ПРОТИВОВЗРЫВНАЯ ПАНЕЛЬ С СИСТЕМОЙ ОПОВЕЩЕНИЯ О ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ Российский патент 2018 года по МПК E04B1/92 

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легко сбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения со встроенной системой оповещения о чрезвычайной ситуации (ЧС).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является противовзрывная панель по патенту РФ №2334063, кл. Е04В 1/92, (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.

Технически достижимый 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 панели противовзрывной 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 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.

На фиг. 1 представлена схема противовзрывной панели с системой оповещения о чрезвычайной ситуации покрытия (или кровли) взрывоопасного или радиоактивного объекта с системой оповещения о ЧС, на фиг. 2, 3, 4 - варианты выполнения и размещения индикатора безопасности системы оповещения о ЧС, на фиг. 5 - вариант выполнения дополнительного элемента, демпфирующего воздействие ударной волны.

Противовзрывная панель с системой оповещения о чрезвычайной ситуации 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 заделаны четыре опорных стержня 4, телескопически вставленных 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.

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.

Каждый из упруго демпфирующих элементов 10, закрепленный своим основанием на листах-упорах 5, жестко соединенных со стержнями 4, выполнен в виде по крайней мере двух листовых рессор, один конец каждой из которых жестко закреплен на листах-упорах 5, а второй - на свободно размещенной на стержне 4 втулке 16, соосной стержню 4.

Между листами-упорами 5 и свободно размещенной на стержне 4 втулке 29, коаксиально стержню 4, установлена предохранительная втулка 28, выполненная из быстроразрушающегося материала, например стекла типа «триплекс».

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.

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 13, закрепленного между фланцами 11 и 12, которые жестко закреплены на верхней части бронированной металлической обшивки 2 (фланец 11) металлического каркаса 1 противовзрывной панели, и в верхней части покрытия 7 взрывоопасного объекта у проема 8 (фланец 12), предназначенного для сбрасывания избыточного давления. Индикатор безопасности 13 состоит из датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора (тензодатчика), выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем 23, а выход тензоусилителя 23 соединен с входом устройства системы оповещения 24 об аварийной ситуации.

Встроенная система оповещения о чрезвычайной ситуации с индикатором безопасности (фиг. 1) состоит из узла крепления «слабого звена» в системе безопасности взрывоопасного объекта, реагирующего на возникновение аварийной ситуации, выполненного, например, в виде индикатора безопасности 22, закрепленного между фланцами 11 и 12, которые жестко закреплены на верхней части бронированной металлической обшивки 2 (фланец 11) металлического каркаса 1 противовзрывной панели, и в верхней части покрытия 7 взрывоопасного объекта у проема 8 (фланец 12), предназначенного для сбрасывания избыточного давления. Индикатор безопасности 22 состоит из датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора (тензодатчика), выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем 23, а выход тензоусилителя 23 соединен с входом устройства системы оповещения 24 об аварийной ситуации.

Фланцы 11 и 12 (фиг. 2) стягивают шпилькой 14 с верхним и нижним хвостовиками с соосно расположенным ей цилиндрическим прозрачным кожухом 13, например, из оргстекла. При этом верхний резьбовой хвостовик 16 шпильки 14 через шайбу 18 и гайку 20 взаимодействует с фланцем 11, а нижний резьбовой хвостовик 17 шпильки 14 через шайбу 19 и гайку 21 взаимодействует с фланцем 12. Верхний и нижний хвостовики шпильки 14 жестко соединены между собой разрывным элементом 15, выполненным меньшего сечения по сравнению с хвостовиками шпильки. При этом сечение разрывного элемента 15 выбирают из условия прочности таким образом, что в системе: фланцы 11 и 12, и расположенный между ними узел разрывного элемента со шпилькой 14 и ее крепежом посредством хвостовиков 16 и 17, шайб 18 и 19, и гаек 20 и 21, является слабым звеном, то есть при взрывоопасной аварийной ситуации потеря прочности будет наблюдаться именно в этом звене, т.е. произойдет разрыв сечения разрывного элемента 15, на котором закреплен индикатор безопасности 22 в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора (тензодатчика), выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем 23, а выход тензоусилителя 23 соединен с входом устройства системы оповещения 24 об аварийной ситуации. В кожухе 13 предусмотрено окно 25 для профилактического осмотра системы оповещения 24 с индикатором безопасности 22.

Возможен вариант выполнения звена, реагирующего на аварийную ситуацию, упругим, например в виде тарельчатой пружины 26 (фиг. 3), расположенной по крайней мере на одном из хвостовиков шпильки 14, которая может быть выполнена в этом варианте сплошной, т.е. без разрывного элемента 15 меньшего сечения, а индикатор безопасности 22 закреплен на боковой конической поверхности тарельчатой пружины.

Возможен вариант выполнения звена, реагирующего на аварийную ситуацию, упругим, например в виде упругой скобы 27 (фиг. 4), расположенной по крайней мере на одном из хвостовиков шпильки 14, которая может быть выполнена в этом варианте сплошной, т.е. без разрывного элемента 15 меньшего сечения, а индикатор безопасности 22 закреплен на боковой поверхности упругой скобы 27.

Противовзрывная панель с системой оповещения о чрезвычайной ситуации 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. Предохранительная втулка 28, выполненная из быстроразрушающегося материала, рассчитана на определенное избыточное давление, при превышении которого она разрушается на отдельные частицы, и не препятствует передвижению вверх каркаса 1 с бронированной металлической обшивкой 2, которая сжимает упругодемпфирующие элементы 10, гася энергию взрыва.

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.

Индикатор безопасности системы предупреждения аварийной ситуации работает следующим образом.

Звено, реагирующее на аварийную ситуацию, выполненное в виде датчика, закрепленного на разрывном элементе 15, например, в виде шпильки с участком меньшего поперечного сечения, испытывает разрывную деформацию, сигнал которой поступает на вход усилителя 23, а выход с усилителя 23 соединяют с входом устройства оповещения 24 об аварийной ситуации.

При взрыве внутри производственного помещения (на чертеже не показано) происходит подъем панели от воздействия ударной волны и через открытый проем 8 сбрасывается избыточное давление. Сначала панель преодолевает сопротивление втулки 28 из стекла, а после ее разрушения - сопротивление дополнительных элементов, выполненных комбинированными, например упругодемпфирующими, в виде упругого элемента, например пружины, заполненной полиуретаном.

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.

На фиг. 5 изображен вариант выполнения дополнительного элемента, демпфирующего воздействие ударной волны.

Возможен вариант, когда для фиксации предельного положения панели к торцам опорных упругих стержней 4 с листами-упорами 5 прикреплен дополнительный элемент 30, который демпфирует воздействие ударной волны 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, причем прикреплен оппозитно панели и направлен в ее сторону, т.е. навстречу ее движению во время взрыва.

Возможен вариант (фиг. 5), когда внутреннюю полость дополнительного элемента 30, предназначенного для демпфирования ударных нагрузок панели о листы-упоры 5, заполняют трехслойной симметричной дисперсной системой, при этом центральный слой (на чертеже не показан), являющийся слоем симметрии объемного тела дополнительного элемента 30 с внутренней полостью и поверхностями, эквидистантными поверхностям панели, выполняют из вибродемпфирующего материала, а прилегающие к нему слои заполняют дисперсной системой воздух-свинец.

Возможен вариант выполнения дополнительного элемента 30, когда центральный слой, являющийся слоем симметрии объемного тела с внутренней полостью и поверхностями, эквидистантными поверхностям панели, выполняют комбинированным, состоящим из трех слоев: средний слой выполняют из жесткого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат», или «Антивибрит», а симметрично расположенные относительно него верхний и нижний слои выполняют из сплошного демпфирующего материала, в котором использована губчатая резина, или иглопробивной материал типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, или нетканый вибродемпфирующий материал (на чертеже не показано).

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. Противовзрывная панель с системой оповещения о чрезвычайной ситуации содержит 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, 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 с входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации, а для фиксации предельного положения панели к торцам опорных упругих стержней с листами-упорами прикреплен оппозитно панели и направлен в ее сторону, т.е. навстречу ее движению во время взрыва, дополнительный элемент, который демпфирует воздействие ударной волны и выполнен в виде объемного тела с внутренней полостью и поверхностями, эквидистантными поверхностям панели, при этом его внутренняя полость заполнена трехслойной симметричной дисперсной системой, при этом центральный слой которой, являющийся слоем симметрии объемного тела дополнительного элемента, выполнен из вибродемпфирующего материала, а прилегающие к нему слои заполнены дисперсной системой воздух-свинец. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Противовзрывная панель с системой оповещения о чрезвычайной ситуации, 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, 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, отличающаяся тем, что 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 с входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации, а для фиксации предельного положения панели к торцам опорных упругих стержней с листами-упорами прикреплен оппозитно панели и направлен в ее сторону, т.е. навстречу ее движению во время взрыва, дополнительный элемент, который демпфирует воздействие ударной волны и выполнен в виде объемного тела с внутренней полостью и поверхностями, эквидистантными поверхностям панели, при этом его внутренняя полость заполнена трехслойной симметричной дисперсной системой, центральный слой которой, являющийся слоем симметрии объемного тела дополнительного элемента, выполнен из вибродемпфирующего материала, а прилегающие к нему слои заполнены дисперсной системой воздух-свинец.

2. Противовзрывная панель с системой оповещения о чрезвычайной ситуации по п. 1, отличающаяся тем, что центральный слой внутренней полости выполнен комбинированным, состоящим из трех слоев: средний слой, который выполнен из жесткого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат», или «Антивибрит», а симметрично расположенные относительно него верхний и нижний слои выполнены из сплошного демпфирующего материала, в котором использована губчатая резина или иглопробивной материал типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, или нетканый вибродемпфирующий материал.