×
27.06.2014
216.012.d66c

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ПОДБОРА РАЗМЕРА ОТВЕРСТИЯ ДЛЯ ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМОГО ЭЛЕМЕНТА КОНСТРУКЦИИ И ЕГО МАССЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ОТ ВЗРЫВОВ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002520670
Дата охранного документа
27.06.2014
Аннотация: Изобретение относится к системам безопасности в чрезвычайных ситуациях и может быть использовано для взрывозащиты зданий, сооружений, а также технологического оборудования. Технический результат: повышение эффективности защиты зданий, сооружений, а также технологического оборудования от взрывов путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания с помощью разрушающихся элементов конструкций и оценки эффективности легкосбрасываемых ограждающих взрывозащитных устройств при аварийном режиме на объекте, а также обеспечение возврата этих конструкций в исходное положение после взрыва. Устройство подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов, содержит взрывную камеру, в верхнем основании которой имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым элементом, площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец, а сбрасываемый элемент перекрывает отверстие в кольце, над которым закрепляется защитный экран, причем второе отверстие перекрывается клапаном, который прижимается к отверстию с помощью электромагнита и открывается пружиной при размыкании контактов, а усилие прижатия клапана и сжатия пружины устанавливается таким образом, чтобы суммарное усилие было равно допускаемому давлению, умноженному на площадь отверстия клапана. Причем легкосбрасываемый элемент содержит металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющий в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры, а в покрытии взрывоопасного объекта жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели, причем наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни выполнены упругими, при этом он дополнительно содержит упругодемпфирующиеся разрушающиеся элементы одноразового действия, которые крепятся на опорных стержнях к листам-упорам посредством демпфирующего основания винтами, а к основанию коаксиально стержню прикреплена посредством фланца винтами втулка одноразового действия, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, при этом упругая часть разрушающегося элемента выполнена в виде по крайней мере трех листовых рессор, обращенных своей выпуклой частью в сторону оси стержня, на котором имеется резьбовой участок для крепления зажимного элемента втулочного типа с канавками для фиксации одного из концов листовых рессор, а другой конец которых закреплен в демпфирующем основании посредством литьевого полиуретана. 3 ил.
Основные результаты: Устройство подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов, содержащее взрывную камеру, в верхнем основании которой имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым элементом, площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец, а сбрасываемый элемент перекрывает отверстие в кольце, над которым закрепляется защитный экран, причем второе отверстие перекрывается клапаном, который прижимается к отверстию с помощью электромагнита и открывается пружиной при размыкании контактов, а усилие прижатия клапана и сжатия пружины устанавливается таким образом, чтобы суммарное усилие было равно допускаемому давлению, умноженному на площадь отверстия клапана, т.е. ΔF=F-F=ΔPS,где F - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м; F - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, Н:F=(10÷15) gm, где g=9,81 м/с; m - масса сердечника электромагнита с клапаном, кг; ΔР - перепад допускаемого давления для модельной установки; S - площадь отверстия клапана, м, отличающееся тем, что легкосбрасываемый элемент содержит металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющий в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры, а в покрытии взрывоопасного объекта жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели, причем наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни выполнены упругими, при этом он дополнительно содержит упругодемпфирующиеся разрушающиеся элементы одноразового действия, которые крепятся на опорных стержнях к листам-упорам посредством демпфирующего основания винтами, а к основанию, коаксиально стержню, прикреплена посредством фланца винтами втулка одноразового действия, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, при этом упругая часть разрушающегося элемента выполнена в виде по крайней мере трех листовых рессор, обращенных своей выпуклой частью в сторону оси стержня, на котором имеется резьбовой участок для крепления зажимного элемента втулочного типа с канавками для фиксации одного из концов листовых рессор, а другой конец которых закреплен в демпфирующем основании посредством литьевого полиуретана.

Изобретение относится к системам безопасности в чрезвычайных ситуациях и может быть использовано для взрывозащиты зданий, сооружений, а также технологического оборудования.

Технологический процесс некоторых производств связан с возможным выделением и скоплением в производственном помещении паров горючих жидкостей, газов или пылей, которые, смешиваясь с воздухом в определенных концентрациях, образуют взрывоопасную среду, - такие производства относятся к категориям А, Б или Е по взрывной и взрывопожарной опасности.

Взрыв газо-, паро- и пылевоздушных смесей вызывает повреждение зданий и оборудования. В качестве защиты зданий от разрушения в них часть ограждающих конструкций выполняют легкосбрасываемыми или легкоразрушающимися.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является взрывозащитное устройство по патенту РФ №2379569 (прототип), содержащее корпус клапана, затвор, теплоизолирующий и разрывной элементы.

Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность срабатывания из-за отсутствия сравнительных испытаний на модельных объектах.

Задачей заявленного объекта является следующее: по допускаемому давлению необходимо подобрать требуемую площадь отверстия и допустимый вес (массу) легкосбрасываемых (разрушающихся) ограждающих устройств на единицу площади ограждаемого проема (отверстия).

Технический результат - повышение эффективности защиты зданий, сооружений, а также технологического оборудования от взрывов путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания с помощью разрушающихся элементов конструкций и оценкой эффективности легкосбрасываемых ограждающих взрывозащитных устройств при аварийном режиме на объекте и обеспечение возврата этих конструкций в исходное положение после взрыва.

Это достигается тем, что в способе подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов, заключающимся в том, что во взрывной камере осуществляют взрыв паров горючей жидкости посредством воспламенения горючей смеси от электрической искры свечи зажигания и определяют параметры взрыва, а взрывную камеру оснащают легкосбрасываемым элементом, который устанавливают в торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном, параллельно с механическим индикатором давления с тумблером включения двигателя индикатора, а взрывную камеру со свечой зажигания, имеющей кнопку включения зажигания, располагают оппозитно торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном, при этом сосуд комплектуют штуцерами для продувки взрывного сосуда после проведения эксперимента, причем штуцер для заливки горючей жидкости с установленной на нем пробкой закрепляют в стенке сосуда над контактами свечи зажигания, при этом элементы, участвующие в испытании: индикатор давления, свеча зажигания, штуцер для заливки горючей жидкости, штуцера для продувки взрывного сосуда, подбирают по прочности на «разрыв», превосходящей прочность исследуемого легкосбрасываемого элемента не менее чем в два раза, при этом давление взрыва регистрируют механическим индикатором давления, причем после каждого эксперимента производят продувку воздухом внутреннего объема сосуда, а необходимую концентрацию смеси паров с воздухом обеспечивают дозировкой жидкости пипеткой через штуцер, который после заливки жидкости закрывают пробкой, при этом устанавливаю такие значения площади отверстия и характеристик легкосбрасываемых конструкций - веса и прочности, чтобы выполнялось условие:

ΔРП≤ΔРЛ≤ΔРД, где ΔРПП0; ΔРЛЛ0; ΔРД - допускаемое давление из условия прочности или несущей способности основных конструкций зданий, МПа; Р0 - атмосферное давление, МПа; РЛ - максимальное давление на стенки при взрыве газо- и паровоздушной смеси в сосуде с отверстием, огражденным лсгкосбрасываемым элементом, МПа; РП - максимальное давление на стенки при взрыве смеси в полузамкнутом объеме, т.е. отверстие открыто с момента воспламенения, МПа; при этом сначала находят перепад допускаемого давления ΔРД.М м для модельной установки но следующей формуле:

где ΔРД.Н - перепад избыточного давления на стенки объема в натурных условиях, МПа; WН - объем сосуда в натурных условиях, м3; WМ - объем взрывной камеры модельной установки, м3; dср.Н, dср.М - средний диамегр отверстия натуры и модели соответственно, а

затем, опытным путем на лабораторной установке определяют требуемую величину Ксб и массу сбрасываемого элемента из условия: Ксб=Sотв/W, где Sотв - площадь отверстия, м2; W - объем взрывной камеры, м3.

На фиг.1 представлена схема устройства для осуществления способа подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов, на фиг.2 представлена схема легкосбрасываемого элемента взрывозащитной конструкции, на фиг.3 - схема упругодемпфирующегося разрушающегося элемента одноразового действия для легкосбрасываемого элемента взрывозащитной конструкции.

Устройство для осуществления способа подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов (фиг.1), состоит из взрывной камеры 1, представляющей собой металлический сосуд объемом, равным 500÷1000 см3 (толщина стенок 7÷8 мм). В верхнем основании сосуда имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым элементом 2 взрывозащитной конструкции. Площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец 21. Сбрасываемый элемент 2 перекрывает отверстие в кольце 21, над которым закрепляется защитный экран 3. Второе отверстие перекрывается клапаном 19, который прижимается к отверстию с помощью электромагнита 12 и открывается пружиной 11 при размыкании контактов 4. Усилие прижатия клапана и сжатия пружины устанавливается таким образом, чтобы суммарное усилие было равно допускаемому давлению, умноженному на площадь отверстия клапана, т.е.

где FЭ.М - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м2; FПР - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, Н: FПР=(10÷15) gm, где g=9,81 м/с2; m - масса сердечника электромагнита с клапаном, кг; SКЛ - площадь отверстия клапана, м2.

Тяговое усилие электромагнита может меняться путем изменения тока через реостат 8 посредством подвижного контакта 9 реостата. Для измерения усилия электромагнита и сжатия пружины предусмотрено параллельное устройство электромагнитного клапана 6, величина тока электромагнита в котором регулируется от того же реостата 8 путем переключения контактов 5. Для настройки требуемой разности усилий электромагнита и пружины имеется динамометр 7. Для образования паровоздушной взрывоопасной смеси в камере имеется пробка-испаритель 18, в которую с помощью бюретки вносится требуемое количество легковоспламеняющейся жидкости и пробка ввинчивается так, что пары жидкости через окна в стенках пробки-испарителя попадают в камеру и, смешиваясь с воздухом, образуют взрывоопасную смесь.

Поджигается смесь электрической искрой 20 от индукционной катушки 14, включается зажигание кнопкой 13. В одной из торцевых (боковых) стенок взрывной камеры 1 имеется отверстие под штуцер 17, в котором закреплена трубка от воздуходувки 15, перекрываемой краном 16. В другой, оппозитно расположенной, торцевой (боковой) стенке взрывной камеры 1 имеется отверстие под штуцер 23 для трубки 22, перекрываемой краном 24, которое служит для поддержания в камере 1 атмосферного давления во время испарения жидкости.

Легкосбрасываемый элемент 2 взрывозащитной конструкции (фиг.2) состоит из бронированного металлического каркаса 25 с бронированной металлической обшивкой 26 и наполнителем - свинцом 27. В покрытии объекта 31 у проема 32 симметрично относительно оси 33 заделаны четыре опорных стержня 28, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 30, заделанные в панели. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней 28 приварены листы-упоры 29. 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, а опорные стержни 28 выполнены упругими. К листам-упорам 29 крепится упругодемпфирующийся разрушающийся элемент 34 одноразового действия.

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.

Упругодемпфирующийся разрушающийся элемент 10 одноразового действия (фиг.3) крепится на опорных стержнях 28 к листам-упорам 29 посредством демпфирующего основания 35 винтами 36. К основанию 35, коаксиально стержню 28, прикреплена посредством фланца 38 винтами 39 втулка 37 одноразового действия, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора. Упругая часть разрушающегося элемента 34 выполнена в виде, по крайней мере, трех листовых рессор 43, обращенных своей выпуклой частью в сторону оси стержня 28, на котором имеется резьбовой участок 40 (резьба с мелким шагом) для крепления зажимного элемента 41 втулочного типа с канавками 42 для фиксации одного из концов листовых рессор 43, другой конец которых закреплен в в демпфирующем основании 35 посредством литьевого полиуретана.

Сборка упругодемпфирующегося разрушающегося элемента 34 одноразового действия осуществляется в следующей последовательности. К стержню 28, перпендикулярно его оси, приваривается лист-упор 29, после чего к нему винтами 36 крепится основание 35, имеющее канавки (не показано) для установки одного из концов листовых рессор 43, которые заливаются литьевым полиуретаном. После чего на стержне 28 устанавливается втулка 37, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, которая поджимается по резьбовому участку 40 зажимным элементом 41 втулочного типа с канавками 42 для одновременной фиксации другого конца листовых рессор 43. Таким образом, разрушающийся элемент 34 готов к установке на противовзрывную панель.

Легкосбрасываемый элемент 2 взрывозащитной конструкции работает следующим образом.

При взрыве внутри производственного помещения (не показано) происходит подъем легкосбрасываемого элемента 2 от воздействия ударной волны и через открытый проем 32 сбрасывается избыточное давление. После взрыва и спада избыточного давления, опустившись, панель перекрывает проем 32 и вредные вещества не поступают в атмосферу. Для фиксации предельного положения панели служат листы-упоры 29.

Упругодемпфирующийся разрушающийся элемент 34 одноразового действия работает следующим образом.

При подъеме легкосбрасываемого элемента 2 взрывозащитной конструкции от воздействия ударной волны он упирается в зажимной элемент 41 втулочного типа и срезается резьба на резьбовом участке 40 стержня 28. При дальнейшем движении легкосбрасываемого элемента 2 вверх зажимной элемент 41 разрушает втулку 37 одноразового действия, выполненную из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, и сжимает упругие элементы, выполненные в виде листовых рессор 43, которые, сжимаясь от возрастающего давления ударной волны, в определенный момент освобождаются от крепления своих концов в канавках 42 и в основании 35 и падают, освобождая путь для дальнейшего продвижения зажимного элемент 41 по стержню 28 до взаимодействия его с демпфирующим основанием 35. В случае большого (более 5 КПа) давления взрывной волны либо срезается сварочное соединение, которое крепит опорные стержни 28 к листам-упорам 29, либо происходит заклинивание и разрыв стержней 28.

Для того чтобы сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки при возврате легкосбрасываемого элемента 2 наполнитель металлического каркаса 25 выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни 28 выполнены упругими.

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

Способ подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов, осуществляют следующим образом.

При проектировании легкосбрасываемых устройств основная задача состоит в установлении таких значений площади отверстия (проемов) и характеристик легкосбрасываемых конструкций - веса и прочности, чтобы выполнялось условие

где ΔРПП0; ΔРЛЛ0; ΔРД - допускаемое давление из условия прочности или несущей способности основных конструкций зданий, МПа; Р0 - атмосферное давление, МПа; PЛ - максимальное давление на стенки при взрыве газо- и паровоздушной смеси в сосуде с отверстием, огражденным легкосбрасываемым элементом, МПа; РП - максимальное давление на стенки при взрыве смеси в полузамкнутом объеме, т.е. отверстие открыто с момента воспламенения, МПа.

Величина ΔРД должна определяться расчетом конструкций здания на воздействие взрывной нагрузки. При этом ΔРД следует считать заданным. При взрыве в камере небольшого объема давление на стенки сосуда оказывается большим, чем при взрыве в камере большого объема при прочих равных условиях - природы и концентрации горючего газа, площади отверстия на 1 м3 объема, веса легкосбрасываемого ограждающего устройства на 1 м2 площади отверстия. Влияние масштабного фактора становится особенно заметным при переходе от лабораторных условий, т.е. объемов порядка нескольких литров, к натурным условиям, например к условиям производственных помещений, имеющих объемы порядка нескольких тысяч метров кубических.

Величина давления для условий взрыва в производственных помещениях по опытным данным, полученным на лабораторной установке, приближенно может быть определена по формуле

где ΔРН - избыточное давление на стенки объема в натурных условиях, МПа; ΔРМ - избыточное давление на стенки сосуда на модельной установке, МПа; WН - объем сосуда (помещения) в натурных условиях, м3; WМ - объем взрывной камеры модельной установки, м3; dср.Н, dср.М - средний диаметр (размер) отверстия натуры и модели соответственно.

Для заданных условий - объема помещения WН, допускаемого давления РД, природы и концентрации взрывоопасной смеси, необходимо определить требуемую площадь отверстия и массу легкосбрасываемого элемента так, чтобы выполнялось условие (2). Для этого сначала из соотношения (2) находят РД.М для модельной установки:

Затем, опытным путем на лабораторной установке следует определить требуемую величину Ксб намассу сбрасываемого элемента из условия:

где Sотв - площадь отверстия, м2; W - объем взрывной камеры, м3.

Защита зданий с помощью легкосбрасываемых или легкоразрушающихся устройств состоит в том, что часть ограждающих конструкций (стен и кровли) делают ослабленными по сравнению с основными конструкциями, разрушение которых привело бы к полному разрушению здания. К легкосбрасываемым или легкоразрушающимся конструкциям относятся окна, если оконные переплеты заполнены обычным оконным стеклом, двери, распашные ворота, фонарные переплеты; конструкции из асбоцементных, алюминиевых и стальных листов с легким утеплителем, специальные плиты покрытия и т.д.

Защитное действие легкосбрасываемых ограждающих конструкций сводится к тому, что они разрушаются в начальной стадии взрыва, когда давление газов (продуктов взрыва) не успело достичь высокого значения и является неопасным для основных (несущих) конструкций. Через проемы, которые образовались в результате разрушения легкосбрасываемых конструкций, избыточные объемы газов (несгоревшей смеси и продуктов взрыва), вытесняются из здания наружу. За счет выброса некоторой части избыточных объемов газа давление и, следовательно, нагрузка на основные конструкции, уменьшается по сравнению с той, которая произошла бы при взрыве такой же смеси в замкнутом объеме.

Если в здании обеспечить достаточное количество проемов, огражденных легкосбрасываемыми конструкциями, и правильно подобрать их вес и прочность, то давление и соответственно нагрузка на основные конструкции может быть уменьшена до требуемых величин, устанавливаемых из условия прочности или несущей способности основных конструкций.

Нормами установлено, что площадь легкосбрасываемых конструкций должна составлять не менее 0,05 м2 на 1 м3 объема взрывоопасного помещения для производств категорий А и Е и не менее 0,03 м2 на 1 м3 - для производств категории Б. Вес легкосбрасываемых конструкций должен составлять не более 120 кГ/м2.

Применяемые для эксперимента приборы и оборудование.

Установка состоит из взрывной камеры 1, представляющей собой металлический сосуд объемом, равным 500÷1000 см3 (толщина стенок 7÷8 мм). В верхнем основании сосуда имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым элементом 2. Площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец 21. Второе отверстие перекрывается клапаном 19, который прижимается к отверстию с помощью электромагнита 12 и открывается пружиной 11 при размыкании контактов 4. Усилие прижатия клапана и сжатия пружины устанавливается таким образом, чтобы суммарное усилие было равно допускаемому давлению, умноженному на площадь отверстия клапана, т.е.

где FЭ.М - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м2; FПР - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, H: FПР=(10÷15) gm, где g=9,81 м/с2; m - масса сердечника электромагнита с клапаном, кг; SКЛ - площадь отверстия клапана, м2.

Тяговое усилие электромагнита может меняться путем изменения тока через реостат 8. Для измерения усилия электромагнита и сжатия пружины предусмотрено параллельное устройство электромагнитного клапана 6, величина тока электромагнита в котором регулируется от того же реостата 8 путем переключения контактов 5. Для настройки требуемой разности усилий электромагнита и пружины имеется динамометр 7.

Для образования паровоздушной взрывоопасной смеси в камере имеется пробка-испаритель, в которую с помощью бюретки вносится требуемое количество легковоспламеняющейся жидкости и пробка ввинчивается так, что пары жидкости через окна в стенках пробки-испарителя попадаю г в камеру и, смешиваясь с воздухом, образуют взрывоопасную смесь. Объем жидкости (м3), необходимой для образования паровоздушной смеси заданной концентрации в камере, можно определить но формуле

где WК - объем взрывной камеры, м3; µЖ - молекулярный вес жидкости; С - объемная концентрация пара, %; Р0 - атмосферное давление, МПа; R - универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль·град); ρЖ - плотность жидкости, кг/м3; Т - температура, К.

Поджигается смесь электрической искрой 20 от индукционной катушки 14, включается зажигание кнопкой 13.

В боковой стенке камеры имеется отверстие под штуцер 17 для трубки от воздуходувки 15, перекрываемой краном 16. Второе отверстие под штуцер 23 для трубки 22, перекрываемой крапом 24, служит для поддержания в камере атмосферного давления во время испарения жидкости.

Сбрасываемый элемент 2 перекрывает отверстие в кольце 21, над которым закрепляется защитный экран 3.

Порядок проведения эксперимента.

1. Определение требуемой удельной площади отверстия Ксбр.

Для заданных условий взрыва и заданного ΔРД по формуле (1) определить ΔРД.М для модельной установки.

где ΔРН - избыточное давление на стенки объема в натурных условиях, МПа; ΔРМ - избыточное давление на стенки сосуда на модельной установке, МПа; WН - объем сосуда (помещения) в натурных условиях, м3; WМ - объем взрывной камеры модельной установки, м3; dcp.H, dcp.M - средний диаметр (размер) отверстия натуры и модели соответственно.

Для заданных условий - объема помещения WН, допускаемого давления РД, природы и концентрации взрывоопасной смеси необходимо определить требуемую площадь отверстия и массу легкосбрасываемого элемента так, чтобы выполнялось условие (2).

При проектировании легкосбрасываемых устройств основная задача состоит в установлении таких значений площади отверстия (проемов) и характеристик легкосбрасываемых конструкций - веса и прочности, чтобы выполнялось условие

где ΔРПП0; ΔРЛЛ0; ΔРД - допускаемое давление из условия прочности или несущей способности основных конструкций зданий, МПа; Р0 - атмосферное давление, МПа; РЛ - максимальное давление на стенки при взрыве газо- и паровоздушной смеси в сосуде с отверстием, огражденным легкосбрасываемым элементом, МПа; РП - максимальное давление на стенки при взрыве смеси в полузамкнутом объеме, т.е. отверстие открыто с момента воспламенения, МПа.

Для этого сначала из соотношения (1) находят РД.М для модельной установки:

Затем, опытным путем на лабораторной установке следует определить требуемую величину Ксб и массу сбрасываемого элемента из условия:

Ксб=Sотв/W,

где Sотв - площадь отверстия, м2; W - объем взрывной камеры, м3.

Установить сжатие пружины, равное примерно (10÷15) gm. Подобрать ток электромагнита так, чтобы выполнялось равенство (5). Переключить контакты 5 в рабочее положение. Провести первое испытание при максимальном сбросном отверстии, которое при этом закрыть самым легким элементом, например полиэтиленовой пленкой. Если при взрыве смеси клапан 19 не сработал, значит давление не превышало ΔРД·М.

При следующем испытании отверстие уменьшается (ввинчивается кольцо с меньшим отверстием) и т.д. Если клапан 19 сработает (откроется), то значение площади отверстия, которое было перед тем, как клапан сработал, будет наименьшим, - достаточным для выполнения условия (1), т.е.

ΔF=FЭ.М-FПР=ΔРД.МSКЛ,

где FЭ.М - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м2; FПР - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, H: FПР=(10÷15) gm, где g=9,81 м/с2; m - масса сердечника электромагнита с клапаном, кг; SКЛ - площадь отверстия клапана, м2.

Для найденной площади отверстия определить отношение Ксб=Sотв/W,

Настройку установки при проведении опытных взрывов следует выполнять в такой последовательности: при открытых отверстиях - сбросного и перекрываемого клапаном 19 - и открытых кранах 16 и 24 камеру продувают. В сбросное отверстие ставят (ввинчивают) кольцо с требуемой площадью отверстия. Переключателем 5 включают вспомогательное устройство, на котором устанавливаются сжатие пружины и ток электромагнита так, чтобы выполнялось условие (1).

Фиксируют положение подвижного контакта 9 реостата 8, и переключатель 5 ставят в рабочее положение. Тумблером 10 включается ток электромагнита, при этом закрываются клапан и кран 16. В испаритель вносят требуемое количество легковоспламеняющейся жидкости, которое для заданных концентрации и объема взрывной камеры можно определить по формуле (6). После 3÷5-минутной выдержки закрывается кран 24 и подается зажигание включением тумблера 13. Эффективность данной величины площади отверстия фиксируется по срабатыванию или несрабатыванию клапана 19.

2. Определение допустимого веса (массы) сбрасываемого элемента па единицу площади отверстия.

Площадь отверстия устанавливается равная или больше того значения, которое установлено в п.1. Первое испытание проводится при наиболее легком сбрасываемом элементе. Если клапан 19 не сработал, то следующее испытание проводят при более тяжелом сбрасываемом элементе. Так проводят несколько взрывов, при каждом из которых вес сбрасываемого элемента увеличивают на некоторую величину, пока не сработает клапан 19. Предыдущее перед срабатыванием клапана значение веса сбрасываемого элемента является наибольшим, которое можно допустить, чтобы выполнялось условие (1). Найденное значение веса сбрасываемого элемента надо разделить на площадь отверстия, чтобы получить искомую величину - допустимый вес легкосбрасываемых ограждающих конструкций на единицу площади отверстия (проема). Последовательность настройки установки при проведении опытных взрывов такая же, как и в п.1.

Устройство подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов, содержащее взрывную камеру, в верхнем основании которой имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым элементом, площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец, а сбрасываемый элемент перекрывает отверстие в кольце, над которым закрепляется защитный экран, причем второе отверстие перекрывается клапаном, который прижимается к отверстию с помощью электромагнита и открывается пружиной при размыкании контактов, а усилие прижатия клапана и сжатия пружины устанавливается таким образом, чтобы суммарное усилие было равно допускаемому давлению, умноженному на площадь отверстия клапана, т.е. ΔF=F-F=ΔPS,где F - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м; F - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, Н:F=(10÷15) gm, где g=9,81 м/с; m - масса сердечника электромагнита с клапаном, кг; ΔР - перепад допускаемого давления для модельной установки; S - площадь отверстия клапана, м, отличающееся тем, что легкосбрасываемый элемент содержит металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющий в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры, а в покрытии взрывоопасного объекта жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели, причем наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни выполнены упругими, при этом он дополнительно содержит упругодемпфирующиеся разрушающиеся элементы одноразового действия, которые крепятся на опорных стержнях к листам-упорам посредством демпфирующего основания винтами, а к основанию, коаксиально стержню, прикреплена посредством фланца винтами втулка одноразового действия, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, при этом упругая часть разрушающегося элемента выполнена в виде по крайней мере трех листовых рессор, обращенных своей выпуклой частью в сторону оси стержня, на котором имеется резьбовой участок для крепления зажимного элемента втулочного типа с канавками для фиксации одного из концов листовых рессор, а другой конец которых закреплен в демпфирующем основании посредством литьевого полиуретана.
УСТРОЙСТВО ПОДБОРА РАЗМЕРА ОТВЕРСТИЯ ДЛЯ ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМОГО ЭЛЕМЕНТА КОНСТРУКЦИИ И ЕГО МАССЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ОТ ВЗРЫВОВ
УСТРОЙСТВО ПОДБОРА РАЗМЕРА ОТВЕРСТИЯ ДЛЯ ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМОГО ЭЛЕМЕНТА КОНСТРУКЦИИ И ЕГО МАССЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ОТ ВЗРЫВОВ
УСТРОЙСТВО ПОДБОРА РАЗМЕРА ОТВЕРСТИЯ ДЛЯ ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМОГО ЭЛЕМЕНТА КОНСТРУКЦИИ И ЕГО МАССЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ОТ ВЗРЫВОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 81-90 из 2 542.
10.06.2013
№216.012.46a1

Защитный жилет от электромагнитного излучения

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты работников от электромагнитного излучения. В защитном жилете от электромагнитного излучения, состоящем из тканевой подкладки, соединенной с защитной оболочкой, в тканевой подкладке закреплены упругие каркасные стойки посредством фиксаторов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483661
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.470c

Клапан с огнепреградителем ленточного типа

Изобретение относится к клапану с огнепреградителем ленточного типа, содержащему корпус, в котором расположен огнепреградитель кассетного типа и клапан, расположенный в верхней части корпуса, причем корпус выполнен из двух частей, при этом нижняя часть выполнена в виде опорного фланца с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483768
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.470d

Металлокерамический огнепреградитель

Изобретение предназначено для установки его на оборудовании: на трубах для выброса горючих газов в атмосферу или на факел (сбросные огнепреградители); на межцеховых коммуникациях (коммуникационные огнепреградители) и перед горелками. Оно предназначено также для защиты резервуаров с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483769
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.4711

Устройство для объемного тушения пожара

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к оборудованию для объемного тушения пожаров. Устройство для объемного тушения пожара включает элементы для тушения пожара, которые соединены между собой огнепроводными шнурами. Элементы для тушения расположены в объеме помещения таким...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483773
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.48fd

Тепловая электрическая станция

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Тепловая электрическая станция снабжена системой оборотного водоснабжения градирен, соединенных между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды, при этом градирни имеют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484265
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.493e

Гидравлическая виброизолирующая опора силового агрегата

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для демпфирования колебаний силовых агрегатов транспортных средств. Виброизолирующая опора содержит заполненные демпфирующей жидкостью рабочую и компенсационную камеры, ограниченные опорной платой, эластичной обечайкой и эластичной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484330
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.493f

Виброизолированный помост оператора

Изобретение относится к средствам защиты человека-оператора от вредного влияния вибрации. Виброизолированный помост содержит жесткий каркас, настил, являющийся опорной поверхностью для оператора, и упругодемпфированные элементы, связывающие каркас с основанием. Каждый упругодемпфированный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484331
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.4982

Теплообменный аппарат для распылительной сушилки

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к установкам для сушки растворов и суспензий, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности. В теплообменном аппарате для распылительной сушилки, содержащем топку, корпус сушилки с распылителем,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484398
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.4983

Система оборотного водоснабжения

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды. Система оборотного водоснабжения, содержащая градирни, имеющие раздельные гидравлические контуры приготовления и потребления воды...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484399
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.4984

Конденсационная паротурбинная электростанция с акустической кабиной для оператора

Изобретение относится к теплоэнергетике. Конденсационная паротурбинная электростанция содержит акустическую кабину оператора, выполненную герметичной и оборудованной системой жизнеобеспечения в виде системы искусственного микроклимата с пультом управления, а также рабочим местом. Каркас кабины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484400
Дата охранного документа: 10.06.2013
Показаны записи 81-90 из 2 553.
10.06.2013
№216.012.46a1

Защитный жилет от электромагнитного излучения

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты работников от электромагнитного излучения. В защитном жилете от электромагнитного излучения, состоящем из тканевой подкладки, соединенной с защитной оболочкой, в тканевой подкладке закреплены упругие каркасные стойки посредством фиксаторов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483661
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.470c

Клапан с огнепреградителем ленточного типа

Изобретение относится к клапану с огнепреградителем ленточного типа, содержащему корпус, в котором расположен огнепреградитель кассетного типа и клапан, расположенный в верхней части корпуса, причем корпус выполнен из двух частей, при этом нижняя часть выполнена в виде опорного фланца с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483768
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.470d

Металлокерамический огнепреградитель

Изобретение предназначено для установки его на оборудовании: на трубах для выброса горючих газов в атмосферу или на факел (сбросные огнепреградители); на межцеховых коммуникациях (коммуникационные огнепреградители) и перед горелками. Оно предназначено также для защиты резервуаров с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483769
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.4711

Устройство для объемного тушения пожара

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к оборудованию для объемного тушения пожаров. Устройство для объемного тушения пожара включает элементы для тушения пожара, которые соединены между собой огнепроводными шнурами. Элементы для тушения расположены в объеме помещения таким...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483773
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.48fd

Тепловая электрическая станция

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Тепловая электрическая станция снабжена системой оборотного водоснабжения градирен, соединенных между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды, при этом градирни имеют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484265
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.493e

Гидравлическая виброизолирующая опора силового агрегата

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для демпфирования колебаний силовых агрегатов транспортных средств. Виброизолирующая опора содержит заполненные демпфирующей жидкостью рабочую и компенсационную камеры, ограниченные опорной платой, эластичной обечайкой и эластичной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484330
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.493f

Виброизолированный помост оператора

Изобретение относится к средствам защиты человека-оператора от вредного влияния вибрации. Виброизолированный помост содержит жесткий каркас, настил, являющийся опорной поверхностью для оператора, и упругодемпфированные элементы, связывающие каркас с основанием. Каждый упругодемпфированный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484331
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.4982

Теплообменный аппарат для распылительной сушилки

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к установкам для сушки растворов и суспензий, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности. В теплообменном аппарате для распылительной сушилки, содержащем топку, корпус сушилки с распылителем,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484398
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.4983

Система оборотного водоснабжения

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды. Система оборотного водоснабжения, содержащая градирни, имеющие раздельные гидравлические контуры приготовления и потребления воды...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484399
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.4984

Конденсационная паротурбинная электростанция с акустической кабиной для оператора

Изобретение относится к теплоэнергетике. Конденсационная паротурбинная электростанция содержит акустическую кабину оператора, выполненную герметичной и оборудованной системой жизнеобеспечения в виде системы искусственного микроклимата с пультом управления, а также рабочим местом. Каркас кабины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484400
Дата охранного документа: 10.06.2013
+ добавить свой РИД