ПРОТИВОВЗРЫВНАЯ ПАНЕЛЬ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ
EXPLOSION PROOF PANEL FOR EMERGENCY PREVENTION

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и экраны, предназначенные для предотвращения чрезвычайной ситуации (ЧС).
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является противовзрывная панель по патенту РФ №2458212, Кл. Ε04В 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, а также оповещение персонала о возникновении ЧС.
Это достигается тем, что в противовзрывной панели, 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, причем наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни выполнены упругими, а к листам-упорам последовательно крепятся упругодемпфирующий и быстроразрушающийся, одноразового действия, элементы, при этом быстроразрушающийся элемент выполнен, например, в виде втулки, охватывающей опорный стержень и выполненной из стекла типа «триплекс», или фарфора, или керамики, или комбинированного материала, а упругодемпфирующий элемент выполнен в виде втулки из эластомера, например полиуретана, или пружины, заполненной полиуретаном, причем по крайней мере один быстроразрушающийся элемент выполнен с системой оповещения, выполненной в виде втулки, например, из стекла типа «триплекс» или фарфора, и охватывающей опорный стержень, и имеющей в средней части встроенный индикатор безопасности в виде двух усеченных конических поверхностей, вершины которых направлены навстречу друг другу, прим этом на одной из поверхностей закреплен датчик, реагирующий на разрушение, например тензорезистор, выход с которого соединен с усилителем сигнала, поступающего на вход системы оповещения о возникновении чрезвычайной ситуации.
На фиг. 1 представлена схема противовзрывной панели для покрытия (или кровли) взрывоопасного объекта с упругодемпфирующими и быстроразрушающимися элементами одноразового действия: слева на чертеже - вариант элемента, выполненного в виде одноразовой втулки из стекла типа «триплекс»; а справа - вариант одноразовой втулки с системой оповещения; на фиг. 2 - вариант выполнения опорного стержня с усиленным основанием, расположенным в покрытии (или кровли) взрывоопасного объекта.
Противовзрывная панель (фиг. 1) 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 листам-упорам 5 последовательно крепятся упругодемпфирующий 10 и быстроразрушающийся 11, одноразового действия, элементы, при этом быстроразрушающийся 11 элемент выполнен, например, в виде втулки, охватывающей опорный стержень 4 и выполненной из стекла типа «триплекс», или фарфора, или керамики, или комбинированного материала (фиг. 1, слева). Упругодемпфирующие элементы 10, демпфирующие воздействие ударной волны, выполнены в виде втулки из эластомера, например полиуретана, или пружины, заполненной полиуретаном.
Возможен вариант выполнения по крайней мере одного быстроразрушающегося элемента (фиг. 1, справа) с системой оповещения, выполненного в виде втулки, например, из стекла типа «триплекс» или фарфора, охватывающей опорный стержень 4 и имеющей в средней части встроенный индикатор безопасности в виде двух усеченных конических поверхностей, вершины которых направлены навстречу друг другу, при этом на одной из поверхностей закреплен датчик, реагирующий на разрушение, например тензорезистор 12, выход с которого соединен с усилителем сигнала 13, поступающего на вход системы оповещения о возникновении чрезвычайной ситуации (ЧС).
Противовзрывная панель работает следующим образом.
При взрыве внутри производственного помещения (на чертеже не показано) происходит резкое повышение избыточного давления и как следствие подъем панели от воздействия ударной волны, при этом быстроразрушающийся, одноразового действия, элемент 11 разрушается и перестает сдерживать панель от ее вертикального перемещения вверх, при этом открывается проем 8 и 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 и упругодемпфирующие элементы 10, демпфирующие воздействие ударной волны.
Возможен вариант (фиг. 2), когда для повышения надежности срабатывания противовзрывной панели, в частности для ее перемещения вверх по заданной вертикальной траектории, каждый стержень 4 выполнен с усиленным основанием, расположенным в покрытии (или кровли) взрывоопасного объекта, чтобы предотвратить «вырыв из покрытия» хотя бы одного из стержней 4, что вызвало бы нарушение в подъеме панели и неполное ее открытие, а следовательно, привело бы к увеличению избыточного давления внутри взрывоопасного объекта и негативному развитию ЧС.
Для надежности крепления каждый стержень 4 имеет в основании, которое расположено в покрытии (или кровли) взрывоопасного объекта, жестко связанную с ним базовую горизонтальную плиту 16, расположенную перпендикулярно стержню 4, к которой одним концом прикреплены по крайней мере два наклонных арматурных стержня 15, другой конец которых жестко связан со стержнем 4. К нижней поверхности плиты 16 прикреплен по крайней мере один элемент 17 якорного типа, а к ее торцевым плоскостям симметрично прикреплены элементы 18 устойчивости, состоящие из вертикальных и горизонтальных полос, также предназначенные для повышения прочности стержня 4 на «вырыв из покрытия». При этом вся металлоконструкция основания стержня 4 заливается бетоном или другим связующим при сооружении взрывоопасного объекта.
Возможен вариант выполнения упругодемпфирующего и быстроразрушающегося элементов одноразового действия (фиг. 3), которые последовательно крепятся на опорных стержнях 4 к листам-упорам 5 посредством демпфирующего основания 19 винтами 20. К основанию 19, коаксиально стержню 4, прикреплена посредством фланца 22 винтами 23 втулка 21 одноразового действия, выполненная из хрупкого быстроразрушающегося материала, например фарфора. Упругая часть упругодемпфирующего элемента выполнена в виде по крайней мере трех листовых рессор 27, размещенных между листами-упорами 5 и зажимным элементом 25 втулочного типа с канавками 26 для фиксации одного конца рессор 27, при этом второй конец каждой рессоры 27 посредством шарниров 28 закреплен на листах-упорах 5, а рессоры 27 расположены с наклоном порядка 15÷45° в сторону быстроразрушающегося элемента одноразового действия в виде втулки 21.
Упругодемпфирующий и быстроразрушающийся элементы одноразового действия (фиг. 3) работают следующим образом.
При подъеме панели 1 от воздействия ударной волны она упирается в зажимной элемент 25 втулочного типа (фиг. 3) и срезается резьба на резьбовом участке 24 стержня 4. При дальнейшем движении панели вверх зажимной элемент 25 разрушает втулку 21 одноразового действия, выполненную из хрупкого разрушающегося материала, например фарфора, и сжимает упругие элементы, выполненные в виде листовых рессор 27, которые, сжимаясь от возрастающего давления ударной волны, в определенный момент освобождаются от крепления своих концов в канавках 26. Так как один конец каждой рессоры 27 посредством шарниров 28 закреплен на листах-упорах 5, а рессоры 27 расположены с наклоном порядка 15÷45°, то при небольшой силе ударной волны свободные концы рессор 27 за счет шарниров 28 соскользнут (отодвинутся) в сторону от быстроразрушающегося элемента одноразового действия, при этом сохранится их целостность и многократность использования. Если давление ударной волны возрастает, то рессоры 27 за счет шарниров 28 освобождают путь для дальнейшего продвижения зажимного элемента 25 по стержню 4 до взаимодействия его с демпфирующим основанием 19. В случае большого (более 5 КПа) давления взрывной волны происходит следующее: либо срезается сварочное соединение, которое крепит опорные стержни 4 к листам-упорам 5, либо происходит заклинивание и разрыв стержней 4.