Транспортно-технологический взрывобезопасный контейнер


 


Владельцы патента RU 2582133:

Кочетов Олег Савельевич (RU)

Изобретение относится к области хранения и транспортировки взрывчатых веществ (ВВ) и взрывоопасных, легковоспламеняющихся жидких грузов. Транспортно-технологический взрывобезопасный контейнер включает емкость в виде металлического сосуда с узлами заполнения и опорожнения. Сосуд выполнен в виде вертикального цилиндрического корпуса с эллиптической крышкой и коническим днищем, защитной корзиной из труб, при этом емкость выполнена из алюминия с пределом текучести не более 155 МПа. Соотношение толщины стенок емкости к внутреннему диаметру цилиндрической части составляет 0,003…0,004, а угол конуса днища составляет около 90°. Места крепления защитной корзины расположены на цилиндрическом корпусе. Предусмотрено взрывозащитное устройство с индикатором безопасности на разрывном элементе, монтируемое в люке эллиптической крышки контейнера и содержащее корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта. В верхней цилиндрической части корпуса клапана размещен теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником, а узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана. Разрывной элемент состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана. Концы проволоки вставляются в отверстия барабанов и затем наматываются на них. Зазор h между вилками составляет порядка (1,5÷3) от диаметра проволоки, а параметры клапана находятся в следующих оптимальных интервалах величин: с=H/Dy=2,5÷3,0, где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса защищаемого объекта; Н - высота клапана в сборе. На проволоке разрывного элемента закреплен индикатор безопасности в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен с входом устройства оповещения об аварийной ситуации. Проволока разрывного элемента, на которой закреплен датчик индикатора безопасности, выполнена упругой и имеет несколько витков в части, соединенной с датчиком индикатора безопасности. Изобретение позволяет повысить взрывобезопасность контейнера. 3 ил.

 

Изобретение относится к области хранения и транспортировки взрывчатых веществ (ВВ) и взрывоопасных, легковоспламеняющихся жидких грузов.

Известен контейнер для транспортировки, хранения и смешивания взрывчатых веществ. Он выполнен в виде жесткого прямоугольного металлического корпуса из нержавеющей стали, сверху которого имеется загрузочный люк, а сбоку - выгрузочное отверстие с герметически закрываемой крышкой. Боковые и задние стенки контейнера имеют предохранительные элементы (мембраны). Общая поверхность полипропиленовых мембран составляет до 40% от всей поверхности аппарата (патент РФ №2327622 - прототип).

Недостатком известного контейнера является то, что он не может быть использован для перевозки и хранения взрывоопасных жидких грузов, потому что предохранительные элементы не имеют индикатора безопасности для предотвращения чрезвычайной взрывной ситуации.

Технически достижимый результат - повышение взрывобезопасности контейнера при перевозке и хранении взрывоопасных, легковоспламеняющихся жидких грузов, а также взрывчатых веществ (ВВ).

Это достигается тем, что в транспортно-технологическом взрывобезопасном контейнере, включающим в себя емкость в виде металлического сосуда с узлами заполнения и опорожнения, сосуд выполнен в виде вертикального цилиндрического корпуса с эллиптической крышкой и коническим днищем, защитной корзиной из труб, при этом емкость выполнена из алюминия с пределом текучести не более 155 МПа, при этом соотношение толщины стенок емкости, к внутреннему диаметру цилиндрической части составляет 0,003…0,004, а угол конуса днища составляет около 90°, а места крепления защитной корзины расположены на цилиндрическом корпусе, дополнительно предусмотрено взрывозащитное устройство с индикатором безопасности на разрывном элементе, монтируемое в люке эллиптической крышки контейнера и содержащее корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта, а в верхней цилиндрической части корпуса клапана размещен теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником, а узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана, а разрывной элемент состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана, и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана, при этом концы проволоки вставляются в отверстия барабанов и затем наматываются на них, а зазор h между вилками составляет порядка (1,5÷3) от диаметра проволоки, а параметры клапана находятся в следующих оптимальных интервалах величин: с=H/Dy=2,5÷3,0, где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса защищаемого объекта; H - высота клапана в сборе, при этом на проволоке разрывного элемента закреплен индикатор безопасности в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен со входом устройства оповещения об аварийной ситуации, а проволока разрывного элемента, на которой закреплен датчик индикатора безопасности, выполнена упругой и имеет несколько витков в части, соединенной с датчиком индикатора безопасности.

Транспортно-технологический взрывобезопасный контейнер (фиг. 1) состоит из емкости 1 в виде вертикального цилиндрического сосуда с конусным днищем 2, имеющим угол при вершине 90°, и эллиптической крышкой 3, люка 4, корзины (рамы) 5 и выгрузочного устройства 6. Емкость контейнера - сварная и выполнена из алюминия с пределом текучести не более 155 МПа. Корзина 5 является опорной и защитной. Она имеет вертикальные стойки 9 с упругими опорами 10 и объединяющие их кольца 8 из труб. Вертикальные стойки закреплены на цилиндрическом корпусе вертикального сосуда. Для операций загрузки и выгрузки емкости 1 на эллиптической крышке 3 с люком 4 закреплены транспортировочные элементы 7, например, в виде рым-болтов.

После загрузки жидких ВВ люк 4 закрывается, контейнер пломбируется и грузится в транспортное средство. После доставки на место разгрузки контейнер опорожняется, моется и направляется на дальнейшее использование. Во время транспортировки, а также на других технологических операциях, возможно возникновение внутри контейнера нерегламентной ситуации (например, загорания или даже взрыва), сопровождающейся нарастанием давления и возможным переходом горения в детонацию. Аварийная разгерметизация контейнера при этом происходит срывом (разрушением) именно эллиптической крышки, поскольку именно она является наименее прочным элементом в конструкции контейнера - цилиндрическая и коническая части контейнера за счет своей формы и наличия примыкающих к ним узлов контейнера обладают большей жесткостью и прочностью.

Контейнер дополнительно снабжен взрывозащитным устройством с индикатором безопасности на разрывном элементе, монтируемым в люке 4 эллиптической крышки 3 контейнера. При этом волна давления уходит вверх, а не вбок, как в прототипе, и не наносит большого ущерба ограждающим конструкциям. Таким образом, зона выброса локализуется над контейнером, уменьшая тем самым разбрызгивание жидкого ВВ по сторонам. Разгерметизация и падение давления препятствуют переходу горения в детонацию (взрыв). Эллипсность крышки и конусность дна с углом около 90° способствуют формированию направленной вверх волны, а исполнение емкости из относительно мягкого алюминия с пределом текучести не более 155 МПа сглаживает перепады давления внутри емкости. При соотношении толщины стенок емкости к внутреннему диаметру цилиндрической части менее 0,003 емкость недостаточно прочна, зона разрушения непредсказуема, а при соотношении более 0,004 конструкция емкости по прочностным характеристикам технически и экономически избыточна. Использование емкости именно такой формы и исполнения наиболее целесообразно для жидких ВВ, особенно содержащих алюминий.

Наличие защитной корзины повышает безопасность функционирования контейнера на перегрузочных операциях.

Взрывозащитное устройство с индикатором безопасности на разрывном элементе устанавливается в корпусе люка 4 эллиптической крышки 3 контейнера (фиг. 2) и содержит футерованный грузовой затвор, выполненный в виде двух слоев: слоя футеровки 20, перекрывающей отверстие диаметром Dy в корпусе 11 защищаемого объекта, и насыпного грузового слоя 12 в виде щебня, гравия или песка. Корпус клапана 13 выполнен в виде нижней конической и верхней цилиндрической части, в которой размещен теплоизоляционный элемент 14 и герметизирующая мембрана 15, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки 6, шарнирно соединенной с рычагом 18, взаимодействующим с отбойником 17.

Узел 19 крепления разрывного элемента (фиг. 3) в виде проволоки закреплен своей верхней частью на рычаге 18, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса 13 клапана. Узел крепления разрывного элемента состоит из проволоки 26, стопорного болта 21, вилки 22, рычага 23 крышки клапана, гайки 24, и двух барабанов 25, расположенных соответственно в вилке 22 рычага 23 крышки клапана, и в вилке верхней цилиндрической части корпуса 13 клапана. Концы проволоки 26 вставляются в отверстия барабанов 25 и затем наматываются на них при их вращении обычным гаечным ключом. После достаточного натяжения проволоки барабаны 25 фиксируются стопорными болтами 21.

На проволоке 26, в ее средней (на чертеже не показано, т.е. как в прототипе), свободной от крепежа части, закреплен индикатор безопасности 27 в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора (тензодатчика), выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем 28, а выход тензоусилителя 28 соединен со входом устройства оповещения 29 об аварийной ситуации.

Возможен вариант выполнения проволоки (фиг. 3) разрывного элемента, на которой закреплен датчик индикатора безопасности, упругой и имеющей несколько витков в части, соединенной с датчиком индикатора безопасности.

Важно заметить, что давление срабатывания клапана зависит только от прочности проволоки 26 и не зависит от силы ее натяжения. Чтобы срабатыванию клапана не предшествовали большие пластические деформации проволоки, ее длина, а следовательно, и зазор h должны быть минимальными. Зазор h должен быть порядка (1,5÷3)d, где d - диаметр проволоки. Чтобы крепление концов проволоки было надежным и не допускало их вытягивания из отверстий в барабане, на него должно быть намотано не менее трех витков. Откидная крышка 16 через рычаг 18 удерживается в закрытом положении при разрывном элементе 19, роль которого выполняет проволока калиброванного сечения. Для полной герметизации клапана используется мембрана 15 из алюминиевой фольги или из полимерного материала. Под действием давления в защищаемом аппарате мембрана прижимается к крышке и таким образом через рычаг 18 все усилие от давления передается на шарнир рычага и разрывную проволоку 19. Сама же мембрана при этом оказывается практически полностью разгруженной и на давление срабатывания клапана (разрыв проволоки 19) существенного влияния не оказывает. В этом смысле мембрана не является расчетным элементом конструкции взрывного клапана.

Если в защищаемой цистерне происходят процессы при высоких температурах, то для тепловой защиты мембраны 15 и других деталей клапана предусмотрены два уровня теплоизоляции. Первый из них представляет собой грузовой затвор 12, футерованный огнеупорным материалом, а второй - минеральную вату, асбестовую крошку или другой термостойкий пористый материал 14, уложенный в корзину из металлических прутьев или полос. Для получения наибольшей эффективности взврывозащиты производственного оборудования взрывозащитный клапан имеет параметры, которые находятся в следующих оптимальных интервалах величин: с=H/Dy=2,5÷3,0,

где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса 1 защищаемого объекта; Н - высота клапана в сборе.

Взрывозащитное устройство с индикатором безопасности на разрывном элементе работает следующим образом.

Давление в защищаемой цистерне воздействует на крышку 16, так как затвор 12 перекрывает входное отверстие негерметично и при быстром повышении давления он может приподниматься, а теплоизоляционный слой 14 порист.

При срабатывании клапана крышка 16 отбрасывается до упора в отбойники 17, засыпка 1 2 и теплоизоляционный элемент 14 потоком газа выбрасываются из полости клапана. При этом срабатывает индикатор безопасности 27 в виде датчика, реагирующего на деформацию разрыва, например тензорезистора, сигнал с которого поступает на усилитель 28 сигнала, а затем на устройство оповещения 29 об аварийной ситуации.

В случае, когда повышение давления в объекте незначительное, то крышка 16 все равно приподнимается, но уже без выброса потоком газа засыпки 12 и теплоизоляционного элемента 14, т.е. возникает предаварийная ситуация, то индикатор безопасности 27 срабатывает и устройство оповещения 29 сигнализирует обслуживающему персоналу о нарушении технологического процесса и необходимости принятия предупреждающих аварию мер.

После окончания сброса газов затвор и крышка опускаются вниз и закрывают сбросное отверстие клапана. При этом герметичность клапана полностью не восстанавливается, однако интенсивный подсос воздуха из атмосферы в полость защищаемого аппарата, который может вызвать вторичный взрыв в оборудовании, исключается.

После срабатывания клапана и устранения причин, вызвавших взрыв в оборудовании, клапан должен быть восстановлен, т.е. необходимо в корзину уложить теплоизоляционный слой.

Транспортно-технологический взрывобезопасный контейнер, включающий в себя емкость в виде металлического сосуда с узлами заполнения и опорожнения, сосуд выполнен в виде вертикального цилиндрического корпуса с эллиптической крышкой и коническим днищем, защитной корзиной из труб, при этом емкость выполнена из алюминия с пределом текучести не более 155 МПа, при этом соотношение толщины стенок емкости, к внутреннему диаметру цилиндрической части составляет 0,003…0,004, а угол конуса днища составляет около 90°, а места крепления защитной корзины расположены на цилиндрическом корпусе, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен взрывозащитным устройством с индикатором безопасности на разрывном элементе, монтируемым в люке эллиптической крышки контейнера и содержащим корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта, а в верхней цилиндрической части корпуса клапана размещен теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником, а узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана, а разрывной элемент состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана, и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана, при этом концы проволоки вставляются в отверстия барабанов и затем наматываются на них, а зазор h между вилками составляет порядка (1,5÷3) от диаметра проволоки, а параметры клапана находятся в следующих оптимальных интервалах величин: с=H/Dy=2,5÷3,0, где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса защищаемого объекта; H - высота клапана в сборе, при этом на проволоке разрывного элемента закреплен индикатор безопасности в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен со входом устройства оповещения об аварийной ситуации, а проволока разрывного элемента, на которой закреплен датчик индикатора безопасности, выполнена упругой и имеет несколько витков в части, соединенной с датчиком индикатора безопасности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике защиты окружающей среды от опасного и вредного воздействия высокотоксичных и экологически опасных веществ и может быть использовано для предотвращения последствий аварийных ситуаций при проведении в горной выработке взрывных работ с зарядами или взрывными устройствами.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взрывозащиты технологического оборудования. Систему мониторинга с обработкой полученной информации об опасной зоне используют в испытательном боксе.

Изобретение относится к защитным устройствам, а именно к защитным устройствам для взрывоопасных объектов. Включает металлический бронированной каркас с бронированной металлической обшивкой и наполнителем.

Изобретение относится к способам защиты объекта от взрывного воздействия, может использоваться в защитных системах от подводного или воздушного взрывов и решает задачу повышения стойкости безнаборной защитной преграды, закрепленной на опорном контуре, к фугасному воздействию взрыва.

Изобретение относится к технике защиты объектов от взрывных ударных волн в воздушной среде и может быть использовано для отведения и частичного гашения взрывной волны, образованной при возможных аварийных ситуациях на потенциально опасных производственных объектах, например в нефтепереработке для защиты наиболее дорогостоящего технологического блока или здания операторной с постоянным пребыванием людей.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взврывозащиты технологического оборудования. В испытательном боксе устанавливают макет взрывного осколочного элемента с инициатором взрыва, по его внутреннему и внешнему периметрам устанавливают видеокамеры наблюдения за процессом развития чрезвычайной ситуации при аварии.

Изобретение относится к ударопрочным композиционным материалам. Композиционный материал включает неорганическую керамическую матрицу, в которой имеется первая наружная поверхность и вторая наружная поверхность, в целом параллельная первой наружной поверхности.

Изобретение относится к устройствам для локализации продуктов взрыва. Взрывозащитная камера содержит цилиндрический корпус с плоскими днищами, амортизаторы днищ, внутреннюю цилиндрическую оболочку, установленную коаксиально с зазором относительно корпуса и усиленную в центральной части, и загрузочную горловину с внутренней и герметичной наружной крышками.

Изобретение относится к области техники взрывных работ. Взрывозащитная камера содержит наружный и съемный внутренний контуры, каждый из которых выполнен разъемным и образован цилиндрической частью и плоскими днищами.

Изобретение относится к противовзрывным заграждениям для подземных горных работ. .

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к нормально открытым клапанам, и может быть использовано в машиностроении, например в ракетной технике. Блок клапанов состоит минимум из двух клапанов, содержащих корпуса с патрубками входа и выхода, затворы, поршни, установленные в проточки корпусов.

Изобретение относится к передвижным плавучим заправочным станциям и может быть использовано для заправки судов сжиженным природным газом. Взрывозащитное устройство с разрывной мембраной содержит корпус клапана, затвор и разрывной элемент.

Изобретение относится к области безопасной эксплуатации опасных изделий, находящихся в окружении агрессивной среды, в частности к предохранительным герметизирующим устройствам, а именно к устройствам с разрушаемым элементом, обеспечивающим автоматическое срабатывание и открытие герметичных воздушных каналов при определенных внешних воздействующих факторах.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взврывозащиты технологического оборудования в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Взрывозащитное устройство с разрывной мембраной содержит корпус клапана, затвор, разрывной элемент.

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена в качестве разрывного диска для использования в предохранительных устройствах для защиты систем высокого давления.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взрывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитный клапан с системой демпфирования грузового затвора содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор.

Устройство аварийного перекрытия трубопровода содержит корпус 1, клапан 2, седло 3 клапана и механизм возврата клапана. Корпус оснащен подающим 4 и расходным 5 патрубками для подключения к подающему и расходному участкам трубопровода.

Группа изобретений относится к предохранительной технике и предназначена в качества средства для сброса избыточного давления для использования в санитарных областях применения.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в военной технике. Предохранительный клапан однократного действия содержит корпус с установленным в нем отрывным элементом.

Изобретение относится к затвору с функцией тепловой защиты для гидродинамической или гидравлической машины. Затвор вставляется в корпус гидродинамической или гидравлической машины с рабочей средой.

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности взрывных работ. Взрывозащитная камера включает переднюю, заднюю, боковые стенки и потолочину, боковые и задняя стенки выполнены сдвоенными и содержат внутренние и наружные стенки, расположенные на определенном расстоянии друг от друга и снабженные окнами и проемами, которые во внутренних стенках смещены относительно окон и проемов в наружных стенках, в потолочине также выполнено окно, перекрытое крышкой, размещенной на определенном расстоянии от потолочины, передняя стенка снабжена подвижными воротами, внутренние боковые стенки имеют возможность перемещения по направляющим для изменения внутреннего объема камеры, дополнительно оснащена взрывозащитным устройством с индикатором безопасности на разрывном элементе, монтируемым в расширительной горловине цистерны с люком-лазом и содержащим корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта, а в верхней цилиндрической части корпуса клапана размещены теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником, а узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана, а разрывной элемент состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана, при этом концы проволоки вставляются в отверстия барабанов и затем наматываются на них, а зазор h между вилками составляет порядка (1,5÷3) от диаметра проволоки, а параметры клапана находятся в следующих оптимальных интервалах величин: c=H/Dy=2,5÷3,0, где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса защищаемого объекта; H - высота клапана в сборе, при этом на проволоке разрывного элемента закреплен индикатор безопасности в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен со входом устройства оповещения об аварийной ситуации, а проволока разрывного элемента, на которой закреплен датчик индикатора безопасности, выполнена упругой и имеет несколько витков в части, соединенной с датчиком индикатора безопасности. Изобретение позволяет повысить взрывобезопасность экспериментальных исследований. 4 ил.
Наверх