ПАНЕЛЬ ПРОТИВОВЗРЫВНАЯ КОЧЕТОВА С ИНДИКАТОРОМ БЕЗОПАСНОСТИ
KOCHETOV ANTI-EXPLOSION PANEL WITH SECURITY INDICATOR

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрвоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения со встроенной системой оповещения о чрезвычайной ситуации (ЧС).
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является противовзрывная панель по патенту РФ №2334063, 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 срабатывания взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте и обеспечение возврата этих конструкций в исходное положение после взрыва.
Это достигается тем, что в панели противовзрывной с системой оповещения о чрезвычайной ситуации, содержащей металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющей в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры, а в покрытии взрывоопасного объекта жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели, наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни выполнены упругими, при этом к торцам опорных стержней, со стороны, обращенной к металлическому каркасу, прикреплены дополнительные элементы, демпфирующие воздействие ударной волны, между дополнительными элементами и металлическим каркасом установлена система оповещения о чрезвычайной ситуации с индикатором безопасности, закрепленного между фланцами, которые жестко закреплены на верхней части бронированной металлической обшивки металлического каркаса противовзрывной панели и в верхней части покрытия взрывоопасного объекта у проема, предназначенного для сбрасывания избыточного давления, при этом индикатор безопасности состоит из датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен со входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации.
На фиг. 1 представлена схема противовзрывной панели с системой оповещения о чрезвычайной ситуации покрытия (или кровли) взрывоопасного или радиоактивного объекта с системой оповещения о ЧС, на фиг. 2 и 3 - схемы выполнения и размещения индикатора безопасности системы оповещения о ЧС, на фиг. 4 - вариант выполнения демпфирующего элемента, гасящего воздействие ударной волны.
Панель противовзрывная с системой оповещения о чрезвычайной ситуации 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.
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.
Каждое из упругодемпфирующих элементов 10, закрепленное своим основанием на листах-упорах 5, жестко соединенных со стержнями 4, выполнено в виде, по крайней мере, двух листовых рессор, один конец каждой из которой жестко закреплен на листах-упорах 5, а второй - на свободно размещенной на стержне 4 втулке 27, соосной стержню 4.
Между листами-упорами 5 и свободно размещенной на стержне 4 втулке 27, коаксиально стержню 4, установлена предохранительная втулка 26, выполненная из быстроразрушающегося материала, например стекла типа «триплекс».
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.
Встроенная система оповещения о чрезвычайной ситуации с индикатором безопасности (фиг. 1) состоит из узла крепления «слабого звена» в системе безопасности взрывоопасного объекта, реагирующего на возникновение аварийной ситуации, выполненного, например, в виде индикатора безопасности 22, закрепленного между фланцами 11 и 12, которые жестко закреплены на верхней части бронированной металлической обшивки 2 (фланец 11) металлического каркаса 1 противовзрывной панели, и в верхней части покрытия 7 взрывоопасного объекта у проема 8 (фланец 12), предназначенного для сбрасывания избыточного давления. Индикатор безопасности состоит из датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора (тензодатчика), выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем 23, а выход тензоусилителя 23 соединен со входом устройства системы оповещения 24 об аварийной ситуации.
Фланцы 11 и 12 (фиг. 2) стягивают шпилькой 14 с верхним и нижним хвостовиками, с соосно расположенным ей, цилиндрическим прозрачным кожухом 13, например из оргстекла. При этом верхний резьбовой хвостовик 16 шпильки 14 через шайбу 18 и гайку 20 взаимодействует с фланцем 11, а нижний резьбовой хвостовик 17 шпильки 14 через шайбу 19 и гайку 21 взаимодействует с фланцем 12. Верхний и нижний хвостовики шпильки 14 жестко соединены между собой разрывным элементом 15, выполненным меньшего сечения, по сравнению с хвостовиками шпильки. При этом сечение разрывного элемента 15 выбирают из условия прочности таким образом, что в системе фланцы 11 и 12 и расположенный между ними узел разрывного элемента со шпилькой 14 и ее крепежом посредством хвостовиков 16 и 17, шайб 18 и 19, и гаек 20 и 21, является слабым звеном, то есть при взрывоопасной аварийной ситуации потеря прочности будет наблюдаться именно в этом звене, т.е. произойдет разрыв сечения разрывного элемента 15, на котором закреплен индикатор безопасности 22 в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора (тензодатчика), выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем 23, а выход тензоусилителя 23 соединен со входом устройства системы оповещения 24 об аварийной ситуации. В кожухе 13 предусмотрено окно 25 для профилактического осмотра системы оповещения 24 с индикатором безопасности 22.
Возможен вариант выполнения звена, реагирующего на аварийную ситуацию, упругим, например в виде упругой шаровой поверхности с прорезями (на чертеже не показано) либо в виде упругой поверхности эллипсоида 28 с прорезями (фиг. 3), расположенного между хвостовиками шпильки 14 и жестко связанного с ними, при этом индикатор безопасности 22 закреплен на боковой упругой поверхности тел.
Панель противовзрывная с системой оповещения о чрезвычайной ситуации 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. Предохранительная втулка 25, выполненная из быстроразрушающегося материала, рассчитана на определенное избыточное давление, при превышении которого она разрушается на отдельные частицы и не препятствует передвижению вверх каркаса 1 с бронированной металлической обшивкой 2, которая сжимает упругодемпфирующие элементы 10, гася энергию взрыва.
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 ввиде 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.
Индикатор безопасности системы предупреждения аварийной ситуации работает следующим образом.
Звено, реагирующее на аварийную ситуацию, выполненное в виде датчика, закрепленного на разрывном элементе 15, например в виде шпильки с участком меньшего поперечного сечения, испытывает разрывную деформацию, сигнал которой поступает на вход усилителя 23, а выход с усилителя 23 соединяют со входом устройства оповещения 24 об аварийной ситуации.
При взрыве внутри производственного помещения (на чертеже не показано) происходит подъем панели от воздействия ударной волны, и через открытый проем 8 сбрасывается избыточное давление. Сначала панель преодолевает сопротивление втулки 28 из стекла, а после ее разрушения - сопротивление дополнительных элементов, выполненных комбинированными, например упругодемпфирующими, в виде упругого элемента, например пружины, заполненной полиуретаном.
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 ввиде 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.
На фиг. 4 представлен вариант выполнения демпфирующего элемента, гасящего воздействие ударной волны.
Возможен вариант, когда для фиксации предельного положения панели к торцам опорных упругих стержней 4 с листами-упорами 5 прикреплен демпфирующий элемент 29, который демпфирует воздействие ударной волны и выполнен ввиде объемного тела с внутренней полостью, и поверхностями, эквидистантными поверхностям панели, при этом его внутренняя полость заполнена дисперсной системы воздух-свинец, а свинец выполнен ввиде крошки, шарообразной формы, причем прикреплен оппозитно панели и направлен в ее сторону, т.е. навстречу ее движению во время взрыва.
Использование предложенного технического решения позволяет осуществить предотвращение взрывоопасных объектов от разрушения и снижение поступления вредных веществ в атмосферу при аварийном взрыве.