СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ОБРАЩЕНИЯ С ВЗРЫВООПАСНЫМ ИЗДЕЛИЕМ Российский патент 2022 года по МПК F42B39/20 F42B39/14 

Изобретение относится к способам обеспечения безопасности обращения с взрывоопасным изделием в процессе транспортировки, каких-то манипуляций с ним и/или длительною хранения, в частности, к способам безопасности обращения, как при нормальных условиях эксплуатации, так при аварийных, путем компенсации давления полости металлического корпуса взрывоопасного изделия за счет обеспечения условий разгерметизации при внешнем тепловом воздействии.

Из предшествующего уровня техники известен способ обеспечения безопасности обращения с взрывоопасным изделием, включающий стравливание из внутренней полости контейнера избыточного давления при внешнем тепловом воздействии путем обеспечения доступа к внутренней среде контейнера без демонтажа герметизирующих элементов. Для осуществления данного способа выполняют герметичное перекрытие контейнера для транспортировки и/или хранения радиоактивных материалов (патент RU 2464657, публикация от 20.10.2012), смонтированное посредством болтовых соединений в выполненном с внешней стороны контейнера гнезде. Герметичное перекрытие с термостойкой прокладкой из резины или другого эластомера, выполняют подвижным за счет прижимных болтов, которые постепенно выворачиваются из резьбы гнезда, позволяя осуществить стравливание избыточного давления.

Конструкция герметичною перекрытия состоит из нескольких конструктивных элементов и имеет, соответственно, значительное число сопрягаемых поверхностей, через которые при долговременном хранении потенциально возможны утечки газов, в том числе и радиоактивных. Кроме того, материал термостойкой прокладки не обеспечивает сохранение своих физико-механических свойств при долговременном хранении контейнера. Следует также отметить, что изготовление такой конструкции требует проведения достаточно большого числа расчетов конструктивных элементов, точной подгонки сопрягаемых поверхностей и уплотнительных элементов с целью обеспечения надежной герметизации контейнера. Кроме того, при аварийных условиях, вызванных повышенным тепловым воздействием, например, в условиях пожара, требуется обеспечивать возможность быстрого стравливания избыточного давления, что данная конструкция не может обеспечить.

Известен другой способ, основанный на обеспечение доступа к внутренней среде корпуса взрывоопасного изделия, без демонтажа герметизирующих элементов. Этот способ устраняет частично недостатки предыдущего аналога и выбран в качестве прототипа (патент RU 2748346, публикация 24.05.2021, Бюл. №15). Способ включает стравливание избыточного давления из полости корпуса взрывоопасного изделия во внешнюю среду за счет предварительною выполнения в корпусе сквозного отверстия, диаметр которого выбирают расчетно-экспериментальным путем, в зависимости от размера взрывоопасного изделия и скорости роста давления газовых продуктов разложения при его нагреве, и установки заглушки, припаянной к корпусу с помощью низкотемпературного припоя, температура плавления которого ниже, температуры плавления материала взрывоопасного изделия не менее, чем на 30°С, с возможностью ее удаления давлением газовых продуктов разложения и разгерметизации корпуса. При тепловом воздействии происходит плавление низкотемпературного припоя, что ослабляет сцепление заглушки с корпусом, и она выпадает из корпуса в результате действия избыточного давления и силы тяжести, освободив сквозное отверстие, через которое происходит быстрое стравливание избыточного давления во внешнюю среду до достижения давления, близкого к атмосферному давлению, исключая взрыв взрывоопасного изделия. Способ обеспечивает безопасность обращения с взрывоопасным изделием в условиях пожара.

Для дальнейшего упрощения технологии крепления и повышения прочности конструкции предлагаем усовершенствованный способ обеспечения безопасности обращения с взрывоопасным изделием.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение безопасности обращении с взрывоопасным изделием.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе обеспечения безопасности обращения с взрывоопасным изделием, включающем выполнение в корпусе сквозного отверстия, диаметр которого выбирают расчетно-экспериментальным путем, в зависимости от размера взрывоопасного изделия и скорости роста давления газообразных продуктов разложения при его нагреве, и установки заглушки, зафиксированной для герметизации корпуса с помощью припоя, температура плавления которого ниже, температуры плавления материала взрывоопасного изделия не менее, чем на 30°С, с возможностью ее удаления давлением газообразных продуктов разложения, образующихся при внешних тепловых воздействиях, и стравливания избыточного давления из полости корпуса взрывоопасного изделия при его разгерметизации во внешнюю среду, новым является то, что фиксацию заглушки на корпусе взрывоопасного изделия осуществляют с помощью сформированных заклепок, для чего в заглушке и ответной части корпуса выполняют сквозные отверстия в форме усеченного конуса, диаметр которых выбирают расчетно-экспериментальным путем, в зависимости от толщины соединяемых деталей, но не менее их общей толщины, при соединении заглушки с корпусом взрывоопасного изделия отверстия заглушки и ответной части корпуса обращают усечением друг к другу после чего в отверстия заливают расплав припоя, который затвердевает, обеспечивая формирование заклепок и скрепление заглушки с корпусом взрывоопасного изделия, при этом шаг размещения заклепок выбирают произвольно, в зависимости от их количества, которое выбирают в зависимости от требуемой прочности скрепления

Осуществление фиксации заглушки на корпусе взрывоопасного изделия с помощью заклепок позволяет придать оптимальную прочность конструкции, при этом шаг, с которым размещают заклепки, выбирают произвольно, в зависимости от количества формируемых заклепок, которое в свою очередь выбирают в зависимости от требуемой прочности скрепления, что позволяет повысить безопасность обращения с взрывоопасным изделием при обычных условиях эксплуатации.

Выбор диаметра отверстий под заклепки и форма отверстий связана с обеспечением прочности соединения, что также позволяет повысить безопасность обращения с взрывоопасным изделием при обычных условиях эксплуатации.

Формирование заклепок путем заливки расплава низкотемпературного припоя в выполненные отверстия с последующим затвердеванием, позволяет упростить технологию крепления, не требующую подгонки сопрягаемых поверхностей и уплотнительных элементов с целью обеспечения надежной герметизации, повысить прочность соединения и обеспечить более быструю разгерметизацию конструкции при расплавлении припоя, что повышает безопасность обращения с взрывоопасным изделием, как при обычных условиях эксплуатации, так и при аварийных внешних тепловых воздействиях.

На фиг. 1, 2 изображена схема заявляемого устройства (вид сверху и сбоку), где: 1 - корпус взрывоопасного изделия; 2 - герметизирующая заглушка; 3 - заклепка.

Примером конкретного выполнения устройства, позволяющего пояснить заявляемый способ может служить компенсатор давления полости корпуса взрывоопасною изделия, выполненный в виде герметизирующей заглушки, выполненной из того же материала, что и корпус. Заглушка выполнена диаметром 40 мм (выбран после проведения расчетов и экспериментов). Температура плавления материала изделия составляет 140°С. В заглушке и ответной соединяемой части корпуса взрывоопасного изделия выполнены сквозные отверстия в форме усеченного конуса. Заглушка на корпусе установлена так. что соответствующие отверстия обращены друг к другу усеченной частью. Количество формируемых заклепок для примера - 4 шт, диаметром 4 мм, при этом общая толщина скрепляемых деталей составляет 2,75 мм. Выбранное в зависимости от требуемой прочности скрепления количество заклепок обеспечивает прочность скрепления до 140 кг/см² (давление внутри полости), при использовании 8 заклепок, прочность скрепления будет 190 кг/см². Заклепки сформированы путем заливки в отверстия расплава низкотемпературного припоя Розе (температура плавления 95±1°С), который затвердевает, обеспечивая формирование заклепок и скрепление заглушки с корпусом взрывоопасного изделия

Работа представленною устройства осуществляется следующим образом.

После сборки конструкция герметична, что позволяет обеспечить безопасность обращения с взрывоопасным изделием при обычных условиях эксплуатации, при этом обеспечена прочность крепления при простоте технологии сборки. Разгерметизация корпуса 1 изделия при аварийном воздействии, например, при пожаре, осуществляется следующим образом. При тепловом воздействии происходит расплавление низкотемпературного припоя, из которою сформированы заклепки 3. что ослабляет сцепление заглушки 2 с корпусом 1, после чего заглушка 2 выпадет из корпуса 1 в результате действия избыточного давления и силы тяжести, открыв сквозное отверстие, через которое происходит быстрое стравливание избыточного давления во внешнюю среду до достижения давления, близкого к атмосферному давлению, исключая взрыв взрывоопасного изделия.

Заявленная конструкция имеет простую конструкцию и обеспечивает безопасность обращения, как при нормальных условиях эксплуатации с взрывоопасным изделием, так и в условиях пожара.

Изобретение относится к способам обеспечения безопасности обращения с взрывоопасным изделием в процессе транспортировки, манипуляций с ним и/или длительного хранения, в частности к способам безопасности обращения как при нормальных условиях эксплуатации, так при аварийных, путем компенсации давления полости корпуса взрывоопасного изделия за счет обеспечения условий разгерметизации при внешнем тепловом воздействии. Способ обеспечения безопасности обращения с взрывоопасным изделием включает выполнение в корпусе сквозного отверстия, диаметр которого выбирают расчетно-экспериментальным путем в зависимости от размера взрывоопасного изделия и скорости роста давления газообразных продуктов разложения при его нагреве и установки заглушки, зафиксированной для. герметизации корпуса с помощью припоя, температура плавления которого ниже температуры плавления материала взрывоопасного изделия не менее чем на 30°С, с возможностью ее удаления давлением газообразных продуктов разложения, образующихся при внешних тепловых воздействиях, и стравливания избыточного давления из полости корпуса взрывоопасного изделия при его разгерметизации во внешнюю среду. Фиксацию заглушки на корпусе взрывоопасного изделия осуществляют с помощью сформированных заклепок. В заглушке и ответной части корпуса выполняют сквозные отверстия в форме усеченного конуса, диаметр которых выбирают расчетно-экспериментальным путем в зависимости от толщины соединяемых деталей, но не менее их общей толщины, при соединении заглушки с корпусам взрывоопасного изделия отверстия заглушки и ответной части корпуса обращают усечением друг к другу. После этого в отверстия заливают расплав припоя, который затвердевает, обеспечивая формирование заклепок и скрепление заглушки с корпусом взрывоопасного изделия. Шаг размещения заклепок выбирают произвольно в зависимости от их количества, которое выбирают в зависимости от требуемой прочности скрепления. Технический результат заключается в повышении безопасности обращения с взрывоопасным изделием. 2 ил.

Способ обеспечения безопасности обращения с взрывоопасным изделием, включающий выполнение в корпусе сквозного отверстия, диаметр которого выбирают расчетно-экспериментальным путем в зависимости от размера взрывоопасного изделия и скорости роста давления газообразных продуктов разложения при его нагреве и установки заглушки, зафиксированной для герметизации корпуса с помощью припоя, температура плавления которого ниже температуры плавления материала взрывоопасного изделия не менее чем на 30°С, с возможностью ее удаления давлением газообразных продуктов разложения, образующихся при внешних тепловых воздействиях, и стравливания избыточного давления из полости корпуса взрывоопасного изделия при его разгерметизации во внешнюю среду, отличающий тем, что фиксацию заглушки на корпусе взрывоопасного изделия осуществляют с помощью сформированных заклепок, для чего в заглушке и ответной части корпуса выполняют сквозные отверстия в форме усеченного конуса, диаметр которых выбирают расчетно-экспериментальным путем в зависимости от толщины соединяемых деталей, но не менее их общей толщины, при соединении заглушки с корпусом взрывоопасного изделия отверстия заглушки и ответной части корпуса обращают усечением друг к другу, после чего в отверстия заливают расплав припоя, который затвердевает, обеспечивая формирование заклепок и скрепление заглушки с корпусом взрывоопасного изделия, при этом шаг размещения заклепок выбирают произвольно в зависимости от их количества, которое выбирают в зависимости от требуемой прочности скрепления.