ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ВЗРЫВОБЕЗОПАСНЫЙ КОНТЕЙНЕР
VEHICLE-PROCESS EXPLOSION-PROOF CONTAINER

Изобретение относится к области хранения и транспортировки взрывчатых веществ (ВВ) и взрывоопасных легковоспламеняющихся жидких грузов.
Известен контейнер для транспортировки, хранения и смешивания взрывчатых веществ. Он выполнен в виде жесткого прямоугольного металлического корпуса из нержавеющей стали, сверху которого имеется загрузочный люк, а сбоку - выгрузочное отверстие с герметически закрываемой крышкой. Боковые и задние стенки контейнера имеют предохранительные элементы (мембраны). Общая поверхность полипропиленовых мембран составляет до 40% от всей поверхности аппарата (патент РФ №2582133 - прототип).
Недостатком известного контейнера является то, что он не может быть использован для перевозки и хранения взрывоопасных жидких грузов, потому что предохранительные элементы не имеют индикатора безопасности для предотвращения чрезвычайной взрывной ситуации.
Технически достижимый результат - повышение взрывобезопасности контейнера при перевозке и хранении взрывоопасных легковоспламеняющихся жидких грузов, а также взрывчатых веществ (ВВ).
Это достигается тем, что в транспортно-технологическом взрывобезопасном контейнере, включающем в себя емкость в виде металлического сосуда с узлами заполнения и опорожнения, сосуд выполнен в виде вертикального цилиндрического корпуса с эллиптической крышкой и коническим днищем, защитной корзиной из труб, при этом емкость выполнена из алюминия с пределом текучести не более 155 МПа, при этом отношение толщины стенок емкости к внутреннему диаметру цилиндрической части составляет 0,003…0,004, а угол конуса днища составляет около 90°, а места крепления защитной корзины расположены на цилиндрическом корпусе, он дополнительно снабжен взрывозащитным устройством с системой оповещения начальной фазы возникновения чрезвычайной ситуации, монтируемым в люке-лазе цистерны и содержащим корпус клапана, футерованный грузовой затвор подвижно соединяют с корпусом клапана посредством не менее трех гибких связей, а разрывной элемент выполняют в виде мембранного предохранительного устройства, в корпусе клапана, в его цилиндрической части, граничащей с конической частью клапана, устанавливают круглую диафрагму с центральным отверстием и с по крайней мере тремя отверстиями, расположенными в ее периферийной части, при этом в верхней части, покрытой бронированным слоем, футерованного грузового затвора, осесимметрично корпусу клапана, закрепляют, своей нижней частью, стержень, верхнюю часть которого располагают в центральном отверстии диафрагмы, а между нижней частью круглой диафрагмы и верхней частью футерованного грузового затвора, на опорном стержне, коаксиально ему устанавливают втулку из быстроразрушающегося материала, например стекла типа «триплекс», прочность которой рассчитывают на определенное избыточное давление в клапане, причем на боковой поверхности быстроразрушающейся втулки закрепляют дополнительный индикатор безопасности в виде тензорезистора, сигнал с которого по линии связи направляют на тензоусилитель, а с него в блок системы оповещения об аварийном режиме.
На фиг. 1 изображен общий вид транспортно-технологического взрывобезопасного контейнера, на фиг. 2 - взрывозащитное устройство с системой оповещения начальной фазы возникновения чрезвычайной ситуации.
Транспортно-технологический взрывобезопасный контейнер (фиг. 1) состоит из емкости 1 в виде вертикального цилиндрического сосуда с конусным днищем 2, имеющим угол при вершине 90°, и эллиптической крышкой 3, люка 4, корзины (рамы) 5 и выгрузочного устройства 6. Емкость контейнера - сварная и выполнена из алюминия с пределом текучести не более 155 МПа. Корзина 5 является опорной и защитной. Она имеет вертикальные стойки 9 с упругими опорами 10 и объединяющие их кольца 8 из труб. Вертикальные стойки закреплены на цилиндрическом корпусе вертикального сосуда. Для операций загрузки и выгрузки емкости 1 на эллиптической крышке 3 с люком 4 закреплены транспортировочные элементы 7, например в виде рым-болтов.
После загрузки жидких ВВ люк 4 закрывается, контейнер пломбируется и грузится в транспортное средство. После доставки на место разгрузки контейнер опорожняется, моется и направляется на дальнейшее использование. Во время транспортировки, а также на других технологических операциях, возможно возникновение внутри контейнера нерегламентной ситуации (например, загорания или даже взрыва), сопровождающейся нарастанием давления и возможным переходом горения в детонацию. Аварийная разгерметизация контейнера при этом происходит срывом (разрушением) именно эллиптической крышки, поскольку именно она является наименее прочным элементом в конструкции контейнера - цилиндрическая и коническая части контейнера за счет своей формы и наличия примыкающих к ним узлов контейнера обладают большей жесткостью и прочностью.
Контейнер дополнительно снабжен взрывозащитным устройством с системой оповещения начальной фазы возникновения чрезвычайной ситуации, монтируемым в люке 4 эллиптической крышки 3 контейнера. При этом волна давления уходит вверх, а не вбок, как в прототипе, и не наносит большого ущерба ограждающим конструкциям. Таким образом, зона выброса локализуется над контейнером, уменьшая тем самым разбрызгивание жидкого ВВ по сторонам. Разгерметизация и падение давления препятствуют переходу горения в детонацию (взрыв). Эллипсность крышки и конусность дна с углом около 90° способствуют формированию направленной вверх волны, а исполнение емкости из относительно мягкого алюминия с пределом текучести не более 155 МПа сглаживает перепады давления внутри емкости. При отношении толщины стенок емкости к внутреннему диаметру цилиндрической части менее 0,003 емкость недостаточно прочна, зона разрушения непредсказуема, а при отношении более 0,004 конструкция емкости по прочностным характеристикам технически и экономически избыточна. Использование емкости именно такой формы и исполнения наиболее целесообразно для жидких ВВ, особенно содержащих алюминий. Наличие защитной корзины повышает безопасность функционирования контейнера на перегрузочных операциях.
Взрывозащитное устройство с системой оповещения начальной фазы возникновения чрезвычайной ситуации монтируется в люке 4 эллиптической крышки 3 контейнера и содержит соединенный с ним элемент корпуса 11 защищаемого технологического оборудования с отверстием диаметром Dy, корпус 13 взрывозащитного устройства, выполненного в виде взрывозащитного клапана с футерованным грузовым затвором 12, подвижно соединенный с корпусом 13 клапана посредством не менее трех гибких связей, например в виде цепей 19, один конец которых шарнирно соединен с корпусом 13 клапана, а другой - шарнирно соединен с грузовым затвором 12. Корпус клапана выполнен в виде нижней цилиндрической части 13, диаметром D, средней конической части 14 и верхней цилиндрической части 15, причем в нижней цилиндрической части размещен футерованный грузовой затвор 12, перекрывающий отверстие диаметром Dy в корпусе 11 люка-лаза 5 цистерны. К верхней цилиндрической части 15 корпуса клапана крепится узел 16 разрывной мембраны 17 посредством крепежных элементов 18. Разрывные мембраны 17 мембранного предохранительного устройства изготавливают обычно из тонколистового проката пластичных металлов, таких как алюминий, никель, нержавеющая сталь, латунь, медь, титан. Затвор 12 не обеспечивает герметичного перекрытия сбросного 11 люка-лаза 5 цистерны, он свободно лежит на нем, а слегка прослабленные цепи 19 служат лишь для центровки затвора 12, причем футерованный грузовой затвор 12 защищает корпус клапана 13 от прогорания в случае высокой температуры в защищаемом оборудовании. Для получения наибольшей эффективности взрывозащиты защищаемого оборудования взрывозащитный клапан имеет параметры, которые находятся в следующих оптимальных интервалах величин: а=D/Dy=1,5÷2,0; где Dy - диаметр верхней цилиндрической части 15 корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса 11 люка-лаза 5 цистерны; D - диаметр нижней цилиндрической части 3 корпуса клапана.
В цилиндрической части корпуса 13 клапана, граничащей с конической частью 14 клапана, установлена круглая диафрагма 20 с центральным отверстием 22 и с по крайней мере тремя отверстиями 21, расположенными в ее периферийной части. В верхней части футерованного грузового затвора 12, покрытой бронированным слоем 26, осесимметрично корпусу 13 клапана, закреплен, своей нижней частью, стержень 23, верхняя часть которого расположена в центральном отверстии 22 диафрагмы 20.
Между нижней частью круглой диафрагмы 20 и верхней частью футерованного грузового затвора 12, на опорном стержне 23, коаксиально ему установлена втулка 24 из быстроразрушающегося материала, например стекла, типа «триплекс», прочность которой рассчитана на определенное избыточное давлениев клапане. На боковой поверхности быстроразрушающейся втулки 24 закреплен индикатор безопасности 25 в виде тензорезистора, сигнал с которого по линии связи 27 поступает на тензоусилитель 28, а с него одновременно в два блока: блок 29 системы оповещения об аварийном режиме технологического оборудования защищаемого объекта, которая позволяет принять соответствующие меры для предотвращения возникновения чрезвычайной ситуации непосредственно на защищаемом объекте (предприятии); и дополнительно в блок 30 системы оповещения по мобильной телефонной связи, например через космическую систему «Гланас». для передачи срочной информации в государственный орган по ликвидации возникшей чрезвычайной ситуации на защищаемом объекте (предприятии).
Устройство взрывозащиты транспортно-технологического взрывобезопасного контейнера работает следующим образом.
При превышении избыточного давления в корпусе 11 защищаемого технологического оборудования втулка 24 теряет устойчивость, распадаясь на отдельные части, и стержень 23 упирается, через центральное отверстие 22 в диафрагме 20, в индикатор безопасности 25, сигнал с которого по линии связи 27 поступает в тензоусилитель 28, а с него одновременно в два блока: блок 29 системы оповещения об аварийном режиме технологического оборудования защищаемого объекта, которая позволяет принять соответствующие меры для предотвращения возникновения чрезвычайной ситуации непосредственно на защищаемом объекте (предприятии); и дополнительно в блок 30 системы оповещения по мобильной телефонной связи, например через космическую систему «Гланас», для передачи срочной информации в государственный орган по ликвидации возникшей чрезвычайной ситуации на защищаемом объекте (предприятии).
Устройство оповещения персонала об аварийной ситуации выполнено многофункциональным, и, помимо звуковой «громкоговорящей» системы 29, находящейся непосредственно на аварийной объекте (предприятии), оно дополнительно снабжено системой оповещения 30 по мобильной телефонной связи, например через космическую систему «Гланас», для передачи срочной информации в государственный орган по ликвидации возникшей чрезвычайной ситуации (на чертеже не показано).