DE1956064U

DE1956064U - Vorrichtung zum schutz vor explosionseinwirkungen.

Info

Publication number: DE1956064U
Application number: DEC13986U
Authority: DE
Inventors: Sidney Marsh Cadwell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-01-14
Filing date: 1966-01-05
Publication date: 1967-02-23
Also published as: DE1299404B; DE1953363U; GB1137182A; US3660951A; FR1462853A

Description

RA. 566 537*28,10.66

C 13 986/37f Gbm

Sidney Marsh Cadwell .19. August 1966

Anwaltsakte 15 981

Vorrichtung zum Schutz vor ExpΙόsionseinwirkungen

Die Neuerung.bezieht sich allgemein auf Schutzaufbauten für die "Verwendung gegen die im Krieg auftretenden * Ge'fahren und insbesondere auf eine'Vorrichtung zum Schutz eines Bereiches gegen die Einwirkung einet? Explosion und ihres Stoßwellendruckes, wobei die Einrichtung dazu verwendet werden kann, um Ausrüstungsgegenstände gegen die Auswirkung von Atomexplosionen, toxischen oder korrosiven Gasen und Bakterien abzuschirmen.. ■'■■■■

Durch die Entwicklung der modernen.Kriegführung und die Verwendung von Atom-, ehemischen und biologischen Waffen wird es notwendig, das für den Gegenschlag erforderliche Personal und Ausrüstungsmaterial gegen die Einwirkung dieser Waffen zu schützen. Dieser Schutz wird benötigt, damit für den Fall, daß diese Waffen dazu benutzt werden, um einen Staat in einen Krieg zu verwickeln, ein offensiver Gegensschlag ausgeführt werden kann. Es sind für diesen Zweck z. Zt. gewisse Vorrichtungen und Konstruktionen bekannt, doch bieten sie im Vergleich zu dem damit erforderlichen Aufwand an Gewicht und Kosten keinen

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In gewissen Fällen sind die vorbekannten Konstruktionen und Vorrichtungen auch zu umständlich, um dem Benutzer irgendeinen.Grad von Beweglichkeit zu verschaffen.

Die vorliegende Neuerung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, eine Schutzvorrichtung der angegebenen Art zu schaffen, die mit einer einfachen, nur geringe Kosten verursachenden und leicht ortsbeweglich ausführbaren Konstruktion einen zuverlässigen Schutz gegen Explosionen und ihre Stoßwellendrücke bietet und überdies so ausgestaltet werden kann, daß sie auch gegen chemische und bakteriologische Kampmittel schützt.

Mach der Neuerung wird die gestellte Aufgabe bei einer Vorrichtung der angegebenen Art im wesentlichen gelöst durch eine den zu schützenden Bereich dicht umgebende Hülle aus flexiblem Material solcher Festigkeit, daß in dem.Bereich ein vorgesehener Überdruck eingestellt werden kann, der mindestens gleich dem zu erwartenden Stoßwellendruck ist, und eine in der Hülle vorgesehene Ventilvorrichtung für die Zu- und Abführung eines Druckmittels bzw. aus dem zu schützenden Bereich.

Bei Untersuchungen über den Schutz von Ausrüstungsgegenständen gegen die Explosiönswirkung einer Atomexplosion ist gefunden worden,, daß ein Aufbau soweit unter Druck gesetzt werden kann, daß die Stoßwelle der Explosion

nicht durch den Aufbau und in dessen unter Druck stehendes Inneres übertragen wird. Bei einem speziellen Beispiel ist gefunden worden, daß durch Verwendung einer faserverstärkten Gummihülle,, die auf einen Druck aufgeblasen ist, der größer ist als der zu erwartende Gesamtdruck der Stoßwelle, die von der Explosion erzeugte Stoßwelle nicht in das Innere der Hülle übertragen wird. Somit würden innerhalb der Hülle befindliche Ausrüstungsgegenstände gegen Explosions-Druckwellen geschützt sein. In Anbetracht der abgedichteten Hülle wäre auch ein Schutz gegen toxische und korrosive Gase sowie gegen Bakterien vorhanden. - ·

Genauer und lediglich als Beispiel gesagt, könnte ein Geschoß, das normalerweise feuerbereit in Vertikallage montiert ist, von einer faserverstärkten Gummihülle umgeben sein, die in geeigneter Weise abgedichtet und in der aufrecht stehenden Lage gehaltert worden ist. Das Innere der Hülle ist auf einen Druck aufgeblasen, der größer ist als der Gesaratdruck der Stoßwelle, die als Folge einer Atomexplosion und in einer angenommenen Entferngung vom Standort der Hülle erwartet werden könnte. Es hat sich herausgestellt, daß das Geschoß dadurch gegen die Kräfte der Druckwelle, der Feuerwelle, des Windes und gegen gewisse Strahlungseffekte der Explosion geschützt wäre, die sich am Standort des Geschosses ergäben,".

Bei der Bestimmung des Druckes, auf welchen das Innere der Hülle aufgeblasen werden soll, ist es erforderlich, den gesamten Explosionsdruck oder gesamten Stoßwellendruck abzuschätzen, der am Standort zu erwarten wäre. Diese Abschätzungen werdenhormalerwelse derart ausgeführt, daß man in der Umgebung des zu schützenden Bereiches auf dem Boden einen wahrscheinlichen Null-Bereich annimmt, und aufgrund der bekannten Beziehung,~daß der Druck der Stoßwelle umgekehrt proportional zur dritten Potenz des doppelten Abstandes vom Explosionsherd abnimmt, kann der Druck im zu schützenden Bereich berechnet werden. Bei der Ausführung der Prinzipien der vorliegenden Neuerung wird vorausgesetzt, daß die Aufblasedrücke normalerweise im Bereich zwischen o,^²)· und 68 Atmosphären liegen, und daß dadurch Bereiche, die sich verhältnismäßig nahe bei einer Atomexplosion befinden, wirksam geschützt werden können. Es versteht sich, daß jeder beliebige Druck verwendet werden kann, der innerhalb einer flexiblen Hülle einzuschließen ist.

Bei der Ausführung der Prinzipien der vorliegenden Neuerung ist vorgesehen, daß bei der einfachsten Form des mustergemäßen Aufbaues eine aus Gummi bestehende Außenhücüle oder äußere Abdeckung mit einer oder mehreren Schichten oder Lagen gewebten oder ungewebten Stoffes verwendet wird. Der Stoff kann aus irgendwelchen natürlichen

Fasern., beispielweise Baumwolle, Seide, Wolle oder irgendwelchen synthetischen Fasern, beispielsweise Nylon

oder Rayon oder den unter der Handelsbezeichnung "Dacron" S erhältlichen Fasern, bestehen. Es ist ferner möglich, daß die Lagen aus Materialien wie gewebten oder ungewebten Stahl- oder Glasfaserstoffen hergestellt sein können. In Fällen, bei denen der Druck des Aufbaues außerordentlich niedrig ist, ist nur eine geringe oder gar keine Verstärkung erforderlich, und der Aufbau kann vollständig aus einer dicken Wand aus rußverstärktem Gummi oder anderem Material bestehen. Es ist denkbar, daß die Dicke des Gummis in diesem letztgenannten Fall in der Größenordnung von ö₃6^ bis 2,54 cm i±s liegt, je nach dem inneren Druck in der Hülle. Falls größere Dicken verwendet werden, erhält man eine gewisse Abschwächung der Stoßwelle innerhalb der Wand selbst.

Die mustergemäße Vorrichtung wird zwar vorwiegend als aus Gummi und Stoff zusammengesetzt beschrieben, doch versteht es sich, daß auch irgendwelche polymeren Materialien, die fest und, was von Bedeutung ist, bei gewöhnlichen Temperaturen in gewissem Ausmaß flexibel sind, werwendet werden können. Zu diesen Materialien gehörennalle synthetischen Gummis und alle Kunststoffe, die die oben beschriebenen Eigenschaften aufweisen. Andere Überlegungen in bezug auf die äußere Abdeckung beziehen sich auf deren Fähigkeit, den Wärme- und Strahlungseinwirkungen

der Atomexplosionozu widerstehen und überdies gegen etwa verwendete chemische und bakteriologische Kampfstoffe undurchlässig zu sein. Entsprechend kann die Außenhülle auch danach gewählt werden, wie groß die ihr eigene Fähigkeit zur Abschwächung von Stoßwellen ist; in dieser Hinsicht ist zu beachten, daß Gummi die Eigentümlichkeit hat, Stoßwellen abzuschwächen, wobei die Abschwächung proportional .".-zur Dicke des verwendeten Gummis ist.

Bei der Wahl der Strömungsmittel, mit dem die mustergemäße Vorrichtung unter Druck gesetzt wird, wird Luft dder Stickstoff der Vorzug zu geben seinj es kann jedoch auch irgendein anderes permanentes Gas gewählt werden. Bei der Auswahl des Gases zum Aufblasen der Vorrichtung müssen die Diffusionsfähigkeit,, die Brennbarkeit und. die Explosionsfähigkeit des Gases gebührend berücksichtigt werden. Vorzuziehen ist ein Gas, das in bezug auf seinen explosiven oder brennbaren Charakter inert ist un-d nur langsam diffundiert, und es ist ferner erwünscht, daß das Gas elektrisch isolierend wirkt.

Dementsprechend besteht ein Ziel der vorliegenden Neuerung darin, eine verbesserte Schutzvorrichtung gegan die Einwirkung einer Atomexplosion zu schaffen.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Neuerung feesteht darin, einen verbesserten Schutz für Ausrüstung gegen -

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die Einwirkung einer Atomexplosion md/oder die Einwirkung chemischer oder biologischer Kampfmittel zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Neuerung besteht darin, einen Aufbau zu schaffen, der die Stoßwirkung auszuschalten vermag, die durch eine von einer Atomexplosion hervorgerufene Druckwelle erzeugt wird.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Neuerung besteht darin, einen verbesserten Aufbau zum Schutz von Gefäßen gegen die Auswirkung von Explosionen zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Neuerung besteht darin, eine Verbesserte Abschirmung gegen die Wirkungen · einer Atomexplosion zu schaffen, die leicht anwendbar ist, einfach konstruiert ist, ein geringes Gewicht aufweist und besonders leicht zu transportieren mst.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Neuerung besteht darin, eine teerbesserte Schutzvorrichtung zu schaffen, die Ausrüstung gegen Feuer- und Druckwellenwirkungen und ■ alpha- und betta-Strahlen zu schützen vermag«

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Neuerung besteht darin, eine verbesserte Schutzvorrichtung zu schaffen, die im Gebrauch widerstandfähig~ist und mit geringen ■

Kosten gebaut werden kann.

Die Art und Weise, in der die vorgenannten Ziele und weitere Ziele und Merkmale der vorliegenden Neuerung erreicht werden, ergben sich aus der folgenden Beschreibung von AusfUhrungsbeispielen der Neuerung in Verbindung mit den Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine repräsentative Schnittdarstellung eines Geschoß-Silos, in welchem diese Prinzipien der vorliegenden Neuerung angewandt sind,

Pig. 2 ist eine Querschnittsansicht nach der Linie 2-2 der Fig. 1 und erläutert eine foetoorzugte Konstruktion der in dem Aufbau nach Fig. 1 verwendeten Wände.

In Fig. 1 ist eine Darstellung eines Silos Io wiedergegeben, das ein Geschoß 12 desjenigen Typs enthält, das entweder abgefeuert werden kann, während er sich noch im Silo befindet, oder zum Abschuß auf eine Stelle oberhalb des Erdbodens angehoben werden kann. Das Silo Io ist aus einem Betongehäuse 14 hergestellt, das das Geschpß 12 umgibt und ein Paar von ihm abgehende Zugangstunnel und l8 aufweist. Der untere Teil des Silos Io ist mit einer Auflageanordnung 2o versehen, die das Geschoß 12 trägt und dazu dienen kann-,, um das Geschoß 12 über den

Erdboden in die Absehußstellung anzuheben, Zwischen die Wände 14 des Silos Io und des Geschosses 12 ist eine unter Druck gesetzte Hülle 22 eingefügt_Λ die von den Prinzipien der vorliegenden Neuerung Gebrauch macht.

Beim Bau des Silos Io wird ein Teil der Erde 24 ausgehoben, und es werden geeignete Formen zur Herstellung der Silowände vorgesehen. Der obere Teil des Silos Io ist mit einem Mechanismus. 26 versehen, der ein Paar Türen 28, J>o aufweist, welche unmittelbar vor dem Abfeuern des Geschosses 12 geöffnet werden können. Die Zugangstunnel und l8 sind einstückig mit den Wänden des Silos ausgebildet und ermöglichen einen einfachen Zugang zum Geschoß für Prüf- und Uberwachungszwecke. Der Boden des Silos ist mit der Auflagenanordnung 2o versehen, zu der ein Anhebe- und Absenkmechanismus, welcher teilweise in Form der Aufbauelemente 32,34*36 dargestellt ist, und eine (nicht dargestellte). Kraftquelle gehörenj die Kraftquelle kann als Antrieb für die Aufbauelemente 32, 34* 36" dienen und dadurch das Geschoß in die Absehußstellung anheben. Zwischen den Wänden des Silos ist ein zweiter Boden vorgesehen, dessen Zweck noch zu erläutern sein wird.

Die Schutzvorrichtung 22 umfaßt eine verstärkte Gummihülle 4o, deren Konstruktion weiter unten noch weiter erläutert werden wird, und eine dprin enthaltene Tragauflage 42, die so eingerichtet ist, daß sie das Geschoß 12 innerhalb

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der Hülle 4o nachgiebig trägt. Die Hülle 4o ist aus einem allgemein kreisförmigen Seitenwandabschnitt 42 und einem damit einstückigen Bogen 44 hergestellt. Die Decke der Hülle 4o ist mit einem Paar sich überlappender Enden 46, 48 versehen, die in geeigneter Weise gegeneinander abgedichtet sind, etwa durch ein Diehtmittel 5o. Das Verfahren der Abdichtung des oberen Teils der Hülle 4o ist für die Erfindung nicht kritisch; es ist jedoch vorgesehen, daß die obere Oberfläche des überlappenden Teils 46 in geeigneter Weise an dem Abdedkteil 52 der Zwischenabdeckung 38 derart befestigt sein kann, daß die obere Oberfläche des anderen überlappenden Teils 48 an der unteren Oberfläche des überlappenden Teils 46 anliegt, wobei ein Diehtmittel die beiden Teile 46,48 an Ort und Stelle hält.

Das Innere 54 der Hülle 4o wird in geeigneter Weise über ein Druckventil 56, das in irgendeiner bekannten Weise aufgebaut sein kann, unter Druck gesetzt. Dabei wird, sobald das Innere 54 in dem gewünschten Ausmaß unter Druck gesetzt wird, der überlappende Teil 48 nach außen in abdichtenden Eingriff mit dem überlappenden Teil 46 gedrückt. Das Diehtmittel 50 kann aus irgendeiner zusammendrückbaren, klebfähigen Substanz bestehen, die unter Druck an dem Glied 46 haftet und- bei Wegnahme des Druckes in der Hülle 4o gelöst werden kann.

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Die Hülle 4o wird durch Befestigungsböcke 60 in geeigneter Weise an Ort und Stelle gehalten. Diese können von irgendeiner Konstruktion sein oder die in Pig. I dargestellte Form haben und sinii in den Seitenwänden l4 des Silos Io eingebettet. Ferner ist ein geeignetes Druckmeßgerät 62 vorgesehen,, das den im Inneren der Hülle 4o herrschenden Druck und den unter normalen Umständen vorliegenden äußeren oder atmosphärischen Druck oder in dem Fall, daß eine Explosion aufgetreten ist, den Druck der Stoßwelle zu messen vermag. Somit kann das Bedienungspersonal an der Geschoß-Einsatzstelle mit Informationen über die Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Hülle 4o versorgt werden.

Im Betrieb, wenn das Auftreten diner Explosion festgestellt worden ist, überwacht das Bedienungspersonal die Anzeige des Druckmeßgerätes 62, bis angezeigt wird, daß der Druck außerhalb der Hülle 4o bis auf den Atmosphärendruck gefallen ist. Dies Anzeigegerät wird vorzugsweise entfernt vom Meßgerät 62"angebracht. In dieser Hinsicht ist zu beachten, daß zunächst der Druck der von der Explosion hervorgerufenen Anfangs-Stoßwelle und etwas später ein zweiter Stoßwellendruck registriert wird, wobei der zweite Druck durch das Einströmen von Luft und Trümmern in das durch die Explosion geschaffene Vakuum hervorgerufen wird. Erst nach der Anzeige des

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zweiten Druckes wird das Geschoß betriebsbereit gemacht. Wenn das Geschoß abgefeuert wurden soll, wird die Tür 52 zusamme: mit den Türen 26 und 28 geöffnet, so daß der Weg zur Außenseite des Silos Io geöffnet wird. Wenn die Tür 52 geöffnet wird, nimmt sie den oberen überlappten Teil 46 mit, und es ist irgendein geeigneter Mechanismus vorgesehen, um den unteren überlappenden Teil 48 zu öffnen oder zu strecken. In dieser Hinsicht kann ein geeigneter herkömmlicher Verriegeiungsmechanismus zwischen den überlappenden Teilen und 48 vorgesehen sein. Mit der öffnung der überlappenden Teile 46 und 48 vermindert sich der Druck innerhalb der Hülle 4o auf den Atmosphärendruck, und das Geschoß ist betriebsbereit. Falls das Geschoß aus dem Silo herausgehoben wird, muß eine geeignete Kraftquelle vorgesehen sein, um die Befestigungsglieder 6o von der Wand 14 des Silos abzuscheren, damit das Geschoß 12 und seine Hülle 4o· sich aus dem Silo lösen können. Stattdessen kann auch die Auflage 2o kleiner ausgeführt sein als der Boden 44, so daß die Hülle 4o sich umstülpt, wenn das Geschoß herausgehoben wird.

Fig. 2 erläutert schematisch eine, bevorzugte Konstruktion der Wand der Hülle 4o. Man erkennt aus Fig. 2, daß die Wand aus einer- äußeren.Lage 7o aus Gummi oder anderem Material, wie oben beschrieben, besteht, auf deren Innenseite eine Anzahl von Lagen' oder Schichten von Verstärkungsstoff 72 vorgesehen ist. Die Innenseite der Wand ist mit

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einer inneren Abdichtungsauskleidung "JM- versehen, die verhindert, daß irgendeine merkliche Menge des unter Druck gesetzten Druckmittels in die Lagen 72 eintritt und diese voneinander oder von der Außenlage Jo löst. Die . Lagen 72 sind aus einer Wielzahl von Faserschichten aufgebaut, wie man sie normalerweise im Aufbau eines lutomobilreifens findet. Wie oben angegeben, können diese Schichten aus ungewebtem oder gewebtem Stoff bestehen, der aus irgendwelchen natürlichen oder synthetischen Fasern oder auch aus Stahl oder Glas bestehen kann. Die Lagen haben in erster Linie den Zweck, dem Aufbau Steifigkeit und Festigkeit -zu geben, und werden im Hinblick auf diese Eigenschaften passend ausgewählt.

Andere Ausführungsformen sind möglich, ohne den Rahmen der Neuerung zu verlassen.

Claims

1. Vorrichtung zum Schutz eines Bereiches gegen die Einwirkung einer Explosion und deren Stoßwellendruelc., gekennzeichnet durch eine den zu schützenden Bereich dicht umgebende Hülle (40) aus flexilblem Material solcher Festigkeit, daiS in dem Bereich ein vorgegebener Überdruck eingestellt werden kann, ider mindestens gleich dem zu erwartenden Stoßwellendruck ist, und eine in der Hülle vorgesehene Ventilvorrichtung (56) für die Zu- und Abführung eines Druckmittels zu bzw. aus dem .-zu schützenden Bereich.

2. Vo33lchtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ήϋΐΐθ (¹I-O) aus wenigstens einer Stoff lage (72) und einer

--_: äußeren Bedeckung (TO); aus flexiblem Material besteht.

J.Vorriehtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß _die Hülle (4o) eine Vielzahl übereinander liegender Stoff-V: bahnen (72) und eine äußere Bedeckung (70) aus gummiartigem ■"- Material, aufweist. ■_ ; :.■"": :; "- ' . - . -\

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (40) auf ihrer Innenseite mit einer abdichtenden Auskleidung (74) versehen ist, um einen Austritt des Druckmittels zu verhindern.

5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch an der Außenseite der Hülle (4o) angebrachte Befestigungselemente (60).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Hülle (40) aus zwei sich überlappenden Endabschnitten (46,48) der Hülle besteht, und daß in der Nähe des zu schützenden Bereichs eine der Außenseite des äußeren Endabschnittes gegenüberliegende, wahlweise feststellbare oder wegbewegbare bewegliche Wand (52) angeordnet ist, gegen die in festgestelltem Zustand der aus den überlappten Endabschnitten bestehende Teil der Hülle vom Innendruck der Hülle angedrückt werden kann.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein an der Hülle (40) befestigtes Dr\ickmeßgerät (62) für die Messung des in der Hülle herrschenden Druckes.