ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ КОЧЕТОВА ДЛЯ ОГРАЖДЕНИЯ ЗДАНИЙ НА СЛУЧАЙ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ Российский патент 2017 года по МПК E04B1/92 

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таким как легкосбрасываемые панели и кровли, взрывозащитные плиты, противовзрывные ограждения, препятствующие развитию чрезвычайной ситуации (ЧС).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является устройство взрывозащиты по патенту РФ №2548427, кл. Е04В 1/92 (прототип), содержащее разрушающуюся и неразрушающуюся части. Неразрушающаяся часть выполнена в виде несущих ребер (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 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.

Технически достижимый результат - повышение надежности работы персонала во взрывоопасных помещениях.

Это достигается тем, что в предохранительной конструкции для ограждения зданий на случай возникновения чрезвычайной ситуации, 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 несущим ребрам конструкции, размещенным по контуру организованно разрушающейся конструкции, прикреплены, по крайне мере, три горизонтальных стержня, на которых расположен бронированный экран, который фиксируется на стержнях стопорными элементами, а организованно разрушающаяся конструкция содержит встроенную систему оповещения о чрезвычайной ситуации, которая выполнена в виде индикатора безопасности, закрепленного между фланцами, один из которых жестко закреплен на несущих ребрах, размещенных по контуру организованно разрушающейся конструкции, а другой - на бронированном экране, со стороны наклонных поверхностей, соединенных ребром, обращенных в его сторону, а бронированный экран фиксируется на стержнях через упругие элементы стопорными элементами, при этом фланцы соединены элементом, на котором закреплен индикатор безопасности, выполненный в виде датчика, реагирующего на деформацию, выход которого соединен с усилителем сигнала, а выход с усилителя сигнала соединен со входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации.

На фиг. 1 представлена схема взрывозащитной плиты для ограждения кровли зданий в случае возникновения чрезвычайной ситуации внутри здания, на фиг. 2 - схема предохранительной разрушающейся конструкции в боковых ограждениях зданий.

Взрывозащитная плита (фиг. 1) состоит из бронированного металлического каркаса 1 с бронированной металлической обшивкой 2 и наполнителем - свинцом 3. В покрытии объекта у проема 8 симметрично относительно оси заделаны четыре опорных стержня 4, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 6, заделанные в плите. Для фиксации предельного положения плиты 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 листам-упорам 5, со стороны, обращенной к металлическому каркасу 1 с бронированной металлической обшивкой 2, прикреплены дополнительные элементы 7, демпфирующие воздействие ударной волны. Дополнительные элементы 7 могут быть выполнены из эластомера, например полиуретана. Дополнительные элементы 7 могут быть выполнены комбинированными (на чертеже не показано), например упругодемпфирующими в виде упругого элемента, например пружины, заполненной полиуретаном.

Между дополнительными элементами 7 и металлическим каркасом 1 с бронированной металлической обшивкой 2, на опорных стержнях 4 установлены втулки 9 из быстроразрушающегося материала, например стекла типа «триплекс».

Предохранительная разрушающаяся конструкция ограждения (фиг. 2) безфонарных зданий (организованно разрушающаяся конструкция - ОРК), в которых отсутствуют оконные проемы, состоит из железобетонных панелей размером 6000×1800 мм. Для большинства газовоздушных смесей (ГВС) максимальное давление взрыва в замкнутом объеме p_max 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. Для этого при разработке проекта производства предусматриваются проемы.

Предохранительная конструкция для ограждения зданий на случай возникновения чрезвычайной ситуации состоит из разрушающейся и неразрушающейся частей. Неразрушающаяся часть 10 выполнена в виде несущих ребер (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 11, 12, 13, 14 правильной четырехугольной усеченной пирамидой с прямоугольным основанием, а другая, внутренняя, представляет собой две наклонные поверхности 15 и 16, соединенные ребром 17, с образованием паза, при этом толщина стены от ребра 17 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 (на чертеже не показано) с таким расчетом, чтобы плиты не деформировались при перевозке, монтаже и ветровой нагрузке. К несущим ребрам 18, размещенным по контуру организованно разрушающейся конструкции, прикреплены, по крайне мере, три горизонтальных стержня 21, на которых расположен бронированный экран 20, который фиксируется на стержнях стопорными элементами 19.

Предохранительная разрушающаяся конструкция ограждения оснащена встроенной системой оповещения о чрезвычайной ситуации с индикатором безопасности, которая состоит из узла крепления «слабого звена» в системе безопасности взрывоопасного объекта, реагирующего на возникновение аварийной ситуации, и выполненного в виде индикатора безопасности 26, закрепленного между фланцами 23 и 24, один из которых жестко закреплен на несущих ребрах 18, размещенных по контуру организованно разрушающейся конструкции (фланец 23), а другой (фланец 24) - на бронированном экране 20, со стороны наклонных поверхностей 15 и 16, соединенных ребром 17, обращенных в его сторону. Бронированный экран 20 фиксируется на стержнях 21 через упругие элементы 22 стопорными элементами 19 и служит для отражения летящих при взрыве осколков конструкции. Фланцы 23 и 24 соединены элементом 25, например шпилькой с гайками, на котором закреплен индикатор безопасности 26, выполненный в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора (тензодатчика), выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем 27, а выход тензоусилителя 27 соединен с входом устройства системы оповещения 28 об аварийной ситуации.

Встроенная система оповещения о чрезвычайной ситуации с индикатором безопасности работает следующим образом.

Звено, реагирующее на аварийную ситуацию, выполненное в виде датчика индикатора безопасности 26, закрепленного на элементе 25, соединяющего фланцы 23 и 24, например в виде шпильки с гайками, причем на шпильке выполнен участок меньшего поперечного сечения, на котором закреплен тензодатчик, который испытывает разрывную деформацию и сигнал с которого поступает на вход усилителя 27, а выход с усилителя 27 соединяют с входом устройства оповещения 28 об аварийной ситуации.

Предохранительная конструкция для ограждения зданий на случай возникновения чрезвычайной ситуации работает следующим образом.

Основные сценарии, приводящие к возгоранию горючих систем (ГС) для сжатых газов, - разгерметизация оборудования с образованием газовоздушных смесей; для ЛВЖ - аварийный разлив жидкости с образованием паровоздушных смесей; для пылей - скопление пыли на поверхностях конструкций и оборудования с образованием пылевоздушных смесей.

При взрыве внутри производственного помещения (на чертеже не показано) воздействием ударной волны сначала вскрывается предохранительная разрушающаяся конструкция ограждения, оснащенная встроенной системой оповещения о чрезвычайной ситуации, при этом ее осколки ударяются о бронированный экран 20, который по стержням 21 отодвигается от несущих ребер 18, размещенных по контуру организованно разрушающейся конструкции, в сторону упругих элементов 22, размещенных между стопорными элементами 19 и бронированным экраном 20, при этом срабатывает система оповещения о возникновении чрезвычайной ситуации за счет возникшей деформации датчика индикатора безопасности 26, закрепленного на элементе 25, соединяющем фланцы 23 и 24.

Если после этого избыточное давление в здании продолжает увеличиваться, то оно сбрасывается через открытый проем 8 за счет подъема взрывозащитной плиты от воздействия более мощной ударной волны. После взрыва и спада избыточного давления, опустившись, плита перекрывает проем 8 и вредные вещества не поступают в атмосферу. Для фиксации предельного положения плиты служат листы-упоры 5. Для того чтобы сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки при возврате плиты, 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 7 оказывают демпфирующее воздействие ударной волне, но сначала плита преодолевает сопротивление втулки 9 из быстроразрушающегося материала, например стекла типа «триплекс».

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

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 предохранительной конструкции для ограждения зданий на случай возникновения чрезвычайной ситуации, 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 несущим ребрам конструкции, размещенным по контуру организованно разрушающейся конструкции, прикреплены, по крайне мере, три горизонтальных стержня, на которых расположен бронированный экран, который фиксируется на стержнях стопорными элементами, а организованно разрушающаяся конструкция содержит встроенную систему оповещения о чрезвычайной ситуации, которая выполнена в виде индикатора безопасности, закрепленного между фланцами, один из которых жестко закреплен на несущих ребрах, размещенных по контуру организованно разрушающейся конструкции, а другой - на бронированном экране, со стороны наклонных поверхностей, соединенных ребром, обращенных в его сторону, а бронированный экран фиксируется на стержнях через упругие элементы стопорными элементами, при этом фланцы соединены элементом, на котором закреплен индикатор безопасности, выполненный в виде датчика, реагирующего на деформацию, выход которого соединен с усилителем сигнала, а выход с усилителя сигнала соединен со входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации. 2 ил.

Предохранительная конструкция для ограждения зданий на случай возникновения чрезвычайной ситуации, содержащая 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, отличающаяся тем, что к несущим ребрам конструкции, размещенным по контуру организованно разрушающейся конструкции, прикреплены, по крайне мере, три горизонтальных стержня, на которых расположен бронированный экран, который фиксируется на стержнях стопорными элементами, а организованно разрушающаяся конструкция содержит встроенную систему оповещения о чрезвычайной ситуации, которая выполнена в виде индикатора безопасности, закрепленного между фланцами, один из которых жестко закреплен на несущих ребрах, размещенных по контуру организованно разрушающейся конструкции, а другой - на бронированном экране, со стороны наклонных поверхностей, соединенных ребром, обращенных в его сторону, а бронированный экран фиксируется на стержнях через упругие элементы стопорными элементами, при этом фланцы соединены элементом, на котором закреплен индикатор безопасности, выполненный в виде датчика, реагирующего на деформацию, выход которого соединен с усилителем сигнала, а выход с усилителя сигнала соединен с входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации.