения газов составляло по площади менее половины проходного сечения клапана. Результат не изменился при выполнении двух взаимно перпендикулярных надрезов на поверхности диафрагмы. Был испытан подвижный нож, подрезающий диафрагму около прижимного фланца клапана. Нож, выполненный в виде рычага, опирался одним плечом на центр мембраны и имел лезвие на другом. Величина рв снизилась незначительно.
Наблюдения за характером разрушения мембран показали, что в большинстве случаев материал разрывается вдоль внутренней кромки прижимного фланца (в том числе и для сплошных мембран с надрезом по диаметру).. Обрыв фальца происходил у кромки фланца, несмотря на повышенную прочность шва, состоящего в этом месте из четырех слоев металлического листа. Следовательно, для своевременного вскрытия необходимо было ослабить фалец. Показанный на рис. 3 шов ограничен видимой поверхностью диафрагмы, а под фланцем соединяемые части мембраны состыкованы внахлест н надрезаны у границ фальца на 1 ... 2 мм.
Сравнительные испытания подтвердили, что укороченный и ослабленный таким образом фалец облегчает вскрытие диафрагмы (см. рис. 2). Для клапанов 1>у< <500 мм величины рв снизились в 1,5 раза, а для клапанов с большими Бу — менее заметно. Во всех случаях разрушенная мембрана полностью освобождала проходное сечение клапана.
В результате опытов было выяснено, что давление вскрытия металлических мембран клапанов находится в несоответствии с величиной рв—0,01 МПа, принятой в расчетах обоснования сечения клапанов на пыле-приготовительном оборудовании. Вместе с тем опыты в замкнутом объеме привели к выводу, что отмеченное несоответствие частично компенсируется влиянием другого фактора — увеличением времени развития взрыва тм по сравнению с принятым в расчетах.
Возрастание протяженности и объема взрывной камеры по сравнению с лабораторными установками приводит к увеличению тм, несмотря на повышение скорости распространения пламени. Этот результат получен ранее [4] и подтвержден настоящими опытами.
На рис. 4 приводятся данные экспериментов, в которых давление вскрытия диафрагм из асбестового картона Н—Ъ мм составляло 0,01 ... 0,05 МПа. Пунктирная кривая относится к средним значениям рм при каждом ПУ, в том числе и прн Р1У= 0, когда рм=0,45 МПа.
Эти данные удовлетворительно совпадают с расчетами величин рм, которые проведены по разработанной ранее методике [1] с использованием новых результатов по динамике развития взрывов пыли в больших объемах при изменении рв от 0,01 до 0,05 МПа.
Итак, для защиты оборудования, рассчитанного на давление 0,15 МПа, с помощью клапанов как с асбестовыми, так и металлическими мембранами, вскрывающимися при давлении до 0,05 МПа, сечение клапанов /71^=0,025 м2/м3 может быть уменьшено в 2 раза. Клапаны, устанавливаемые для защиты оборудования, рассчитанного на 0,04 МПа, должны вскрываться при давлении не более 0,025 МПа; причем сечение Р/У= =0,04 м2/м3 необходимо для ограничения давления взрыва. Выводы
Минимальный диаметр клапанов должен быть ограничен величиной 300 мм при металлической диафрагме и 150 мм при асбестовой диафрагме.
Для установки на оборудовании внутри здания должны применяться преимущественно диафрагмы из асбестового картона толщиной 3 ... 5 мм, диаметром 0.15.... 0,5 м.
Диафрагмы с одинарным швом (фальцем) посередине должны выполняться не из жести, а из отожженного алюминиевого листа (а=58,8 МПа, 6=20 ... 28 %) толщиной 0,3 ... 0,8 мм, диаметром 0,3 м и более. Фалец должен быть укороченным.
Применение диафрагм без шва из нагартованного алюминиевого листа (а= 147 МПа, 6=3 ... 4 %) толщиной до 0,4 мм для клапанов диаметром 0,5 ... 0,7 м и толщиной не более 0,6 мм для клапанов диаметром свыше 0,7 м допускается только для оборудования, рассчитанного на прочность при давлении 0,15 МПа.
Указанные клапаны на оборудовании, способном выдержать давление 0,15 МПа, обеспечат его защиту прн Г/У—0,012 ма/м.
Необходимо продолжать работы в направлении совершенствования средств защиты от взрывов пыли.
