СПОСОБ ВЗРЫВОЗАЩИТЫ С ДЕМПФИРУЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ
METHOD OF EXPLOSION PROTECTION WITH DAMPER DEVICE

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 способ взрывозащиты, описанный в патенте РФ №2533390, Кл. E04B 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. 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 способе взрывозащиты с демпфирующим устройством, заключающийся в том, что осуществляют установку в ограждающих конструкциях здания, в котором функционирует взрывоопасное и пожароопасное оборудование, взрывозащитных элементов, при этом для верхних ограждений их выполняют в виде противовзрывных панелей, и устанавливают на кровле или чердачном перекрытии здания с находящимися в нем взрывоопасными объектами, их выполняют в виде противовзрывных панелей, содержащих металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, которая имеет в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры, со стороны, обращенной к металлическому каркасу, прикрепляют дополнительные элементы, демпфирующие воздействие ударной волны, а между дополнительными элементами и металлическим каркасом с бронированной металлической обшивкой, на опорных стержнях устанавливают втулки из быстроразрушающегося материала, например стекла, типа «триплекс».
На фиг. 1 представлена схема противовзрывной панели с демпфирующим устройством покрытия (или кровли) взрывоопасного или радиоактивного объекта, на фиг. 2 представлен вариант противовзрывной панели с быстроразрушающейся втулкой, на фиг. 3 - вариант противовзрывной панели с пневматическими демпфирующими элементами, на фиг. 4 - схема передвижения панели с гиперболической поверхностью патрубков-опор 6 вверх по конической резинокордной оболочке демпфирующего устройства, на фиг. 5 - вариант противовзрывной панели.
Противовзрывная панель с демпфирующим устройством (фиг. 1-2) для осуществления способа 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.
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.
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 системы воздух-свинец, а свинец выполнен в виде крошки, шарообразной формы.
Возможен вариант, когда между демпфирующим элементом 11, прикрепленным оппозитно панели и металлическим каркасом 1 с бронированной металлической обшивкой 2, на опорных стержнях 4 установлены втулки 12 из быстроразрушающегося материала, например стекла, типа «триплекс».
Возможен вариант (фиг. 3-4), когда между демпфирующим элементом 11, прикрепленным оппозитно панели и металлическим каркасом 1 с бронированной металлической обшивкой 2, на опорных стержнях 4 установлены пневматические демпфирующие элементы 13, выполненные из резинокордных оболочек, например конической формы, имеющих центральное отверстие 15, в которое входит стержень 4. При этом неподвижные патрубки-опоры 6, заделанные в панели выполнены, в осевом сечении, криволинейной формы 14, например гиперболической.
Способ взрывозащиты с демпфирующим устройством осуществляют следующим образом.
При взрыве внутри производственного помещения (фиг. 1) 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. Для более эффективного гашения ударной волны внешнюю винтовую поверхность упругодемпфирующих элементов покрывают 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 демпфирующий элемент 11 (фиг. 2), при взаимодействии с котором происходит гашение энергии взрыва.
Выполнение демпфирующих элементов 13 в виде резинокордных оболочек (фиг. 3-4) позволяет при увеличении взрывной нагрузки, более интенсивно противостоять передвижению панели к листам-упорам 5 за счет возрастающей площади поперечного сечения резинокордных оболочек конической формы и увеличения трения гиперболической поверхности патрубков-опор 6 о коническую поверхность пневматических демпфирующих элементов 13.
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.
Демпфирующий элемент 11 может быть выполнен в виде однородного объемного тела, например в виде демпфирующей пластины 11.
Возможен вариант (фиг. 5), когда в верхней части опорных стержней 4, к листам-упорам 5, закреплена демпфирующая пластина 11, к которой, оппозитно панели, и в направлении ударной волны присоединено буферное устройство 16, выполненное в виде конуса, вершина которого находится на оси 9 проема 8 защищаемого объекта.
Возможен вариант (фиг. 5), когда внутреннюю полость демпфирующего элемента 11, предназначенного для демпфирования ударных нагрузок панели о листы-упоры 5, заполняют трехслойной симметричной дисперсной системой, при этом центральный слой (на чертеже не показан), являющийся слоем симметрии объемного тела с внутренней полостью, и поверхностями, эквидистантными поверхностям панели, выполняют из вибродемпфирующего материала, а прилегающие к нему слои заполняют дисперсной системой воздух-свинец.
Возможен вариант выполнения демпфирующего элемента 11 противовзрывной панели, когда центральный слой, являющийся слоем симметрии объемного тела с внутренней полостью, и поверхностями, эквидистантными поверхностям панели, выполняют комбинированным, состоящим из трех слоев: средний слой выполняют из жесткого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат», или «Антивибрит», а симметрично расположенные относительно него, верхний и нижний слои выполняют из сплошного демпфирующего материала, в котором использована губчатая резина, или иглопробивной материал типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, или нетканый вибродемпфирующий материал (на чертеже не показано).