ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ ВЗРЫВА Советский патент 1994 года по МПК F42D5/00 

Изобретение относится к технике экспериментальных исследований и может быть использовано при создании взрывных камер и устройств, предназначенных для локализации внезапного выделения энергии при взрывах или в аварийных ситуациях в химических и атомных реакторах, в конструкции которых используются материалы, упругодеформирующиеся вплоть до разрушения, например стеклопластик.

Известно устройство для локализации взрывного действия заряда взрывчатого вещества, состоящее из стеклоэпоксидной цилиндрической оболочки, внутри которой в ее геометрическом центре расположен заряд взрывчатого вещества.

Недостатком такого устройства является то, что разрушение оболочки в фазе растяжения происходит при деформациях растяжения, более чем в 1,6 раза превышающих разрушающие деформации сжатия, в связи с чем резерв прочности материала используется не полностью.

Наиболее близким техническим решением из известных является устройство, представляющее из себя двухслойный баллон, состоящий из внутренней металлической оболочки и наружной оболочки из армированного пластика.

Недостатком этого устройства является то, что при импульсном нагружении после разрушения стальной оболочки в ходе высокоскоростного расширения прекращается поглощение кинетической энергии на пластическую деформацию, а оставшаяся кинетическая энергия разрушенной стальной оболочки поглощается наружной оболочкой из пластика, что приводит к увеличению ее деформации и разрушению, т.е. к существенному снижению несущей способности всего устройства.

Цель изобретения - повышение несущей способности и надежности устройства за счет полного использования прочности армированного пластика.

Указанная цель достигается тем, что в защитном устройстве для локализации взрыва, содержащем коаксиальные цилиндрические внутреннюю металлическую оболочку и наружную оболочку из армированного пластика, размещенные в непосредственном контакте, толщины оболочек выбраны из соотношения
0,125 ≅ δ₁/δ_o≅1,0, где δ₁ - толщина внутренней оболочки;
δ₂ - толщина наружной оболочки.

На чертеже схематично изображено защитное устройство.

Предлагаемое устройство состоит из наружной оболочки 1 с толщиной стенки δ_o выполненной из армированного пластика, внутри которой концентрично и в непосредственном контакте с ней расположена внутренняя оболочка 2 с толщиной стенки δ₁, выполненная из пластичной стали.

Устройство работает следующим образом. При внутреннем импульсном нагружении оболочки 1 и 2, получив импульс количества движения, начинают расширяться, поглощая при этом часть энергии на свое деформирование. По достижении некоторого уровня деформации растяжения происходит остановка стенок оболочек 1 и 2, после чего начинается схождение оболочки 1 внутрь под действием запасенной упругой энергии при растяжении. Оболочка 2, двигаясь вместе с оболочкой 1, пластически деформируется, отбирая от оболочки 1 кинетическую энергию на свое деформирование и ограничивая ее деформации в фазе сжатия.

Повышение несущей способности достигается за счет правильного выбора соотношений толщин стенок металлической и пластиковой оболочек, в диапазоне которых оболочка из пластичной стали препятствует схождению внутрь пластиковой оболочки в процессе колебательного деформирования за счет отбора от пластиковой оболочки кинетической энергии на свое пластическое деформирование.

При этом стальная оболочка, играющая роль искусственной вязкости, способствует быстрому затуханию колебаний стеклопластиковой оболочки, что уменьшает вероятность разрушения вследствие циклической усталости и резонанса и повышает надежность устройства.

ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ ВЗРЫВА, содержащее коаксиальные цилиндрические внутреннюю металлическую оболочку и наружную оболочку из армированного пластика, размещенные в непосредственном контакте, отличающееся тем, что, с целью повышения несущей способности и надежности устройства за счет полного использования прочности армированного пластика, толщины оболочек выбраны из соотношения
0,125 ≅ δ₁ / δ₀ ≅ 1,0 ,
где δ₁ - толщина внутренней оболочки;
δ₀ - толщина наружной оболочки.