ЗАЩИТНЫЙ КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ И ИЗДЕЛИЙ, СОДЕРЖАЩИХ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

Полезная модель относится к области хранения и транспортирования взрывчатых веществ (ВВ) и изделий, содержащих взрывчатые вещества, в защитных контейнерах (ЗК).
Для безопасного транспортирования ВВ и опасных грузов, содержащих ВВ, в промышленности применяется негерметичная деревянная тара, обеспечивающая невзрывное выгорание ВВ в случае аварийного пожарного воздействия. При перевозках взрывных устройств и боеприпасов со взрывчатыми веществами используются герметизированные защитные контейнеры, предназначенные для защиты груза от эксплуатационных воздействий (атмосферная влага, пыль, инсоляция и т.д) и в случае возникновения аварийных ситуаций (пожар, осколочно-пулевые, ударно-волновые или комплексные воздействия). Применяемые контейнеры - это сложные многослойные конструкции, содержащие в замкнутом объеме упаковки разнородные органические и неорганические материалы, которые уже в процессе естественного старения и взаимодействия могут образовывать пожаро-, взрывоопасные газовые смеси. Опасность образования таких смесей значительно возрастает при интенсивных аварийных термических воздействиях, превышающих защитные свойства контейнера.
Известен контейнер повышенной защищенности [Черница О.А. Защитные контейнеры: Научно-практическое издание/ О.А.Черница, Г.П.Белянкин, Б.И.Израилев и др.; под ред. д-ра техн. наук, проф. Е.Н.Петрова.-Снежинск: Изд-во РФЯЦ-ВНИИТФ, 2007, стр.116] для перевозки взрывчатых веществ и изделий, содержащих взрывчатые вещества, состоящий из крышки, корпуса, основания, термозащитного материала, пулезащитного экрана, энергопоглощающего экрана, устройства для закрепления груза, образующих в совокупности внутреннюю герметичную полость, предназначенную для размещения упаковываемого груза. Основание, корпус и крышка цилиндрической формы имеют фланцевые разъемы с элементами болтового крепления и системой уплотнительной герметизации. Описанный контейнер принят в качестве аналога.
Данная конструкция защитного контейнера имеет следующие недостатки:
- газы, образующиеся при термодеструкции материалов, входящих в конструкцию защитных слоев контейнера, могут взаимодействовать с материалами конструкции упакованного груза и взрывчатыми веществами, нагревая их, при этом образуются опасные газовые смеси и повышается опасность обращения с грузом;
- при возгорании упакованного груза, содержащего ВВ, герметичность внутренней полости контейнера сохраняется, что может привести к повышению давления во внутренней полости, и, как следствие, к переходу горения во взрыв; при этом даже при термодеструкции элементов герметизации, расположенных между фланцами основания, корпуса и крышки, площадь конструктивного зазора гораздо меньше площади стравливания, необходимой для выхода продуктов горения ВВ без перехода горения ВВ во взрыв;
В качестве прототипа принят защитный контейнер для перевозки взрывчатых веществ и изделий, содержащих взрывчатые вещества, описанный в патенте РФ «Защитный контейнер для перевозки взрывчатых веществ и изделий, содержащих взрывчатые вещества» №91363, опубликованном 10.02.2010.
Защитный контейнер состоит из основания, корпуса, крышки, термозащитного материала, пулезащитного экрана, энергопоглощающего экрана, образующих в совокупности внутреннюю герметичную полость для размещения упаковываемого груза. Герметичная полость защитного контейнера сообщена с окружающей средой системой равномерно расположенных на поверхности контейнера предохранительных клапанов, количеством не менее двух, открывающихся при повышении температуры внутри полости выше температуры возгорания ВВ и повышении давления газов, образующихся при горении ВВ, внутри герметичной полости, при этом суммарная площадь проходного сечения системы клапанов выбрана из условия не превышения давления внутри герметичной полости от 0,15 до 0,3 МПа.
Конструкция данного защитного контейнера имеет те же недостатки, что и предыдущая: при терморазложении и горении материалов защитных слоев контейнера, в случае аварийного термическиого воздействия, возможно образование пожаро-, взрывоопасной (горючей) газовой среды, взаимодействие которой с материалами конструкции упакованного груза и взрывчатыми веществам, а также непосредственное воздействие на ВВ создает опасность возгорания.
Задачей настоящего технического решения является повышение безопасности хранения и транспортирования взрывчатых веществ (ВВ) и изделий, содержащих взрывчатые вещества, а также - безопасности работ по ликвидации последствий аварий со снижением или исключением вредного воздействия на окружающую среду и население пожаро-, взрывоопасной газовой среды, образующейся при возгорании элементов конструкции ЗК, взрывчатых веществ и содержащих ВВ изделий, размещенных в контейнере.
Технический результат заключается в том, что размещенный во внутренней полости груз с ВВ защищен герметичной оболочкой от воздействия пожаро-, взрывоопасной высокотемпературной газовой среды, формирующейся при терморазложении и горении материалов конструкции ЗК в случае аварийного высокотемпературного воздействия. Предохранительный клапан поддерживает во внутренней полости избыточное давление не выше 0,15…0,3 МПа, что обеспечивает невзрывное выгорание ВВ, повышая безопасность обращения с упакованным изделиями, содержащими ВВ.
Технический результат достигается тем, что в известной конструкции защитного контейнера для хранения и транспортирования взрывчатых веществ и изделий, содержащих взрывчатые вещества, состоящей из основания с установленным на нем корпусом с крышкой, внутри которых установлены пулезащитный экран, энергопоглощающий экран, теплозащитный материал, между корпусом и крышкой герметично установлена система равномерно расположенных предохранительных клапанов, а груз закреплен во внутренней полости контейнера, согласно техническому решению, внутренняя полость контейнера ограничена герметичной оболочкой, в которой установлен, по крайней мере, один предохранительный клапан, при этом условием его срабатывания является наличие во внутренней полости более высокого давления, чем в пространстве между герметичной оболочкой и корпусом с крышкой, условием срабатывания системы предохранительных клапанов также является наличие более высокого давления в вышеупомянутом пространстве, чем давление окружающей среды.
Сообщение внутренней полости контейнера и пространства, образованного герметичной оболочкой и корпусом с крышкой, осуществляется через предохранительный клапан, установленный в герметичной оболочке и срабатывающий при повышении температуры и действии избыточного давления газов, образующихся при горении ВВ. Герметичная оболочка исключает проникновение во внутреннюю полость с размещенным грузом и воздействие на ВВ высокотемпературных пожаровзрывоопасных газообразных продуктов терморазложения и горения материалов защитных слоев ЗК, а наличие, по крайней мере, одного предохранительного клапана, срабатывающего при избыточном давлении во внутренней полости, большем, чем давление в пространстве между герметичной оболочкой и корпусом с крышкой, и составляющем не более 0,15…0,3 МПа, обеспечивает разгерметизацию внутренней полости, предотвращая переход от режима послойного горения ВВ к режиму взрывного превращения. Избыточное количество пожаро-, взрывоопасных газов, образующихся в пространстве между герметичной оболочкой и корпусом с крышкой, стравливается в окружающую среду благодаря системе равномерно расположенных на поверхности контейнера предохранительных клапанов (количеством не менее 2-х), срабатывающих при повышении температуры внутри полости выше температуры возгорания ВВ и при наличии более высокого давления газовой смеси в вышеупомянутом пространстве, чем давление окружающей среды. Площадь проходного сечения предохранительного клапана, установленного в герметичной оболочке, и суммарная площадь проходного сечения системы клапанов на поверхности контейнера выбраны из условия непревышения давления в гермообъеме от 0,15 МПа до 0,3 МПа. Таким образом, исключаются возможность проникновения во внутреннюю полость с размещенным грузом и воздействие на ВВ высокотемпературных пожаро-, взрывоопасных газообразных продуктов терморазложения и горения материалов защитных слоев ЗК, предотвращается взрыв ВВ, что повышает безопасность хранения, транспортирования и проведения работ по ликвидации последствий аварий, связанных с высокотемпературным воздействием на ЗК с упакованным изделиями, содержащими ВВ.
На фиг.1 представлена конструкция защитного контейнера для хранения и транспортирования взрывоопасных грузов, в конкретном исполнении, где: 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - термозащитный материал; 4 - пулезащитный экран; 5 - энергопоглощающий экран; 6 - внутренняя полость, 7 - герметичная оболочка; 8 - фланцевый разъем; 9 - уплотнительный герметизирующий элемент; 10 - предохранительный клапан в герметичной оболочке; 11 - система предохранительных клапанов; 12 - основание; 13 - упакованный груз.
Наружный контур защитного контейнера образован корпусом 1, основанием 12 и цилиндрической крышкой 2, стыкующихся между собой фланцевым разъемом 8 с кольцевым резиновым уплотнительным герметизирующим элементом 9. Герметичная оболочка 7 отделяет упакованный груз 13, размещенный во внутренней полости 6, от защитных слоев контейнера, расположенных во внутренней полости. В герметичной оболочке 7 установлен предохранительный клапан 10, открытие которого происходит только при повышении температуры и возникновении более высокого избыточного давления в объеме, ограниченном герметичной оболочкой 7, чем в пространстве, образованном между герметичной оболочкой 7 и корпусом 1 с крышкой 2. В наружном контуре между фланцевым разъемом 8 корпуса 1 и крышки 2 по окружности установлена система предохранительных клапанов 11, оси которых направлены радиально, клапаны при этом ориентированы так, что их открытие происходит только при повышении температуры и возникновении избыточного давления в пространстве, образованном герметичной оболочкой 7 и корпусом 1 с крышкой 2, более высокого, чем давление окружающей среды. Количество равномерно расположенных клапанов определено в соответствии с необходимостью обеспечения достаточной площади общего проходного сечения, при которой в гермообъеме контейнера давление газов не будет превышать значения 0,15…0,3 МПа.
Устройство работает следующим образом.
В случае аварийной ситуации, связанной с длительным высокотемпературным воздействием на ЗК с упакованным грузом с ВВ, при нарушении и загорании защитных слоев контейнера в процессе термодеструкции происходит интенсивное газовыделение с выделением дополнительного тепла. Герметичная оболочка 7 препятствует проникновению во внутреннюю полость 6 с упакованным грузом 13 химически активной высокотемпературной пожаро-, взрывоопасной газообразной среды, исключая ее воздействие на ВВ и опасность формирования пожаро-, взрывоопасной смеси продуктов терморазложения ВВ и неметаллических материалов защитных слоев ЗК. В результате формирования пожаро-, взрывоопасной среды в пространстве контейнера, образованном между корпусом 1 с крышкой 2 и герметичной оболочкой 7, повышается давление. При повышении температуры и величины давления в указанном пространстве до критических значений (до 0,15…0,3 МПа) происходит открытие системы предохранительных клапанов 11, обеспечивающих сброс давления при оттоке газов в окружающую среду. При снижении давления предохранительные клапаны под действием пружин закрываются, изолируя объем контейнера от окружающей среды.
При прогреве упакованного груза 13 и загорании ВВ также образуется большое количество газообразных продуктов, в результате чего во внутренней полости 6 контейнера начинает повышаться давление. Предохранительный клапан 10, размещенный в герметичной оболочке 7, срабатывает при повышении температуры и росте давления до величины 0,15…0,3 МПа, при котором обеспечивается горение ВВ без перехода во взрыв. После выгорания ВВ продукты горения перестают выделяться, давление во внутренней полости 6 контейнера снижается, предохранительный клапан 10 под действием пружины закрывается, изолируя внутреннюю полость 6 с размещенным грузом 13. При этом исключено повышение давления в пространстве, образованном между герметичной оболочкой 7 и корпусом 1 с крышкой 2, выше величины 0,15…0,3 МПа при стравливании газов из внутренней полости 6 через предохранительный клапан 10 благодаря автоматическому срабатыванию системы клапанов 11, размещенных по периметру фланцевого разъема 8 и обеспечивающих сообщение гермообъема контейнера с окружающей средой.
Таким образом, предлагаемая конструкция защитного контейнера позволяет повысить безопасность хранения, транспортирования и проведения работ по ликвидации последствий аварий с исключением или снижением их до безопасных уровней.
По заявляемому техническому решению был изготовлен опытный образец защитного контейнера с установленными герметичным корпусом и двухконтурной системой разгерметизации.