灭火器设计计算.(DOC)

推车式干粉灭火器

设计计算书

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目录

1、目的及适用范围

2、产品设计依据

3、灭火器设计压力和工作压力的计算

4、灭火器水压试验压力计算

5、灭火器筒体材料的选择

6、灭火器筒体壁厚的计算

7、筒体爆破压力的计算

8、筒体容积的计算

9、器头螺纹连接强度的校核计算

10、开启力计算

1、目的及适用范围

MFTZ/ABC 型推车式干粉灭火器由筒体、器头、喷射系统、推车行走系统、开启机构等组成，利用氮气为驱动气体，将筒体内的ABC 干粉灭火剂以粉雾状喷出扑灭火焰，是一种高效能的灭火器，它主要适用于扑救易燃液体、可燃气体和电器设备的初起火灾，还能扑灭棉、麻织品、木竹等固体物质的初起火灾。为确保灭火器性能符合产品质量标准，特对灭火器的设计压力、筒体强度、容积等主要技术参数进行计算。

本设计计算书适用于MFTZ/ABC35型推车式干粉灭火器。 2、产品设依据

GB8109-2005 《推车式灭火器》 GB4066.2-2004《干粉灭火剂

第2部分：ABC 干粉灭火剂》

GB5100-1994《钢质焊接气瓶》 《机械工程手册》⑸ 机械工业出版社 《物理化学》

上海化工学院胡美等编

3、灭火器设计压力和工作压力的计算

根据GB8109-2005的规定，MFTZ/ABC35型推车式干粉灭火器使用温度范围为-20℃~+55℃，为确保在-20℃时的喷射性能，根据试验证明，当灭火器氮气压力为1.04Mpa （表压）时，低温喷射性能符合GB8109-2005的要求。为保证-20℃时灭火器内部压力为1.04MPa （表压），+20℃时应充装氮气压力和+55℃时灭火器内部平衡压力由《物理化学》中查理定律可计算为：

ms

ms s s T P

T P T T == 式中：P —-20℃时灭火器内部平衡压力Mpa P s —+20℃时灭火器内部平衡压力Mpa P ms — +55℃时灭火器内部平衡压力Mpa

T — -20℃对应的绝对使用温度

-20+273=253K T s — +20℃对应的绝对使用温度 +20+273=293K T ms —+55℃对应的绝对使用温度

+55+273=328K

则：MPa T T P P s s 2.1253

293

04.1≈⨯==

⋅

MPa T T P P s s m s ms 34.1293

328

2.1≈⨯=⋅=

由计算结果和工作压力（P s ），设计压力（即最大工作压力P ms ）的定义，可确定推车干粉灭火器的工作压力（按额定充装和加压的灭火器在20℃中放置18h 后内部平衡压力）为1.2Mpa ，设计压力即最大工作压力（按额定充装和加压的灭火器在55℃环境中放置18h 后内部平衡压力）经试验证明为1.4MPa 。 4、灭火器水压试验压力计算

根据GB8109-2005第6.10.1.1条款规定：推车式灭火器的钢质焊接筒体的材料、设计、制造、检验规则和试验方法应符合GB5100的要求。其中水压试验压力P t 为1.5倍的最大工作压力Pms 或2.0MPa ，取其中较大者

P t =1.5×P ms 式中：P t —水压试验压力MPa P ms —最大工作压力MPa 则 P t =1.5×1.4=2.1MPa

由计算结果，可确定MFTZ/ABC35型推车式干粉灭火器水压试验压力为2.1MPa 。 5、灭火器筒体材料的选择

根据GB5100-1994标准中第5.1条款的规定，考虑到材料的机械性能等条件，拟选定HP295气瓶钢板，其机械性能按Q/BQB321-94-宝山钢铁（集团）公司企业标准《焊接气瓶用热轧钢板及钢带》如表1：

表1

6、灭火器筒体壁厚的计算 6.1计算方法及计算公式

MFTZ/ABC35型灭火器筒体上下封头采用冲压成形工艺制造，筒体采用钢板卷圆，与封头拼焊的工艺制造。由于筒身和封头最小壁厚计算不一，所以两者分别计算，整体选定钢板厚度应满足其中较大值。

6.1.1筒体的设计壁厚（即最小壁厚）计算，按GB5100-94标准中第5.5.1条款规定的公式计算：

h

s i

h P D P S -⋅⋅=

3

.121ϕ

σ

式中： S 1—筒体设计壁厚mm P h —筒体水压试验压力MPa D i —筒体内径mm

σs —屈服应力或常温下材料屈服点MPa φ—焊缝系数 φ=0.9

6.1.2封头设计壁厚计算，按GB5100-94标准中第5.5.2条款规定的公式计算：

式中：S 2 —封头设计壁厚mm

K —封头形状系数K ，对于标准椭圆封头（Hi=0.25Di ），K=1

6.1.3整体瓶体设计壁厚计算按GB5100-94标准中第5.5.3条款规定应符合。

a 当钢瓶内直径D i ＜250mm 时，不小于2mm 。

b 当钢瓶内直径D i ≥250mm 时，不小于按下式计算的厚度

1250

+=

D S 式中：S —瓶体设计壁厚mm D 0—钢瓶外直径mm

6.1.4钢瓶筒体和封头的名义壁厚按GB5100-94标准中第5.5.4条款规定应相等，确定瓶体的名义厚度时 ，应考虑腐蚀量、钢板厚度负偏差和工艺减薄量。 6.2计算

6.2.1 MFTZ/ABC35型灭火器筒体设计壁厚（即最小壁厚）计算

h

s i

h P D P S -⋅⋅=

3

.121φ

σ

其中： P h = 2.1MPa

D i = 314mm σs = 295MPa

h

s

i h P K D P S -⋅⋅=

3

.122σ