ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ ПАКЕТ ТАРЕЛЬЧАТЫХ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ЭКРАНА РАЗРУШАЮЩЕЙСЯ ЧАСТИ ВЗРЫВОЗАЩИТНОГО ОГРАЖДЕНИЯ ЗДАНИЙ Российский патент 2018 года по МПК E04B1/92 

Изобретение относится к упругим элементам взрывозащитных экранов зданий.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является предохранительный пакет тарельчатых упругих элементов для защитного экрана разрушающейся части взрывозащитного ограждения зданий по патенту РФ №2545191, Кл. Е04В 1/92, (прототип), содержащий 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, а защитный экран через герметизирующую прокладку устанавливается на четыре несущих стержнях, с пакетами тарельчатых упругих элементов.

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 предохранительном пакете упругих элементов для защитного экрана разрушающейся части взрывозащитного ограждения зданий, содержащим 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, а защитный экран через герметизирующую прокладку устанавливается на четыре 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, образую пакет, зафиксированный на направляющей втулке.

На фиг. 1 представлена общая схема предохранительного пакета тарельчатых упругих элементов для защитного экрана, на фиг. 2 - схема взрывозащитного ограждения здания.

Предохранительный пакет тарельчатых упругих элементов для защитного экрана разрушающейся части взрывозащитного ограждения здания состоит из железобетонной панели 1, в которую жестко замурован базовый диск 6 несущего (опорного) стержня 4 предохранительного пакета тарельчатых упругих элементов. Несущий стержень 4 жестко и перпендикулярно закреплен к замурованному в железобетонной панели 1 базовому диску 6. Защитный экран 2 через герметизирующую прокладку 3 устанавливается на четыре несущих стержня 4 (на фиг. 1 показан предохранительный пакет тарельчатых упругих элементов, установленный на одном из четырех несущих стержней 4). К защитному экрану 2 жестко и перпендикулярно, одним из своих концов, закреплена направляющая втулка 8, соосная с несущим стержнем 4, и охватывающая его с зазором, а второй конец направляющей втулки 8 входит с зазором в, соосное с ней, отверстие 11 стакана 13, жестко и осесимметрично соединенного с упорной крышкой 7 пакета тарельчатых упругих элементов. Упорная крышка 7 фиксируется на свободном резьбовом конце несущего стержня 4 с помощью стопорной шайбы 12 и гайки 5. Пакет тарельчатых упругих элементов состоит из последовательно соединенных тарельчатых упругих элементов 9 и 10, внутренняя поверхность центральных отверстий которых взаимодействует с соосно расположенной с ними направляющей втулкой 8, а каждый упругий элемент тарельчатого типа содержит тарельчатую упругую поверхность в виде усеченного конуса, большие основания которых попарно упираются друг в друга, образую пакет, зафиксированный на направляющей втулке 8.

Возможен вариант, когда вертикальная поверхность упорной крышки 7 пакета тарельчатых упругих элементов, со стороны ее фиксации на свободном резьбовом конце несущего стержня 4 с помощью стопорной шайбы 12 и гайки 5, соединена посредством, по крайней мере, трех ребер жесткости 14 с цилиндрической поверхностью стакана 13, жестко и осесимметрично соединенного с упорной крышкой 7.

Возможен вариант, когда вертикальная поверхность упорной крышки 7 пакета тарельчатых упругих элементов, со стороны защитного экрана 2, соединена посредством, по крайней мере, трех горизонтально расположенных упругодемпфирующих элементов 15, с защитным экраном 2.

Возможен вариант, когда в отверстии 11 стакана 13, жестко и осесимметрично соединенного с упорной крышкой 7 пакета тарельчатых упругих элементов, соосно несущему (опорному) стержню 4, расположена демпфирующая втулка 16, охватывающая несущий (опорный) стержень 4.

Возможен вариант, когда демпфирующая втулка 16, охватывающая несущий (опорный) стержень 4, выполнена из упругого сетчатого элемента, плотность сетчатой структуры которого находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см³÷2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм÷0,15 мм.

Возможен вариант, когда упругий сетчатый элемент демпфирующей втулки 16, охватывающей несущий (опорный) стержень 4, выполнен комбинированным, состоящим из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.

Возможен вариант, когда каждый из горизонтально расположенных упругодемпфирующих элементов 15, соединяющих вертикальные поверхности упорной крышки 7 и защитного экрана 2, выполнен в виде пружины, залитой эластомером, например полиуретаном (не показано).

Возможен вариант, когда каждый из горизонтально расположенных упругодемпфирующих элементов 15, соединяющих вертикальные поверхности упорной крышки 7 и защитного экрана 2, выполнен в виде конической винтовой пружины, залитой эластомером, например полиуретаном, при этом большее основание усеченного конуса пружины базируется со стороны поверхности упорной крышки 7 (не показано).

Возможен вариант, когда в отверстии 11 стакана 13, жестко и осесимметрично соединенного с упорной крышкой 7 пакета тарельчатых упругих элементов, соосно несущему (опорному) стержню 4, расположена цилиндрическая винтовая пружина, охватывающая несущий (опорный) стержень 4 (не показано).

Предохранительный пакет тарельчатых упругих элементов для защитного экрана разрушающейся части взрывозащитного ограждения зданий работает следующим образом.

Взрывозащитная разрушающаяся конструкция ограждения (фиг. 2) бесфонарных зданий (организованно разрушающаяся конструкция - ОРК), в которых отсутствуют оконные проемы, состоит из железобетонных панелей размером 6000×1800 мм. Разрушающаяся часть панелей выполнена в виде, по крайней мере, двух коаксиально расположенных ниш (углублений в стене здания), а напротив разрушающейся части, с внешней стороны ограждения здания, расположен защитный экран 2 (фиг. 1) из материала повышенной прочности, например бронированного материала, который закреплен на, по крайней мере, четырех горизонтально расположенных и перпендикулярных ограждению здания стержнях 4, по концам которых закреплены предохранительные пакеты тарельчатых упругих элементов.

Разрушение железобетонных панелей и плит происходит в местах размещения специальных пазов. Толщина слоя бетона в пазу δ=20 мм. 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 взрывной нагрузки может быть разделена на отдельные части, которые ударяют с большой силой в защитный экран 2, выполненный из материала повышенной прочности, например бронированного материала. При этом защитный экран 2 движется по несущим стержням 4 вместе с направляющими втулками 8, сжимая при этом упругие элементы тарельчатого типа 9 и 10, которые в свою очередь упираются в упорную крышки 7 пакета, гася энергию взрывной волны и предотвращая вылет осколков.

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. Предохранительный пакет тарельчатых упругих элементов для защитного экрана разрушающейся части взрывозащитного ограждения зданий 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, причем несущий стержень жестко и перпендикулярно закреплен к замурованному в железобетонной панели базовому диску, а 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 стакана, жестко и осесимметрично соединенного с упорной крышкой пакета тарельчатых упругих элементов, которая зафиксирована 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. Вертикальная поверхность упорной крышки пакета тарельчатых упругих элементов со стороны ее фиксации на свободном резьбовом конце несущего стержня с помощью стопорной шайбы и гайки соединена посредством по крайней мере трех ребер жесткости с цилиндрической поверхностью стакана, жестко и осесимметрично соединенного с упорной крышкой, причем со стороны защитного экрана вертикальная поверхность упорной крышки соединена с защитным экраном посредством по крайней мере трех горизонтально расположенных упругодемпфирующих элементов. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Предохранительный пакет тарельчатых упругих элементов для защитного экрана разрушающейся части взрывозащитного ограждения зданий, содержащий 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, причем несущий стержень жестко и перпендикулярно закреплен к замурованному в железобетонной панели базовому диску, а 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 стакана, жестко и осесимметрично соединенного с упорной крышкой пакета тарельчатых упругих элементов, которая зафиксирована 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, отличающийся тем, что вертикальная поверхность упорной крышки пакета тарельчатых упругих элементов со стороны ее фиксации на свободном резьбовом конце несущего стержня с помощью стопорной шайбы и гайки соединена посредством по крайней мере трех ребер жесткости с цилиндрической поверхностью стакана, жестко и осесимметрично соединенного с упорной крышкой, причем со стороны защитного экрана вертикальная поверхность упорной крышки соединена с защитным экраном посредством по крайней мере трех горизонтально расположенных упругодемпфирующих элементов.

2. Предохранительный пакет тарельчатых упругих элементов для защитного экрана по п. 1, отличающийся тем, что в отверстии стакана, жестко и осесимметрично соединенного с упорной крышкой пакета тарельчатых упругих элементов, соосно несущему стержню расположена демпфирующая втулка, охватывающая несущий стержень.

3. Предохранительный пакет тарельчатых упругих элементов для защитного экрана по п. 2, отличающийся тем, что демпфирующая втулка, охватывающая несущий стержень, выполнена из упругого сетчатого элемента, плотность сетчатой структуры которого находится в оптимальном интервале величин 1,2÷2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09÷0,15 мм.

4. Предохранительный пакет тарельчатых упругих элементов для защитного экрана по п. 3, отличающийся тем, что упругий сетчатый элемент демпфирующей втулки, охватывающей несущий стержень, выполнен комбинированным, состоящим из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.

5. Предохранительный пакет тарельчатых упругих элементов для защитного экрана по п. 1, отличающийся тем, что каждый из горизонтально расположенных упругодемпфирующих элементов, соединяющих вертикальные поверхности упорной крышки и защитного экрана, выполнен в виде пружины, залитой эластомером, например полиуретаном.

6. Предохранительный пакет тарельчатых упругих элементов для защитного экрана по п. 1, отличающийся тем, что каждый из горизонтально расположенных упругодемпфирующих элементов, соединяющих вертикальные поверхности упорной крышки и защитного экрана, выполнен в виде конической винтовой пружины, залитой эластомером, например полиуретаном, при этом большее основание усеченного конуса пружины базируется со стороны поверхности упорной крышки.

7. Предохранительный пакет тарельчатых упругих элементов для защитного экрана по п. 1, отличающийся тем, что в отверстии стакана, жестко и осесимметрично соединенного с упорной крышкой пакета тарельчатых упругих элементов, соосно несущему стержню расположена цилиндрическая винтовая пружина, охватывающая несущий стержень.