ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА
THERMAL PROTECTION

Изобретение относится к огнезащитным противопожарным средствам и может быть использовано при транспортировании резервуаров с горючими и радиационно опасными газами и жидкостями при избыточном внутреннем давлении, сжиженных газов при криогенных температурах.
Известны многочисленные многослойные тепловые экраны, обеспечивающие тепловую защиту при хранении горючих газов и жидкостей. Например, известен огнезащитный экран-чехол (пат. РФ №2229909, МПК A62C 2/06, опубл. 10.06.2004), содержащий гибкие наружные огнестойкие слои из ткани, выполненные из кремнеземных и/или базальтовых волокон, и промежуточные теплостойкие слои, выполненные из хаотично перекрещивающихся кремнеземных и базальтовых волокон. Наружный огнестойкий слой ткани со стороны поверхности огневого воздействия пропитан вспучивающимся огнезащитным составом. Экран-чехол устанавливается с плотным охватом защищаемого устройства, с закреплением концов экрана-чехла ленточными элементами типа «липучка» с последующим креплением тяговыми лентами или шнурами. Данные конструкции недолговечны, т.к. теплопроводность вспучивающегося огнезащитного состава может меняться со временем. Также к недостаткам многослойных тепловых экранов можно отнести несовершенство их замыкающих элементов, трудоемкость и материалоемкость работ, связанных с защитой пожароопасных объектов. Данные конструкции являются неразборными.
Известны различные конструкции разборных тепловых защит. Например, разборная защитная конструкция для хранения резервуаров с огнеопасными веществами (пат. РФ №2285554, МПК A62C 2/06, опубл. 20.10.2006), прототип, содержит несущий каркас, термостойкий теплоизолирующий слой и защитно-декоративную облицовку. Несущий каркас состоит из продольных и кольцевых элементов, и замыкается тросами, соединенными с полюсными кольцами. Каждый кольцевой элемент состоит из верхней и нижней полок, нижняя из которых представляет собой два соединенные между собой полукольца, а верхняя выполнена из двух стальных полос, концентрически установленных на полукольцах нижней полки посредством шпилек для образования единого двутаврового полукольца. Термостойкий теплоизолирующий слой состоит из наружных тканых слоев, на поверхности одного из которых, обращенного к огневому воздействию, нанесен слой вспучивающегося материала, и промежуточного теплостойкого слоя и выполнен в виде закрепленных в каркасе плоских матов.
Недостатки защитной конструкции:
- трудоемкость монтажа из-за большого количества продольных и поперечных полуколец, которые соединяются на саморезах только при монтаже;
- необходимость последующего крепления теплоизоляции канатом, а покровного слоя саморезами к металлическим полукольцам;
- отсутствие грузоподъемных элементов на конструктивных элементах теплоизоляции для механизации сборки;
- невозможность использования защитной конструкции для транспортирования автомобильным и железнодорожным транспортом из-за отсутствия виброгасящих элементов.
Задачей данного изобретения является создание разборной конструкции тепловой защиты для транспортирования резервуаров с горючими и радиационно опасными веществами, обеспечивающей удобство и быстроту ее сборки и разборки, и при этом обладающей высокой надежностью, долговечностью и возможностью дезактивации.
Поставленная задача решается тем, что в тепловой защите, содержащей несущий каркас и прикрепленные к каркасу термостойкий теплоизолирующий слой и защитно-декоративную облицовку, несущий каркас выполнен в виде цилиндрического стакана с днищем, приваренными к верхнему краю грузоподъемными ушками и проемами в нижней части, термостойкий теплоизолирующий слой и защитно-декоративная облицовка представляют собой сшитую из базальтового двухстороннефольгированного и атмосферостойкого материала теплозащитную конструкцию, которая состоит из двух частей: нижней, включающей боковину с соединенными вертикальными краями, и дна; и верхней, состоящей из двух боковин, вертикальные края которых соединены, и к нижней части которых прикреплены подпружиненные стягивающие механизмы, и крышки, соединенной с боковинами, причем совместно к верхней части боковин и крышке прикреплены грузоподъемные ушки. Нижняя часть крепится поверх стакана винтами сверху, хомутом снизу, верхняя часть после помещения защищаемого объекта в стакан устанавливается на объект, подпружиненные стягивающие механизмы верхней части прикрепляются к грузоподъемным ушкам цилиндрического стакана.
На фиг.1 представлен общий вид тепловой защиты;
на фиг.2 - вид А - вид снизу на цилиндрический стакан;
на фиг.3 - разрез Б-Б - боковины верхней части тепловой защиты;
на фиг.4 - разрез В-В - соединение верхних боковин с крышкой;
на фиг.5 - разрез Г-Г - соединение верхней и нижней частей тепловой защиты;
на фиг.6 - выноска Д на фиг.3 - соединение вертикальных краев боковины нижней части тепловой защиты (соединение вертикальных краев с одной стороны верхней части тепловой защиты осуществляется аналогично);
на фиг.7 - выноска Е на фиг.3 - соединение вертикальных краев боковин верхней части со второй стороны;
на фиг.8 - разрез Ж-Ж на фиг.4 - крепление грузоподъемных ушек с крышкой и верхней боковиной;
на фиг.9 - разрез 3-3 на фиг.4 - крепление крышки с верхней боковиной;
на фиг.10 - разрез И-И на фиг.1 - крепление верха нижней тепловой защиты к стакану;
на фиг.11 - выноска К на фиг.1 - крепление дна нижней части тепловой защиты к стакану.
Тепловая защита содержит цилиндрический стакан 1 (см. фиг.1) и сшитую теплозащитную конструкцию 2, состоящую из нижней 3 и верхней 4 частей. Нижняя часть 3 включает боковину 5 и дно 6, верхняя часть 4 - боковины 7, 8 (см. фиг.3) и крышку 9.
Цилиндрический стакан 1 выполняет функцию несущего каркаса тепловой защиты. Для придания необходимой жесткости по верхнему краю снаружи стакана 1 приварена труба 10 (см. фиг.10) квадратного профиля. В трубе 10 по всей окружности имеются отверстия с резьбой для крепления боковины 5 нижней части 3 тепловой защиты. К трубе 10 приварены грузоподъемные ушки 11 (см. фиг.5) для переноса и установки нижней части 3, а также для крепления верхней части 4.
В нижней части цилиндрического стакана 1 (см. фиг.1) расположены четыре проема 12, необходимые для установки тепловой защиты в ячейке полувагона. По верхним краям проемов 12 внутри цилиндрического стакана 1 приварено днище 13 с пазами 14 (см. фиг.2) для прохода опор защищаемого объекта 15. Цилиндрический стакан с пазами в нижней части позволяет направлять и центрировать защищаемый объект при транспортировании, препятствует смятию теплоизоляции, сохраняя ее первоначальные свойства и обеспечивая ее долговечность. По всему контуру днища 13 к внутренней стороне цилиндрического стакана 1 приварены прижимы 16 (см. фиг.11), позволяющие быстро фиксировать дно 6 нижней части 3 тепловой защиты.
Каждый элемент теплозащитной конструкции 2 (см. фиг.6) состоит из мата 17, который со всех сторон покрыт слоем 18 атмосферостойкого материала с нормированным пределом огнестойкости (например, Винипланом Арктик-544). Применение атмосферостойкого материала обеспечивает надежность, долговечность тепловой защиты, а также возможность многократной дезактивации ее поверхностей растворами, применяемыми на радиационно опасных объектах. Мат 17 представляет собой конструкцию, сшитую из двух слоев базальтового материала (например, базальтового утеплителя МБОР-16Ф) фольгированной стороной наружу. Фольга, расположенная снаружи базальтового утеплителя, препятствуя увлажнению утеплителя при перепадах температуры, сохраняет первоначальный расчетный коэффициент теплопроводности теплоизоляции и обеспечивает ее долговечность. Торцевые не покрытые фольгой поверхности защищены двумя слоями 19 базальтовой ткани (например, БТ-13). Базальтовая ткань, используемая в качестве армирующего слоя, повышает несущую способность конструкции. Во время транспортирования защищаемого объекта при возникающей вибрации и перепадах наружной температуры базальтовая ткань, защищая торцовые стороны утеплителя от изменения формы и увлажнения, сохраняет первоначальный расчетный коэффициент теплопроводности теплоизоляции и обеспечивает ее долговечность.
Соединяемые стороны теплозащитной конструкции 2 имеют отверстия, в которые вставлены заклепки 20 (см. фиг.6) в виде развальцованных труб, под заклепки установлены пластины 21 и шайбы 22 для возможности развальцовки труб в готовом изделии. Обрамление металлом отверстий атмосферостойкого материала с нормированным пределом огнестойкости позволяет исключить разрывы материала при сборке и разборке теплоизолирующей конструкции, повышая ее ресурс работы.
Соединение вертикальных краев боковины 5 нижней части 3 осуществляется при помощи штифтов 23 с фиксацией канатом 24 (см. фиг.6). Использование штифтов с фиксацией канатом позволяет быстро производить сборку-разбору теплоизоляции без использования слесарного инструмента при монтаже на защищаемом объекте, демонтаже для хранения и при необходимости ремонта.
Боковина 5 нижней части 3 крепится к стакану 1 снизу хомутом 25 (см. фиг.2), а сверху к трубе 10 винтами 26 (см. фиг.10).
Соединение вертикальных краев боковин 7 и 8 верхней части 4 осуществляется с одной стороны аналогично соединению вертикальных краев боковины 5 (см. фиг.6), со второй стороны - крепежными элементами 27, 28 (см. фиг.7). К верхним краям боковин 7 и 8 крепится крышка 9 (см. фиг.4, 9) при помощи штифтов 30 с фиксацией канатом 29. Грузоподъемное ушко 31 (см. фиг.8) крепится болтом 32 и гайкой 33 к крышке 9 и боковине 7 совместно. Второе грузоподъемное ушко крепится аналогично к крышке 9 и боковине 8. Грузоподъемные ушки позволяют произвести монтаж-демонтаж тепловой защиты с использованием средств механизации без повреждения, тем самым повысить срок ее использования. Снизу боковин 7, 8 пришиваются по диаметру ушки 34 (см. фиг.5), к которым прикрепляются подпружиненные стягивающие механизмы 35.
Сборка защиты тепловой производится в следующей последовательности.
Цилиндрический стакан 1 с прикрепленной нижней частью 3 тепловой защиты размещается в гнезде полувагона. Защищаемый объект 15 (см. фиг.1) устанавливается в цилиндрический стакан 1.
Собранная верхняя часть 4 тепловой защиты поднимается за грузоподъемные ушки 31 и устанавливается на защищаемый объект 15.
Стягивающие механизмы 35 прикрепляются к грузоподъемным ушкам 11 цилиндрического стакана 1 (см. фиг.5), создавая натяг и замыкание тепловой защиты. Стягивающие механизмы позволяют быстро соединить верхнюю часть тепловой защиты с нижней, тем самым снизив трудоемкость операции и сократив простой транспортного средства.
Нижние края боковин 7, 8 верхней части 4 заправляются в пространство между защищаемым объектом 15 и цилиндрическим стаканом 1, создавая непрерывный теплоизолирующий слой.
Реализация данного технического решения позволит создать разборную конструкцию тепловой защиты для транспортирования резервуаров с радиационно опасными, пожароопасными и вредными веществами, создающую временной фактор, препятствующий разрушению транспортируемого резервуара при возникновении аварийной ситуации. Конструкция обладает высокой надежностью, долговечностью и возможностью дезактивации, при этом обеспечивает снижение трудоемкости погрузочно-разгрузочных работ и уменьшение простоя транспортного средства.