[实用新型]防超压力泄放安全装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种广泛应用于石油、化工、化肥、医药、冶金、空调等装置和流体压力设备防超压安全泄放的安全装置。

背景技术

爆破片是压力容器、管道的重要安全装置。它能在规定的温度和压力下爆破， 泄放压力，保障设备安全装置。在发生火灾或其他意外时，在主泄压装置打开后，可用爆破片作为附加泄压装置。可用于压力容器或管道内的工作介质具有粘性或易于结晶、聚合，容易将安全阀阀瓣和底座黏住或堵塞安全阀的场所；压力容器内的物料化学反应可能使容器内压力瞬间急剧上升安全阀不能及时打开泄压的场所；压力容器或管道内的工作介质为剧毒气体或昂贵气体，用安全阀可能会存在泄漏导致环境污染和浪费的场所；压力容器和压力管道要求全部泄放或全部泄放时毫无阻碍的场所，以及其他不适用于安全阀而适用于爆破片的场所。

爆破片按失效方式和材料的不同分为四个类别：平板型、正拱型、反拱型和石墨型。石墨型主要用于强腐蚀和低压力场合。平板型爆破片的综合性能较差，主要用于低压和超低压工况，尤其是大型料仓。正拱型和反拱型的应用场合较多。对于传统的正拱型爆破片，是由延性金属用液压或气压成形的方法制成的球形拱顶。在爆破片的拱与压边之间有一圆角，此圆角尺寸与压紧法兰上的圆角一致。爆破片安装在压力容器上时，其凹面朝向被保护的容器一侧，当系统超压达到爆破片的规定爆破压力时，爆破片在双向等轴拉应力作用下爆破，使系统的压力得到泄放。其工作原理是利用材料的拉伸强度来控制爆破压力，爆破片的拱出方向与压力作用方向一致。 在使用中发现，所有的正拱型爆破片都存在相同的局限：由于爆破片的中心厚度被有意减弱，易于因疲劳而提前爆破；操作压力不能超过爆破片最小爆破压力的65%。由此导致了反拱型爆破片的出现。这种爆破片其安装方向与正拱型爆破片相反，拱顶凸面朝向被保护的容器，即凸面受压。当压力达到规定爆破压力时，凸面的拱顶翘曲失稳并翻转过去。其工作原理是利用材料的抗压强度来控制其爆破压力，爆破机理为失稳破坏。较之传统的正拱型爆破片，其工作时只受压，不受拉，失稳翻转前几乎没有永久变形，能承受交变循环压力，因此具有抗疲劳性能优良、操作压力高，压力可达其最小爆破压力90%以上的优点。同时这种爆破片的爆破压力还与爆破片拱顶的曲率半径有关，因此稍微改变拱顶的曲率半径就可以调整爆破片的爆破压力。这对正拱型爆破片来说是完全不可能的。反拱型爆破片主要包括反拱带刀型、反拱带槽型、反拱鳄齿型等，并可采用刀架、沿刻槽线、带齿形刀刃环形或组合形等多种方式形成泄放口。

尽管反拱型爆破片有许多优点，但由于其厚度一般比较小，所以其拱面极易受损（例如被压瘪），此时爆破片会提前失稳（即在低于其正常爆破压力下发生失稳翻转）实验表明，拱面凹坑对反拱型爆破片的失稳压力影响很大。例如一个直径为500mm的爆破片，当拱面被人为压瘪形成一个直径约为40mm的凹坑时，则其失稳压力由原来的0.04MPa降至0.012MPa。反拱型爆破片如果拱面受到损伤，由于提前失稳，使爆破片失稳反转的能量减小，就有可能不能立即致破（即不能泄放介质，达不到泄放压力）的严重后果。同时低压爆破片还容易受夹紧力影响，致使爆破压力不稳定。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在不足之处，提供一种即使在其拱面任意位置轻微受伤后，都可确保在设计压力范围内爆破，且能准确控制爆破压力，爆破压力允差可达到≤2%的反拱型爆破片。

本实用新型的技术解决方案可通过以下措施来达到：一种防超压力泄放安全装置，具有一个反拱形球面爆破膜（1），其特征在于，所述反拱形球面H/D比为1/4～1/6，反拱形球面爆破膜拱面中心制有一三角锥形凹坑（2），其中，D为拱面直径、H为拱面高度。

本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果。

本实用新型采用在反拱形爆破片拱面（H/D比为1/4～1/6）顶部中心加工一凹坑进行压力的预稳定，降低了夹紧力对爆破压力的敏感性和操作、安装时损伤的敏感性。通过调整凹坑直径d、凹坑锥度α（通过模具锥度控制）、圆角r及深度h，可实现对爆破压力的准确控制。通过实验证明本实用新型爆破压力允差可达到≤2%，小于国家标准≤5%的规定,明显优于国家标准。采用本实用新型即使在其拱面任意位置由于任何原因轻微受伤后，都可确保在设计压力范围内爆破。并具有惯性小，可对急剧升高的压力迅速作出反应的优点。

附图说明

图1是本实用新型防超压力泄放安全装置的主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是反拱形爆破片的爆破机理图。