Результат интеллектуальной деятельности: СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ

Изобретение относится к системам безопасности, предотвращающим развитие чрезвычайной ситуации.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является устройство безопасности в чрезвычайных ситуациях по патенту РФ №120569 А62С 35/00, от 20.03.12 г. (прототип), содержащее систему элементов, установленных в зоне опасного расположения защищаемого объекта, который требуется перевести из обычного режима работы в аварийный режим в результате возникновения опасности развития чрезвычайной ситуации.

Недостатком известного решения является сравнительно невысокая информативность для системы управления по принятию решения о введении аварийного режима работы системы и отсутствие возможности прогнозировать развитие чрезвычайной ситуации.

Технически достижимый результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования и людских ресурсов от аварийных ситуаций путем возможности прогнозирования развития чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте.

Это достигается тем, что в стенде для моделирования чрезвычайной ситуации, содержащем макет взрывоопасного объекта, установленный на стойках, с установленным в нем инициатором взрыва, защитный чехол и поддон, чехол с поддоном представляют собой единую замкнутую конструкцию, образованную вокруг макета взрывоопасного объекта, размещенного в испытательном боксе, при этом макет оборудован транспортной и подвесной системами, а защитный чехол выполнен многослойным и состоящим из обращенного внутрь к макету алюминиевого слоя, а также резинового и перкалевого слоев, макет взрывоопасного объекта оснащен исследуемом на стенде объектом: взрывозащитным элементом, установленным над отверстием в верхней части макета, который состоит из бронированного металлического каркаса с бронированной металлической обшивкой и наполнителем - свинцом, а в верхней части макета, у отверстия, симметрично относительно его оси, заделаны четыре опорных стержня, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры, заделанные в панели взрывозащитного элемента, а для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней приварены листы-упоры, при этом макет взрывоопасного объекта дополнительно оснащен взрывозащитным элементом, установленным в боковой части макета, и который идентичен взрывозащитному элементу, установленному в верхней части макета, а с внешней стороны макета, около взрывозащитных элементов, установлены видеокамеры в бронированном исполнении, выходы которых связаны с компьютером, записывающим моменты срабатывания взрывозащитных элементов, и в результате обработки этих сигналов делаются выводы о распределении взрывных волн в объеме помещения, согласно изобретению между дополнительными элементами и металлическим каркасом с бронированной металлической обшивкой, на опорных стержнях установлены втулки из быстроразрушающегося материала, например стекла, типа «триплекс», при этом система оповещения о чрезвычайной ситуации с индикатором безопасности состоит из узла крепления «слабого звена» в системе безопасности взрывоопасного объекта, реагирующего на возникновение аварийной ситуации, выполненного, например, в виде индикатора безопасности, закрепленного между фланцами, которые жестко закреплены на верхней части бронированной металлической обшивки металлического каркаса противовзрывной панели, и в верхней части покрытия взрывоопасного объекта у проема, предназначенного для сбрасывания избыточного давления, при этом индикатор безопасности состоит из датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен со входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации.

На фиг. 1 показана принципиальная схема стенда для моделирования чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте, на фиг. 2 - представлена схема взрывозащитного элемента, установленного в потолочной части макета взрывоопасного объекта, на фиг. 3 - представлена схема взрывозащитного элемента, установленного в боковой части макета взрывоопасного объекта, на фиг. 4 - вариант взрывозащитного элемента 9 с системой оповещения о чрезвычайной ситуации.

Стенд для моделирования чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте (фиг. 1) содержит макет 1 взрывоопасного объекта, установленного на стойках 2, с установленным в нем инициатором 3 взрыва, защитный чехол 4 и поддон 5, при этом чехол с поддоном представляют собой единую замкнутую конструкцию, образованную вокруг макета 1 взрывоопасного объекта, размещенного в испытательном боксе 6. Кроме того, макет 1 оборудован транспортной 7 и подвесной 8 системами, а защитный чехол 4 выполнен многослойным и состоящим из обращенного внутрь к макету 1 алюминиевого слоя, затем резинового и перкалевого слоев. Подвесная система 8 состоит из комплекта скоб и растяжек, размещенных на защитном чехле, а также необходимого количества анкерных крюков (петель) в потолке, стенах и полу испытательного бокса 6. Транспортная система 7 предназначена для удаления разрушенного макета 1 после проведения испытаний из испытательного бокса 6 вместе с защитным чехлом 4.

Макет 1 взрывоопасного объекта оснащен исследуемом на стенде объектом: взрывозащитным элементом 9 (фиг. 2), установленным над отверстием 10 в верхней части макета. Взрывозащитный элемент 9 состоит из бронированного металлического каркаса 11 с бронированной металлической обшивкой 12 и наполнителем - свинцом. В верхней части макета 1, у отверстия 10, симметрично относительно его оси, заделаны четыре опорных стержня 13, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 14, заделанные в панели взрывозащитного элемента 9. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней 13 приварены листы-упоры 15. 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 13 могут быть выполнены упругими.

Снаружи опорных стержней 13 расположены упругодемпфирующие элементы 16, один конец которых упирается в бронированную металлическую обшивку 12, а другой - в листы-упоры 15, расположенные в верхней части опорных стержней 13.

Упругодемпфирующие элементы 16 могут быть выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин, внешняя винтовая поверхность которых покрыта вибродемпфирующей мастикой, например типа ВД-17.

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.

Кроме того, макет 1 взрывоопасного объекта оснащен исследуемым на стенде объектом: взрывозащитным элементом 17 (фиг. 3), установленным в боковой части макета, и который идентичен взрывозащитному элементу, установленному в верхней части макета.

Стенд для моделирования чрезвычайной ситуации работает следующим образом.

В испытательном боксе 8 устанавливают макет 1 взрывоопасного объекта с двумя взрывозащитными элементами: в верхней (потолочной) части макета и в боковой части макета, конструкции которых идентичны. В верхней (потолочной) части макета 1 и в боковой части выполняют отверстия 10 (проемы), которые закрывают взрывозащитными элементами 9 и 17, установленными по свободной посадке на трех упругих штырях 13, один конец каждого из которых жестко фиксируют в потолке макета 1, а на втором крепят горизонтальную перекладину в виде листов-упоров 15. После срабатывания инициатора 3 взрыва проводят анализ ситуации, и после обработки полученных экспериментальных данных формируют информационную базу данных о развитии чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте и составляют математическую модель, прогнозирующую предотвращение чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте.

С внешней стороны макета, около взрывозащитных элементов 9 и 17 устанавливают видеокамеры 18 и 19 в бронированном исполнении, выходы которых связывают с компьютером 20, записывающим моменты срабатывания взрывозащитных элементов 9 и 17, и в результате обработки этих сигналов делают выводы о распределении взрывных волн в объеме помещения.

Каждый из взрывозащитных элементов 9 и 17 работает следующим образом.

При взрыве внутри макета 1 происходит подъем панели взрывозащитного элемента 9 от воздействия ударной волны и через открытый проем 10 сбрасывается избыточное давление.

При этом упругодемпфирующие элементы 16 сжимаются, гася энергию взрыва, а затем возвращают панель 9 в исходное состояние.

Внешняя винтовая поверхность упругодемпфирующих элементов 16 покрыта вибродемпфирующей мастикой, например типа ВД-17, которая дополнительно способствует демпфированию взрывной волны.

После взрыва и спада избыточного давления, опустившись, панель перекрывает проем10 и вредные вещества не поступают в атмосферу. Для фиксации предельного положения панели служат листы-упоры 15. Для того чтобы сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки при возврате панели, наполнитель металлического каркаса 11 выполнен в виде дисперсной системы воздух - свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни 13 могут быть выполнены упругими.

Возможен вариант для исследования и моделирования взрывозащитного элемента 9 с системой оповещения о чрезвычайной ситуации (фиг. 4), установленного над отверстием 10 в верхней части макета, который состоит из бронированного металлического каркаса 11 с бронированной металлической обшивкой 12 и наполнителем - свинцом. В покрытии макета 1 у проема 10 симметрично относительно оси заделаны четыре опорных стержня 13, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 14, заделанные в покрытии. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней 13 приварены листы-упоры 15. К торцам листов-упоров 15 со стороны, обращенной к металлическому каркасу 11 с бронированной металлической обшивкой 12, прикреплены дополнительные элементы 27, демпфирующие воздействие ударной волны.

Дополнительные элементы 27 могут быть выполнены из эластомера, например полиуретана. Дополнительные элементы 27 могут быть выполнены комбинированными (на чертеже не показано), например упругодемпфирующими в виде упругого элемента, например пружины, заполненной полиуретаном.

Между дополнительными элементами 27 и металлическим каркасом 11 с бронированной металлической обшивкой 12, на опорных стержнях 13 установлены втулки 26 из быстроразрушающегося материала, например стекла, типа «триплекс».

Встроенная система оповещения о чрезвычайной ситуации с индикатором безопасности состоит из узла крепления «слабого звена» в системе безопасности взрывоопасного объекта, реагирующего на возникновение аварийной ситуации, выполненного, например, в виде индикатора безопасности 25, закрепленного между фланцами 21 и 22, которые жестко закреплены на верхней части бронированной металлической обшивки 12 (фланец 21) металлического каркаса 11 противовзрывной панели, и в верхней части покрытия 1 макета взрывоопасного объекта у проема 10 (фланец 22), предназначенного для сбрасывания избыточного давления. Индикатор безопасности 25 состоит из датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора (тензодатчика), выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем 23, а выход тензоусилителя 23 соединен со входом устройства системы оповещения 24 об аварийной ситуации.

Звено, реагирующее на аварийную ситуацию, выполненное в виде датчика, закрепленного на разрывном элементе индикатора безопасности 25, например в виде шпильки с участком меньшего поперечного сечения, испытывает разрывную деформацию, сигнал которой поступает на вход усилителя 23, а затем на устройство оповещения 24 об аварийной ситуации.

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