ПРОТИВОВЗРЫВНАЯ ПАНЕЛЬ

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

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является противовзрывная панель по патенту РФ №2533390, Кл. Е04В 1/92 (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 срабатывания взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте и обеспечение возврата этих конструкций в исходное положение после взрыва.

Это достигается тем, что в противовзрывной панели, содержащей металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющей в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры, а в покрытии взрывоопасного объекта жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели, наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а снаружи опорных стержней расположены упругодемпфирующие элементы, один конец которых упирается в бронированную металлическую обшивку, а другой - в листы-упоры, расположенные в верхней части опорных стержней, упругодемпфирующие элементы выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин, внешняя винтовая поверхность которых покрыта вибродемпфирующей мастикой, например типа ВД-17, а наполнитель выполнен по форме в виде шарообразной крошки одного диаметра, или наполнитель выполнен по форме в виде шарообразной или произвольной формы крошки разного диаметра, для фиксации предельного положения панели к торцам опорных упругих стержней с листами-упорами прикреплен демпфирующий элемент, предназначенный для демпфирования ударных нагрузок панели о листы-упоры, причем прикреплен оппозитно панели и направлен в ее сторону, и выполнен в виде объемного тела с внутренней полостью, и поверхностями, эквидистантными поверхностям панели, при этом его внутренняя полость заполнена дисперсной системой воздух-свинец, а свинец выполнен в виде крошки, шарообразной формы, между противовзрывной панелью, состоящей из бронированного металлического каркаса с бронированной металлической обшивкой и наполнителем - свинцом, и демпфирующим элементом, прикрепленным к торцам опорных упругих стержней с листами-упорами и предназначенным для демпфирования ударных нагрузок панели о листы-упоры, размещен дополнительный упругодемпфирующий элемент, упругодемпфирующий элемент выполнен в виде комбинированной пружины, содержащей цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана, а зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, мас. %: смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных смол в соотношении 1:(0,2-1,0) в количестве 28÷34%; волокнистый минеральный наполнитель, содержащий стеклоровинг или смесь стеклоровинга и базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0), в количестве 12÷19%; графит в количестве 7÷18%; модификатор трения, содержащий технический углерод в виде смеси с каолином и диоксидом кремния, в количестве 7÷15%; баритовый концентрат в количестве 20÷35%; тальк в количестве 1,5÷3,0%.

На фиг. 1 представлена схема противовзрывной панели покрытия (или кровли) взрывоопасного или радиоактивного объекта, на фиг. 2 представлен вариант противовзрывной панели, на фиг. 3 представлен вариант дополнительного упругодемпфирующего элемента 12, размещенного между противовзрывной панелью и демпфирующим элементом 11.

Противовзрывная панель 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 могут быть выполнены упругими.

Снаружи опорных стержней расположены упруго-демпфирующие элементы 10, один конец которых упирается в бронированную металлическую обшивку 2, а другой - в листы-упоры 5, расположенные в верхней части опорных стержней 4.

Упруго-демпфирующие элементы 10 могут быть выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин, внешняя винтовая поверхность которых покрыта вибродемпфирующей мастикой, например типа ВД-17.

Возможен вариант (фиг. 2), когда для фиксации предельного положения панели к торцам опорных упругих стержней 4 с листами-упорами 5 прикреплен демпфирующий элемент 11 (фиг. 2), предназначенный для демпфирования ударных нагрузок панели о листы-упоры 5.

Демпфирующий элемент 11 прикреплен оппозитно панели и направлен в ее сторону, т.е. навстречу ее движению во время взрыва.

Демпфирующий элемент 11 выполнен в виде объемного тела с внутренней полостью и поверхностями, эквидистантными поверхностям панели, при этом его внутренняя полость заполнена дисперсной системой воздух-свинец, а свинец выполнен в виде крошки шарообразной формы.

Возможен вариант (фиг. 2), когда между противовзрывной панелью, состоящей из бронированного металлического каркаса 1 с бронированной металлической обшивкой 2 и наполнителем - свинцом 3, и демпфирующим элементом 11 (фиг. 2), прикрепленным к торцам опорных упругих стержней 4 с листами-упорами 5 и предназначенным для демпфирования ударных нагрузок панели о листы-упоры 5, размещен дополнительный упругодемпфирующий элемент 12.

Противовзрывная панель работает следующим образом.

При взрыве внутри производственного помещения (на чертеже не показано) происходит подъем панели 1 от воздействия ударной волны и через открытый проем 8 сбрасывается избыточное давление.

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

Внешняя винтовая поверхность упруго-демпфирующих элементов 10 покрыта вибродемпфирующей мастикой, например типа ВД-17, которая дополнительно способствует демпфированию взрывной волны.

При взрывном движении вверх панели по упругим стержням 4 она встречает на своем пути дополнительный упругодемпфирующий элемент 12, а затем демпфирующий элемент 11, при взаимодействии с котором происходит гашение энергии взрыва.

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.

Возможен вариант, когда между противовзрывной панелью и демпфирующим элементом 11 размещен дополнительный упругодемпфирующий элемент 12, выполненный в виде комбинированной пружины со встроенным демпфером, которая содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 15 и 16 со встречно направленными концами 18 и 17 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 13 и 14 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе. Первая часть винтовой пружины 15 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 16 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно направленный конец 18 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 17, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 14, загерметизирован, например, при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).

В полости второй части 16 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон относительно прямоугольного сечения первой части 15 пружины зазоры 19 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 15 и 16 пружины.

Первую часть 15 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 20 из демпфирующего материала, например полиуретана. Зазоры в первой части 15 винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка 20 из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала (на чертеже не показано).

Возможен вариант, когда зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты при их соотношении, мас. %: смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных смол в соотношении 1:(0,2-1,0) в количестве 28÷34%; волокнистый минеральный наполнитель, содержащий стеклоровинг или смесь стеклоровинга и базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0), в количестве 12÷19%; графит в количестве 7÷18%; модификатор трения, содержащий технический углерод в виде смеси с каолином и диоксидом кремния, в количестве 7÷15%; баритовый концентрат в количестве 20÷35%; тальк в количестве 1,5÷3,0%.

Комбинированная пружина со встроенным демпфером работает следующим образом.

Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 13 и 14 витки пружины перемещаются относительно друг друга во взаимно противоположных направлениях относительно продольной оси пружины, т.е. ввинчиваются или вывинчиваются. В первом случае (при ввинчивании) жесткость пружины увеличивается, а во втором случае (при вывинчивании) - уменьшается, что позволяет упростить регулировку жесткости пружины.