СТЕНД ДЛЯ ПОДБОРА ТОЛЩИНЫ ОГРАЖДЕНИЯ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОСКОЛКОВ ВЗРЫВНОГО ХАРАКТЕРА
BENCH TO SELECT THICKNESS OF FENCE DESIGNED FOR PROTECTION AGAINST FRAGMENTS OF EXPLOSIVE NATURE

Изобретение относится к системам безопасности в чрезвычайных ситуациях и может быть использовано для подбора толщины ограждения, предназначенного для защиты от осколков взрывного характера технологического оборудования.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является стенд по патенту РФ №2459050 (прототип), содержащий взрывную камеру, в верхнем основании которой имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым элементом, площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец, а сбрасываемый элемент перекрывает отверстие в кольце, над которым закрепляется защитный экран, причем второе отверстие перекрывается клапаном, который прижимается к отверстию с помощью электромагнита и открывается пружиной при размыкании контактов, а усилие прижатия клапана и сжатия пружины устанавливается таким образом, чтобы суммарное усилие было равно допускаемому давлению, умноженному на площадь отверстия клапана.
Недостатком известного решения является отсутствие возможности сравнительных испытаний ограждения, предназначенного для защиты от осколков взрывного характера технологического оборудования на модельных объектах.
Технический результат - повышение эффективности защиты ограждения, предназначенного для защиты от осколков взрывного характера технологического оборудования при аварийном режиме на объекте.
=Fэ.м
Это достигается тем, что в стенде для подбора толщины ограждения, предназначенного для защиты от осколков взрывного характера, содержащем взрывную камеру, в верхнем основании которой имеется отверстие, перекрываемое элементом, площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец, а элемент перекрывает отверстие в кольце, над которым закрепляется ограждение, причем второе отверстие перекрывается клапаном, который прижимается к отверстию с помощью электромагнита и открывается пружиной при размыкании контактов, а усилие прижатия клапана и сжатия пружины устанавливается таким образом, чтобы суммарное усилие было равно допускаемому давлению, умноженному на площадь отверстия клапана, т.е. ΔF-Fпр=ΔРд.м Sкл,
2
2
2
gm,
g=
-
Д.М.
где Fэ.м - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м; Fпр - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, H:Fпр=(10÷15) где 9,81 м/с; mмасса сердечника электромагнита с клапаном, кг; ΔP - перепад допускаемого давления для модельной установки; Sкл - площадь отверстия клапана, м, элемент выполнен иммитирующим осколок взрывного характера, над которым установлено модельное защитное ограждение, причем поверхность элемента, обращенная в сторону модельного защитного ограждения, имеет поверхность, моделирующую неровности, присущие осколкам взрывного характера.
На чертеже представлена схема стенда.
3
Стенд для подбора толщины ограждения, предназначенного для защиты от осколков взрывного характера, состоит из взрывной камеры 1, представляющей собой металлический сосуд объемом, равным 5004-1000 см (толщина стенок 7-8 мм). В верхнем основании сосуда имеется отверстие, перекрываемое элементом 2, иммитирующим осколок взрывного характера, причем поверхность элемента 2, обращенная в сторону модельного защитного ограждения 3, может иметь поверхность, моделирующую неровности, присущие осколкам взрывного характера (на чертеже не показано).
Площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец 21. Элемент 2, иммитирующий осколок взрывного характера, перекрывает отверстие в кольце 21, над которым закрепляется испытуемое модельное защитное ограждение 3.
Второе отверстие перекрывается клапаном 19, который прижимается к отверстию с помощью электромагнита 12 и открывается пружиной 11 при размыкании контактов 4. Усилие прижатия клапана и сжатия пружины устанавливается таким образом, чтобы суммарное усилие было равно допускаемому давлению, умноженному на площадь отверстия клапана, т.е.
<mrow><mi>Δ</mi><mi>F</mi><mo>=</mo><mi>F</mi><mi>э</mi><mo>.</mo><mi>м</mi><mo>−</mo><mi>F</mi><mi>п</mi><mi>р</mi><mo>=</mo><mi>Δ</mi><mi>Р</mi><mi>д</mi><mo>.</mo><mi>м</mi><mtext> </mtext><mi>S</mi><mi>к</mi><mi>л</mi><mo>,</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
2
2
2
,
=
где Fэ.м - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м; Fпр - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, H:Fпр=(10÷15) gmгде g9,81 м/с; m - масса сердечника электромагнита с клапаном, кг; Sкл - площадь отверстия клапана, м.
Тяговое усилие электромагнита может меняться путем изменения тока через реостат 8 посредством подвижного контакта 9 реостата. Для измерения усилия электромагнита и сжатия пружины предусмотрено параллельное устройство электромагнитного клапана 6, величина тока электромагнита в котором регулируется от того же реостата 8 путем переключения контактов 5. Для настройки требуемой разности усилий электромагнита и пружины имеется динамометр 7. Для образования паровоздушной взрывоопасной смеси в камере имеется пробка-испаритель 18, в которую с помощью бюретки вносится требуемое количество легковоспламеняющейся жидкости и пробка ввинчивается так, что пары жидкости через окна в стенках пробки-испарителя попадают в камеру и, смешиваясь с воздухом, образуют взрывоопасную смесь.
Поджигается смесь электрической искрой 20 от индукционной катушки 14, включается зажигание кнопкой 13. В одной из торцевых (боковых) стенок взрывной камеры 1 имеется отверстие под штуцер 17, в котором закреплена трубка от воздуходувки 15, перекрываемой краном 16. В другой, оппозитно расположенной, торцевой (боковой) стенке взрывной камеры 1 имеется отверстие под штуцер 23 для трубки 22, перекрываемой краном 24, которое служит для поддержания в камере 1 атмосферного давления во время испарения жидкости.
Стенд для подбора толщины ограждения, предназначенного для защиты от осколков взрывного характера, работает следующим образом.
Площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец 21. Элемент 2, иммитирующий осколок взрывного характера, перекрывает отверстие в кольце 21, над которым закрепляется испытуемое модельное защитное ограждение 3.
Первое испытание проводится при наиболее легком элементе 2. Если модельное защитное ограждение 3 не пробито, то либо увеличивают силу взрыва во взрывной камере 1, либо увеличивают массу элемента 2, иммитирующего осколок взрывного характера, и так до тех пор, пока ограждение 3 будет пробито. При этом фиксируются все параметры испытаний, при которых произошел пробой ограждения заданной толщины. Таким образом подбирают минимально возможную толщину модельного защитного ограждения 3 с учетом характеристик взрывного воздействия.