ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗРЫВООПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

Известен взрывной клапан [1] (рис. 4 на стр. 45), состоящий из корпуса, футерованного грузового затвора, подвижно соединенного с корпусом клапана посредством не менее трех гибких связей, в виде цепей, и перекрывающего отверстие в корпусе защищаемого объекта.

Известен взрывозащитный клапан для технологического оборудования [2, 3], состоящий из корпуса, футерованного грузового затвора, подвижно соединенного с корпусом клапана посредством не менее трех гибких связей, в виде цепей, теплоизоляционного элемента и герметизирующей мембраны. К корпусу клапана крепится предохранительное устройство, которое закреплено своей верхней частью на шарнирном рычаге, а нижней - на верхней цилиндрической части корпуса, имеющее разрывной элемент в виде проволоки.

Недостатком известного устройства является то, что мембрана используется для герметизации клапана, т.е. она является практически полностью разгруженной, и на давление срабатывания клапана существенного влияния не оказывает, а установка дополнительного предохранительного устройства усложняет конструкцию, делая ее менее надежной.

Известно взрывозащитное устройство по патенту РФ №130657 [4], содержащее корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, подвижно соединенный с корпусом клапана посредством не менее трех гибких связей, например в виде цепей, один конец которых шарнирно соединен с корпусом клапана, а другой - шарнирно соединен с грузовым затвором, при этом корпус клапана выполнен в виде нижней цилиндрической, средней конической и верхней цилиндрической частей, причем в нижней цилиндрической части размещен футерованный грузовой затвор.

Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность из-за того, что гибкие связи, выполненные в виде цепей, работают рывками, с ударами, так как отсутствует система демпфирования грузового затвора.

Известно взрывозащитное устройство по патенту РФ №131841 [5], F16D 3/04, содержащее корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, подвижно соединенный с корпусом клапана посредством не менее трех гибких связей, при этом футерованный грузовой затвор выполнен с системой демпфирования, закрепленной на горизонтальных перемычках стержней, и обращенное в сторону грузового затвора, а каждое из трех демпфирующих устройств выполнено в виде круглого диска, на котором закреплено посредством винтов основание демпфирующего устройства, выполненного из жесткого вибродемпфирующего материала типа «Агат», которое соединено с втулкой из эластомера.

Недостатком его является сравнительно невысокая эффективность системы демпфирования грузового затвора из-за применения жестких вибродемпфирующих материалов.

Известна взрывозащитная разрушающаяся конструкция ограждения зданий по патенту РФ №131757 [6], Кл. Ε04В 1/92, состоящая из бронированного металлического каркаса с бронированной металлической обшивкой и наполнителем - свинцом. В покрытии объекта у проема заделаны четыре опорных стержня, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры, заделанные в панели. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней приварены листы-упоры.

Недостатком является сравнительно невысокая надежность из-за невысокой эффективности системы демпфирования грузового затвора.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является защитное устройство для взрывоопасных объектов по опубл. заявке РФ №2012135793 [7], Кл. Ε04В 1/92 (прототип), содержащее металлический бронированной каркас с бронированной металлической обшивкой и наполнителем, который выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а каркас имеет в торцах неподвижные патрубки-опоры, а в покрытии взрывоопасного объекта жестко заделаны, по крайней мере, три опорных стержня с листами-упорами в верхней части, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры в металлическом бронированном каркасе, в верхней части опорных стержней закреплены упругодемпфирующие элементы, один конец которых жестко связан своим основанием с листами-упорами, а другой - расположен свободно, при этом каждое из упругодемпфирующих элементов закреплено посредством винтов своим основанием, выполненным в виде круглого диска из жесткого вибродемпфирующего материала типа «Агат», на листах-упорах, жестко соединенных со стержнями, а основание упругодемпфирующего элемента, соединено со втулкой из эластомера, имеющей центральное отверстие, через которое проходит стержень, причем втулка имеет, по крайней мере, три отверстия, соосных со стержнем, в которых расположены упругие элементы, например цилиндрические винтовые пружины, верхний торец которых посредством крепежных элементов соединен с основанием, а нижний - находится в неподжатом состоянии и выступает за нижнюю плоскость втулки на расстояние, определяемое усилием, развиваемым ударной взрывной волной.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая надежность из-за невысокой эффективности системы демпфирования противовзрывной панели.

Технически достижимый результат - повышение надежности срабатывания взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте и обеспечение возврата этих конструкций в исходное положение после взрыва.

Это достигается тем, что в защитном устройстве для взрывоопасных объектов, содержащем металлический бронированной каркас с бронированной металлической обшивкой и наполнителем, который выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а каркас имеет в торцах неподвижные патрубки-опоры, а в покрытии взрывоопасного объекта жестко заделаны, по крайней мере, три опорных стержня с листами-упорами в верхней части, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры в металлическом бронированном каркасе, в верхней части опорных стержней закреплены упругодемпфирующие элементы, один конец которых жестко связан своим основанием с листами-упорами, а другой - расположен свободно, при этом каждый из упругодемпфирующих элементов закреплен посредством винтов своим основанием, выполненным в виде круглого диска из жесткого вибродемпфирующего материала типа «Агат», на листах-упорах, жестко соединенных со стержнями, а основание упругодемпфирующего элемента соединено с втулкой из эластомера, имеющей центральное отверстие, через которое проходит стержень, причем втулка имеет, по крайней мере, три отверстия, соосных со стержнем, в которых расположены упругие элементы, например цилиндрические винтовые пружины, верхний торец которых посредством крепежных элементов соединен с основанием, а нижний - находится в неподжатом состоянии и выступает за нижнюю плоскость втулки на расстояние, определяемое усилием, развиваемым ударной взрывной волной, а в нижние торцы упругих элементов упирается подвижная плита, шарнирно связанная с, по крайней мере, тремя упругими элементами, вторые концы которых шарнирно соединены с фрикционной втулкой, охватывающей с натягом стержень.

На фиг. 1 представлена схема защитного устройства для взрывоопасных объектов, на фиг. 2 - схема упругодемпфирующего элемента.

Защитное устройство для взрывоопасных объектов (фиг. 1) состоит из бронированного металлического каркаса 1 с бронированной металлической обшивкой 2 и наполнителем - свинцом 3. Наполнитель может быть выполнен по форме в виде шарообразной крошки одного диаметра; в виде шарообразной крошки разного диаметра. Наполнитель может быть выполнен в виде крошки произвольной формы разного диаметрального (максимального по внешнему, произвольной формы, контуру крошки) размера.

В покрытии объекта 7 у проема 8 симметрично относительно оси 9 заделаны, по крайней мере, три опорных стержня 4, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 6, заделанные в металлическом каркасе 1. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней 4 приварены листы-упоры 5. Для того чтобы сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки при возврате панели, наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки. В верхней части опорных стержней 4 закреплены упругодемпфирующие элементы 10, один конец которых жестко связан своим основанием 11 с листами-упорами 5, а другой - расположен свободно.

Каждый из упругодемпфирующих элементов 10 (фиг. 2) закреплен посредством винтов 12 своим основанием 11, выполненным в виде круглого диска из жесткого вибродемпфирующего материала типа «Агат», на листах-упорах 5, жестко соединенных со стержнями 4. Основание 11 упругодемпфирующего элемента соединено со втулкой 13 из эластомера, имеющей центральное отверстие, через которое проходит стержень 4. Втулка имеет, по крайней мере, три отверстия 14, соосных со стержнем 4, в которых расположены упругие элементы 15, например цилиндрические винтовые пружины, верхний торец которых посредством крепежных элементов 16 соединен с основанием 11, а нижний - находится в свободном (неподжатом) состоянии и выступает за нижнюю плоскость втулки 13 на расстояние, определяемое усилием, развиваемым ударной взрывной волной.

В нижние торцы упругих элементов 15 упирается подвижная плита 17, шарнирно связанная с, по крайней мере, тремя упругими элементами 18, вторые концы 19 которых шарнирно соединены с фрикционной втулкой 20, охватывающей с натягом стержень 4.

Защитное устройство для взрывоопасных объектов работает следующим образом.

При взрыве внутри производственного помещения (на чертеже не показано) происходит подъем каркаса 1 с бронированной металлической обшивкой 2 и наполнителем от воздействия ударной волны и через открытый проем 8 сбрасывается избыточное давление.

При этом упругодемпфирующие элементы 10 сжимаются, гася энергию взрыва, а затем возвращают панель в исходное состояние.

После взрыва и спада избыточного давления, опустившись, панель перекрывает проем 8 и вредные вещества не поступают в атмосферу. Для фиксации предельного положения панели служат листы-упоры 5. Для того чтобы сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки при возврате панели, наполнитель металлического каркаса 1 выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни 4 могут быть выполнены упругими.

Использование предложенного технического решения позволяет осуществить предотвращение взрывоопасных объектов от разрушения и снижение поступления вредных веществ в атмосферу при аварийном взрыве.

Источники библиографии, цитируемые при патентном поиске

1. Кочетов О.С. Расчет взрывозащитных устройств. Журнал «Безопасность труда в промышленности», №4, 2010, стр. 43-49.

2. Дурнев Р.А., Кочетов О.С., Иванова О.Ю. Взрывозащитный клапан // Патент РФ на полезную модель №120736. Опубликовано 27.09.2012. Бюллетень изобретений №27.

3. Дурнев Р.Α., Кочетов О.С., Иванова О.Ю. Стенд для испытаний разрушающихся элементов конструкций зданий и сооружений // Патент РФ на полезную модель №123104. Опубликовано 20.12.2012. Бюллетень изобретений №35.

4. Дурнев Р.А., Иванова О.Ю., Кочетов О.С. Взрывозащитное устройство с разрывной мембраной // Патент РФ на полезную модель №130657. Опубликовано 27.07.2013. Бюллетень изобретений №21.

5. Аюбов Э.Н., Омельченко М.В., Кочетов О.С., Тараканов А.Ю., Скубак Н.Ю., Поляков И.А. Взрывозащитный клапан // Патент РФ на полезную модель №131841. Опубликовано 27.08.2013. Бюллетень изобретений №24.

6. Дурнев Р.А., Иванова О.Ю., Кочетов О.С. Взрывозащитная разрушающаяся конструкция ограждения зданий // Патент РФ на полезную модель №131757. Опубликовано 27.08.2013. Бюллетень изобретений №24.

7. Дурнев Р.А., Иванова О.Ю., Кочетов О.С. Защитное устройство для взрывоопасных объектов // Заявка на изобретение №2012135793. Опубликовано 27.02.2014. Бюллетень изобретений №6.