Результат интеллектуальной деятельности: ПРОТИВОВЗРЫВНАЯ ПАНЕЛЬ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ОТ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ

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. В верхней части корпус клапана размещен теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана из алюминиевой фольги или из полимерного материала, которая прижимается к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом разрывного элемента (проволоки), который крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней части корпуса клапана.

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.

Известен предохранительный клапан [2] (рис. 2 на стр. 44), состоящий из корпуса, на котором расположен футерованный огнеупорным материалом грузовой затвор, в виде насыпного слоя щебня, гравия или песка, и перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта.

Недостаток известного устройства - мембрана является практически полностью разгруженной и не влияет на давление срабатывания клапана.

Известна противовзрывная панель [3], которая состоит из бронированного металлического каркаса с бронированной металлической обшивкой и наполнителем - свинцом. В покрытии объекта у проема симметрично относительно оси 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, а опорные стержни выполнены упругими.

Недостаток известного устройства - опорные упругие стержни не достаточно надежны из-за отсутствия демпфирующих устройств.

Известны предохранительные разрушающиеся конструкции ограждения [4, 5] безфонарных зданий (организованно разрушающаяся конструкция - ОРК), в которых отсутствуют оконные проемы, и состоят они из железобетонных панелей размером 6000×1800 мм. Панель состоит из разрушающейся и неразрушающейся частей. Неразрушающаяся часть выполнена в виде несущих ребер (200×150 мм), размещенных по контуру ОРК. Разрушающаяся часть выполнена в виде, по крайней мере, двух коаксиально расположенных ниш (углублений в стене здания), одна из которых, внешняя, образована плоскостями правильной четырехугольной усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, а другая - внутренняя, представляет собой две наклонные поверхности, соединенные ребром, с образованием паза, при этом толщина стены от ребра до внешней поверхности ограждения здания должна быть не менее δ=20 мм. За счет этих пазов в стене здания при воздействии ударной, взрывной нагрузки этот участок стены может быть разделен на отдельные части. Соединение разрушающихся частей панели в пазах производится арматурой с таким расчетом, чтобы плиты не деформировались при перевозке, монтаже и ветровой нагрузке.

Недостаток известных устройств - опорные упругие стержни не достаточно надежны из-за отсутствия демпфирующих устройств.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является противовзрывная панель по патенту РФ №131757, кл. Ε04В 1/92, [6] (прототип), 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.

Технически достижимый результат - повышение надежности и эффективности срабатывания разрушающихся взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте.

Это достигается тем, что в противовзрывной панели для защиты производственных зданий и сооружений от чрезвычайной ситуации, содержащей взрывозащитные элементы, которые выполняют в виде взрывозащитной плиты, содержащей металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, которая имеет в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры, а в покрытии здания жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели, при этом наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни выполнены упругими, а к торцам опорных стержней, со стороны, обращенной к металлическому каркасу, прикреплены дополнительные элементы, демпфирующие воздействие ударной волны, которые выполнены из эластомера, например полиуретана.

На фиг. 1 представлена схема производственного здания с элементами взрывозащиты, на фиг. 2 - схема противовзрывной плиты покрытия (или кровли) взрывоопасного объекта, на фиг. 3 - схема дополнительных элементов, демпфирующих воздействие ударной волны.

Производственное здание с элементами взрывозащиты (фиг. 1) состоит из расположенного на слое грунта фундамента, на котором установлено взрывоопасное и пожароопасное оборудование. В ограждениях (боковых и верхних) производственного здания выполнены взрывозащитные элементы в виде: для боковых ограждений - в виде предохранительных разрушающихся конструкций ограждения зданий, а для верхних ограждений - в виде взрывозащитной плиты на кровле или чердачном перекрытии здания со взрывоопасными объектами.

Противовзрывная панель для защиты производственных зданий и сооружений от чрезвычайной ситуации (фиг. 2) состоит из бронированного металлического каркаса 1 с бронированной металлической обшивкой 2 и наполнителем - свинцом 3. В покрытии объекта 7 у проема 8 симметрично относительно оси 9 заделаны четыре опорных стержня 4, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 6, заделанные в панели. 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, а опорные стержни 4 выполнены упругими. Наполнитель может быть выполнен по форме в виде шарообразной крошки одного диаметра; или 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.

К торцам опорных стержней 4, к которым приварены листы-упоры 5, со стороны, обращенной к металлическому каркасу 1 с бронированной металлической обшивкой 2, прикреплены дополнительные элементы 10, демпфирующие воздействие ударной волны.

Дополнительные элементы 10 могут быть выполнены из эластомера, например полиуретана. Дополнительные элементы 10 могут быть выполнены комбинированными (на чертеже не показано), например упруго-демпфирующими в виде упругого элемента, например пружины, заполненной полиуретаном.

Дополнительные элементы 10 могут быть выполнены в виде предохранительного пакета тарельчатых упругих элементов (фиг. 3), каждый из которых подвижно базируется на стержнях 4 с листами-упорами 5.

Пакет тарельчатых упругих элементов содержит круглое основание 11, которое посредством, по крайней мере двух, штырей 13 подвижно расположено на упоре 5, при этом один конец штыря 13 жестко закреплен на упоре 5, а другой - входит с зазором в отверстие 12, выполненное в основании 11, и фиксирует его посредством гайки 17. К нижней части основания 11 жестко и соосно ему прикреплен цилиндрический стакан 14 с полостью 15 и отверстием 16, через которое с зазором проходит стержень 4, один конец которого жестко закреплен на упоре 5, а другой - в покрытии объекта 7. Стержень 4 подвижно входит внутрь втулки 19, один конец которой жестко закреплен на упоре 5, а другой - подвижно, с зазором входит в полость 15 цилиндрического стакана 14. Пакет тарельчатых упругих элементов 18 расположен, с небольшим поджатием, между упором 5 и круглым основанием 11.

Возможен вариант, когда между круглым основанием 11 и цилиндрическим стаканом 14 расположены, по крайней мере, два ребра жесткости 20 (фиг. 3), например, в виде уголка, жестко соединяющего внешнюю цилиндрическую поверхность стакана 14 и нижнюю поверхность круглого основания 11.

Противовзрывная панель для защиты производственных зданий и сооружений от чрезвычайной ситуации работает следующим образом.

Взрывозащитная плита работает следующим образом.

При взрыве внутри производственного помещения (на чертеже не показано) происходит подъем панели от воздействия ударной волны и через открытый проем 8 сбрасывается избыточное давление. 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 выполнены упругими. Кроме того, дополнительные элементы 10 оказывают демпфирующее воздействие ударной волне.

Пакет тарельчатых упругих элементов работает следующим образом.

При взрыве металлический каркас 1 с бронированной металлической обшивкой 2 идет по стержням 4 вверх и встречает на своем пути круглое основание 11, которое сжимает пакет тарельчатых упругих элементов 18, демпфируя ударную нагрузку взрывной волны.

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

Источники библиографии

1. Кочетов О.С. Методика расчета требуемой площади сбросного отверстия взрывозащитного устройства. Журнал «Пожаровзрывобезопасность», №6, 2009, стр. 41-47.

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

3. Кочетов О.С., Стареева М.О. Противовзрывная панель // Патент РФ на изобретение №2458212. Опубликовано 10.08.2012. Бюллетень изобретений №22.

4. Сошенко М.В., Шмырев В.И., Стареева М.О., Кочетов О.С. Способ взрывозащиты производственных зданий // Патент РФ на изобретение №2471936. Опубликовано 10.01.2013. Бюллетень изобретений №1.

5. Кочетов О.С., Акатьев В.А., Шмырев В.И., Тюрин М.П., Сошенко М.В., Стареева М.О. Предохранительная разрушающаяся конструкция ограждения зданий // Патент РФ на изобретение №2459912. Опубликовано 27.08.2012. 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.