Способ кочетова моделирования чрезвычайной ситуации на взрывоопасном объекте
Изобретение относится к системам безопасности, предотвращающим развитие чрезвычайной ситуации. Технически достижимый результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования и людских ресурсов от аварийных ситуаций путем возможности прогнозирования развития чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте. Это достигается тем, что в способе для моделирования чрезвычайной ситуации, содержащем макет взрывоопасного объекта, установленного на стойках, с установленным в нем инициатором взрыва, защитный чехол и поддон, при этом чехол с поддоном представляют собой единую замкнутую конструкцию, образованную вокруг макета взрывоопасного объекта, размещенного в испытательном боксе, при этом макет оборудован транспортной и подвесной системами, а защитный чехол выполнен многослойным и состоящим из обращенного внутрь к макету алюминиевого слоя, а также резинового и перкалевого слоев, макет взрывоопасного объекта оснащен исследуемом на стенде объектом: взрывозащитным элементом, установленным над отверстием в верхней части макета, который состоит из бронированного металлического каркаса с бронированной металлической обшивкой и наполнителем - свинцом, а в верхней части макета, у отверстия, симметрично относительно его оси, заделаны четыре опорных стержня, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры, заделанные в панели взрывозащитного элемента, а для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней приварены листы-упоры, между дополнительными элементами и металлическим каркасом с бронированной металлической обшивкой, на опорных стержнях устанавливают втулки из быстроразрушающегося материала, например стекла типа «триплекс», при этом систему оповещения о чрезвычайной ситуации с индикатором безопасности оснащают узлом крепления «слабого звена» в системе безопасности взрывоопасного объекта, реагирующего на возникновение аварийной ситуации, выполненного, например в виде индикатора безопасности, закрепленного 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 выполняют из датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединяют с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединяют с входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации. 5 ил.
Изобретение относится к системам безопасности, предотвращающим развитие чрезвычайной ситуации.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является устройство безопасности в чрезвычайных ситуациях по патенту РФ №120569 A62C 35/00, от 20.03.12 г. (прототип), содержащее систему элементов, установленных в зоне опасного расположения защищаемого объекта, который требуется перевести из обычного режима работы в аварийный режим в результате возникновения опасности развития чрезвычайной ситуации.
Недостатком известного решения является сравнительно невысокая информативность для системы управления по принятию решения о введении аварийного режима работы системы и отсутствие возможности прогнозировать развитие чрезвычайной ситуации.
Технически достижимый результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования и людских ресурсов от аварийных ситуаций путем возможности прогнозирования развития чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте.
Это достигается тем, что в способе для моделирования чрезвычайной ситуации, содержащем макет взрывоопасного объекта, установленного на стойках, с установленным в нем инициатором взрыва, защитный чехол и поддон, при этом чехол с поддоном представляют собой единую замкнутую конструкцию, образованную вокруг макета взрывоопасного объекта, размещенного в испытательном боксе, при этом макет оборудован транспортной и подвесной системами, а защитный чехол выполнен многослойным и состоящим из обращенного внутрь к макету алюминиевого слоя, а также резинового и перкалевого слоев, макет взрывоопасного объекта оснащен исследуемом на стенде объектом: взрывозащитным элементом, установленным над отверстием в верхней части макета, который состоит из бронированного металлического каркаса с бронированной металлической обшивкой и наполнителем - свинцом, а в верхней части макета, у отверстия, симметрично относительно его оси, заделаны четыре опорных стержня, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры, заделанные в панели взрывозащитного элемента, а для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней приварены листы-упоры.
На фиг. 1 показана принципиальная схема стенда для моделирования чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте, на фиг. 2 представлена схема взрывозащитного элемента, установленного в потолочной части макета взрывоопасного объекта, на фиг. 3 представлена схема взрывозащитного элемента, установленного в боковой части макета взрывоопасного объекта, на фиг. 4, 5 - варианты взрывозащитного элемента.
Стенд для моделирования чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте (фиг. 1) содержит макет 1 взрывоопасного объекта, установленного на стойках 2, с установленным в нем инициатором 3 взрыва, защитный чехол 4 и поддон 5, при этом чехол с поддоном представляют собой единую замкнутую конструкцию, образованную вокруг макета 1 взрывоопасного объекта, размещенного в испытательном боксе 6. Кроме того, макет 1 оборудован транспортной 7 и подвесной 8 системами, а защитный чехол 4 выполнен многослойным и состоящим из обращенного внутрь к макету 1 алюминиевого слоя, затем резинового и перкалевого слоев. Подвесная система 8 состоит из комплекта скоб и растяжек, размещенных на защитном чехле, а также необходимого количества анкерных крюков (петель) в потолке, стенах и полу испытательного бокса 6. Транспортная система 7 предназначена для удаления разрушенного макета 1 после проведения испытаний из испытательного бокса 6 вместе с защитным чехлом 4.
Макет 1 взрывоопасного объекта оснащен исследуемом на стенде объектом: взрывозащитным элементом 9 (фиг. 2), установленным над отверстием 10 в верхней части макета. Взрывозащитный элемент 9 состоит из бронированного металлического каркаса 11 с бронированной металлической обшивкой 12 и наполнителем - свинцом. В верхней части макета 1, у отверстия 10, симметрично относительно его оси, заделаны четыре опорных стержня 13, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 14, заделанные в панели взрывозащитного элемента 9. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней 13 приварены листы-упоры 15. 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 13 могут быть выполнены упругими.
Снаружи опорных стержней 13 расположены упругодемпфирующие элементы 16, один конец которых упирается в бронированную металлическую обшивку 12, а другой - в листы-упоры 15, расположенные в верхней части опорных стержней 13.
Упругодемпфирующие элементы 16 могут быть выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин, внешняя винтовая поверхность которых покрыта вибродемпфирующей мастикой, например типа ВД-17.
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.
Кроме того, макет 1 взрывоопасного объекта оснащен исследуемом на стенде объектом: взрывозащитным элементом 17 (фиг. 3), установленным в боковой части макета, и который идентичен взрывозащитному элементу, установленному в верхней части макета.
Стенд для моделирования чрезвычайной ситуации работает следующим образом.
В испытательном боксе 8 устанавливают макет 1 взрывоопасного объекта с двумя взрывозащитными элементами: в верхней (потолочной) части макета и в боковой части макета, конструкции которых идентичны. В верхней (потолочной) части макета 1 и в боковой части выполняют отверстия 10 (проемы), которые закрывают взрывозащитными элементами 9 и 17, установленными по свободной посадке на трех упругих штырях 13, один конец, каждого из которых, жестко фиксируют в потолке макета 1, а на втором крепят горизонтальную перекладину в виде листов-упоров 15. После срабатывания инициатора 3 взрыва проводят анализ ситуации, и после обработки полученных экспериментальных данных формируют информационную базу данных о развитии чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте, и составляют математическую модель, прогнозирующую предотвращение чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте.
С внешней стороны макета, около взрывозащитных элементов 9 и 17, устанавливают видеокамеры 18 и 19 в бронированном исполнении, выходы которых связывают с компьютером 20, записывающим моменты срабатывания взрывозащитных элементов 9 и 17, и в результате обработки этих сигналов делают выводы о распределении взрывных волн в объеме помещения.
Каждый из взрывозащитных элементов 9 и 17 работает следующим образом.
При взрыве внутри макета 1 происходит подъем панели взрывозащитного элемента 9 от воздействия ударной волны и через открытый проем 10 сбрасывается избыточное давление.
При этом упругодемпфирующие элементы 16 сжимаются, гася энергию взрыва, а затем возвращают панель 9 в исходное состояние.
Внешняя винтовая поверхность упругодемпфирующих элементов 16 покрыта вибродемпфирующей мастикой, например типа ВД-17, которая дополнительно способствует демпфированию взрывной волны.
После взрыва и спада избыточного давления, опустившись, панель перекрывает проем, 10 и вредные вещества не поступают в атмосферу. Для фиксации предельного положения панели служат листы-упоры 15. Для того чтобы сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки при возврате панели наполнитель металлического каркаса 11 выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни 13 могут быть выполнены упругими.
Возможен вариант для исследования и моделирования взрывозащитного элемента 9 с системой оповещения о чрезвычайной ситуации (фиг. 4), установленного над отверстием 10 в верхней части макета, который состоит из бронированного металлического каркаса 11 с бронированной металлической обшивкой 12 и наполнителем - свинцом. В покрытии макета 1 у проема 10 симметрично относительно оси заделаны четыре опорных стержня 13, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 14, заделанные в покрытии. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней 13 приварены листы-упоры 15. К торцам листов-упоров 15, со стороны, обращенной к металлическому каркасу 11 с бронированной металлической обшивкой 12, прикреплены дополнительные элементы 27, демпфирующие воздействие ударной волны.
Возможен вариант (фиг. 5), когда в верхней части опорных стержней 4, к листам-упорам 5, закреплена демпфирующая пластина 30, к которой, оппозитно панели, и в направлении ударной волны присоединено буферное устройство 29, выполненное в виде конуса, вершина которого находится на оси 9 проема 8 защищаемого объекта.
Дополнительные элементы 27 могут быть выполнены из эластомера, например полиуретана. Дополнительные элементы 27 могут быть выполнены комбинированными (не показано), например упругодемпфирующими в виде упругого элемента, например пружины, заполненной полиуретаном.
Между дополнительными элементами 27 и металлическим каркасом 11 с бронированной металлической обшивкой 12, на опорных стержнях 13 установлены втулки 26 из быстроразрушающегося материала, например стекла типа «триплекс».
Встроенная система оповещения о чрезвычайной ситуации с индикатором безопасности состоит из узла крепления «слабого звена» в системе безопасности взрывоопасного объекта, реагирующего на возникновение аварийной ситуации, выполненного, например, в виде индикатора безопасности 25, закрепленного между фланцами 21 и 22, которые жестко закреплены на верхней части бронированной металлической обшивки 12 (фланец 21) металлического каркаса 11 противовзрывной панели, и в верхней части покрытия 1 макета взрывоопасного объекта у проема 10 (фланец 22), предназначенного для сбрасывания избыточного давления. Индикатор безопасности 25 состоит из датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора (тензодатчика), выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем 23, а выход тензоусилителя 23 соединен со входом устройства системы оповещения 24 об аварийной ситуации.
Звено, реагирующее на аварийную ситуацию, выполненное в виде датчика, закрепленного на разрывном элементе индикатора безопасности 25, например, в виде шпильки с участком меньшего поперечного сечения, испытывает разрывную деформацию, сигнал которой поступает на вход усилителя 23, а затем на устройство оповещения 24 об аварийной ситуации.
Способ моделирования чрезвычайной ситуации на взрывоопасном объекте осуществляют следующим образом.
Макет 1 взрывоопасного объекта устанавливают на стойках, с установленным в нем инициатором взрыва 3, защитным чехлом и поддоном. Макет взрывоопасного объекта оснащен исследуемом на стенде объектом: взрывозащитным элементом, установленным над отверстием в верхней части макета, который состоит из бронированного металлического каркаса с бронированной металлической обшивкой и наполнителем - свинцом.
Макет 1 взрывоопасного объекта дополнительно оснащают взрывозащитным элементом, установленным в боковой части макета, и который идентичен взрывозащитному элементу, установленному в верхней части макета, а с внешней стороны макета, около взрывозащитных элементов, установлены видеокамеры в бронированном исполнении, выходы которых связаны с компьютером, записывающим моменты срабатывания взрывозащитных элементов, и в результате обработки этих сигналов делаются выводы о распределении взрывных волн в объеме помещения.
Способ моделирования чрезвычайной ситуации на взрывоопасном объекте, заключающийся в том, что макет взрывоопасного объекта устанавливают на стойках, оборудуют защитным чехлом с поддоном, а также транспортной и подвесной системами, защитный чехол выполняют многослойным и состоящим из обращенного внутрь к макету алюминиевого слоя, а также резинового и перкалевого слоев, макет взрывоопасного объекта оснащают исследуемыми на стенде объектами: взрывозащитными элементами, а внутри макета устанавливают инициатор взрыва, макет взрывоопасного объекта дополнительно оснащают взрывозащитным элементом, установленным в боковой части макета, и который выполняют идентичным взрывозащитному элементу, установленному в верхней части макета, а с внешней стороны макета, около взрывозащитных элементов, устанавливают видеокамеры в бронированном исполнении, выходы которых связывают с компьютером, записывающим моменты срабатывания взрывозащитных элементов, и в результате обработки этих сигналов выполняют анализ о распределении взрывных волн в объеме помещения, при этом взрывозащитный элемент выполняют из бронированного металлического каркаса с бронированной металлической обшивкой и наполнителем - свинцом, а в верхней части макета, у отверстия, симметрично относительно его оси, заделывают четыре опорных стержня, телескопически вставленных в неподвижные патрубки-опоры, заделанные в панели взрывозащитного элемента, причем для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней приваривают листы-упоры, причем свинец выполняют по форме в виде крошки, а опорные стержни - упругими, а между дополнительными элементами и металлическим каркасом с бронированной металлической обшивкой, на опорных стержнях устанавливают втулки из быстроразрушающегося материала, например стекла типа «триплекс», при этом систему оповещения о чрезвычайной ситуации с индикатором безопасности оснащают узлом крепления «слабого звена» в системе безопасности взрывоопасного объекта, реагирующего на возникновение аварийной ситуации, выполненного, например, в виде индикатора безопасности, закрепленного 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 выполняют из датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединяют с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединяют с входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации, отличающийся тем, что в верхней части опорных стержней, к листам-упорам, закрепляют демпфирующую пластину, к которой, оппозитно панели, и в направлении ударной волны присоединяют буферное устройство, которое выполняют в виде конуса, и вершину которого располагают на оси проема защищаемого объекта.
