Устройство для испытания стекол на действие динамических нагрузок

Устройство для испытания стекол на действие динамических нагрузок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛ.П ИСПЫТАНИЯ СТЕКОЛ НА ДЕЙСТВИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК, содержащее камеру для размещения испытуемых стекол и источник газа высокого давления, сообщенный с камерой трубопроводом с запорно-регулирутащим механизмом, включающим подвижный и неподвижньш элементы , отличающе.еся тем, что, с целью приближения условий испытаний к реальным условиям при испытаниях стекол на воздействие нагрузок , характерных для взрывного горения горючих смесей в помещении, в неподвижном элементе запорно-регулирующего механизма выполнено прямоугольное отверстие, а в подвижном элементе - отверстие криволинейного профиля, форма которого описывается вьфажениями 3,5с(; Z,,e5a ЬО,005Т1.ь() 0( / где Ь - длина отверстия в неподвижном элементе запорно-регулирующего механизма; i Ъ высота отверстия в неподвижном элементе запорно-регули (Л рующего механизма; g длина отверстия в подвижном элементе запорно-регулирующего механизма; V расстояние от начала отверстия в подвижном элементе запорно-регулирующего механизма со вдоль его длины; 05 1л переменная высота отверстия сл в подвижном элементе запорнорегулирующего механизма. 4;:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (!!) 1!) С 01 М 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2.,5 5 х -0,85 а

1)= 0,00671 Ь где с( (21) 3493194/25-28 (22) 12.07.82 (46) 07.06.84. Бюл. !. 21 (72) Л.П.Пилюгин, H.Ï.Ãàäàê÷ÿí и Н.А.Литвин (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.В.Куйбышева (53) 620.178.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 207439, кл, G 01 М 9/00, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

)! - 593533, кл. G 01 М 9/00, 1976 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

СТЕКОЛ НА ДЕЙСТВИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ

НАГРУЗОК, содержащее камеру для размещения испытуемых стекол и источник газа высокого давления, сообщенный с камерой трубопроводом с запорно-регулирующим механизмом, включающим подвижный и неподвижный элементы, о т л и ч а ю щ е .е с я тем, что, с целью приближения условий испытаний к реальным условиям при испытаниях стекол на воздействие нагрузок, характерных для взрывного roрения горючих смесей в помещении, в неподвижном элементе запорно-регулирующего механизма выполнено прямоугольное отверстие, а в подвижном элементе — отверстие криволинейного

1 профиля, форма которого описывается выражениями =3,5а; длина отверстия в неподвижном элементе запорно-регулирующего механизма; высота отверстия в неподвиж- @ ном элементе запорно-регулирующего механизма; длина отверстия в подвижном элементе запорно-регулирующего механизма; расстояние от начала отверстия в подвижном элементе запорно-регулирующего механизма вдоль его длины; переменная высота отверстия в подвижном элементе запорнорегулирующего механизма.

1 109651

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам, служащим для испытаний стекол на воздействие динамических нагрузок.

Известно устройство для испытания строительных элементов, в частности стекол, на действие дйнамической нагрузки, содержащее испытательную камеру для размещения испытуемого объекта, резервуар, в котором на- 10 ходится рабочая среда под повышенным давлением, и соединяющий резервуар с испытательной камерой трубопровод с запорным устройством в виде быстродействующего клапана. При открыва,нии клапана рабочая среда поступает в испытательную камеру и через упругий элемент передает нагрузку на испытуемый объект f1).

Недостатком этого устройства является невозможность регулирования формы импульса давления.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для испытания стекол на 25 действие динамических нагрузок, содержащее камеру для размещения испытуемых стекол и источник газа высокого давления, сообщенный с камерой трубопроводом с запорно-регули- Зп рующим механизмом, включающим подвижный и неподвижный элементы.

Запорно-регулирующий механизм выполнен в виде электроуправляемой заслонки и позволяет в ходе испытаний изме- З нять величину расхода газа по простейшим законам, меняя тем самым форму динамического импульса (2 1.

Однако электромеханическая заслонка не позволяет воспроизводить динамические импульсы сложной формы„ соответствующие аварийным нагрузкам„ в частности нагрузкам, характерным для взрывного горения горючихсмесей в закрытых помещениях. фЯ

Целью изобретения является приближение условий испытаний к реальным условиям при испытаниях стекол на воздействие нагрузок, характерных для взрывного горения горючих смесей

5О в помещениях.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для испытания стекол на действие динамических нагрузок, содержащем камеру для размещения испытуемых стекол и источник газа высокого давления, сообщенный с камерой трубопроводом с запорнорегулирующим механизмом, включающии подвижный и неподвижный элементы, 8 неподвижном элементе запорно-регулирующего механизма выполнено прямоугольное отверстие, а в подвижном элементе — отверстие криволинейного профиля, форма которого описывается выражениями

Р =. 3.5м;

2,Я Х "0,8 >

И =0 0О57 Ь где e — длина отверстия в неподвижном элементе запорно-регулирующего механизма,"

Ь вЂ” высота отверстия в неподвижном элементе запорно-регулирующего механизма;, — длина отверстия в подвижном элементе запорно-регулирующего механизма;

x — расстояние от начала отверстия в подвижном элементе запорно-регулирующего механизма вдоль его длины; h — переменная высота отверстия в подвижном элементе запорнорегулирующего механизма.

При взаимном перемещении подвижного и неподвижного элементов запорно-регулирующего механизма проходное сечение этого механизма и, соответственно, расход газа, поступающего в камеру, изменяется по закону, обеспечивающему воспроизведение в камере динамического роста давления, характерного для взрывного горения горючих смесей в помещениях и определяемого выражением (аг 3 при с< „в

Lb(t-tz) +др, при t„

1 где ЛР

1096514

0P< — избыточное давление, при котором кончается процесс вскрытия остекления (разрушение испытуемых стекол); время, при котором избыточ- S ное давление достигает величины Л р „.

Форма отверстия в подвижном элементе запорно-регулирующего механизма получается расчетным путем для случая истечения газа из резервуара высокого давления в резервуар с более низким давлением с учетом регулирования расхода газа за счет изменения сечения проходного отверстия с целью обеспечения изменения давления во втором резервуаре по закону (1) .

На фиг. 1 изображено устройство для испытания стекол на действие 20 динамических нагрузок; на фиг. 2— запорно-регулирующий механизм, продольный разрез; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — форма отверстий в подвижном и неподвижном элементах запорно-регулирующего механизма;на фиг.5 — графики нагрузок, характерных для взрывного горения горючих смесей при последовательно вскрывающихся стеклах остекления (фиг.5а) и в замкнутом объеме(фиг.5б), Устройство содержит источник газа высокого давления в виде резервуара 1 и компрессора 2, трубопровод 3, соединяющий резервуар 1 с компрессо- з5 ром 2, запорный кран 4, камеру 5, съемную рамку 6 (оконный переплет) и испытуемое стекло 7, запорно-регулирующий механизм 8, трубопровод 9 для подачи сжатого газа в камеру 5, 40 тормозную пластинку 10, три перфорированные преграды 11 и датчики 12 давления.

Запорно-регулирующий механизм 8 состоит из непьдвижного элемента 13, 45 жестко соединенного с трубопроводом 9, и подвижного элемента 14. Неподвижный элемент 13 запорно-регулирующего механизма 8 имеет прямоугольное отверстие 15 площадью S и отверс 5о тие 16 с таким же проходным сечением, что и трубопровод 9. Подвижный элемент 14 запорно-регулирующего механизма 8 с отверстиями 17 и 18, штурвалом 19 и фиксатором 20 положения закреплен на неподвижном элементе 13 с помощью крышки 21. Форма отверстия 17 криволинейная. Отверстие 18 имеет такое же проходное сечение, как и трубопровод 9.

В местах соприкосновения подвижного и неподвижного элементов 13 и 14 запорно-регулирующего механизма 8 они точно подгоняются один к другому (притираются). Вращение подвижного элемента осуществляется с помощью штурвала 19.

На фиг. 4 изображены развертки сечений отверстия 15 (слева) и отверстия 17 (справа). Взаимное положение отверстий 15 и 17 показано при закрытом запорно-регулирующем механизме 8, когда расстояние между ними равно с . При открывании запорно-регулирующего механизма 8 отверстие 17 смещается в указанном стрелкой направлении.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый газ в резервуар 1 высокого давления (фиг. 1) подается компрессором 2 по трубопроводу 3. При достижении необходимого уровня давления компрессор 2 выключается, и трубопровод 3 перекрывается запорным краном 4. В проеме камеры 5 устанавливается съемная рамка 6 (оконный переплет) с испытуемым стеклом 7.

После этого вручную или с помощью механического привода (не показан) осуществляется открывание запорно-регулирующего механизма 8, обеспечивающего подачу по трубопроводу 9 сжатого газа в камеру 5 в соответствии с требуемым режимом загружения испытуемого стекла 7 динамической нагрузкой. При открывании запорнорегулирующего механизма 8 отверстие 17 (фиг.2 и 3) смещается относительно отверстия 15 в направлении, указанном стрелкой на фиг.4. В зависимости от реализуемого режима эагружения стекла 7 динамической нагрузкой максимальный угол поворота подвижного элемента 14 запорно-регулирующего механизма 8 составляет (61 где - — наружный радиус подвижного элемента 14 запорно-регулирующего механизма 8;

Регистрация характера и величины нагрузки, действующей на стекло 7, производится с помощью датчиков 12 давления.

Объем камеры 5 и площадь прямоугольного проходного отверстия 15 в неподвижном элементе 13 запорнорегулирующего механизма 8 (при максимальном давлении в источнике газа

3 109651 о — зазор между отверстиями 15 и 17 при закрытом запорнорегулирующем механизме 8.

В первом случае обесп"чивается загружение испытуемого стекла 7

5 нагрузкой, характерной для взрывного горения горючих смесей при Последовательно вскрывакнцихся стеклах 7 стекления (фиг. 5), а во втором— для взрывного горения горючих смесей 10 в закрытом объеме (фиг. 5). Требуемый угол поворота подвижного элемента 1ц запорно-регулирующего механизма 8 фиксируется с помощью фиксатора 20.

Обеспечение требуемого времени действия и максимальной величины на-l грузки производится за счет скорости открывания запорно-регулирующего механизма 8 и уровня давления, создаваемого в резервуаре 20

Торможение потока газа, втекающего в камеру 5 по трубопроводу 9, при встрече с тормозной пластинкой 10 и последующее прохождение газом перфорированных преград 11 д5 приводят к равномерному распределению давления, действующего на поверхность стекла 7.! б высокого давления до 1,0-1,5 МПа) определяются соотношениями

1, 5 "р с 1/к -< 3 УР у ф! - и где V — объем камеры 5; объем резервуара высокого давления;

S — площадь прямоугольного проходного отверстия 15 в не- . подвижном элементе 13 запорно-регулирующего механизма 8.

Площадь сечения канала трубопровода 9, соединяющего резервуар 1 высокого давления с камерой 5, не должна бать меньше S.

Предлагаемое устройство для испытания стекол на действие динамических нагрузок позволяет за счет использования запорно-регулирующего механизма с профилированным отверстием в подвижном элементе осуществлять испытания стекол динамической нагрузкой, характерной для взрывного горения горючих смесей в помещениях, и может быть использовано для определения законов распределения прочности стекол, предназначенных для остекления помещений взрывоопасных произ,водств. Проектирование остекления помещений взрывоопасных производств с учетом полученных законов распределения прочности входящих в его состав стекол позволяет сократить разрушения в аварийных ситуациях при взрывном горении горючих смесей.

1096514

А-М

И ц

Составитель В.Финогенов

Редактор P.Öèöèêà Техреду.Мигунова Корректор А.Зимокосов

Заказ 3815/30 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4