Устройство подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов



Устройство подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов
Устройство подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов
Устройство подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов

 


Владельцы патента RU 2520670:

Стареева Мария Олеговна (RU)
Стареева Мария Михайловна (RU)
Кочетов Олег Савельевич (RU)

Изобретение относится к системам безопасности в чрезвычайных ситуациях и может быть использовано для взрывозащиты зданий, сооружений, а также технологического оборудования. Технический результат: повышение эффективности защиты зданий, сооружений, а также технологического оборудования от взрывов путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания с помощью разрушающихся элементов конструкций и оценки эффективности легкосбрасываемых ограждающих взрывозащитных устройств при аварийном режиме на объекте, а также обеспечение возврата этих конструкций в исходное положение после взрыва. Устройство подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов, содержит 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. Причем легкосбрасываемый элемент содержит металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющий 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 он дополнительно содержит упругодемпфирующиеся разрушающиеся элементы одноразового действия, которые крепятся на опорных стержнях к листам-упорам посредством демпфирующего основания винтами, а к основанию коаксиально стержню прикреплена посредством фланца винтами втулка одноразового действия, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, при этом упругая часть разрушающегося элемента выполнена в виде по крайней мере трех листовых рессор, обращенных своей выпуклой частью в сторону оси стержня, на котором имеется резьбовой участок для крепления зажимного элемента втулочного типа с канавками для фиксации одного из концов листовых рессор, а другой конец которых закреплен в демпфирующем основании посредством литьевого полиуретана. 3 ил.

 

Изобретение относится к системам безопасности в чрезвычайных ситуациях и может быть использовано для взрывозащиты зданий, сооружений, а также технологического оборудования.

Технологический процесс некоторых производств связан с возможным выделением и скоплением в производственном помещении паров горючих жидкостей, газов или пылей, которые, смешиваясь с воздухом в определенных концентрациях, образуют взрывоопасную среду, - такие производства относятся к категориям А, Б или Е по взрывной и взрывопожарной опасности.

Взрыв газо-, паро- и пылевоздушных смесей вызывает повреждение зданий и оборудования. В качестве защиты зданий от разрушения в них часть ограждающих конструкций выполняют легкосбрасываемыми или легкоразрушающимися.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является взрывозащитное устройство по патенту РФ №2379569 (прототип), содержащее корпус клапана, затвор, теплоизолирующий и разрывной элементы.

Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность срабатывания из-за отсутствия сравнительных испытаний на модельных объектах.

Задачей заявленного объекта является следующее: по допускаемому давлению необходимо подобрать требуемую площадь отверстия и допустимый вес (массу) легкосбрасываемых (разрушающихся) ограждающих устройств на единицу площади ограждаемого проема (отверстия).

Технический результат - повышение эффективности защиты зданий, сооружений, а также технологического оборудования от взрывов путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания с помощью разрушающихся элементов конструкций и оценкой эффективности легкосбрасываемых ограждающих взрывозащитных устройств при аварийном режиме на объекте и обеспечение возврата этих конструкций в исходное положение после взрыва.

Это достигается тем, что в способе подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов, заключающимся в том, что во взрывной камере осуществляют взрыв паров горючей жидкости посредством воспламенения горючей смеси от электрической искры свечи зажигания и определяют параметры взрыва, а взрывную камеру оснащают легкосбрасываемым элементом, который устанавливают в торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном, параллельно с механическим индикатором давления с тумблером включения двигателя индикатора, а взрывную камеру со свечой зажигания, имеющей кнопку включения зажигания, располагают оппозитно торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном, при этом сосуд комплектуют штуцерами для продувки взрывного сосуда после проведения эксперимента, причем штуцер для заливки горючей жидкости с установленной на нем пробкой закрепляют в стенке сосуда над контактами свечи зажигания, при этом элементы, участвующие в испытании: индикатор давления, свеча зажигания, штуцер для заливки горючей жидкости, штуцера для продувки взрывного сосуда, подбирают по прочности на «разрыв», превосходящей прочность исследуемого легкосбрасываемого элемента не менее чем в два раза, при этом давление взрыва регистрируют механическим индикатором давления, причем после каждого эксперимента производят продувку воздухом внутреннего объема сосуда, а необходимую концентрацию смеси паров с воздухом обеспечивают дозировкой жидкости пипеткой через штуцер, который после заливки жидкости закрывают пробкой, при этом устанавливаю такие значения площади отверстия и характеристик легкосбрасываемых конструкций - веса и прочности, чтобы выполнялось условие:

ΔРП≤ΔРЛ≤ΔРД, где ΔРПП0; ΔРЛЛ0; ΔРД - допускаемое давление из условия прочности или несущей способности основных конструкций зданий, МПа; Р0 - атмосферное давление, МПа; РЛ - максимальное давление на стенки при взрыве газо- и паровоздушной смеси в сосуде с отверстием, огражденным лсгкосбрасываемым элементом, МПа; РП - максимальное давление на стенки при взрыве смеси в полузамкнутом объеме, т.е. отверстие открыто с момента воспламенения, МПа; при этом сначала находят перепад допускаемого давления ΔРД.М м для модельной установки но следующей формуле:

Δ Р Д . М = Δ Р Д . Н ( W Н W М ) 2 ( d с р . М d с р . Н ) 3 5

где ΔРД.Н - перепад избыточного давления на стенки объема в натурных условиях, МПа; WН - объем сосуда в натурных условиях, м3; WМ - объем взрывной камеры модельной установки, м3; dср.Н, dср.М - средний диамегр отверстия натуры и модели соответственно, а

затем, опытным путем на лабораторной установке определяют требуемую величину Ксб и массу сбрасываемого элемента из условия: Ксб=Sотв/W, где Sотв - площадь отверстия, м2; W - объем взрывной камеры, м3.

На фиг.1 представлена схема устройства для осуществления способа подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов, на фиг.2 представлена схема легкосбрасываемого элемента взрывозащитной конструкции, на фиг.3 - схема упругодемпфирующегося разрушающегося элемента одноразового действия для легкосбрасываемого элемента взрывозащитной конструкции.

Устройство для осуществления способа подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов (фиг.1), состоит из взрывной камеры 1, представляющей собой металлический сосуд объемом, равным 500÷1000 см3 (толщина стенок 7÷8 мм). В верхнем основании сосуда имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым элементом 2 взрывозащитной конструкции. Площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец 21. Сбрасываемый элемент 2 перекрывает отверстие в кольце 21, над которым закрепляется защитный экран 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.

Δ F = F Э . М F П Р = Δ Р Д . М S К Л , ( 1 )

где FЭ.М - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м2; FПР - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, Н: FПР=(10÷15) gm, где g=9,81 м/с2; m - масса сердечника электромагнита с клапаном, кг; SКЛ - площадь отверстия клапана, м2.

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.

Легкосбрасываемый элемент 2 взрывозащитной конструкции (фиг.2) состоит из бронированного металлического каркаса 25 с бронированной металлической обшивкой 26 и наполнителем - свинцом 27. В покрытии объекта 31 у проема 32 симметрично относительно оси 33 заделаны четыре опорных стержня 28, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 30, заделанные в панели. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней 28 приварены листы-упоры 29. 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 28 выполнены упругими. К листам-упорам 29 крепится упругодемпфирующийся разрушающийся элемент 34 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.

Упругодемпфирующийся разрушающийся элемент 10 одноразового действия (фиг.3) крепится на опорных стержнях 28 к листам-упорам 29 посредством демпфирующего основания 35 винтами 36. К основанию 35, коаксиально стержню 28, прикреплена посредством фланца 38 винтами 39 втулка 37 одноразового действия, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора. Упругая часть разрушающегося элемента 34 выполнена в виде, по крайней мере, трех листовых рессор 43, обращенных своей выпуклой частью в сторону оси стержня 28, на котором имеется резьбовой участок 40 (резьба с мелким шагом) для крепления зажимного элемента 41 втулочного типа с канавками 42 для фиксации одного из концов листовых рессор 43, другой конец которых закреплен в в демпфирующем основании 35 посредством литьевого полиуретана.

Сборка упругодемпфирующегося разрушающегося элемента 34 одноразового действия осуществляется в следующей последовательности. К стержню 28, перпендикулярно его оси, приваривается лист-упор 29, после чего к нему винтами 36 крепится основание 35, имеющее канавки (не показано) для установки одного из концов листовых рессор 43, которые заливаются литьевым полиуретаном. После чего на стержне 28 устанавливается втулка 37, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, которая поджимается по резьбовому участку 40 зажимным элементом 41 втулочного типа с канавками 42 для одновременной фиксации другого конца листовых рессор 43. Таким образом, разрушающийся элемент 34 готов к установке на противовзрывную панель.

Легкосбрасываемый элемент 2 взрывозащитной конструкции работает следующим образом.

При взрыве внутри производственного помещения (не показано) происходит подъем легкосбрасываемого элемента 2 от воздействия ударной волны и через открытый проем 32 сбрасывается избыточное давление. После взрыва и спада избыточного давления, опустившись, панель перекрывает проем 32 и вредные вещества не поступают в атмосферу. Для фиксации предельного положения панели служат листы-упоры 29.

Упругодемпфирующийся разрушающийся элемент 34 одноразового действия работает следующим образом.

При подъеме легкосбрасываемого элемента 2 взрывозащитной конструкции от воздействия ударной волны он упирается в зажимной элемент 41 втулочного типа и срезается резьба на резьбовом участке 40 стержня 28. При дальнейшем движении легкосбрасываемого элемента 2 вверх зажимной элемент 41 разрушает втулку 37 одноразового действия, выполненную из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, и сжимает упругие элементы, выполненные в виде листовых рессор 43, которые, сжимаясь от возрастающего давления ударной волны, в определенный момент освобождаются от крепления своих концов в канавках 42 и в основании 35 и падают, освобождая путь для дальнейшего продвижения зажимного элемент 41 по стержню 28 до взаимодействия его с демпфирующим основанием 35. В случае большого (более 5 КПа) давления взрывной волны либо срезается сварочное соединение, которое крепит опорные стержни 28 к листам-упорам 29, либо происходит заклинивание и разрыв стержней 28.

Для того чтобы сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки при возврате легкосбрасываемого элемента 2 наполнитель металлического каркаса 25 выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни 28 выполнены упругими.

Использование предложенного технического решения позволяет осуществить предотвращение взрывоопасных объектов от разрушения и снижение поступления вредных веществ в атмосферу при аварийном взрыве.

Способ подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов, осуществляют следующим образом.

При проектировании легкосбрасываемых устройств основная задача состоит в установлении таких значений площади отверстия (проемов) и характеристик легкосбрасываемых конструкций - веса и прочности, чтобы выполнялось условие

Δ Р П Δ Р Л Δ Р Д ( 2 )

где ΔРПП0; ΔРЛЛ0; ΔРД - допускаемое давление из условия прочности или несущей способности основных конструкций зданий, МПа; Р0 - атмосферное давление, МПа; PЛ - максимальное давление на стенки при взрыве газо- и паровоздушной смеси в сосуде с отверстием, огражденным легкосбрасываемым элементом, МПа; РП - максимальное давление на стенки при взрыве смеси в полузамкнутом объеме, т.е. отверстие открыто с момента воспламенения, МПа.

Величина ΔРД должна определяться расчетом конструкций здания на воздействие взрывной нагрузки. При этом ΔРД следует считать заданным. При взрыве в камере небольшого объема давление на стенки сосуда оказывается большим, чем при взрыве в камере большого объема при прочих равных условиях - природы и концентрации горючего газа, площади отверстия на 1 м3 объема, веса легкосбрасываемого ограждающего устройства на 1 м2 площади отверстия. Влияние масштабного фактора становится особенно заметным при переходе от лабораторных условий, т.е. объемов порядка нескольких литров, к натурным условиям, например к условиям производственных помещений, имеющих объемы порядка нескольких тысяч метров кубических.

Величина давления для условий взрыва в производственных помещениях по опытным данным, полученным на лабораторной установке, приближенно может быть определена по формуле

Δ Р Н = Δ Р М ( W М W Н ) 2 ( d с р . Н d с р . М ) 3 5 ( 3 )

где ΔРН - избыточное давление на стенки объема в натурных условиях, МПа; ΔРМ - избыточное давление на стенки сосуда на модельной установке, МПа; WН - объем сосуда (помещения) в натурных условиях, м3; WМ - объем взрывной камеры модельной установки, м3; dср.Н, dср.М - средний диаметр (размер) отверстия натуры и модели соответственно.

Для заданных условий - объема помещения WН, допускаемого давления РД, природы и концентрации взрывоопасной смеси, необходимо определить требуемую площадь отверстия и массу легкосбрасываемого элемента так, чтобы выполнялось условие (2). Для этого сначала из соотношения (2) находят РД.М для модельной установки:

Δ Р Д . М = Δ Р Д . Н ( W Н W М ) 2 ( d с р . М d с р . Н ) 3 5 ( 4 )

Затем, опытным путем на лабораторной установке следует определить требуемую величину Ксб намассу сбрасываемого элемента из условия:

К с б = S о т в / W , ( 5 )

где Sотв - площадь отверстия, м2; W - объем взрывной камеры, м3.

Защита зданий с помощью легкосбрасываемых или легкоразрушающихся устройств состоит в том, что часть ограждающих конструкций (стен и кровли) делают ослабленными по сравнению с основными конструкциями, разрушение которых привело бы к полному разрушению здания. К легкосбрасываемым или легкоразрушающимся конструкциям относятся окна, если оконные переплеты заполнены обычным оконным стеклом, двери, распашные ворота, фонарные переплеты; конструкции из асбоцементных, алюминиевых и стальных листов с легким утеплителем, специальные плиты покрытия и т.д.

Защитное действие легкосбрасываемых ограждающих конструкций сводится к тому, что они разрушаются в начальной стадии взрыва, когда давление газов (продуктов взрыва) не успело достичь высокого значения и является неопасным для основных (несущих) конструкций. Через проемы, которые образовались в результате разрушения легкосбрасываемых конструкций, избыточные объемы газов (несгоревшей смеси и продуктов взрыва), вытесняются из здания наружу. За счет выброса некоторой части избыточных объемов газа давление и, следовательно, нагрузка на основные конструкции, уменьшается по сравнению с той, которая произошла бы при взрыве такой же смеси в замкнутом объеме.

Если в здании обеспечить достаточное количество проемов, огражденных легкосбрасываемыми конструкциями, и правильно подобрать их вес и прочность, то давление и соответственно нагрузка на основные конструкции может быть уменьшена до требуемых величин, устанавливаемых из условия прочности или несущей способности основных конструкций.

Нормами установлено, что площадь легкосбрасываемых конструкций должна составлять не менее 0,05 м2 на 1 м3 объема взрывоопасного помещения для производств категорий А и Е и не менее 0,03 м2 на 1 м3 - для производств категории Б. Вес легкосбрасываемых конструкций должен составлять не более 120 кГ/м2.

Применяемые для эксперимента приборы и оборудование.

Установка состоит из взрывной камеры 1, представляющей собой металлический сосуд объемом, равным 500÷1000 см3 (толщина стенок 7÷8 мм). В верхнем основании сосуда имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым элементом 2. Площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец 21. 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.

Δ F = F Э . М F П Р = Δ Р Д . М S К Л , ( 6 )

где FЭ.М - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м2; FПР - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, H: FПР=(10÷15) gm, где g=9,81 м/с2; m - масса сердечника электромагнита с клапаном, кг; SКЛ - площадь отверстия клапана, м2.

Тяговое усилие электромагнита может меняться путем изменения тока через реостат 8. 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, в которую с помощью бюретки вносится требуемое количество легковоспламеняющейся жидкости и пробка ввинчивается так, что пары жидкости через окна в стенках пробки-испарителя попадаю г в камеру и, смешиваясь с воздухом, образуют взрывоопасную смесь. Объем жидкости (м3), необходимой для образования паровоздушной смеси заданной концентрации в камере, можно определить но формуле

W г . ж = 2 W к μ ж С Р 0 ( 200 С ) R T ρ ж ( 7 )

где WК - объем взрывной камеры, м3; µЖ - молекулярный вес жидкости; С - объемная концентрация пара, %; Р0 - атмосферное давление, МПа; R - универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль·град); ρЖ - плотность жидкости, кг/м3; Т - температура, К.

Поджигается смесь электрической искрой 20 от индукционной катушки 14, включается зажигание кнопкой 13.

В боковой стенке камеры имеется отверстие под штуцер 17 для трубки от воздуходувки 15, перекрываемой краном 16. Второе отверстие под штуцер 23 для трубки 22, перекрываемой крапом 24, служит для поддержания в камере атмосферного давления во время испарения жидкости.

Сбрасываемый элемент 2 перекрывает отверстие в кольце 21, над которым закрепляется защитный экран 3.

Порядок проведения эксперимента.

1. Определение требуемой удельной площади отверстия Ксбр.

Для заданных условий взрыва и заданного ΔРД по формуле (1) определить ΔРД.М для модельной установки.

Δ Р Н = Δ Р М ( W М W Н ) 2 ( d с р . Н d с р . М ) 3 5 ( 1 )

где ΔРН - избыточное давление на стенки объема в натурных условиях, МПа; ΔРМ - избыточное давление на стенки сосуда на модельной установке, МПа; WН - объем сосуда (помещения) в натурных условиях, м3; WМ - объем взрывной камеры модельной установки, м3; dcp.H, dcp.M - средний диаметр (размер) отверстия натуры и модели соответственно.

Для заданных условий - объема помещения WН, допускаемого давления РД, природы и концентрации взрывоопасной смеси необходимо определить требуемую площадь отверстия и массу легкосбрасываемого элемента так, чтобы выполнялось условие (2).

При проектировании легкосбрасываемых устройств основная задача состоит в установлении таких значений площади отверстия (проемов) и характеристик легкосбрасываемых конструкций - веса и прочности, чтобы выполнялось условие

Δ Р П Δ Р Л Δ Р Д ( 2 )

где ΔРПП0; ΔРЛЛ0; ΔРД - допускаемое давление из условия прочности или несущей способности основных конструкций зданий, МПа; Р0 - атмосферное давление, МПа; РЛ - максимальное давление на стенки при взрыве газо- и паровоздушной смеси в сосуде с отверстием, огражденным легкосбрасываемым элементом, МПа; РП - максимальное давление на стенки при взрыве смеси в полузамкнутом объеме, т.е. отверстие открыто с момента воспламенения, МПа.

Для этого сначала из соотношения (1) находят РД.М для модельной установки:

Δ Р Д . М = Δ Р Д . Н ( W Н W М ) 2 ( d с р . М d с р . Н ) 3 5

Затем, опытным путем на лабораторной установке следует определить требуемую величину Ксб и массу сбрасываемого элемента из условия:

Ксб=Sотв/W,

где Sотв - площадь отверстия, м2; W - объем взрывной камеры, м3.

Установить сжатие пружины, равное примерно (10÷15) gm. Подобрать ток электромагнита так, чтобы выполнялось равенство (5). Переключить контакты 5 в рабочее положение. Провести первое испытание при максимальном сбросном отверстии, которое при этом закрыть самым легким элементом, например полиэтиленовой пленкой. Если при взрыве смеси клапан 19 не сработал, значит давление не превышало ΔРД·М.

При следующем испытании отверстие уменьшается (ввинчивается кольцо с меньшим отверстием) и т.д. Если клапан 19 сработает (откроется), то значение площади отверстия, которое было перед тем, как клапан сработал, будет наименьшим, - достаточным для выполнения условия (1), т.е.

ΔF=FЭ.М-FПР=ΔРД.МSКЛ,

где FЭ.М - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м2; FПР - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, H: FПР=(10÷15) gm, где g=9,81 м/с2; m - масса сердечника электромагнита с клапаном, кг; SКЛ - площадь отверстия клапана, м2.

Для найденной площади отверстия определить отношение Ксб=Sотв/W,

Настройку установки при проведении опытных взрывов следует выполнять в такой последовательности: при открытых отверстиях - сбросного и перекрываемого клапаном 19 - и открытых кранах 16 и 24 камеру продувают. В сбросное отверстие ставят (ввинчивают) кольцо с требуемой площадью отверстия. Переключателем 5 включают вспомогательное устройство, на котором устанавливаются сжатие пружины и ток электромагнита так, чтобы выполнялось условие (1).

Фиксируют положение подвижного контакта 9 реостата 8, и переключатель 5 ставят в рабочее положение. Тумблером 10 включается ток электромагнита, при этом закрываются клапан и кран 16. В испаритель вносят требуемое количество легковоспламеняющейся жидкости, которое для заданных концентрации и объема взрывной камеры можно определить по формуле (6). После 3÷5-минутной выдержки закрывается кран 24 и подается зажигание включением тумблера 13. Эффективность данной величины площади отверстия фиксируется по срабатыванию или несрабатыванию клапана 19.

2. Определение допустимого веса (массы) сбрасываемого элемента па единицу площади отверстия.

Площадь отверстия устанавливается равная или больше того значения, которое установлено в п.1. Первое испытание проводится при наиболее легком сбрасываемом элементе. Если клапан 19 не сработал, то следующее испытание проводят при более тяжелом сбрасываемом элементе. Так проводят несколько взрывов, при каждом из которых вес сбрасываемого элемента увеличивают на некоторую величину, пока не сработает клапан 19. Предыдущее перед срабатыванием клапана значение веса сбрасываемого элемента является наибольшим, которое можно допустить, чтобы выполнялось условие (1). Найденное значение веса сбрасываемого элемента надо разделить на площадь отверстия, чтобы получить искомую величину - допустимый вес легкосбрасываемых ограждающих конструкций на единицу площади отверстия (проема). Последовательность настройки установки при проведении опытных взрывов такая же, как и в п.1.

Устройство подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов, содержащее 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, т.е. ΔF=Fэ.м-Fпр=ΔPд.мSкл,
где Fэ.м - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м2; Fпр - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, Н:Fпр=(10÷15) gm, где g=9,81 м/с2; m - масса сердечника электромагнита с клапаном, кг; ΔРд.м - перепад допускаемого давления для модельной установки; Sкл - площадь отверстия клапана, м2, отличающееся тем, что легкосбрасываемый элемент содержит металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющий 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 он дополнительно содержит упругодемпфирующиеся разрушающиеся элементы одноразового действия, которые крепятся на опорных стержнях к листам-упорам посредством демпфирующего основания винтами, а к основанию, коаксиально стержню, прикреплена посредством фланца винтами втулка одноразового действия, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, при этом упругая часть разрушающегося элемента выполнена в виде по крайней мере трех листовых рессор, обращенных своей выпуклой частью в сторону оси стержня, на котором имеется резьбовой участок для крепления зажимного элемента втулочного типа с канавками для фиксации одного из концов листовых рессор, а другой конец которых закреплен в демпфирующем основании посредством литьевого полиуретана.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

Изобретение относится к системам безопасности в чрезвычайных ситуациях и может быть использовано для взрывозащиты зданий, сооружений, а также технологического оборудования.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легко сбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

Изобретение относится к системам безопасности в чрезвычайных ситуациях и может быть использовано для взрывозащиты зданий, сооружений, а также технологического оборудования.

Изобретение относится к системам безопасности в чрезвычайных ситуациях и может быть использовано для взрывозащиты зданий, сооружений, а также технологического оборудования.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления. Технический результат - повышение надежности срабатывания взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте и обеспечение возврата этих конструкций в исходное положение после взрыва. В противовзрывной панели, содержащей металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцовой крошкой, имеются в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры. В покрытии взрывоопасного объекта жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели. На каждом из упругих опорных стержней сваркой закреплен лист-упор, к которому крепится винтами демпфирующее основание, а к основанию, коаксиально стержню, прикреплена посредством фланца винтами втулка, выполненная из хрупкого разрушающегося материала (фарфора). Упругая часть разрушающегося элемента выполнена в виде по крайней мере трех листовых рессор, обращенных своей выпуклой частью в сторону оси стержня, на котором имеется резьбовой участок для крепления зажимного элемента втулочного типа с канавками для фиксации одного из концов листовых рессор, а другой их конец закреплен в демпфирующем основании посредством литьевого полиуретана. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления. Техническим результатом изобретения является повышение надежности срабатывания взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте и обеспечение возврата этих конструкций в исходное положение после взрыва. Противовзрывная панель содержит металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом и имеет в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры. 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. Панель содержит упругодемпфирующиеся разрушающиеся элементы одноразового действия, которые крепятся на опорных стержнях к листам-упорам посредством демпфирующего основания, связанного винтами с коаксиально расположенной фланцевой втулкой. На внешней поверхности фланцевой втулкой установлена предохранительная втулка, выполненная из хрупкого разрушающегося материала, например фарфора. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления. Технический результат - повышение надежности срабатывания разрушающихся взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте. Это достигается тем, что в предохранительной разрушающейся конструкции ограждения, содержащей железобетонные панели размером 6000×1800 мм, панель состоит из разрушающейся и неразрушающейся частей, при этом неразрушающаяся часть выполнена в виде несущих ребер, размещенных по контуру разрушающейся части, а разрушающаяся часть выполнена в виде, по крайней мере, двух коаксиально расположенных углублений в стене здания, одна из которых, внешняя, образована плоскостями правильной четырехугольной усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, а другая, внутренняя, представляет собой две наклонные поверхности, соединенные ребром, с образованием паза, при этом толщина стены от ребра до внешней поверхности ограждения здания должна быть не менее δ=20 мм, при этом при воздействии ударной взрывной нагрузки этот участок стены может быть разделен на отдельные части, а напротив разрушающейся части, с внешней стороны ограждения здания расположен защитный экран из материала повышенной прочности, например бронебойного материала, который закреплен на, по крайней мере, трех горизонтально расположенных и перпендикулярных ограждению здания стержнях, по концам которых закреплены диски и которые проходят сквозь отверстия в защитном экране, причем диски, расположенные с правой стороны стержней, замурованы в ограждения здания, а в диски с левой стороны стержней упираются упругие элементы, подпирающие защитный экран к ограждению зданий. 4 ил.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления. Технический результат - повышение надежности срабатывания разрушающихся взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте. Это достигается тем, что в предохранительной разрушающейся конструкции ограждения, содержащей железобетонные панели размером 6000×1800 мм, панель состоит из разрушающейся и неразрушающейся частей, при этом неразрушающаяся часть выполнена в виде несущих ребер, размещенных по контуру разрушающейся части, а разрушающаяся часть выполнена в виде, по крайней мере, двух коаксиально расположенных углублений в стене здания, одна из которых, внешняя, образована плоскостями правильной четырехугольной усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, а другая, внутренняя, представляет собой две наклонные поверхности, соединенные ребром, с образованием паза, при этом толщина стены от ребра до внешней поверхности ограждения здания должна быть не менее δ=20 мм, при этом при воздействии ударной взрывной нагрузки этот участок стены может быть разделен на отдельные части, а напротив разрушающейся части, с внешней стороны ограждения здания, расположен защитный экран из материала повышенной прочности, например бронебойного материала, который закреплен на, по крайней мере, трех горизонтально расположенных и перпендикулярных ограждению здания стержнях, по концам которых закреплены диски и которые проходят сквозь отверстия в защитном экране, причем диски, расположенные с правой стороны стержней, замурованы в ограждения здания, а в диски с левой стороны стержней упираются упругие элементы, подпирающие защитный экран к ограждению зданий. 4 ил.

Изобретение относится к защитным устройствам, например амортизаторам, применяющимся на взрывоопасных объектах. Амортизатор одноразового действия содержит корпус, упругие и демпфирующие элементы, а также дополнительный опорный стержень, к которому перпендикулярно его оси жестко прикреплен упор, выполненный в виде пластины. К нижней поверхности упора прикреплены винтами демпфирующее основание и коаксиально расположенная фланцевая втулка. Верхний фланец втулки 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 днищем и центральным отверстием, в котором соосно размещен стержень. На внешней поверхности фланцевой втулки установлена соосно стержню предохранительная втулка, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора. Стакан также выполнен из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, и крепится винтами своей обечайкой к зажимному элементу. Изобретение позволяет повысить надежность срабатывания взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте. 1 ил.

Изобретение относится к амортизаторам и может быть использовано в устройстве противовзрывной панели, закрывающей проём в покрытии взрывоопасного объекта. Технический результат - повышение надежности срабатывания взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте и снижение поступления вредных веществ в атмосферу. Это достигается тем, что в амортизаторе одноразового действия, содержащем опорный стержень и лист-упор, приваренный к стержню, к листу-упору винтами крепится демпфирующее основание, а к нему коаксиально стержню прикреплена посредством фланца винтами втулка одноразового действия, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора. Упругая часть амортизатора выполнена в виде по крайней мере трех листовых рессор, обращенных своей выпуклой частью в сторону оси стержня, на котором имеется резьбовой участок с мелким шагом для крепления зажимного элемента втулочного типа с канавками для фиксации одного из концов листовых рессор, другой конец которых закреплен в демпфирующем основании посредством литьевого полиуретана. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления. Технически достижимый результат - повышение надежности работы персонала во взрывоопасных помещениях. Это достигается тем, что в способе взрывозащиты производственных зданий, заключающемся в том, что осуществляют установку в ограждающих конструкциях здания, в котором функционирует взрывоопасное и пожароопасное оборудование, взрывозащитных элементов, взрывоопасное и пожароопасное оборудование устанавливают на фундаменте здания, а в боковых и верхних ограждениях производственного здания выполняют взрывозащитные элементы, причем для боковых ограждений устраивают взрывозащитные элементы в виде предохранительных разрушающихся конструкций ограждения зданий, а для верхних ограждений в виде взрывозащитных плит на кровле или чердачном перекрытии здания с находящимися в нем взрывоопасными объектами. 3 ил.
Изобретение относится к составу пресс-композиции для получения радиозащитных плитных материалов и способу их изготовления. Изобретение может быть использовано, например, при производстве древесно-стружечных и древесно-волокнистых плитных материалов для изготовления экологически безопасной радиозащитной мебели. Пресс-композиция в зависимости от дисперсности и пористости заполнителя содержит 22-65 мас.% связующего по сухому веществу. Связующее представляет собой раствор 4-15 мас.% ультрадисперсного активного углерода с размером частиц 20-80 нм и удельной поверхностью 50-200 м2/г в жидком стекле с концентрацией SiO2 18-24 мас.%, получаемый в смесителе-диспергаторе со скоростью вращения мешалки до 1700 об/мин, стабилизированный добавкой 3-6 мас.% насыщенного раствора лигносульфоната аммония. В связующее дополнительно может быть введен высокодисперсный коллоидный графит. При изготовлении плитного материала используется холодное прессование или отверждение с пригрузом. Наличие эффективного радиопоглощающего наполнителя в связующем обеспечивает высокие радиозащитные свойства получаемого плитного материала. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся на взрывоопасных и радиоактивных объектах. Предохранительная разрушающаяся конструкция ограждения содержит железобетонные панели размером 6000×1800 мм. Панель состоит из разрушающейся и неразрушающейся частей. Неразрушающаяся часть выполнена в виде несущих ребер, размещенных по контуру разрушающейся части, которая выполнена в виде по крайней мере двух коаксиально расположенных углублений в стене здания, одно из которых, внешнее, образовано плоскостями правильной четырехугольной усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, а другое - внутреннее, представляет собой две наклонные поверхности, соединенные ребром, с образованием паза. Толщина стены от ребра до внешней поверхности ограждения здания должна быть не менее δ=20 мм. При воздействии ударной, взрывной нагрузки этот участок стены может быть разделен на отдельные части. Напротив разрушающейся части, с внешней стороны ограждения здания, расположен защитный экран из материала повышенной прочности, например бронебойного материала, который закреплен на по крайней мере трех горизонтально расположенных и перпендикулярных ограждению здания стержнях, по концам которых закреплены диски и которые проходят сквозь отверстия в защитном экране. Диски, расположенные с правой стороны стержней, замурованы в ограждения здания, а в диски с левой стороны стержней упираются упругие элементы, подпирающие защитный экран к ограждению зданий. Изобретение позволяет повысить надежность срабатывания разрушающихся взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте. 3 ил.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся на взрывоопасных и радиоактивных объектах. Противовзрывная панель содержит металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом. Панель имеет в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры. 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. Снаружи опорных стержней расположены упругодемпфирующие элементы, один конец которых упирается в бронированную металлическую обшивку, а другой - в листы-упоры, расположенные в верхней части опорных стержней. Упругодемпфирующие элементы выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин, внешняя винтовая поверхность которых покрыта вибродемпфирующей мастикой, например, типа ВД-17. Изобретение позволяет повысить надежность срабатывания взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте и обеспечить их последующий возврат в исходное положение. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх