Разборная защитная конструкция для хранения резервуаров с огнеопасными веществами
Разборная защитная конструкция 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. Технический результат заключается в обеспечении быстроты сборки и разборки, а также высокой надежности и долговечности. 5 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к огнезащитным противопожарным средствам и может быть использовано для резервуаров хранения горючих газов и жидкостей при избыточном внутреннем давлении, сжиженных газов при криогенных температурах, установленных на открытой площадке под навесом или в помещении.
Известны различные системы и конструкции для наземного хранения огнеопасных жидкостей. Одной из таких систем является принятая в качестве ближайшего аналога конструкция по пат. US 5564588 от 15.10.1996, в которой внутренняя оболочка резервуара, имеющего цилиндрическую форму, окружается внешней оболочкой, при этом между двумя оболочками размещен огнеупорный защитный материал. При этом в одном из вариантов реализации известное устройство выполняется в виде трех оболочек. Основным недостатком подобных конструкций является отсутствие возможности демонтажа защитной оболочки и, следовательно, дополнительные затраты на транспортировку громоздкой конструкции в случае необходимости ее доставки в отдаленные районы. Известны огнезащитные конструкции, выполненные в виде большого контейнера, в который помещают резервуар с огнеопасным веществом, при этом сверху контейнер закрывается съемной крышкой (пат. US 5884709 от 23.03.1999). Транспортировка таких контейнеров также трудоемка.
Кроме того, известны различные варианты выполнения разборных теплозащитных конструкций, которые предназначены главным образом для судоходной транспортировки резервуаров с веществами, температура которых значительно отличается от температуры окружающей среды. Такие конструкции выполняются, например, в виде теплозащитных панелей, монтируемых посредством продольных и поперечных элементов вокруг резервуара и покрытых внешней облицовочной оболочкой (см., например, US 3800970 от 02.04.1974 и US 4050609 от 27.09.1977). Однако такие устройства не предназначены для наземного хранения резервуаров с огнеопасными веществами и поэтому не содержат огнезащитные слои.
Задачей, положенной в основу предложенного технического решения, является создание огнезащитной разборной конструкции, обеспечивающей удобство и быстроту ее сборки и разборки, и при этом обладающей высокой надежностью и долговечностью.
Поставленная задача решается в предлагаемой разборной защитной конструкции для хранения резервуаров с огнеопасными веществами, преимущественно цилиндрической формы. Защитная конструкция содержит несущий каркас, термостойкий теплоизолирующий слой и защитно-декоративную облицовку, при этом несущий каркас состоит из продольных и кольцевых элементов, и замыкается тросами, соединенными с расположенными со стороны днищ резервуара полюсными пластинами, причем 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, при этом термостойкий теплоизолирующий слой состоит из наружных тканых слоев и промежуточных огнестойкого и теплостойкого слоев и выполнен в виде закрепленных в каркасе плоских матов.
Целесообразно чтобы плоские маты упирались кромками в шпильки с гарантированным поджатием, которое достигается за счет выбора ширины элементов термостойкого теплоизолирующего слоя, и были зафиксированы тросами несущего каркаса.
Плоские маты предпочтительно имеют на двух противоположных кромках уменьшающуюся толщину, которая образована участками, имеющими в сечении клинообразную форму, причем у одного конца мата толщина уменьшается от внутренней поверхности к наружной, а у противоположного - от наружной поверхности к внутренней, таким образом что кромки соседних матов расположены внахлест в местах установки продольных элементов каркаса.
Целесообразно чтобы шпильки были установлены с наклоном относительно радиуса кольцевых элементов.
В верхней полке полукольца кольцевого элемента могут быть выполнены четыре углубления с двумя пазами для установки продольных элементов, причем каждый продольный элемент в сечении имеет два выступа, соответствующие указанным пазам углубления.
Листы защитно-декоративной облицовки и маты термостойкого теплоизолирующего слоя имеют вырезы под выступающие элементы резервуара.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 и 2 представлен общий вид разборной защитной конструкции для хранения резервуаров; на фиг.3 - форма поперечного сечения продольных элементов несущего каркаса; на фиг.4 и 6 - конструкция кольцевых элементов несущего каркаса; на фиг.5 - способ крепления тросов, фиксирующих маты термостойкого теплоизолирующего слоя днищ; на фиг.7 - сечение стенки резервуара с защитной конструкцией по образующей обечайки резервуара; на фиг.8 - структура термостойкого теплоизолирующего слоя обечайки и днищ; на фиг.9 - конструктивное исполнение элемента защитно-декоративной облицовки обечайки и днищ.
Ниже приводится более подробное описание сущности изобретения со ссылками на позиции чертежей.
Основными элементами разборной защитной конструкции для хранения резервуаров являются:
а) термостойкий теплоизолирующий слой 3;
б) несущий каркас 2;
в) защитно-декоративная облицовка 4.
Защитно-декоративная облицовка 4 имеет следующие функции:
а) защиты волокнистых материалов термостойкого теплоизолирующего слоя 3 от атмосферных осадков (проникновения воды);
б) отражения солнечной радиации и теплового излучения пламени;
в) защита термостойкого теплоизолирующего слоя от механических повреждений;
г) придания конструкции надлежащего внешнего вида.
В конструкции огнезащиты применен несущий каркас замкнутого типа, состоящий из следующих элементов: продольных элементов 1; кольцевых элементов 2, тросов 5 и полюсных пластин 6.
Кольцевые элементы 2 образованы двумя полукольцами двутаврового поперечного сечения. Нижняя полка 11 кольцевого элемента согнута из стальной полосы с размерами сечения 2×20 мм в виде полукольца с радиусом, соответствующим наружной поверхности обечайки резервуара. Верхняя полка 9 кольцевого элемента изготавливается из стальной полосы с размерами поперечного сечения 0,8×80 мм. Верхняя полка установлена концентрически на нижней с равномерным зазором, равным проектной толщине термостойкого теплоизолирующего слоя. Соединение нижней и верхней полок кольцевого элемента между собой и, таким образом, формирование единого двутаврового полукольца осуществляется при помощи шпилек 10 диаметром 0,3 мм. Шпильки 10 ориентированы с наклоном относительно радиуса кольцевого элемента. В верхней полке полукольца кольцевого элемента имеются четыре углубления с двумя пазами для установки и закрепления продольных элементов. Величина углубления 10 мм, что исключает возвышение поверхности продольного элемента над наружным габаритом кольцевого элемента. Шпильки установлены попарно в области углублений под продольные элементы с зеркальной ориентацией, что обеспечивает жесткость кольцевого элемента при сдвиге в тангенциальном направлении. Кроме того, имеются две шпильки, расположенные в зонах соединения полуколец (у обоих концов верхней полки), расположение которых также зеркальное.
Кольцевые элементы устанавливаются на поверхности обечайки с шагом 400...800 мм. Соединение двух полуколец в единый кольцевой элемент, установленный на поверхности обечайки, осуществляется посредством двух болтов 7 и гаек 8, стягивающих нижние полки 11 за свободные края.
Продольные элементы представляют собой рейки с габаритными размерами поперечного сечения шириной 10×100 мм. Они изготавливаются из стального листа толщиной 0,5-1 мм в виде волнообразного гнутого профиля и имеет в сечении два выступа, соответствующие указанным пазам углубления.
Форма поперечного сечения продольного элемента приведена на фиг.3.
Продольные элементы устанавливаются вдоль образующей обечайки в углублениях в верхних полках шпангоутов и закрепляются с помощью винтов с гайками или саморезов. В варианте крепления продольных элементов к кольцевым элементам при помощи винтов и гаек в обоих конструктивных элементах несущего каркаса предусматриваются отверстия в виде пазов. Расположение пазов в продольных элементах - продольное, а в кольцевых элементах - перпендикулярное им, что облегчает собираемость данной конструкции.
Продольные элементы располагаются в осевом направлении с шагом, близким к равномерному, величина которого находится в пределах 400-800 мм.
Замыкается каркас на поверхности термостойкого теплоизолирующего слоя днищ при помощи стальных тросов 5 диаметром 1-4 мм, один конец которых крепится к шпильке ближайшего кольцевого элемента, а другой - к полюсной пластине 6. Крепление тросов осуществляется при помощи петли, охватывающей шпильку или пропущенной через отверстие в полюсной пластине с применением винтовых зажимов 12 по ГОСТ 13186-67 или аналогичных других стандартов (18О, АК81, ВТК).
Полюсная пластина представляет собой стальной диск толщиной 2-3 мм и диаметром 200-300 мм, по периметру которого на расстоянии 10-20 мм от края располагаются с равномерным шагом отверстия под закрепление тросов 5. Количество отверстий равно числу устанавливаемых тросов. Количество устанавливаемых тросов по числу продольных элементов в окружном направлении.
Элементы термостойкого теплоизолирующего слоя огнезащиты обечайки выполнены в виде плоских матов с вырезами под выступающие элементы резервуара, такие как патрубки 20, люк-лаз 19, опоры 21. Они устанавливаются между кольцевыми элементами. Их края заправляются под верхнюю полку 9 кольцевых элементов и упираются в шпильки 10 с гарантированным поджатием.
Гарантированное поджатие достигается выбором ширины элементов термостойкого теплоизолирующего слоя обечайки, величина которой превышает расстояние между кольцевыми элементами на 5-10%. С целью обеспечения надежной фиксации и легкости монтажа элементов термостойкого теплоизолирующего слоя их толщина (в положении на плоскости) не менее проектной толщины термостойкого теплоизолирующего слоя, но и не превышает ее более чем на 10%. В зависимости от величины наружного диаметра обечайки, между двумя кольцевыми элементами могут устанавливаться один или два элемента термостойкого теплоизолирующего слоя, при этом их свободные концы соединяются внахлест, величина которого находится в пределах 150-250 мм. Причем нахлесты располагают в местах установки продольных элементов. В нахлестах толщина и структура термостойкого теплоизолирующего слоя такая же как и на непрерывных участках. Это достигается тем, что по обоим концам элемента термостойкого теплоизолирующего слоя обечайки на расстоянии 150-250 мм толщина линейно сходит на нет. Причем у одного конца уменьшение толщины происходит от внутренней поверхности к наружной, а у противоположного - от наружной поверхности к внутренней.
Окончательная фиксация всех установленных на обечайке огнезащитных матов осуществляется восемью продольными элементами 1, которые вдавливаются в термостойкий теплоизолирующий слой обечайки при установке на кольцевых элементах на глубину 10 мм.
Форма элементов термостойкого теплоизолирующего слоя, устанавливаемых на днищах резервуара, соответствует форме защищаемой поверхности и при установке не образуют закрытых полостей.
Установленные на днищах резервуара элементы термостойкого теплоизолирующего слоя закрепляются при помощи полюсной пластины 6 и отходящих от нее стальных тросов 5.
Элементы термостойкого теплоизолирующего слоя (маты) состоят из наружных тканых слоев 17, 18 и промежуточных огнестойкого 16а и теплостойкого 166 слоев.
В элементах термостойкого теплоизолирующего слоя обечайки наружные слои выполнены из стеклоткани с поверхностной плотностью 200-600 г/м2, промежуточный огнестойкий - из иглопробивного материала на основе кремнеземных волокон диаметром 5-25 мкм и плотностью 150-240 кг/м3, а промежуточный теплостойкий - из прошивного материала на основе базальтовых волокон диаметром 5-25 мкм и плотностью 80-120 кг/м3. В структуре пакета огнестойкий промежуточный слой располагается ближе к поверхности огневого воздействия, а теплостойкий - ближе к поверхности защищаемого объекта. Соотношение толщин огнестойкого и теплостойкого промежуточного слоев 1:3-1:4.
В элементах термостойкого теплоизолирующего слоя наружный слой 17, обращенный к огневому воздействию, выполнен огнестойким и формируется из ткани с поверхностной плотностью 200-800 г/м на основе кремнеземных волокон диаметром 5-15 мкм. В остальном этот элемент идентичен элементу термостойкого теплоизолирующего слоя обечайки.
Слои скреплены между собой точечной поперечной простежкой 22, выполненной стеклянными или кремнеземными нитями.
Для формирования защитно-декоративной облицовки 4, защищающей термостойкий теплоизолирующий слой обечайки и днищ от атмосферных осадков и механических повреждений, применяются стальные оцинкованные листы толщиной 0,5-0,8 мм. Из листов выкраивают элементы 14, имеющие требуемые габаритные размеры и вырезы под патрубки, люк-лаз, опоры и т.п. Элементы защитно-декоративной облицовки обечайки и днищ крепят к верхней полке кольцевых элементов при помощи самонарезающих винтов 13. Соседние элементы устанавливаются с нахлестом. Для устранения щелей в местах нахлестов применяется герметик 15. Форма элементов атмосферостойкого слоя днищ может быть как плоской, так и соответствовать форме защищаемой поверхности. В том случае, когда защитно-декоративная облицовка днищ имеет плоскую форму, образовавшаяся полость между ней и поверхностью термостойкого теплоизолирующего слоя заполняется супертонким базальтовым волокном.
1. Разборная защитная конструкция для хранения резервуаров с огнеопасными веществами, содержащая несущий каркас, термостойкий теплоизолирующий слой и защитно-декоративную облицовку, при этом несущий каркас состоит из продольных и кольцевых элементов и замыкается тросами, соединенными с расположенными со стороны днищ резервуара полюсными пластинами, причем 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, при этом термостойкий теплоизолирующий слой состоит из наружных тканых слоев и промежуточных огнестойкого и теплостойкого слоев и выполнен в виде закрепленных в каркасе плоских матов.
2. Конструкция по п.1, в которой плоские маты упираются кромками в шпильки с гарантированным поджатием, которое достигается за счет выбора ширины элементов термостойкого теплоизолирующего слоя и зафиксированы тросами несущего каркаса.
3. Конструкция по п.1, в которой плоские маты имеют на двух противоположных кромках уменьшающуюся толщину, которая образована участками, имеющими в сечении клинообразную форму, причем у одного конца мата толщина уменьшается от внутренней поверхности к наружной, а у противоположного - от наружной поверхности к внутренней, таким образом, что кромки соседних матов расположены внахлест в местах установки продольных элементов каркаса.
4. Конструкция по п.1, в которой шпильки установлены с наклоном относительно радиуса кольцевых элементов.
5. Конструкция по п.1, в которой в верхней полке полукольца кольцевого элемента выполнены четыре углубления с двумя пазами для установки продольных элементов, причем каждый продольный элемент выполнен в виде волнообразного гнутого профиля и имеет в сечении два выступа, соответствующих указанным пазам углубления.
6. Конструкция по п.1, в которой листы защитно-декоративной облицовки и маты термостойкого теплоизолирующего слоя имеют вырезы под выступающие элементы резервуара.
