ПРОТИВОВЗРЫВНАЯ ПАНЕЛЬ С ОДНОРАЗОВЫМИ РАЗРУШАЮЩИМИСЯ ЭЛЕМЕНТАМИ
ANTI-EXPLOSION PANEL WITH ONE-TIME DESTRUCRIBLE ELEMENTS

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных объектах, таким 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 №2558038 от 27.07.2015 г. с одноразовыми разрушающимися элементами, содержащая металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющая 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.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая надежность из-за невысокой эффективности системы демпфирования грузового затвора.
Технически достижимый результат - повышение надежности срабатывания взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте и обеспечение возврата этих конструкций в исходное положение после взрыва за счет введения в систему элемента одноразового действия.
Это достигается тем, что в противовзрывной панели с одноразовыми разрушающимися элементами, 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, причем наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни выполнены упругими, дополнительно содержит упругодемпфирующиеся разрушающиеся элементы одноразового действия, которые крепятся на опорных стержнях к листам-упорам посредством демпфирующего основания винтами, а к основанию коаксиально стержню жестко прикреплена выполненная в виде усеченного конуса втулка, причем ее нижнее основание усеченного конуса связано с основанием, а в верхнее основание усеченного конуса упирается элемент одноразового действия, выполненный в виде втулки из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора или стекла типа «триплекс», которая поджимается снизу зажимным элементом втулочного типа с канавками для фиксации упругой части разрушающегося элемента, выполненной в виде конической пружины, обращенной своим верхним основанием в сторону зажимного элемента втулочного типа, а нижнее основание конической пружины закреплено в канавках демпфирующего основания посредством литьевого полиуретана, а фиксация зажимного элемента втулочного типа осуществляется посредством защелок, установленных на поверхности стержня, а элемент одноразового действия выполнен в виде винтовой пружины из хрупкого, разрушающегося материала, а втулка, выполненная в виде усеченного конуса и жестко прикрепленная к основанию своим нижним основанием коаксиально стержню, а в верхнее основание которой упирается элемент одноразового действия, выполненный в виде втулки из хрупкого, разрушающегося материала, выполнена из вибродемпфирующего материала, например полиуретана.
На фиг. 1 представлена схема противовзрывной панели покрытия (или кровли) взрывоопасного или радиоактивного объекта, на фиг. 2 - схема упругодемпфирующегося разрушающегося элемента одноразового действия.
Противовзрывная панель с одноразовыми разрушающимися элементами (фиг. 1) 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. К листам-упорам 5 крепится упругодемпфирующийся разрушающийся элемент 10 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. 2) крепится на опорных стержнях 4 к листам-упорам 5 посредством демпфирующего основания 11 винтами 12. К основанию 11 коаксиально стержню 4 жестко прикреплена выполненная в виде усеченного конуса втулка 14, причем ее нижнее основание усеченного конуса связано с основанием 11, а в верхнее основание усеченного конуса упирается элемент одноразового действия, выполненный в виде втулки 15 из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, которая поджимается снизу зажимным элементом 17 втулочного типа с канавками 18 для фиксации упругой части разрушающегося элемента 10, выполненной в виде конической пружины, обращенной своим верхним основанием в сторону зажимного элемента 17 втулочного типа, а нижнее основание конической пружины 13 закреплено в канавках (на чертеже не показано) демпфирующего основания 11 посредством литьевого полиуретана. Фиксация зажимного элемента 17 втулочного типа осуществляется посредством защелок 16, установленных на поверхности стержня 4.
Сборка упругодемпфирующегося разрушающегося элемента 10 одноразового действия осуществляется в следующей последовательности. К стержню 4 перпендикулярно его оси приваривается лист-упор 5, после чего к нему винтами 12 крепится основание 11, имеющее канавки (на чертеже не показано) для установки нижнего основания конической пружины 13, которое заливаются литьевым полиуретаном. После чего на стержне 4 устанавливается втулка 15, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, которая поджимается зажимным элементом 17 втулочного типа с канавками 18 для фиксации верхнего основания конической пружины 13. Фиксация этого положения осуществляется посредством защелок 16, установленных на поверхности стержня 4. Таким образом, разрушающийся элемент 10 готов к установке на противовзрывную панель.
Возможен вариант, когда втулка 14, выполненная в виде усеченного конуса и жестко прикрепленная к основанию 11 своим нижним основанием коаксиально стержню 4, а в верхнее основание которой упирается элемент одноразового действия, выполненный в виде втулки 15 из хрупкого, разрушающегося материала, выполнена из вибродемпфирующего материала, например полиуретана.
Противовзрывная панель с одноразовыми разрушающимися элементами 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.
Упругодемпфирующийся разрушающийся элемент 10 одноразового действия работает следующим образом.
При подъеме панели 1 от воздействия ударной волны она упирается в зажимной элемент 17 втулочного типа, который освобождается от фиксаторов (защелок) 16 на стержне 4, в результате чего начинает сжиматься коническая пружина 13. При дальнейшем движении зажимного элемента 17 вверх он разрушает втулку 15 одноразового действия, выполненную из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, и сжимает выполненную в виде усеченного конуса втулку 14, которая меняет форму и выбивает верхнее основание конической пружины 13, освобождая путь для дальнейшего продвижения зажимного элемента 17 по стержню 4 до взаимодействия его с демпфирующим основанием 11. В случае большого (более 5 КПа) давления взрывной волны либо срезается сварочное соединение, которое крепит опорные стержни 4 к листам-упорам 5, либо происходит заклинивание и разрыв стержней 4.
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.
Возможен вариант, когда на боковой поверхности втулки 15 (фиг. 2), выполненной из быстроразрушающегося материала, например стекла типа «триплекс», закреплен индикатор безопасности в виде тензорезистора 19, сигнал с которого по линии связи поступает на тензоусилитель 20, а с него в блок системы оповещения 21 об аварийном режиме, которая позволяет принять соответствующие меры для предотвращения начальной фазы возникновения чрезвычайной ситуации.
Использование предложенного технического решения позволяет осуществить предотвращение взрывоопасных объектов от разрушения и снижение поступления вредных веществ в атмосферу при аварийном взрыве.