СИСТЕМА АМОРТИЗАЦИИ ВЗРЫВОЗАЩИТНОЙ КОНСТРУКЦИИ
EXPLOSION-PROOF STRUCTURE DAMPING SYSTEM

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является система амортизации взрывозащитной конструкции по патенту РФ №2522841, Кл. Е04В 1/92, (прототип), содержащая железобетонные панели, состоящие из разрушающейся и неразрушающейся частей, при этом неразрушающаяся часть выполнена в виде несущих ребер, размещенных по контуру разрушающейся части.
Технически достижимый результат - повышение надежности срабатывания разрушающихся взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте.
Это достигается тем, что в системе амортизации взрывозащитной конструкции каждый из амортизаторов системы выполнен одноразового действия с разрушающимися элементами, выполненными в виде втулки, содержит стержень, к обоим концам которого жестко закреплены диски: левый и правый, при этом правые диски замурованы в ограждении здания, а к левым дискам прикреплено винтами демпфирующее основание амортизаторов, к которому коаксиально стержню прикреплена винтами посредством фланца втулка разрушающегося элемента одноразового действия, выполненная из хрупкого быстроразрушающегося материала, например фарфора, или стекла «триплекс», а упругая часть амортизатора выполнена в виде по крайней мере трех листовых рессор, размещенных между левым диском и зажимным элементом втулочного типа с внутренней резьбой, взаимодействующей с резьбовым участком на стержне, при этом на зажимном элементе со стороны, обращенной к левому диску, выполнены канавки для фиксации одного из концов рессор, при этом второй конец каждой рессоры посредством шарниров закреплен на левом диске, причем рессоры расположены с наклоном порядка 15÷45° в сторону разрушающегося элемента одноразового действия.
На фиг. 1 представлена общая схема взрывозащитной разрушающейся конструкции, на фиг. 2 - схема расположения защитного экрана, на фиг. 3 - схема амортизатора системы амортизации взрывозащитной конструкции.
Система амортизации взрывозащитной конструкции для ограждения (фиг. 1) бесфонарных зданий, в которых отсутствуют оконные проемы, состоит из железобетонных панелей 1 размером 6000×1800 мм. Каждая панель состоит из разрушающейся и неразрушающейся частей. Неразрушающаяся часть выполнена в виде несущих ребер ограждения 9 здания (200×150 мм), размещенных по контуру, а разрушающаяся часть выполнена в виде по крайней мере двух коаксиально расположенных ниш (углублений в стене здания), одна из которых, внешняя, образована плоскостями 2, 3, 4, 5 правильной четырехугольной усеченной пирамидой с прямоугольным основанием, а другая, внутренняя, представляет собой две наклонные поверхности 6 и 7, соединенные ребром 8 с образованием паза, при этом толщина стены от ребра 8 до внешней поверхности ограждения здания должна быть не менее δ=20 мм. За счет этих пазов в стене здания при воздействии ударной взрывной нагрузки этот участок стены может быть разделен на отдельные части.
Напротив разрушающейся части, с внешней стороны ограждения здания, расположен защитный экран 10 (фиг. 2) из материала повышенной прочности, например бронированного материала, который закреплен на, по крайней мере, трех горизонтально расположенных и перпендикулярных ограждению здания стержнях 11, по концам которых закреплены диски 12 и 13, и которые проходят сквозь отверстия 14, выполненные в защитном экране, причем диски 13, расположенные с правой стороны стержней, замурованы в ограждения 9 здания, а к дискам 12, расположенным с левой стороны стержней 11, прикреплены амортизаторы 15 одноразового действия с разрушающимися элементами. Между амортизаторами 15 и защитным экраном 10 расположены упругие элементы 27, подпирающие защитный экран 10 к ограждению 9 здания через уплотнительную прослойку 26 из эластомера, например полиуретана.
Углубления в стене здания (ниши), одна из которых, внешняя, образована плоскостями 2, 3, 4, 5 правильной четырехугольной усеченной пирамидой с прямоугольным основанием, а другая, внутренняя, представляет собой две наклонные поверхности 6 и 7, соединенные ребром 8, заполнены теплозвукопоглощающим материалом 16 и закрытые декоративной легко разрушающейся при взрыве панелью 17.
Каждый из амортизаторов 15 системы амортизации взрывозащитной конструкции выполнен одноразового действия с разрушающимися элементами 19, выполненными в виде втулки (фиг. 3), содержит стержень 11, к обоим концам которого жестко закреплены диски: левый 12 и правый 13, при этом правые диски 13 замурованы в ограждении 9 здания, а к левым дискам 12 прикреплено винтами 22 демпфирующее основание 18 амортизаторов 15. К демпфирующему основанию 18 коаксиально стержню 11 прикреплена посредством фланца 20 винтами 21 втулка разрушающегося элемента 19 одноразового действия, выполненная из хрупкого быстроразрушающегося материала, например фарфора, или стекла «триплекс». Упругая часть амортизатора 15 выполнена в виде, по крайней мере, трех листовых рессор 23, размещенных между левыми дисками 12 и зажимным элементом 24 втулочного типа с внутренней резьбой, взаимодействующей с резьбовым участком на стержне 11. На зажимном элементе 24 со стороны, обращенной к левому диску 12, выполнены канавки для фиксации одного из концов рессор 23, при этом второй конец каждой рессоры 23 посредством шарниров 25 закреплен на левом диске 12, а рессоры расположены с наклоном порядка 15÷45° в сторону разрушающегося элемента 19 одноразового действия.
Система амортизации взрывозащитной конструкции работает следующим образом.
max
доп
Для большинства газовоздушных смесей (ГВС) максимальное давление взрыва в замкнутом объеме p при μ=1 составляет 0,7÷1,0 МПа, т.е. в 6÷9 раз превышает атмосферное давление. Такое давление создает нагрузку, существенно превышающую несущую способность конструкций (стен, перекрытий) промышленных зданий. Допускаемое давление в помещении (Δр=5 кПа). Предохранительные конструкции вскрываются при сравнительно небольшом избыточном давлении и тем самым обеспечивают возможность интенсивного истечения газа (продуктов горения и непрореагировавшей части ГВС) через образовавшиеся проемы из помещения в наружную атмосферу.
Амортизатор одноразового действия системы амортизации взрывозащитной конструкции выполнен с разрушающимися элементами (фиг. 3) и работает следующим образом.
От воздействия ударной волны защитный экран 10, перемещаясь влево от ограждения 9, начинает сжимать упругие элементы 27, подпирающие защитный экран 10 к ограждению 9. При дальнейшем движении защитного экрана 10, он разрушает втулку разрушающегося элементами 19 амортизатора 15, выполненную из хрупкого, быстроразрушающегося материала, например фарфора, а также сжимает упругую часть амортизатора 15 одноразового действия, выполненную в виде, по крайней мере, трех листовых рессор 23, при этом допускается вариант высвобождения концов рессор 23 из канавок зажимного элемента 24. В случае большого (более 5 кПа) давления взрывной волны либо срезается сварочное соединение, которое крепит стержень 11 к диску 12, либо происходит заклинивание и разрыв стержня 11, что также способствует уменьшению разрушений здания.
Возможен вариант, когда к демпфирующему основанию 18 (фиг. 3), коаксиально стержню 11, прикреплена посредством фланца 20 винтами 21 втулка разрушающегося элемента 19 одноразового действия, выполненная из хрупкого быстроразрушающегося материала, например фарфора, или стекла «триплекс», прочность которой рассчитывают на определенное избыточное давление в ограждении 9 здания, при этом на боковой поверхности втулки разрушающегося элемента 19 одноразового действия закрепляют индикатор безопасности в виде тензорезистора (не показано), сигнал с которого по линии связи направляют на тензоусилитель, а с тензоусилителя - в блок системы оповещения об аварийном режиме работы.