ПРОТИВОВЗРЫВНАЯ ПАНЕЛЬ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ОТ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ
ANTI-EXPLOSION PROOF PANEL FOR PROTECTION OF INDUSTRIAL BUILDINGS AND STRUCTURES FROM EMERGENCY SITUATION

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 противовзрывная панель по патенту РФ №131757, Кл. Е04В 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. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней приварены листы-упоры.
Технически достижимый результат - повышение надежности и эффективности срабатывания разрушающихся взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте.
Это достигается тем, что в противовзрывной панели для защиты производственных зданий и сооружений от чрезвычайной ситуации, содержащей взрывозащитные элементы, которые выполняют в виде взрывозащитной плиты, содержащей металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, которая имеет в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры, а в покрытии здания жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели, при этом наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни выполнены упругими, а к торцам опорных стержней, со стороны, обращенной к металлическому каркасу, прикреплены дополнительные элементы, демпфирующие воздействие ударной волны, которые выполнены из эластомера, например полиуретана.
На фиг. 1 представлена схема производственного здания с элементами взрывозащиты, на фиг. 2 - схема противовзрывной плиты покрытия (или кровли) взрывоопасного объекта, на фиг. 3 - схема дополнительных элементов, демпфирующих воздействие ударной волны, на фиг. 4 - упругодемпфирующийся разрушающийся элемент одноразового действия.
Производственное здание с элементами взрывозащиты (фиг. 1) состоит из расположенного на слое грунта фундамента, на котором установлено взрывоопасное и пожароопасное оборудование. В ограждениях (боковых и верхних) производственного здания выполнены взрывозащитные элементы в виде: для боковых ограждений - в виде предохранительных разрушающихся конструкций ограждения зданий, а для верхних ограждений - в виде взрывозащитной плиты на кровле или чердачном перекрытии здания со взрывоопасными объектами.
Противовзрывная панель для защиты производственных зданий и сооружений от чрезвычайной ситуации (фиг. 2) 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. Наполнитель может быть выполнен по форме в виде шарообразной крошки одного диаметра; или 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.
К торцам опорных стержней 4, к которым приварены листы-упоры 5, со стороны, обращенной к металлическому каркасу 1 с бронированной металлической обшивкой 2, прикреплены дополнительные элементы 10, демпфирующие воздействие ударной волны.
Дополнительные элементы 10 могут быть выполнены из эластомера, например полиуретана. Дополнительные элементы 10 могут быть выполнены комбинированными (на чертеже не показано), например упругодемпфирующими в виде упругого элемента, например пружины, заполненной полиуретаном.
Дополнительные элементы 10 могут быть выполнены в виде предохранительного пакета тарельчатых упругих элементов (фиг. 3), каждый из которых подвижно базируется на стержнях 4 с листами-упорами 5.
Пакет тарельчатых упругих элементов содержит круглое основание 11, которое посредством по крайней мере двух штырей 13 подвижно расположено на упоре 5, при этом один конец штыря 13 жестко закреплен на упоре 5, а другой входит с зазором в отверстие 12, выполненное в основании 11, и фиксирует его посредством гайки 17. К нижней части основания 11 жестко и соосно ему прикреплен цилиндрический стакан 14 с полостью 15 и отверстием 16, через которое с зазором проходит стержень 4, один конец которого жестко закреплен на упоре 5, а другой - в покрытии объекта 7. Стержень 4 подвижно входит внутрь втулки 19, один конец которой жестко закреплен на упоре 5, а другой подвижно, с зазором входит в полость 15 цилиндрического стакана 14. Пакет тарельчатых упругих элементов 18 расположен, с небольшим поджатием, между упором 5 и круглым основанием 11.
Противовзрывная панель для защиты производственных зданий и сооружений от чрезвычайной ситуации работает следующим образом.
Взрывозащитная плита 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. 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. Кроме того, дополнительные элементы 10 оказывают демпфирующее воздействие ударной волне.
Пакет тарельчатых упругих элементов работает следующим образом.
При взрыве металлический каркас 1 с бронированной металлической обшивкой 2 идет по стержням 4 вверх и встречает на своем пути круглое основание 11, которое сжимает пакет тарельчатых упругих элементов 18, демпфируя ударную нагрузку взрывной волны.
Возможен вариант, когда на одном из одном из опорных стержней 4 установлен упругодемпфирующийся разрушающийся элемент 10 одноразового действия (фиг. 4) который крепится к листам-упорам 5 посредством демпфирующего основания 20 винтами 21. К основанию 20, коаксиально стержню 4, прикреплена посредством фланца 23 винтами 24 втулка 22 одноразового действия, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора. Упругая часть разрушающегося элемента выполнена в виде по крайней мере трех листовых рессор 28, размещенных между листами-упорами 5 и зажимным элементом 26 втулочного типа с канавками 27 для фиксации одного конца рессор 28, при этом второй конец каждой рессоры 28 посредством шарниров 29 закреплен на листах-упорах 5, а рессоры 28 расположены с наклоном порядка 15°÷45° в сторону упругодемпфирующего разрушающегося элемента 22 одноразового действия.
Противовзрывная панель 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 одноразового действия работает следующим образом.
При подъеме панели 1 от воздействия ударной волны она упирается в зажимной элемент 26 втулочного типа и срезается резьба на резьбовом участке 25 стержня 4. При дальнейшем движении панели вверх, зажимной элемент 26 разрушает втулку 22 одноразового действия, выполненную из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, и сжимает упругие элементы, выполненные в виде листовых рессор 28, которые, сжимаясь от возрастающего давления ударной волны, в определенный момент освобождаются от крепления своих концов в канавках 27. Так как один конец каждой рессоры 28 посредством шарниров 29 закреплен на листах-упорах 5, а рессоры 28 расположены с наклоном порядка 15°÷45°, то при небольшой силе ударной волны свободные концы рессор 28, за счет шарниров 20, соскользят (отодвинутся) в сторону от упругодемпфирующего разрушающегося элемента одноразового действия, при этом сохранится их целостность и многократность использования. Если давление ударной волны возрастает, то рессоры 28 за счет шарниров 29 освобождают путь для дальнейшего продвижения зажимного элемента 26 по стержню 4 до взаимодействия его с демпфирующим основанием 20. 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.
Использование предложенного технического решения позволяет осуществить предотвращение взрывоопасных объектов от разрушения и снижение поступления вредных веществ в атмосферу при аварийном взрыве.