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

Авторы патента:

E04B1/92 - защита от прочих нежелательных воздействий (сооружения с защитой от внешних воздействий E04H 9/00; защита от радиоактивного излучения G21F)

Владельцы патента RU 2632602:

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. 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. При этом 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, причем к торцам опорных стержней, к которым приварены листы-упоры, со стороны, обращенной к металлическому каркасу с бронированной металлической обшивкой, прикреплен дополнительный элемент, выполненный в виде коробчатой конструкции, полость которой заполнена эластомером, например полиуретаном, а в качестве материала коробчатой конструкции применен вибродемпфирующий материал, причем между дополнительным элементом и металлическим каркасом с бронированной металлической обшивкой на опорных стержнях установлены втулки из быстроразрушающегося материала, например стекла, типа «триплекс». 5 ил.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является устройство по патенту РФ №2520670 (прототип), 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.м Sкл,

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.

Это достигается тем, что в устройстве 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.м Sкл,

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, 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 упруго-демпфирующиеся 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.

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 упруго-демпфирующегося разрушающегося элемента одноразового действия для легкосбрасываемого элемента взрывозащитной конструкции, на фиг. 4, 5 - варианты выполнения легкосбрасываемого элемента.

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 см² (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.

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 упруго-демпфирующийся 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.

Упруго-демпфирующийся 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 демпфирующем основании 35 посредством литьевого полиуретана.

Сборка упруго-демпфирующегося 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 (на чертеже 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.

Возможен вариант выполнения легкосбрасываемого элемента (фиг. 4), который состоит из бронированного металлического каркаса 25 с бронированной металлической обшивкой 26 и наполнителем - свинцом 27. В покрытии объекта у проема 32 симметрично относительно оси 33 заделаны четыре опорных стержня 28, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 30, заделанные в панели. К торцам опорных стержней 28, к которым приварены листы-упоры 29, со стороны, обращенной к металлическому каркасу 25 с бронированной металлической обшивкой 26, прикреплены дополнительные элементы 44, демпфирующие воздействие ударной волны. Дополнительные элементы 44 могут быть выполнены из эластомера, например полиуретана. Дополнительные элементы 44 могут быть выполнены комбинированными (на чертеже не показано), например упруго-демпфирующими в виде упругого элемента, например пружины, заполненной полиуретаном.

Между дополнительными элементами 44 и металлическим каркасом 25 с бронированной металлической обшивкой 26, на опорных стержнях 28 установлены втулки 45 из быстроразрушающегося материала, например стекла, типа «триплекс».

Легкосбрасываемый элемент 2 взрывозащитной конструкции работает следующим образом.

При взрыве внутри производственного помещения (на чертеже 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.

Упруго-демпфирующийся 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 элемента 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

где ΔP_П= P_П-P₀; ΔP_Л= P_Л-P₀; ΔP_Д - допускаемое давление из условия прочности или несущей способности основных конструкций зданий, МПа; P₀ - атмосферное давление, МПа; P_Л - максимальное давление на стенки при взрыве газо- и паровоздушной смеси в сосуде с отверстием, огражденным легкосбрасываемым элементом, МПа; Р_П - максимальное давление на стенки при взрыве смеси в полузамкнутом объеме, т.е. отверстие открыто с момента воспламенения, МПа.

Величина ΔP_Д должна определяться расчетом конструкций здания на воздействие взрывной нагрузки. При этом ΔP_Д 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

где ΔP_Н - избыточное давление на стенки объема в натурных условиях, МПа; ΔP_М - избыточное давление на стенки сосуда на модельной установке, МПа; W_H - объем сосуда (помещения) в натурных условиях, м³; W_М - объем взрывной камеры модельной установки, м³; d_cp._H, d_ср.M - средний диаметр (размер) отверстия натуры и модели соответственно.

Для заданных условий - объема помещения W_H, допускаемого давления P_Д, 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 P_Д.М для модельной установки:

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

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.

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 попадают в камеру и, смешиваясь с воздухом, образуют взрывоопасную смесь. Объем жидкости (м³), необходимой для образования паровоздушной смеси заданной концентрации в камере, можно определить по формуле

где W_K - объем взрывной камеры, м³; μ_ж - молекулярный вес жидкости; C - объемная концентрация пара, %; P₀ - атмосферное давление, МПа; R - универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль⋅град); ρ_ж - плотность жидкости, кг/м³; Т - температура, K.

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 краном 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 ΔР_Д по формуле (1) определить ΔР_Д⋅М для модельной установки.

где ΔP_Н - избыточное давление на стенки объема в натурных условиях, МПа; ΔP_М - избыточное давление на стенки сосуда на модельной установке, МПа; W_H - объем сосуда (помещения) в натурных условиях, м³; W_M - объем взрывной камеры модельной установки, м³; d_ср.Н, d_cp.M - средний диаметр (размер) отверстия натуры и модели соответственно.

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

где ΔP_П= P_П-P₀; ΔP_Л=P_Л-P₀; ΔP_Д - допускаемое давление из условия прочности или несущей способности основных конструкций зданий, МПа; P₀ - атмосферное давление, МПа; Р_Л - максимальное давление на стенки при взрыве газо- и паровоздушной смеси в сосуде с отверстием, огражденным легкосбрасываемым элементом, МПа; Р_П - 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 P_Д.М для модельной установки:

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 ΔР_Д⋅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=ΔPд.м Sкл,

Для найденной площади отверстия определить отношение .

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 устанавливается 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 закрывается 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 на единицу площади отверстия. Площадь отверстия устанавливается равная или больше того значения, которое установлено в п. I. 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. I.

Возможен вариант выполнения легкосбрасываемого элемента (фиг. 5), когда дополнительные элементы 44, демпфирующие воздействие ударной волны, соединены в единый демпфирующий элемент 46 коробчатой конструкции, полость которой заполнена эластомером, например полиуретаном, а в качестве материала коробчатой конструкции применен вибродемпфирующий материал.

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 = ΔРд.м Sкл, 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, причем к торцам опорных стержней, к которым приварены листы-упоры, со стороны, обращенной к металлическому каркасу с бронированной металлической обшивкой, прикреплен дополнительный элемент, выполненный в виде коробчатой конструкции, полость которой заполнена эластомером, например полиуретаном, а в качестве материала коробчатой конструкции применен вибродемпфирующий материал, причем между дополнительным элементом и металлическим каркасом с бронированной металлической обшивкой на опорных стержнях установлены втулки из быстроразрушающегося материала, например стекла, типа «триплекс».

Предохранительная разрушающаяся конструкция ограждения зданий // 2632594

Противовзрывная панель // 2631730

Противовзрывная панель // 2631278

Способ кочетова защиты производственных зданий и сооружений от чрезвычайной ситуации взрывного характера // 2629497

Противовзрывная панель с буферным устройством // 2629495

Взрывозащитная плита с системой оповещения возникновения чрезвычайной ситуации // 2629494

Автоматическое предохранительное устройство систем безопасности в чрезвычайных ситуациях // 2629493

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.

Противовзрывная панель с системой оповещения о чрезвычайной ситуации // 2629026

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся на взрывоопасных и радиоактивных объектах. Противовзрывная панель содержит металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеет в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры.

Способ кочетова взрывозащиты с демпфирующим устройством // 2626819

Стенд для испытаний разрушающихся элементов конструкций зданий и сооружений // 2635689

Изобретение относится к системам безопасности в чрезвычайных ситуациях. Стенд содержит взрывную камеру, в верхнем основании которой имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым разрушающимся элементом, состоит из взрывной камеры, представляющей собой металлический сосуд объемом, равным 500÷1000 см3, с толщиной стенок 7÷8 мм, причем в верхнем основании сосуда имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым элементом, а площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец. Сбрасываемый элемент перекрывает отверстие в кольце, над которым закрепляется защитный экран, а второе отверстие перекрывается клапаном, который прижимается к отверстию с помощью электромагнита и открывается пружиной при размыкании контактов. В одной из торцевых стенок взрывной камеры имеется отверстие под штуцер, в котором закреплена трубка от воздуходувки, перекрываемой краном, а в другой, оппозитно расположенной, торцевой стенке взрывной камеры имеется отверстие под штуцер для трубки, перекрываемой краном, которое служит для поддержания в камере атмосферного давления во время испарения жидкости, при этом площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец, а сбрасываемый элемент перекрывает отверстие в кольце, над которым закрепляется защитный экран, при этом легкосбрасываемый элемент содержит металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем, причем в торцах каркаса расположены четыре неподвижных патрубка-опоры. В покрытии взрывоопасного объекта жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели, при этом наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец. Свинец выполнен по форме в виде крошки, опорные стержни выполнены упругими. К опорным стержням легкосбрасываемого элемента, телескопически вставленным в неподвижные патрубки-опоры, заделанные в панели, к которым приварены листы-упоры для фиксации предельного положения панели, прикреплена демпфирующая пластина, к которой, оппозитно панели, и в направлении ударной волны присоединено буферное устройство, выполненное в виде конуса, вершина которого находится на оси проема. Буферное устройство для фиксации предельного положения панели, прикрепленного к демпфирующей пластине, выполнено в виде полого конуса, вершина которого находится на оси проема, при этом в боковой конической поверхности полого конуса выполнены дроссельные отверстия для демпфирования ударной волны. Технический результат - повышение эффективности защиты зданий, сооружений. 4 ил.

Способ взрывозащиты взрывоопасных объектов // 2637669

Противовзрывная панель с одноразовыми разрушающимися элементами // 2638364

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 за счет введения в систему элемента одноразового действия. Противовзрывная панель с одноразовыми разрушающимися элементами, содержащая металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющая 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, дополнительно содержит упругодемпфирующиеся разрушающиеся элементы одноразового действия, которые крепятся на опорных стержнях к листам-упорам посредством демпфирующего основания винтами, а к основанию коаксиально стержню жестко прикреплена выполненная в виде усеченного конуса втулка, причем ее нижнее основание усеченного конуса связано с основанием, а в верхнее основание усеченного конуса упирается элемент одноразового действия, выполненный в виде втулки из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора или стекла типа «триплекс», которая поджимается снизу зажимным элементом втулочного типа с канавками для фиксации упругой части разрушающегося элемента, выполненной в виде конической пружины, обращенной своим верхним основанием в сторону зажимного элемента втулочного типа, а нижнее основание конической пружины закреплено в канавках демпфирующего основания посредством литьевого полиуретана, а фиксация зажимного элемента втулочного типа осуществляется посредством защелок, установленных на поверхности стержня, а элемент одноразового действия выполнен в виде винтовой пружины из хрупкого, разрушающегося материала. При этом втулка, выполненная в виде усеченного конуса и жестко прикрепленная к основанию своим нижним основанием, коаксиально стержню, а в верхнее основание которой упирается элемент одноразового действия, выполненный в виде втулки из хрупкого, разрушающегося материала, выполнена из вибродемпфирующего материала, например полиуретана. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Противовзрывная панель с предохранительной втулкой // 2638368

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таким 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 плавного задемпфированного возврата этих конструкций в исходное положение после взрыва без поломок. Противовзрывная панель с предохранительной втулкой, содержащая металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющая 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 панель дополнительно содержит упругодемпфирующиеся разрушающиеся элементы одноразового действия, которые крепятся на опорных стержнях к листам-упорам посредством демпфирующего основания, связанного винтами с коаксиально расположенной фланцевой втулкой, верхний фланец которой 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 центральным отверстием, в котором соосно размещен стержень, а на внешней поверхности фланцевой втулки установлена, соосно стержню, предохранительная втулка, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора или стекла типа «триплекс», а стакан также выполнен из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, и крепится своей обечайкой к зажимному элементу винтами, а коаксиально расположенная фланцевая втулка, верхний фланец которой соединен с демпфирующим основанием, а нижний - с зажимным элементом втулочного типа, выполнена из вибродемпфирующего материала, например полиуретана. При этом для предотвращения среза листов-упоров с опорных стержней, снаружи предохранительной втулки, коаксиально и осесимметрично, дополнительно размещен упругий элемент, выполненный в виде цилиндрической пружины, жесткость которой больше жесткости конической пружины. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Взрывозащитный клапан // 2638371

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взрывозащиты технологического оборудования. Технический результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов путем увеличения демпфирования футерованного грузового затвора. Взрывозащитный клапан содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, подвижно соединенный с корпусом клапана, при этом корпус клапана выполнен в виде нижней цилиндрической, средней конической и верхней цилиндрической частей, причем в нижней цилиндрической части размещен 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, при этом узел крепления разрывного элемента 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. Подвижное соединение футерованного грузового затвора с основанием корпуса клапана выполнено в виде трех вертикально установленных стержней в отверстиях, выполненных в периферийной части корпуса футерованного грузового затвора, при этом нижней частью стержни закреплены в основании корпуса клапана, а в верхней части имеют демпфирующее устройство, закрепленное на горизонтальных перемычках стержней, и обращенное в сторону грузового затвора. Каждое из трех демпфирующих устройств закреплено на горизонтальной перемычке, жестко соединенной со стержнем и выполненной в виде круглого диска, на котором закреплено посредством винтов основание демпфирующего устройства, выполненного из жесткого вибродемпфирующего материала типа «Агат», которое соединено с втулкой из эластомера, имеющей центральное отверстие, через которое проходит стержень, а втулка имеет по крайней мере три отверстия, соосных со стержнем, в которых расположены упругие элементы, например цилиндрические винтовые пружины, верхний торец которых посредством крепежных элементов соединен с основанием демпфирующего устройства, а нижний - находится в свободном состоянии и выступает за нижнюю плоскость втулки на расстояние, определяемое усилием, развиваемым ударной взрывной волной. К торцевой поверхности втулки, со стороны свободного торца упругих элементов, расположенных в ее отверстиях, соосных со стержнем, жестко прикреплен предохранительный элемент, выполненный в виде конической поверхности, причем нижнее основание конуса опирается на втулку, а вершина выполнена с отверстием, в которое входит стержень, а на внутренней поверхности предохранительного элемента, предназначенного для демпфирования ударной волны в начальной стадии взрыва и выполненного в виде конической поверхности с отверстием в вершине, в которое входит стержень, закреплен тензометрический датчик измерения деформации. 4 ил.

Взрывозащитная разрушающаяся конструкция для взрывоопасных зданий // 2638374

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. Взрывозащитная разрушающаяся конструкция для взрывоопасных зданий содержит железобетонные панели, каждая из которых состоит из разрушающейся и неразрушающейся частей. Напротив разрушающейся части, с внешней стороны ограждения здания, расположен защитный экран из материала повышенной прочности, например бронированного 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, а углубления в стене здания, одно из которых, внешнее, образовано плоскостями правильной четырехугольной усеченной пирамидой с прямоугольным основанием, а другое, внутреннее, представляет собой две наклонные поверхности, соединенные ребром, заполнены тепло-звукопоглощающим материалом и закрыты декоративной, легко разрушающейся при взрыве, панелью. Каждый из упругих элементов, подпирающих защитный экран к ограждению здания, выполнен в виде амортизатора одноразового действия, содержащего прикрепленное к диску винтами демпфирующее основание, к которому коаксиально стрежню жестко прикреплена, выполненная в виде усеченного конуса, упругая втулка, выполненная из полиуретана, причем нижнее основание усеченного конуса связано с демпфирующим основанием, а верхнее упирается в элемент в виде упругой втулки, которую поджимает упругий элемент, выполненный в виде конической пружины, обращенный своим большим основанием в сторону диска, а нижним - в сторону защитного экрана, где она закреплена в канавках, выполненных в защитном экране, посредством литьевого полиуретана, причем амортизатор дополнительно снабжен элементом одноразового действия, расположенным коаксиально стержню и охватывающим упругий элемент, выполненный в виде конической пружины, при этом один конец элемента упирается в защитный экран, а другой - в диск, причем элемент одноразового действия выполнен в виде спирального разрушающегося элемента из хрупкого разрушающегося материала, например фарфора или стекла типа «триплекс», или в виде втулки из хрупкого разрушающегося материала, например фарфора или стекла типа «триплекс», с тремя равномерно распределенными по ее поверхности пазами, параллельными ее оси, при этом в пазах втулки закреплены тензорезисторы, соединенные с тензоусилителем, который, в свою очередь, связан с системой оповещения начала возникновения аварийной ситуации. 5 ил.

Панель противовзрывная кочетова с индикатором безопасности // 2638377

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. Панель противовзрывная с системой оповещения о чрезвычайной ситуации содержит металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом и 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 опорные стержни выполнены упругими, при этом к торцам опорных стержней со стороны, обращенной к металлическому каркасу, прикреплены дополнительные элементы, демпфирующие воздействие ударной волны. Система оповещения о чрезвычайной ситуации содержит индикатор безопасности, закрепленный между фланцами, которые жестко закреплены на верхней части бронированной металлической обшивки металлического каркаса противовзрывной панели и в верхней части покрытия взрывоопасного объекта у проема, предназначенного для сбрасывания избыточного давления, при этом индикатор безопасности состоит из датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен со входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации, причем 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. 4 ил.

Панель противовзрывная // 2639208

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. Панель противовзрывная с системой оповещения о чрезвычайной ситуации содержит металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом и 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 опорные стержни выполнены упругими, при этом к торцам опорных стержней со стороны, обращенной к металлическому каркасу, прикреплены дополнительные элементы, демпфирующие воздействие ударной волны, между дополнительными элементами и металлическим каркасом установлена система оповещения о чрезвычайной ситуации с индикатором безопасности, закрепленным между фланцами, которые жестко закреплены на верхней части бронированной металлической обшивки металлического каркаса противовзрывной панели и в верхней части покрытия взрывоопасного объекта у проема, предназначенного для сбрасывания избыточного давления, при этом индикатор безопасности состоит из датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен с входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации. В верхней части опорных стержней закреплены упругодемпфирующие элементы, один конец которых жестко связан своим основанием с листами-упорами, а другой расположен свободно, при этом каждый из упругодемпфирующих элементов, выполнен в виде по крайней мере двух листовых рессор, один конец каждой из которых жестко закреплен на листах-упорах, а второй - на свободно размещенной на стержне втулке, соосной стержню, а между листами-упорами и свободно размещенной на стержне втулкой, коаксиально стержню, установлена предохранительная втулка, выполненная из быстроразрушающегося материала, например стекла типа «триплекс». 4 ил.

Взрывозащитное устройство // 2639212

Взрывозащитное устройство для взрывоопасных объектов // 2639214