Предохранительная разрушающаяся конструкция ограждения зданий

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. Это достигается тем, что в предохранительной разрушающейся конструкции ограждения зданий, содержащей железобетонные панели размером 6000×1800 мм, панель состоит из разрушающейся и неразрушающейся частей, при этом неразрушающаяся часть выполнена в виде несущих ребер, размещенных по контуру разрушающейся части, а разрушающаяся часть выполнена в виде по крайней мере двух коаксиально расположенных углублений в стене здания, одно из которых, внешнее, образовано плоскостями правильной четырехугольной усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, а другое - внутреннее, представляет собой две наклонные поверхности, соединенные ребром с образованием паза, при этом толщина стены от ребра до внешней поверхности ограждения здания должна быть не менее δ=20 мм, при этом, при воздействии ударной, взрывной нагрузки этот участок стены может быть разделен на отдельные части. При этом углубления в стене здания заполнены тепло-звукопоглощающим материалом и закрыты декоративной легко разрушающейся при взрыве панелью, причем к несущим ребрам, размещенным по контуру организованно разрушающейся конструкции, прикреплены по крайней мере три горизонтальных стержня, на которых расположен бронированный экран, который зафиксирован на стержнях пружинами, расположенными между жестко соединенными со стержнями упорами и бронированным экраном, а для сбора осколков разрушающейся конструкции, к стержням, расположенным в нижней части, прикреплено корыто. Между бронированным экраном, который зафиксирован на стержнях пружинами, и пружинами коаксиально стержням расположены быстроразрушающиеся элементы, выполненные в виде втулок из фарфора или стекла типа «триплекс», в одну из которых встроен датчик деформации, например тензодатчик, выход с которого соединен с тензоусилителем, а выход с тензоусилителя соединен с системой оповещения о возникновении аварийной ситуации. 2 ил.

 

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является противовзрывная конструкция по патенту РФ №2549624, кл. Ε04В 1/92 (прототип), состоящая из разрушающейся и неразрушающейся частей.

Технически достижимый результат - повышение надежности срабатывания разрушающихся взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте.

Это достигается тем, что в предохранительной разрушающейся конструкции ограждения, содержащей железобетонные панели размером 6000×1800 мм, панель состоит из разрушающейся и неразрушающейся частей, при этом неразрушающаяся часть выполнена в виде несущих ребер, размещенных по контуру разрушающейся части, а разрушающаяся часть выполнена в виде по крайней мере двух коаксиально расположенных углублений в стене здания, одна из которых, внешняя, образована плоскостями правильной четырехугольной усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, а другая - внутренняя, представляет собой две наклонные поверхности, соединенные ребром, с образованием паза, при этом толщина стены от ребра до внешней поверхности ограждения здания должна быть не менее δ=20 мм, а на стержнях пружинами, расположенными между жестко соединенными со стержнями упорами и бронированным экраном, для сбора осколков разрушающейся конструкции, к стержням, расположенным в нижней части, прикреплено корыто.

На фиг. 1 представлена схема предохранительной разрушающейся конструкция ограждения зданий, на фиг. 2 - характер изменения давления Δp от времени τ при горении горючих смесей внутри помещения.

Предохранительная разрушающаяся конструкция ограждения (фиг. 1) бесфонарных зданий (организованно разрушающаяся конструкция - ОРК), в которых отсутствуют оконные проемы, состоит из железобетонных панелей 1 размером 6000×1800 мм. Панель состоит из разрушающейся и неразрушающейся частей. Неразрушающаяся часть выполнена в виде несущих ребер 9 (200×150 мм), размещенных по контуру ОРК. Разрушающаяся часть выполнена в виде по крайней мере двух коаксиально расположенных ниш (углублений в стене здания), одна из которых, внешняя, образована плоскостями 2, 3, 4, 5 правильной четырехугольной усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, а другая – внутренняя, представляет собой две наклонные поверхности 6 и 7, соединенные ребром 8, с образованием паза, при этом толщина стены от ребра 8 до внешней поверхности ограждения здания должна быть не менее δ=20 мм. За счет этих пазов в стене здания, при воздействии ударной, взрывной нагрузки этот участок стены может быть разделен на отдельные части. Соединение разрушающихся частей панели в пазах производится арматурой (не показано) с таким расчетом, чтобы плиты не деформировались при перевозке, монтаже и ветровой нагрузке.

Углубления в стене здания (ниши), одна из которых, внешняя, образована плоскостями 2, 3, 4, 5 правильной четырехугольной усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, а другая – внутренняя, представляет собой две наклонные поверхности 6 и 7, соединенные ребром 8, могут быть заполнены тепло-звукопоглощающим материалом 10 и закрыты декоративной легко разрушающейся при взрыве панелью 11. К несущим ребрам 9, размещенным по контуру организованно разрушающейся конструкции, прикреплены по крайней мере три горизонтальных стержня 12, на которых расположен бронированный экран 13, который фиксируется на стержнях 12 пружинами 14, расположенными между жестко соединенными со стержнями упорами 15 и бронированным экраном 13, а для сбора осколков разрушающейся конструкции, к стержням 13, расположенным в нижней части, прикреплено корыто 16.

Предохранительная разрушающаяся конструкция зданий работает следующим образом.

Для большинства газовоздушных смесей (ГВС) максимальное давление взрыва в замкнутом объеме pmax при μ=1 составляет 0,7÷1,0 МПа, т.е. в 6÷9 раз превышает атмосферное давление. Такое давление создает нагрузку, существенно превышающую несущую способность конструкций (стен, перекрытий) промышленных зданий. Очевидно, что такое большое давление допускать нельзя. Для этого при разработке проекта производства предусматриваются проемы. На фиг. 2 представлен характер изменения давления Δр от времени τ при горении горючих смесей внутри помещения: Δpвск - давление, вызывающее вскрытие предохранительных конструкций (ПК); Δрдоп - допускаемое давление в помещении (Δрдоп=5 кПа); 1 - динамика изменения давления для помещений с проемами; 2 - динамика изменения давления для помещений с ПК.

Вскрытие ОРК происходят в результате разрушения плит при взрывном горении. Разрушение плит происходит в местах размещения специальных пазов. Толщина слоя бетона в пазу δ=20 мм. Рассмотренные типы ОРК при действии нагрузок быстро разрушаются, не образуя при этом обломков, хорошо сохраняют тепло в отапливаемых зданиях и изготавливаются с использованием существующей технологической оснастки. ОРК представляют собой железобетонные панели размером 6000×1800 мм. Панель состоит из разрушающейся и неразрушающейся частей. Неразрушающаяся часть выполнена в виде несущих ребер (200×150 мм), размещенных по контуру. Плиты имеют ослабленные участки за счет прямолинейных, треугольных в поперечном сечении пазов. За счет этих пазов плита при воздействии нагрузки может быть разделена на отдельные части. Соединение разрушающихся частей панели в пазах производится арматурой с таким расчетом, чтобы плиты не деформировались при перевозке, монтаже и ветровой нагрузке.

Углубления в стене здания заполнены тепло-звукопоглощающим материалом 10 и закрыты декоративной легко разрушающейся при взрыве панелью 11, что позволяет сохранить теплоизоляцию здания и комфортность нахождения персонала в нем.

Получена формула для определения потребной площади таких проемов:

где Vо - свободный объем помещения, м3;

α - коэффициент интенсификации горения;

wн - нормальная скорость распространения пламени в смеси стехиометрического состава, м/с;

ρ - плотность газов, истекающих из проемов, кг/м3;

ε - степень теплового расширения продуктов сгорания;

Δрдоп - допускаемое давление в помещении (5 кПа).

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

Бронированный экран 13, который фиксируется на стержнях 12 пружинами 14, расположенными между жестко соединенными со стержнями упорами 15 и бронированным экраном 13, служит для предотвращения попадания осколков наружу и сбора их в корыто 16.

Возможен вариант, когда между бронированным экраном 13, который фиксируется на стержнях 12 пружинами 14, и пружинами 14, коаксиально стержням 12, расположены быстро разрушающиеся элементы, выполненные в виде втулок 17 из фарфора, или стекла типа «триплекс», в одну из которых встроен датчик деформации, например тензодатчик, выход с которого соединен с тензоусилителем 18, а выход с тензоусилителя 18 соединен с системой оповещения 19 о возникновении аварийной ситуации.

Предохранительная разрушающаяся конструкция ограждения зданий, содержащая железобетонные панели размером 6000×1800 мм, каждая из которых состоит из разрушающейся и неразрушающейся частей, при этом неразрушающаяся часть выполнена в виде несущих ребер, размещенных по контуру разрушающейся части, а разрушающаяся часть выполнена в виде по крайней мере двух коаксиально расположенных углублений в стене здания, одно из которых, внешнее, образовано плоскостями правильной четырехугольной усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, а другое - внутреннее, представляет собой две наклонные поверхности, соединенные ребром с образованием паза, при этом толщина стены от ребра до внешней поверхности ограждения здания должна быть не менее δ=20 мм, при этом при воздействии ударной, взрывной нагрузки этот участок стены может быть разделен на отдельные части, а площадь разрушающейся части проемов вычисляется по формуле:

где V0 - свободный объем помещения, м3; α - коэффициент интенсификации горения; wн - нормальная скорость распространения пламени в смеси стехиометрического состава, м/с; ρ - плотность газов, истекающих из проемов, кг/м3; ε - степень теплового расширения продуктов сгорания; Δрдоп - допускаемое давление в помещении (5 кПа), углубления в стене здания, одно из которых, внешнее, образовано плоскостями правильной четырехугольной усеченной пирамиды 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, причем к несущим ребрам, размещенным по контуру организованно разрушающейся конструкции, прикреплены по крайне мере три горизонтальных стержня, на которых расположен бронированный экран, который зафиксирован на стержнях пружинами, расположенными между жестко соединенными со стержнями упорами и бронированным экраном, а для сбора осколков разрушающейся конструкции к стержням, расположенным в нижней части, прикреплено корыто, отличающаяся тем, что между бронированным экраном, который зафиксирован на стержнях пружинами, и пружинами, коаксиально стержням, расположены быстро разрушающиеся элементы, выполненные в виде втулок из фарфора или стекла типа «триплекс», в одну из которых встроен датчик деформации, например тензодатчик, выход с которого соединен с тензоусилителем, а выход с тензоусилителя соединен с системой оповещения о возникновении аварийной ситуации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к предохранительным упругим элементам защитных устройств, применяемых во взрывоопасных зданиях и сооружениях. Технический результат - повышение надежности и эффективности срабатывания разрушающихся взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте.

Изобретение относится к взрывозащитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных объектах. Технический результат - повышение надежности и эффективности срабатывания разрушающихся взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте.

Изобретение относится к предохранительным упругим элементам защитных устройств, применяемых во взрывоопасных зданиях и сооружениях. Технический результат - повышение надежности и эффективности срабатывания разрушающихся взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легко сбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

Изобретение относится к системам безопасности в чрезвычайных ситуациях и может быть использовано для взрывозащиты зданий, сооружений, а также технологического оборудования.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

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 защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

Изобретение относится к взрывозащитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных объектах. Технический результат - повышение надежности и эффективности срабатывания разрушающихся взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте. Это достигается тем, что во взрывозащитной разрушающейся конструкции для ограждения особо опасных производственных объектов, содержащей железобетонные панели, каждая из которых состоит из разрушающейся и неразрушающейся частей, при этом неразрушающаяся часть выполнена в виде несущих ребер, размещенных по контуру разрушающейся части, а разрушающаяся часть выполнена в виде по крайней мере двух коаксиально расположенных углублений в стене здания, одна из которых внешняя образована плоскостями правильной четырехугольной усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, а другая - внутренняя, представляет собой две наклонные поверхности, соединенные ребром, с образованием паза. Напротив разрушающейся части с внешней стороны ограждения здания расположен защитный экран из материала повышенной прочности, например бронебойного материала, который закреплен на по крайней мере трех горизонтально расположенных и перпендикулярных ограждению здания стержнях, по концам которых закреплены диски, 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, выполненные в виде предохранительного пакета тарельчатых упругих элементов для защитного экрана разрушающейся части взрывозащитного ограждения зданий, каждый из которых содержит несущий стержень, один конец которого жестко замурован посредством базового диска несущего стержня в железобетонной панели, а на другом свободном конце несущего стержня размещен пакет упругих элементов для защитного экрана, несущий стержень жестко и перпендикулярно закреплен к замурованному в железобетонной панели базовому диску. Защитный экран через герметизирующую прокладку установлен на четырех несущих стержнях, при этом к защитному экрану жестко и перпендикулярно одним из своих концов закреплена направляющая втулка, соосная с несущим стержнем и охватывающая его с зазором, а второй конец направляющей втулки входит с зазором в соосное с ней отверстие упорной крышки пакета тарельчатых упругих элементов, которая фиксируется на свободном резьбовом конце несущего стержня с помощью стопорной шайбы и гайки, а пакет тарельчатых упругих элементов состоит из последовательно соединенных тарельчатых упругих элементов, внутренняя поверхность центральных отверстий которых взаимодействует с соосно расположенной с ними направляющей втулкой, причем каждый упругий элемент тарельчатого типа содержит тарельчатую упругую поверхность в виде усеченного конуса, большие основания которых попарно упираются друг в друга, образуя пакет, зафиксированный на направляющей втулке, причем между защитным экраном и упорной крышкой размещена упругая демпфирующая оболочка, соосно и без зазоров охватывающая пакет тарельчатых упругих элементов, а между тарельчатыми упругими элементами размещен вибродемпфирующий материал, например полиуретан. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

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. Это достигается тем, что в способе взрывозащиты производственных зданий осуществляют установку в ограждающих конструкциях здания, в котором функционирует взрывоопасное и пожароопасное оборудование, взрывозащитных элементов, взрывоопасное и пожароопасное оборудование устанавливают на фундаменте здания, а в боковых и верхних ограждениях производственного здания выполняют взрывозащитные элементы, причем для боковых ограждений устраивают взрывозащитные элементы в виде предохранительных разрушающихся конструкций ограждения зданий, а для верхних ограждений - в виде взрывозащитных плит на кровле или чердачном перекрытии здания с находящимися в нем взрывоопасными объектами, взрывозащитные элементы 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, взрывозащитные элементы выполняют в виде предохранительной разрушающейся конструкции ограждения, содержащей железобетонные панели, каждая из которых состоит из разрушающейся и неразрушающейся частей, при этом неразрушающаяся часть выполнена в виде несущих ребер, размещенных по контуру разрушающейся части, а разрушающаяся часть выполнена в виде по крайней мере двух коаксиально расположенных углублений в стене здания, одно из которых, внешнее, образовано плоскостями правильной четырехугольной усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, а другое – внутреннее - представляет собой две наклонные поверхности, соединенные ребром, с образованием паза, при этом толщина стены от ребра до внешней поверхности ограждения здания должна быть не менее δ=20 мм, при этом при воздействии ударной, взрывной нагрузки этот участок стены может быть разделен на отдельные части. К листам-упорам опорных стержней крепят упругодемпфирующие разрушающиеся элементы одноразового действия, посредством демпфирующего основания осуществляют крепление винтами, а к основанию, коаксиально стержню, прикрепляют, посредством фланца, винтами втулку одноразового действия и выполняют ее из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора, а упругую часть разрушающегося элемента выполняют в виде по крайней мере трех листовых рессор и размещают их между листами-упорами и зажимным элементом втулочного типа с канавками для фиксации одного конца рессор, при этом второй конец каждой рессоры посредством шарниров закрепляют на листах-упорах, а рессоры располагают с наклоном порядка 15÷45° в сторону упругодемпфирующего разрушающегося элемента одноразового действия. 4 ил.

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. Это достигается тем, что в противовзрывной панели с системой оповещения о чрезвычайной ситуации, содержащей металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющей 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 с бронированной металлической обшивкой, на опорных стержнях установлены втулки из быстроразрушающегося материала, например стекла, типа «триплекс», при этом 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, 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 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. 2 ил.

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. Это достигается тем, что в предохранительной разрушающейся конструкции ограждения зданий, содержащей железобетонные панели размером 6000×1800 мм, панель состоит из разрушающейся и неразрушающейся частей, при этом неразрушающаяся часть выполнена в виде несущих ребер, размещенных по контуру разрушающейся части, а разрушающаяся часть выполнена в виде по крайней мере двух коаксиально расположенных углублений в стене здания, одно из которых, внешнее, образовано плоскостями правильной четырехугольной усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, а другое - внутреннее, представляет собой две наклонные поверхности, соединенные ребром с образованием паза, при этом толщина стены от ребра до внешней поверхности ограждения здания должна быть не менее δ20 мм, при этом, при воздействии ударной, взрывной нагрузки этот участок стены может быть разделен на отдельные части. При этом углубления в стене здания заполнены тепло-звукопоглощающим материалом и закрыты декоративной легко разрушающейся при взрыве панелью, причем к несущим ребрам, размещенным по контуру организованно разрушающейся конструкции, прикреплены по крайней мере три горизонтальных стержня, на которых расположен бронированный экран, который зафиксирован на стержнях пружинами, расположенными между жестко соединенными со стержнями упорами и бронированным экраном, а для сбора осколков разрушающейся конструкции, к стержням, расположенным в нижней части, прикреплено корыто. Между бронированным экраном, который зафиксирован на стержнях пружинами, и пружинами коаксиально стержням расположены быстроразрушающиеся элементы, выполненные в виде втулок из фарфора или стекла типа «триплекс», в одну из которых встроен датчик деформации, например тензодатчик, выход с которого соединен с тензоусилителем, а выход с тензоусилителя соединен с системой оповещения о возникновении аварийной ситуации. 2 ил.

Наверх