Противовзрывная панель для защиты производственных зданий и сооружений от чрезвычайной ситуации
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 работы персонала во взрывоопасных помещениях. Противовзрывная панель для защиты производственных зданий и сооружений от чрезвычайной ситуации содержит взрывозащитные элементы, которые выполняют в виде взрывозащитной плиты, содержащей металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, которая имеет в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры, а в покрытии здания жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели, при этом наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни выполнены упругими, а к торцам опорных стержней, со стороны, обращенной к металлическому каркасу, прикреплены дополнительные элементы, демпфирующие воздействие ударной волны. Дополнительные элементы выполнены в виде пакета тарельчатых упругих элементов, каждый из которых содержит круглое основание, которое посредством по крайней мере двух штырей подвижно расположено на упоре, при этом один конец штыря жестко закреплен на упоре, а другой - входит с зазором в отверстие, выполненное в основании, и фиксирует его посредством гайки, к нижней части основания жестко и соосно ему, прикреплен цилиндрический стакан с полостью и отверстием, через которое с зазором проходит стержень, один конец которого жестко закреплен на упоре, а другой - в покрытии объекта, стержень подвижно входит внутрь втулки, один конец которой жестко закреплен на упоре, а другой - подвижно, с зазором входит в полость цилиндрического стакана, при этом пакет тарельчатых упругих элементов расположен, с небольшим поджатием, между упором и круглым основанием, причем в полости стакана расположен дополнительный упругий элемент, например, выполненный в виде винтовой цилиндрической пружины, жесткость которой меньше жесткости пакета тарельчатых упругих элементов, а полость заполнена вибродемпфирующим материалом. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к взрывозащитным устройствам.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является противовзрывная панель по патенту РФ №2517263 С1, Кл. Е04В 1/92, от 27.05.2014 (прототип), состоящая из бронированного металлического каркаса с бронированной металлической обшивкой и наполнителем - свинцом. В покрытии объекта у проема заделаны четыре опорных стержня, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры, заделанные в панели. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней приварены листы-упоры.
Недостаток известных устройств - опорные упругие стержни не достаточно надежны из-за отсутствия демпфирующих устройств.
Технически достижимый результат - повышение надежности и эффективности срабатывания разрушающихся взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте.
Это достигается тем, что в противовзрывной панели для защиты производственных зданий и сооружений от чрезвычайной ситуации, содержащей взрывозащитные элементы, которые выполняют в виде взрывозащитной плиты, содержащей металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, которая имеет в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры, а в покрытии здания жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели, при этом наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни выполнены упругими, а к торцам опорных стержней, со стороны, обращенной к металлическому каркасу, прикреплены дополнительные элементы, демпфирующие воздействие ударной волны, которые выполнены из эластомера, например полиуретана.
На фиг. 1 представлена схема производственного здания с элементами взрывозащиты, на фиг. 2 - схема противовзрывной плиты покрытия (или кровли) взрывоопасного объекта, на фиг. 3 - схема дополнительных элементов, демпфирующих воздействие ударной волны.
Производственное здание с элементами взрывозащиты (фиг. 1) состоит из расположенного на слое грунта фундамента, на котором установлено взрывоопасное и пожароопасное оборудование. В ограждениях (боковых и верхних) производственного здания выполнены взрывозащитные элементы в виде: для боковых ограждений - в виде предохранительных разрушающихся конструкций ограждения зданий, а для верхних ограждений - в виде взрывозащитной плиты на кровле или чердачном перекрытии здания со взрывоопасными объектами.
Противовзрывная панель для защиты производственных зданий и сооружений от чрезвычайной ситуации (фиг. 2) состоит из бронированного металлического каркаса 1 с бронированной металлической обшивкой 2 и наполнителем - свинцом 3. В покрытии объекта 7 у проема 8 симметрично относительно оси 9 заделаны четыре опорных стержня 4, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 6, заделанные в панели. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней 4 приварены листы-упоры 5. 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 4 выполнены упругими. Наполнитель может быть выполнен по форме в виде шарообразной крошки одного диаметра; или 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.
К торцам опорных стержней 4, к которым приварены листы-упоры 5, со стороны, обращенной к металлическому каркасу 1 с бронированной металлической обшивкой 2, прикреплены дополнительные элементы 10, демпфирующие воздействие ударной волны.
Дополнительные элементы 10 могут быть выполнены из эластомера, например полиуретана. Дополнительные элементы 10 могут быть выполнены комбинированными (на чертеже не показано), например упругодемпфирующими в виде упругого элемента, например пружины, заполненной полиуретаном.
Дополнительные элементы 10 могут быть выполнены в виде предохранительного пакета тарельчатых упругих элементов (фиг. 3), каждый из которых подвижно базируется на стержнях 4 с листами-упорами 5.
Пакет тарельчатых упругих элементов содержит круглое основание 11, которое посредством, по крайней мере двух, штырей 13 подвижно расположено на упоре 5, при этом один конец штыря 13 жестко закреплен на упоре 5, а другой - входит с зазором в отверстие 12, выполненное в основании 11, и фиксирует его посредством гайки 17. К нижней части основания 11 жестко и соосно ему прикреплен цилиндрический стакан 14 с полостью 15 и отверстием 16, через которое с зазором проходит стержень 4, один конец которого жестко закреплен на упоре 5, а другой - в покрытии объекта 7. Стержень 4 подвижно входит внутрь втулки 19, один конец которой жестко закреплен на упоре 5, а другой - подвижно, с зазором входит в полость 15 цилиндрического стакана 14. Пакет тарельчатых упругих элементов 18 расположен, с небольшим поджатием, между упором 5 и круглым основанием 11.
Возможен вариант, когда между круглым основанием 11 и цилиндрическим стаканом 14 расположено три ребра жесткости 22, например, в виде уголка, жестко соединяющего внешнюю цилиндрическую поверхность стакана 14 и нижнюю поверхность круглого основания 11.
Возможен вариант, когда в полости 15 стакана 14 расположен дополнительный упругий элемент 20, например, выполненный в виде винтовой цилиндрической пружины, жесткость которой меньше жесткости пакета тарельчатых упругих элементов 18, а полость 15 заполнена вибродемпфирующим материалом 21.
Возможен вариант, когда в отверстии 12, выполненном в основании 11, расположена втулка 23, выполненная из фрикционного материала, внутренняя поверхность которой контактирует с внешней поверхностью штыря, 13 жестко закрепленного на упоре 5 без зазоров, например, по посадке с натягом, позволяющим при взрывном давлении перемещаться основанию 11, преодолевая сопротивление пары сухого трения: «втулка 23-штырь 13».
Возможен вариант, когда на внешней поверхности штыря 13, коаксиально и осесимметрично, размещен дополнительный демпфирующий элемент 24, выполненный, например, в виде втулки из полиуретана.
Противовзрывная панель для защиты производственных зданий и сооружений от чрезвычайной ситуации работает следующим образом.
Взрывозащитная плита работает следующим образом.
При взрыве внутри производственного помещения (на чертеже не показано) происходит подъем панели от воздействия ударной волны и через открытый проем 8 сбрасывается избыточное давление. После взрыва и спада избыточного давления, опустившись, панель перекрывает проем 8 и вредные вещества не поступают в атмосферу. Для фиксации предельного положения панели служат листы-упоры 5. Для того, чтобы сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки при возврате панели, наполнитель металлического каркаса 1 выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни 4 выполнены упругими. Кроме того, дополнительные элементы 10 оказывают демпфирующее воздействие ударной волне.
Пакет тарельчатых упругих элементов работает следующим образом.
При взрыве металлический каркас 1 с бронированной металлической обшивкой 2 идет по стержням 4 вверх и встречает на своем пути круглое основание 11, которое сжимает пакет тарельчатых упругих элементов 18, демпфируя ударную нагрузку взрывной волны.
1. Противовзрывная панель для защиты производственных зданий и сооружений от чрезвычайной ситуации, содержащая взрывозащитные элементы, которые выполняют в виде взрывозащитной плиты, содержащей металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, которая имеет в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры, а в покрытии здания жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели, при этом наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни выполнены упругими, а к торцам опорных стержней, со стороны, обращенной к металлическому каркасу, прикреплены дополнительные элементы, демпфирующие воздействие ударной волны, отличающаяся тем, что дополнительные элементы выполнены в виде пакета тарельчатых упругих элементов, каждый из которых содержит круглое основание, которое посредством по крайней мере двух штырей подвижно расположено на упоре, при этом один конец штыря жестко закреплен на упоре, а другой - входит с зазором в отверстие, выполненное в основании, и фиксирует его посредством гайки, к нижней части основания жестко и соосно ему, прикреплен цилиндрический стакан с полостью и отверстием, через которое с зазором проходит стержень, один конец которого жестко закреплен на упоре, а другой - в покрытии объекта, стержень подвижно входит внутрь втулки, один конец которой жестко закреплен на упоре, а другой - подвижно, с зазором входит в полость цилиндрического стакана, при этом пакет тарельчатых упругих элементов расположен, с небольшим поджатием, между упором и круглым основанием, причем в полости стакана расположен дополнительный упругий элемент, например, выполненный в виде винтовой цилиндрической пружины, жесткость которой меньше жесткости пакета тарельчатых упругих элементов, а полость заполнена вибродемпфирующим материалом.
2. Противовзрывная панель по п. 1, отличающаяся тем, что между круглым основанием и цилиндрическим стаканом расположено три ребра жесткости, например, в виде уголка, жестко соединяющего внешнюю цилиндрическую поверхность стакана и нижнюю поверхность круглого основания.
3. Противовзрывная панель по п. 1, отличающаяся тем, что в отверстии, выполненном в основании, расположена втулка, выполненная из фрикционного материала, внутренняя поверхность которой контактирует с внешней поверхностью штыря, жестко закрепленного на упоре, без зазоров, например по посадке с натягом, позволяющим при взрывном давлении перемещаться основанию, преодолевая сопротивление пары сухого трения: «втулка-штырь».
4. Противовзрывная панель по п. 1, отличающаяся тем, что на внешней поверхности штыря, коаксиально и осесимметрично, размещен дополнительный демпфирующий элемент, выполненный, например, в виде втулки из полиуретана.
