Стенд кочетова для определения эффективности предохранительных конструкций



Стенд кочетова для определения эффективности предохранительных конструкций
Стенд кочетова для определения эффективности предохранительных конструкций

 


Владельцы патента RU 2600287:

Кочетов Олег Савельевич (RU)

Изобретение относится к стендам для определения эффективности предохранительных конструкций. Стенд содержит систему мониторинга и обработки полученной информации об опасной зоне. Стенд дополнительно снабжен противовзрывной панелью, содержащей 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. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных упругих стержней с листами-упорами прикреплен демпфирующий элемент, предназначенный для демпфирования ударных нагрузок панели о листы-упоры. Демпфирующий элемент прикреплен оппозитно панели и направлен в ее сторону, и выполнен в виде объемного тела с внутренней полостью и поверхностями, эквидистантными поверхностям панели. Внутренняя полость демпфирующего элемента заполнена дисперсной системой воздух - свинец, а свинец выполнен в виде крошки шарообразной формы. Достигается повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов за счет увеличения быстродействия и надежности срабатывания разрывных элементов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взрывозащиты технологического оборудования.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является способ определения эффективности взрывозащитного устройства по RU 2488074 C1, F42D 5/045, 20.07.2013 (прототип), в котором испытывают корпус клапана, затвор, теплоизолирующий и разрывной элементы.

Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность срабатывания разрывной мембраны.

Технический результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания разрывных элементов.

Это достигается тем, что в стенде для определения эффективности предохранительных конструкций содержится размещенный в испытательном боксе макет взрывоопасного объекта с установленным в нем взрывным осколочным элементом с инициатором взрыва, защитный чехол и поддон, при этом чехол с поддоном представляют собой единую замкнутую конструкцию, образованную вокруг макета взрывоопасного объекта, а макет оборудован транспортной и подвесной системами, при этом защитный чехол выполнен многослойным и состоящим из обращенного внутрь к макету алюминиевого слоя, затем резинового и перкалевого слоев, а подвесная система состоит из комплекта скоб и растяжек, размещенных на защитном чехле, а также необходимого количества анкерных крюков в потолке, стенах и полу испытательного бокса, а внутри макета взрывоопасного объекта, по его внутреннему и внешнему периметрам, установлены видеокамеры видеонаблюдения, выполненные во взрывозащитном исполнении, а выходы с видеокамер соединены с блоком записывающей и регистрирующей аппаратуры, выход которого соединен с блоком анализаторов записанных осциллограмм протекающих процессов, причем в потолочной части макета выполнен проем, который закрыт взрывозащитным элементом, установленным по свободной посадке на трех упругих штырях, один конец каждого из которых жестко вмонтирован в потолок макета, а на втором имеется горизонтальная перекладина, а между взрывным осколочным элементом и проемом, выполненным в потолочной части макета, и закрытым взрывозащитным элементом по фронту движения взрывной волны установлен трехкоординатный датчик давления во взрывозащитном исполнении, выход которого соединен со входом блока записывающей и регистрирующей аппаратуры, причем по обе стороны от датчика давления расположены датчики температуры и влажности, контролирующие термовлажностный режим в макете, выходы которых также соединены со входом блока записывающей и регистрирующей аппаратуры, а внутренние и внешние поверхности ограждений макета обклеены тензодатчиками, выходы которых также соединены со входом блока записывающей и регистрирующей аппаратуры.

На фиг. 1 показана принципиальная схема стенда для определения эффективности предохранительных конструкций, на фиг. 2 представлен вариант противовзрывной панели.

Стенд для определения эффективности предохранительных конструкций содержит макет 1 взрывоопасного объекта с установленным в нем взрывным осколочным элементом 14 с инициатором взрыва 13, защитный чехол 2 и поддон 3, при этом чехол с поддоном представляют собой единую замкнутую конструкцию, образованную вокруг макета 1 взрывоопасного объекта, размещенного в испытательном боксе 8. Кроме того, макет 1 оборудован транспортной 6 и подвесной 5 системами, а защитный чехол 2 выполнен многослойным и состоящим из обращенного внутрь к макету 1 алюминиевого слоя, затем резинового и перкалевого слоев. Подвесная система состоит из комплекта скоб и растяжек 5, размещенных на защитном чехле, а также необходимого количества анкерных крюков (петель) в потолке, стенах и полу испытательного бокса 8. Транспортная система 6 предназначена для удаления разрушенного макета 1 после проведения испытаний из испытательного бокса 8 вместе с защитным чехлом 2.

Транспортная система представляет собой тележку с дышлом. На раме тележки крепятся проставки, на которые устанавливаются и крепятся поддон и макет 1. Внутри макета 1 взрывоопасного объекта, по его внутреннему и внешнему периметрам, установлены видеокамеры 7 и 4 видеонаблюдения за процессом развития ЧС, смоделированной посредством взрывного осколочного элемента 14 с инициатором взрыва 13, причем видеокамеры 4 и 7 выполнены во взрывозащитном исполнении, а выходы с видеокамер через внутреннюю полость проставок 10 соединены с блоком 17 записывающей и регистрирующей аппаратуры, выход которого соединен с блоком анализаторов 18 записанных осциллограмм протекающих процессов изменения технологических параметров в макете 1 взрывоопасного объекта. В потолочной части макета 1 выполнен проем 15, который закрыт взрывозащитным элементом 16, установленным по свободной посадке на трех упругих штырях 19, один конец каждого из которых жестко вмонтирован в потолок макета 1, а на втором имеется горизонтальная перекладина. Между взрывным осколочным элементом 14 и проемом 15, выполненным в потолочной части макета 1, и закрытым взрывозащитным элементом 16 по фронту движения взрывной волны установлен трехкоординатный датчик давления 9 во взрывозащитном исполнении, выход которого соединен со входом блока 17 записывающей и регистрирующей аппаратуры. По обе стороны от датчика давления 9 расположены датчики температуры 20 и влажности 21, контролирующие термовлажностный режим в макете 1, выходы которых также соединены со входом блока 17 записывающей и регистрирующей аппаратуры. Внутренние поверхности ограждений макета 1 обклеены тензодатчиками 12 (тензорезисторами), а внешние - тензодатчиками 11, выходы которых также соединены со входом блока 17 записывающей и регистрирующей аппаратуры. После проведения подготовительных к подрыву операций с макетом 1 и взрывным осколочным элементом 14 с инициатором взрыва 13, выведения и герметизации коммуникаций и подсоединения соответствующих электрических цепей чехол монтируется вокруг макетом 1, герметично соединяется с поддоном и растягивается с помощью подвесной системы, образуя замкнутое герметичное пространство (объем) вокруг макета 1.

Инициатором взрыва 13 взрывного осколочного элемента 14 могут быть использованы горючие жидкости. Уравнение окисления стехиометрической смеси:

где - количество молей кислорода; - количество молей азота, углекислоты и воды ; Q - теплота сгорания, ккал/(кг·моль).

Если принять, что вся теплота сгорания реакции окисления идет только на нагрев продуктов сгорания, то температуру взрыва Твзр (адиабатическая температура горения) можно определить из теплового баланса реакции окисления стехиометрической смеси:

где - теплоемкости продуктов сгорания при температуре взрыва.

Принимаем при Твзр равной 2000°C: , ,

.

Расчет необходимого количества взрывчатого вещества, например горючей жидкости (ацетона C3H6O), для создания стехиометрической концентрации в помещении определяется по формуле

где М - молекулярный вес жидкости; Vк - объем помещения, л; Vв - объем воздуха, необходимый для полного сгорания одной молекулы горючей жидкости, л;

где Рбар - барометрическое давление, мм рт.ст.; V0=22,4 л - объем грамм-молекулы воздуха при 0°C и давлении 760 мм рт.ст.,

объем (см3) горючей жидкости

где ρ - плотность жидкости, г/см3.

Стенд для определения эффективности предохранительных конструкций работает следующим образом.

В испытательном боксе 8 устанавливают макет 1 взрывоопасного объекта, а по его внутреннему и внешнему периметрам устанавливают видеокамеры 7 и 4 видеонаблюдения за процессом развития чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте, которую моделируют посредством установки в макете 1 взрывного осколочного элемента 14 с инициатором взрыва 13, при этом видеокамеры 4 и 7 выполняют во взрывозащитном исполнении, а выходы с видеокамер через внутреннюю полость проставок 10 соединяют с блоком 17 и производят запись и регистрацию протекающих процессов изменения технологических параметров в макете 1, после чего регистрируют посредством системы анализаторов 18 записанных осциллограмм протекающих процессов изменения технологических параметров в макете 1 взрывоопасного объекта. В потолочной части макета 1 выполняют проем 15, который закрывают взрывозащитным элементом 16, установленным по свободной посадке на трех упругих штырях 19, один конец каждого из которых жестко фиксируют в потолке макета 1, а на втором крепят горизонтальную перекладину. Между взрывным осколочным элементом 14 и проемом 15 устанавливают трехкоординатный датчик давления 9 во взрывозащитном исполнении, выход которого соединяют со входом блока 17 записывающей и регистрирующей аппаратуры, а по обе стороны от датчика давления 9 располагают датчики температуры 20 и влажности 21, контролирующие термовлажностный режим в макете 1, выходы которых также соединяют со входом блока 17 записывающей и регистрирующей аппаратуры. Внутренние поверхности ограждений макета 1 обклеивают тензодатчиками 12 (тензорезисторами), а внешние - тензодатчиками 11, выходы которых также соединяют со входом блока 17 записывающей и регистрирующей аппаратуры. После обработки полученных экспериментальных данных составляют математическую модель, прогнозирующую аварии на взрывоопасном объекте.

Противовзрывная панель (фиг. 2) состоит из бронированного металлического каркаса 19 с бронированной металлической обшивкой 20 и наполнителем свинцом 21. В покрытии объекта 25 у проема 26 симметрично относительно оси 27 заделаны четыре опорных стержня 22, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 24, заделанные в панели. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней 22 приварены листы-упоры 23. 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 22 могут быть выполнены упругими.

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.

Противовзрывная панель служит для фиксации предельного положения панели при взрывной нагрузке. К торцам опорных упругих стержней 22 с листами-упорами 23 прикреплен демпфирующий элемент 28 (фиг. 2), предназначенный для демпфирования ударных нагрузок панели о листы-упоры 23.

Демпфирующий элемент 28 прикреплен оппозитно панели и направлен в ее сторону, т.е. навстречу ее движению во время взрыва.

Демпфирующий элемент 28 выполнен в виде объемного тела с внутренней полостью и поверхностями, эквидистантными поверхностям панели, при этом его внутренняя полость заполнена дисперсной системы воздух - свинец, а свинец выполнен в виде крошки шарообразной формы.

Противовзрывная панель работает следующим образом.

При взрыве внутри производственного помещения (на чертеже не показано) происходит подъем панели 19 от воздействия ударной волны и через открытый проем 28 сбрасывается избыточное давление.

При взрывном движении вверх панели по упругим стержням 22 она встречает на своем пути демпфирующий элемент 28, при взаимодействии с котором происходит гашение энергии взрыва.

После взрыва и спада избыточного давления, опустившись, панель перекрывает проем 26 и вредные вещества не поступают в атмосферу. Для фиксации предельного положения панели служат листы-упоры 23. Для того чтобы сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки при возврате панели, наполнитель металлического каркаса 19 выполнен в виде дисперсной системы воздух - свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни 22 могут быть выполнены упругими.

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

1. Стенд для определения эффективности предохранительных конструкций, содержащий систему мониторинга и обработки полученной информации об опасной зоне, он содержит размещенный в испытательном боксе макет взрывоопасного объекта с установленным в нем взрывным осколочным элементом с инициатором взрыва, защитный чехол и поддон, при этом чехол с поддоном представляют собой единую замкнутую конструкцию, образованную вокруг макета взрывоопасного объекта, а макет оборудован транспортной и подвесной системами, при этом защитный чехол выполнен многослойным и состоящим из обращенного внутрь к макету алюминиевого слоя, затем резинового и перкалевого слоев, а подвесная система состоит из комплекта скоб и растяжек, размещенных на защитном чехле, а также необходимого количества анкерных крюков в потолке, стенах и полу испытательного бокса, а внутри макета взрывоопасного объекта, по его внутреннему и внешнему периметрам, установлены видеокамеры видеонаблюдения, выполненные во взрывозащитном исполнении, а выходы с видеокамер соединены с блоком записывающей и регистрирующей аппаратуры, выход которого соединен с блоком анализаторов записанных осциллограмм протекающих процессов изменения технологических параметров в макете взрывоопасного объекта, причем в потолочной части макета выполнен проем, который закрыт взрывозащитным элементом, установленным по свободной посадке на трех упругих штырях, один конец каждого из которых жестко вмонтирован в потолок макета, а на втором имеется горизонтальная перекладина, а между взрывным осколочным элементом и проемом, выполненным в потолочной части макета, и закрытым взрывозащитным элементом по фронту движения взрывной волны установлен трехкоординатный датчик давления во взрывозащитном исполнении, выход которого соединен со входом блока записывающей и регистрирующей аппаратуры, причем по обе стороны от датчика давления расположены датчики температуры и влажности, контролирующие термовлажностный режим в макете, выходы которых также соединены со входом блока записывающей и регистрирующей аппаратуры, а внутренние и внешние поверхности ограждений макета обклеены тензодатчиками, выходы которых также соединены со входом блока записывающей и регистрирующей аппаратуры, отличающийся тем, что противовзрывная панель содержит металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем свинцом, имеет в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры, а 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 для фиксации предельного положения панели к торцам опорных упругих стержней с листами-упорами, прикреплен демпфирующий элемент, предназначенный для демпфирования ударных нагрузок панели о листы-упоры, причем прикреплен оппозитно панели и направлен в ее сторону, и выполнен в виде объемного тела с внутренней полостью и поверхностями, эквидистантными поверхностям панели, при этом его внутренняя полость заполнена дисперсной системой воздух - свинец, а свинец выполнен в виде крошки шарообразной формы.

2. Стенд для определения эффективности предохранительных конструкций по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инициатора взрыва взрывного осколочного элемента использована горючая жидкость, например ацетон, расчет необходимого количества которой для создания стехиометрической концентрации в помещении определяется по формуле

где M - молекулярный вес жидкости; Vк - объем помещения, л; Vв - объем воздуха, необходимый для полного сгорания одной молекулы горючей жидкости, л;
V В = ( n O 2 + n N 2 ) V t                                    (2)
где nO2 - количество молей кислорода; nN2 - количество молей азота; Vt - объем при температуре t;
V t = V 0 760 ( t + 273 ) 273 P б а р                                     (3)
где Pбар - барометрическое давление, мм рт.ст.; t - температура; V0=22,4 л - объем грамм-молекулы воздуха при 0°C и давлении 760 мм рт.ст., объем (см3) горючей жидкости

где ρ - плотность жидкости, г/см3.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, в частности к предохранительным устройствам систем безопасности для взрывоопасного оборудования. Технический результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования от аварийных ситуаций путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания системы.

Изобретение относится к области испытаний взрывозащитных конструкций технологического оборудования. Стенд содержит размещенный в испытательном боксе макет взрывоопасного объекта с установленным в нем взрывным осколочным элементом с инициатором взрыва, защитный чехол с поддоном, выполненные в виде единой замкнутой конструкции, образованной вокруг упомянутого макета, систему мониторинга и обработки информации о взрывоопасной зоне, транспортную систему для перемещения поддона с макетом и подвесную систему для крепления защитного чехла.

Изобретение относится к машиностроению к способам определения эффективности взрывозащиты в испытательном макете взрывоопасного объекта. В боксе устанавливают макет взрывоопасного объекта, а по его внутреннему и внешнему периметрам устанавливают видеокамеры для видеонаблюдения.

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 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.

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.
Наверх