ЗАЩИТНЫЙ КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ И ИЗДЕЛИЙ, СОДЕРЖАЩИХ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

Полезная модель относится к области хранения и транспортирования взрывчатых веществ (ВВ) и изделий, содержащих взрывчатые вещества, в защитных контейнерах при обеспечении минимальных последствий, возникающих в результате аварийной ситуации, способной привести к возгоранию ВВ (пожар, ударное воздействие, осколочно-пулевое поражение и т.д., приводящие к нагреванию и возгоранию элементов конструкции).
Как правило, в промышленности транспортирование ВВ и изделий из ВВ производится в негерметичной деревянной таре, позволяющей обеспечить невзрывное выгорание ВВ в случае пожарной аварийной ситуации. При перевозке военных грузов, содержащих ВВ, как правило, используются герметизированные защитные контейнеры, предназначенные для защиты груза как от эксплуатационных воздействий (атмосферная влага, пыль, инсоляция и т.д.), так и от аварийных воздействий (пожар, ударные и осколочно-пулевые воздействия и т.д.). При интенсивности аварийных воздействий, превышающих защитные свойства контейнеров возможно повреждение и загорание ВВ, содержащегося в грузе. Опасность такой ситуации усугубляется тем, что горение ВВ в замкнутых герметичных объемах приводит к повышению давления и, как следствие, к переходу режима горения ВВ в режим взрывного превращения - детонацию. В результате подобного исхода возможно как осколочно-фугасное воздействие на окружающую обстановку, так и заражение местности химическими, токсическими или радиоактивными материалами, входящими в состав перевозимого груза.
Известен защитный контейнер [Черница О.А. Защитные контейнеры: Научно-практическое издание / О.А.Черница, Г.П.Белянкин, Б.И.Израилев и др.; под ред. д-ра техн. наук, профессора Е.Н. Петрова. - Снежинск: Изд-во РФЯЦ-ВНИИТФ, 2007., стр.105] для хранения и транспортировки опасных грузов, состоящий из основания и крышки, имеющих сложную слоистую структуру, обеспечивающую высокий уровень прочности конструкции и защищенности перевозимого груза. Основание и крышка имеют фланцевое соединение с элементами герметизации, образуя при стыковке внутреннюю герметизированную полость для размещения груза. По боковым и торцевым стенкам основания и крышки размещены откидные болты, которые обеспечивают соединение основания и крышки.
Недостатками данной конструкции является то, что при возгорании перевозимого груза, содержащего ВВ, герметичность полостей контейнера сохраняется, что может привести к повышению давления во внутренней полости и, как следствие, к переходу горения ВВ во взрыв.
Известен контейнер повышенной защищенности [Черница О.А. Защитные контейнеры: Научно-практическое издание / О.А.Черница, Г.П.Белянкин, Б.И.Израилев и др.; под ред. д-ра техн. наук, профессора Е.Н. Петрова. - Снежинск: Изд-во РФЯЦ-ВНИИТФ, 2007., стр.116] для перевозки взрывчатых веществ и изделий, содержащих взрывчатые вещества, состоящий из крышки, корпуса, основания, термозащитного материала, пулезащитного экрана, энергопоглощающего экрана, устройства для закрепления груза, образующих в совокупности внутреннюю герметичную полость, предназначенную для размещения упаковываемого груза. Основание, корпус и крышка цилиндрической формы имеют фланцевые разъемы с элементами болтового крепления и системой уплотнительной герметизации.
Представленный защитный контейнер имеет те же недостатки, что и предыдущая конструкция. При возгорании упакованного груза, содержащего ВВ, герметичность внутренней полости контейнера сохраняется, при этом даже при термодеструкции элементов герметизации, находящихся между фланцами основания, корпуса и крышки, площадь конструктивного зазора гораздо меньше необходимой площади стравливания, обеспечивающей выход продуктов горения ВВ, без перехода горения ВВ во взрыв.
Вышеописанный защитный контейнер принят в качестве прототипа.
Задачей настоящего технического решения является повышение безопасности хранения, транспортирования и безопасности работ при ликвидации последствий аварий, снижение вредного воздействия на окружающую среду и население при возгорании ВВ и изделий, содержащих ВВ, упакованных в защитные контейнеры.
Технический результат заключается в том, что при возгорании изделий из ВВ, герметично упакованных в защитный контейнер, автоматически обеспечивается разгерметизация герметичной полости контейнера и стравливание образующихся газов. За счет предохранительных клапанов во внутренней полости поддерживается избыточное давление не выше 0,15…0,3 МПа, что позволяет обеспечить невзрывное выгорание ВВ, что в свою очередь повышает безопасность хранения и транспортирования изделий из ВВ.
Технический результат достигается тем, что в известном контейнере, содержащем основание, корпус, крышку, термозащитный материал, пулезащитный экран, энергопоглощающий экран, образующих в совокупности внутреннюю герметичную полость для размещения упаковываемого груза, согласно техническому предложению, герметичная полость защитного контейнера сообщена с окружающей средой системой равномерно расположенных на поверхности контейнера предохранительных клапанов, количеством не менее двух, открывающихся при повышении температуры внутри полости выше температуры возгорания ВВ и повышении давления газов, образующихся при горении ВВ, внутри герметичной полости, при этом суммарная площадь проходного сечения системы клапанов выбрана из условия не превышения давления внутри герметичной полости от 0,15 до 0,3 МПа.
Сообщение герметичной внутренней полости защитного контейнера с окружающей средой посредством системы предохранительных клапанов, срабатывающих при повышении температуры и действии избыточного давления газов, образующихся при горении ВВ позволяет разгерметизировать контейнер и стравить избыточное количество газов из внутренней полости в атмосферу. Тем самым предотвращается переход от режима послойного горения ВВ к режиму взрывного превращения, что повышает безопасность хранения, транспортирования и проведения мероприятий по ликвидации последствий аварии с изделиями, содержащими ВВ.
Равномерное расположение предохранительных клапанов на поверхности контейнера и выбор суммарной площади проходного сечения системы клапанов из условия не превышения давления внутри герметичной полости от 0,15 до 0,3 МПа обеспечивает работоспособность конструкции даже при повреждении и выходе из строя некоторого количества клапанов, входящих в систему. При этом повышается надежность и устойчивость предлагаемой конструкции к воздействию аварийных факторов.
На фиг.1 представлена конструкция защитного контейнера для перевозки взрывчатых веществ и изделий, содержащих взрывчатые вещества, в конкретном исполнении, где: 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - термозащитный материал; 4 - пулезащитный экран; 5 - энергопоглощающий экран; 6 - внутренняя герметичная полость, 7 - фланцевый разъем; 8 - уплотнительный герметизирующий элемент; 9 - система предохранительных клапанов; 10 - основание.
Наружный контур защитного контейнера образован корпусом 1, основанием 10 и цилиндрической крышкой 2, стыкующихся между собой фланцевым разъемом 7 с кольцевым резиновым уплотнительным герметизирующим элементом 8. Внутренний полость 6 защитного контейнера образована термозащитным материалом 3, пулезащитным экраном 4 и энергопоглощающим экраном 5. Между фланцевым разъемом 7 основания 1 и крышки 2 по окружности установлена система предохранительных клапанов 9, оси которых направлены радиально, клапаны при этом ориентированы, так, что их открытие происходит только при повышении температуры и возникновении избыточного давления внутри полости внутренней полости. Количество клапанов определяется в соответствии с необходимостью обеспечения достаточной площади общего проходного сечения, при которой в полости ампулы давление газов не будет превышать значения 0,15…0,3 МПа Устройство работает следующим образом.
При возникновении аварийной ситуации, например, длительного пожара, в результате которого происходит возгорание ВВ или изделия, содержащего ВВ, образуется большое количество газообразных продуктов горения, в результате этого во внутренней полости защитного контейнера начинает повышаться давление. При повышении температуры и давления внутри полости контейнера до величины 0,15…0,3 МПа происходит открытие предохранительных клапанов 9, обеспечивая при этом сообщение внутренней полости 6 с окружающей средой. При давлении 0,15…0,3 МПа выгорание ВВ происходит в режиме послойного горения без перехода во взрыв. После выгорания ВВ продукты горения перестают выделяться, давление внутри полости снижается, предохранительные клапаны, под действием пружин закрываются и изолируют внутреннюю полость от внешней среды.
Размещение системы предохранительных клапанов по периметру фланцевого разъема защитного контейнера исключает вероятность повреждения или перекрытия сразу всех клапанов при аварийном падении контейнера на бок. Большая площадь фланцевого разъема позволяет установить достаточное количество предохранительных клапанов с учетом возможного их повреждения при деформации фланцев.
Таким образом, предлагаемый защитный контейнер позволяет повысить безопасность хранения, транспортирования и безопасность работ при ликвидации последствий аварий, снизить вредное воздействие на окружающую среду и население при возгорании ВВ и изделий, содержащих ВВ, упакованных в защитные контейнеры.
По заявляемому техническому решению был изготовлен опытный образец защитного контейнера и проведены полномасштабные испытания, подтвердившие заявляемый технический результат и возможность решения поставленной задачи.