ПРОТИВОВЗРЫВНАЯ ПАНЕЛЬ С ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ ВТУЛКОЙ
ANTI-EXPLOSION PANEL WITH SAFETY SLEEVE

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таким 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 №2558825 от 10.08.2015 (прототип), содержащая металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющая 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, при этом панель дополнительно содержит упругодемпфирующиеся разрушающиеся элементы одноразового действия, которые крепятся на опорных стержнях к листам-упорам посредством демпфирующего основания, связанного винтами с коаксиально расположенной фланцевой втулкой, верхний фланец которой соединен с демпфирующим основанием, а нижний - с зажимным элементом втулочного типа с канавками для фиксации одного из концов упругого элемента, выполненного в виде конической пружины, другой конец которой упирается в стакан с центральным отверстием, в котором соосно размещен стержень, а на внешней поверхности фланцевой втулки установлена, соосно стержню, предохранительная втулка, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, а стакан также выполнен из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, и крепится своей обечайкой к зажимному элементу винтами, коаксиально расположенная фланцевая втулка, верхний фланец которой соединен с демпфирующим основанием, а нижний - с зажимным элементом втулочного типа, выполнена из вибродемпфирующего материала, например полиуретана.
Технически достижимый результат - повышение надежности срабатывания взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте и обеспечение плавного задемпфированного возврата этих конструкций в исходное положение после взрыва без поломок.
Это достигается тем, что в противовзрывной панели с предохранительной втулкой, содержащей металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющей в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры, при этом 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, а также дополнительно содержит упругодемпфирующиеся разрушающиеся элементы одноразового действия, которые крепятся на опорных стержнях к листам-упорам посредством демпфирующего основания, связанного винтами с коаксиально расположенной фланцевой втулкой, верхний фланец которой соединен с демпфирующим основанием, а нижний - с зажимным элементом втулочного типа с канавками для фиксации одного из концов упругого элемента, выполненного в виде конической пружины, другой конец которой упирается в стакан с центральным отверстием, в котором соосно размещен стержень, а на внешней поверхности фланцевой втулки установлена, соосно стержню, предохранительная втулка, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, а стакан также выполнен из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, и крепится своей обечайкой к зажимному элементу винтами.
На фиг. 1 представлена схема противовзрывной панели покрытия (или кровли) взрывоопасного или радиоактивного объекта, на фиг. 2 - схема упругодемпфирующегося разрушающегося элемента одноразового действия.
Противовзрывная панель с предохранительной втулкой (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 крепится упругодемпфирующий разрушающийся элемент 10 одноразового действия.
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.
Упругодемпфирующий разрушающийся элемент 10 одноразового действия (фиг. 2) крепится на опорных стержнях 4 к листам-упорам 5 посредством демпфирующего основания 11, связанного винтами 12 с коаксиально расположенной фланцевой втулкой 13, верхний фланец которой соединен с демпфирующим основанием 11, а нижний - с зажимным элементом 18 втулочного типа с канавками 19 для фиксации одного из концов упругого элемента 21, выполненного в виде конической пружины, другой конец которой упирается в стакан 16 с центральным отверстием 17, в котором соосно размещен стержень 4. На внешней поверхности фланцевой втулки 13 установлена, соосно стержню 4, предохранительная втулка 14, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора. Стакан 16 выполнен из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, и крепится своей обечайкой 15 к зажимному элементу 18 винтами 20.
Сборка упругодемпфирующегося разрушающегося элемента 10 одноразового действия осуществляется в следующей последовательности. К стержню 4, перпендикулярно его оси, приваривается лист-упор 5, после чего к нему винтами 12 крепится демпфирующее основание 11, через фланцевую втулку 13 с предохранительной втулкой 14. К нижнему фланцу втулки 13 крепят винтами 12 зажимный элемент 18 втулочного типа с канавками 19, в которых фиксируют верхнее основание упругого элемента 21, выполненного в виде конической пружины. Затем устанавливают стакан 16, с упором в его днище нижнего основания конической пружины 21, и поджимают его винтами 20 к зажимному элементу 18.
Возможен вариант, когда коаксиально расположенная фланцевая втулка 13, верхний фланец которой соединен с демпфирующим основанием 11, а нижний - с зажимным элементом 18 втулочного типа, выполнена из вибродемпфирующего материала, например полиуретана.
Возможен вариант, когда для предотвращения среза листов-упоров 5 с опорных стержней 4, снаружи предохранительной втулки 14, коаксиально и осесимметрично, дополнительно размещен упругий элемент 22, выполненный в виде цилиндрической пружины, жесткость которой больше жесткости конической пружины 21.
Таким образом, разрушающийся элемент 10 готов к установке на противовзрывную панель.
Противовзрывная панель с предохранительной втулкой 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 10 одноразового действия работает следующим образом.
При подъеме панели 1 от воздействия ударной волны она упирается в днище стакана 16, который при дальнейшем движении панели вверх разрушается, освобождая коническую пружину и путь для дальнейшего продвижения зажимного элемента 18 по стержню 4 до взаимодействия его с фланцевой втулкой 13, при этом разрушается предохранительная втулка 14, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, и зажимный элемент 18 упирается через фланцевую втулку 13 в демпфирующее основание 11. 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.
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.
Возможен вариант, когда на боковой поверхности втулки 14 (фиг. 2), выполненной из быстроразрушающегося материала, например стекла типа «триплекс», закреплен индикатор безопасности в виде тензорезистора 23, сигнал с которого по линии связи поступает на тензоусилитель 24, а с него в блок системы оповещения 25 об аварийном режиме, которая позволяет принять соответствующие меры для предотвращения начальной фазы возникновения чрезвычайной ситуации.
Использование предложенного технического решения позволяет осуществить предотвращение взрывоопасных объектов от разрушения и снижение поступления вредных веществ в атмосферу при аварийном взрыве.