DE3437534A1

DE3437534A1 - Explosionskammer

Info

Publication number: DE3437534A1
Application number: DE3437534A
Authority: DE
Inventors: Johnny Karlskoga Ohlson
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Dynasafe Karlskoga Se AB
Priority date: 1983-10-20
Filing date: 1984-10-12
Publication date: 1985-05-02
Anticipated expiration: 2004-10-13
Also published as: SE8305758L; DE3437534C2; SE8305758D0; SE439687B; IT8449038A1; GB2150954A; IT8449038A0; GB8426540D0; IT1178159B; US4632041A; FR2553810B1; GB2150954B; FR2553810A1

Description

Die Erfindung betrifft einen zylindrischen Behälter oder eine Kammer, die Druck und Splitter, die durch eine Explosion, wie beispielsweise eine Verpuffung, oder eine Detonation entstehen, einschließen und zurückhalten kann. Der erfindungsgemäße Behälter dient zum Schutz der Umgebung, indem er kritische Behandlungsoperationen bei der Herstellung von explosiven Substanzen aufnimmt, oder als ein Testbunker für solche explosiven Substanzen und splittererzeugende Waffen oder als ein Lagerraum für explosive Substanzen an sich. Die vorstehend beschriebenen Behälter und Kammern werden im folgenden als "Explosionskammern" bezeichnet.

Heute sind Explosionskammern fast ausnahmslos schwere Betonbunker und dickwandige Stahlbehälter. In den letzten Jahren wurden jedoch auch einige leichtere Konstruktionen vorgeschlagen. Betonbunker geben üblicherweise den notwendigen Schutz, ihr großes Gewicht erfordert jedoch eine Anordnung auf oder unter der Erde und sie sind nur mittels sehr schwerer Fahrzeuge zu bewegen. Eine modernere und leichtere Konstruktion mit einem doppelwandigen Stahlaufbau und dazwischenliegender stoßabsorbierender Schicht aus einem Kunststoff, die ein Vibrieren der Wände verhindert, ist in der DE-OS 31 37 083 beschrieben. Ein anderes Beispiel für eine leichtgewichtige Explosionskammer ist die zylindrische, einwandige Explosionskammer mit verstärkten Endwänden gemäß der SE-PA 8105585-7.

Der bedeutendste Vorteil dieser leichten Explosionskammern ist verglichen mit den vorherigen Arten an Betonbunkern ihr geringes Gewicht. Eine solche leichte Explosionskammer ist nicht mehr an den Untergrund gebunden. Sie können nach anderen Gesichtspunkten als dem Gewicht der Kammer in beliebiger Höhe über dem Boden angeordnet werden. Sie können auch ohne besondere Probleme beweglich ausgebildet werden. Die mögliche Anordnung einer Explosionskammer in beliebiger Höhe über dem Boden ist

insbesondere dann von Interesse, wenn ein einziger gefährlicher Arbeitsschritt bei einem ansonsten sicheren Vorgang eingeschlossen werden soll.

Die vorliegende Konstruktion ist verglichen mit den vorstehend beschriebenen Konstruktionen in erster Linie billiger und leichter herzustellen und zweitens so konstruiert, daß das Einkalkulieren einer überlastung der Innenteile der Explosionskammer in besonders wichtigen Fällen möglich ist, ohne daß die Umgebung unzulässig gefährdet wird. Die Explosionskammer gemäß der Erfindung hat wenigstens im Bereich der schwächsten Teile einen doppelwandigen Aufbau, dessen Außenteil der Belastung standhalten kann, wenn der Innenteil nicht vollständig dieser Belastung standhält. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht darin, daß ein eventuell zerstörter Innenteil vergleichsweise leicht durch einen neuen Innenteil ersetzt werden kann.

Die Explosionskammer gemäß der Erfindung ist ein Beispiel für eine neue Denkrichtung auf dem Gebiet der physikalischen Eigenschaften für solche Konstruktionen. Sie ist so konstruiert, daß die Kraft (Belastung), mit der der Druckanstieg bei der Explosion auf den Innenteil der Explosionskammer wirkt, direkt auf den Innenteil und den Außenteil der Explosionskammer verteilt wird. Es ist andererseits bei doppelwandigen Konstruktionen allgemein

üblich, daß das Innengehäuse nur mit einer direkten oder indirekten Unterstützung durch das Außengehäuse die ganze Kraft (Belastung) aufnehmen muß. Die Verteilung der Kraft (Belastung), mit der der Druckanstieg auf den Innenteil wirkt, wurde dadurch erzielt, daß der Innenteil der Explosionskammer an seinen Stirnwänden zwischen Bügel- oder Trägereinrichtungen eingespannt ist, die außerhalb der Stirnwände angeordnet sind und direkt an der Gehäusewand des Außenteils befestigt sind.

Diese Bügel- oder Trägereinrichtungen übertragen daher die Kraft, mit der eine Explosion auf den Innenteil wirkt, direkt auf die Gehäusewand des Außenteils. Die Gehäusewände der Innen- und Außenteile sind weiterhin mit einem gewissen Abstand zueinander angeordnet, so daß in der Phase nach der Explosion keine Vibrationsgefahr besteht.

Sowohl der Innenteil als auch der Außenteil der Explosionskammer sind mit zylindrischen Gehäusewänden versehen, die wenigstens am Innenteil beidseitig durch, an der Gehäusewand angeschweißte Stirnwände geschlossen sind. Der Innenteil ist innerhalb der Gehäusewand des Außenteils mit einem gewissen Spielraum zwischen den Gehäusewänden festgehalten. Der Innenteil ist mittels Bolzen, Nieten oder Schweißen zwischen Bügel- oder Trägereinrichtungen festgehalten. Diese Bügel- oder Trägereinrichtungen sind zwischen den einander gegenüberliegenden

Flächen der Gehäusewand des Außenteils befestigt. Die Bügel- oder Trägereinrichtungen sind somit mit einem gewissen Abstand zur Kante der Gehäusewand des Außenteils angeordnet. Zwischen den verschiedenen Teilen der Bügel- oder Trägereinrichtungen sind potentielle Türen oder Verschlüsse angeordnet, so daß die Einrichtungen an den Türen oder Verschlüssen jede Kraft (Belastung) aufnehmen können. Diese Türen oder Verschlüsse werden immer zum Inneren der Explosionskammer hin geöffnet. Zwischen solchen Abschnitten der Stirnwände, die außerhalb der Bügel- oder Trägereinrichtungen liegen und der benachbarten Gehäusewand sind bestimmte, radial verlaufende Verstärkungselemente angeordnet, die die Kräfte zwischen den Stirnwänden des Innenteils und dessen Gehäusewand übertragen können.

Die erfindungsgemäße Konstruktion beinhaltet kurzgefaßt, daß der Hauptanteil der auf die Stirnwände des Innenteils wirkenden Druckkräfte mit Hilfe der Bügel- oder Trägereinrichtungen in, im Gehäuse des Außenteils wirkende Zugspannungen umgewandelt wird. Die auf die, außerhalb der Bügel- oder Trägereinrichtung gelegenen Abschnitte der Stirnwände des Innenteils wirkenden Druckkräfte müssen jedoch durch den Innenteil allein aufgenommen werden.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand der folgenden Figuren im einzelnen beschrieben. Es zeigt :

Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt einer Explosionskammer gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht im Schnitt der Kammer gemäß der Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III gemäß Fig. 1; und

Fig. 4 eine Seitenansicht der Explosionskammer gemäß der Fig. 1.

Die Explosionskammer gemäß der Fig. 1-4 besteht aus einem Innenteil 1 und einem Außenteil 2. Der Innenteil ist aufgebaut aus einer rohr- oder zylinderfÖrmigen Gehäusewand 3 und zwei Stirnwänden 4, 5, jeweils mit mittleren Türöffnungen 6, 7, die mit Türen oder Verschlüssen versehen sind, welche in das Innere der Kammer zu öffnen sind. Entlang der Verbindungskanten zwischen der Gehäusewand 3 und den Stirnwänden 4,5 sind eine gewisse Anzahl von dreieckigen Verstärkungselementen 10 festgeschweißt. Der Innenteil 1 ist_f wie aus den Figuren zu ersehen ist, innerhalb des Außenteils 2 angeordnet, wobei

zwischen seiner eigenen Gehäusewand 3 und der Gehäusewand 12 des Außenteils ein gewisser Abstand 11 besteht. Innerhalb jeden Endes der Gehäusewand 12 sind Bügeloder Trägereinrichtungen 13, 14 angeordnet. Jede dieser Bügel- oder Trägereinrichtungen besteht aus zwei vertikal angeordneten Bügeln 15, 16 bzw. 17/ 18 und zwei horizontal angeordneten Bügeln 19, 20 bzw. 21, 22. Diese Bügel sind innerhalb jedes Systems zu einem sehr starken Rahmen miteinander verschweißt. Die vertikal liegenden Bügel sind weiterhin durch geeignete öffnungen 2 3-26 in der Gehäusewand 12 des Außenteils 2 geführt. Um diese öffnungen 23-26 sind die Bügel mit der Gehäusewand verschweißt. Der Innenteil 1 ist zwischen den Bügel- oder Trägereinrichtungen 13, 14 eingeschlossen und mit den Bügeln über Bolzen oder durch Schweißen verbunden. Die Türen oder Verschlüsse 8, 9 sind an den Bügeln an den einander gegenüberliegenden Innenseiten befestigt. Diese Türen werden in der Explosionskammer nach innen geöffnet und sie sind größer als der Abstand zwischen den Bügeln. Die Türöffnungen 6 und 7 in den Stirnwänden 4, 5 sind andererseits größer als die Türen, so daß zwischen diesen keine Vibrationen direkt übertragen werden können. Die vertikal liegenden Bügel 15, 16 und 17, 18 bilden außerhalb der Gehäusewand 12 des Außenteils 2 vier verschiedene Füße zur Lagerung der Explosionskammer. Diese Bügel können auch oberhalb der Gehäusewand herausragen, um vier andere Befestigungspunkte zu bilden.

Die Explosionskammer ist weiterhin mit einem Gitterboden 31 versehen, der in der Fig. 2 nur teilweise dargestellt ist. Die Gehäusewand 3 des Innenteils 1 ist mit vier Sicherheitsfenstern 32 versehen. Die Gehäusewand 12 des Außenteils ist ebenfalls mit vier öffnungen versehen, die mit den Fenstern 32 fluchten. Diese öffnungen 33 können auch gut durch Sicherheitsfenster abgedeckt sein. Wenn der Innenteil so schwer beschädigt ist, daß er ersetzt werden muß, wird die Gehäusewand 12 des Außenteils 12 entlang der gestrichelten Linie 34 auseinander geschnitten und der alte Innenteil wird herausgenommen und durch einen neuen Innenteil ersetzt. Die beiden Hälften des Außenteils werden dann zusammengeschoben und miteinander verschweißt und der neue Innenteil wird wie bereits beschrieben an den Bügeln befestigt.

Die Festigkeitseigenschaften der vorstehend beschriebenen Einrichtung können für verschiedene Kräfte (Belastungen) mit einer großen Genauigkeit berechnet werden. Die in den Figuren dargestellte Explosionskammer besteht aus Stahlblechen mit einer Dicke von 60mm für die Türen, 50mm für die Bügel, 40mm für die Gehäusewand des Innenteils, die Stirnwände und die Verstärkungselemente und 20 mm für die Gehäusewand des Außenteils. Es wurde ein Stahl mit der Bezeichnung OX 602 verwendet.

Die vorstehend beschriebene Explosionskaminer hat sowohl theoretisch als auch bei Versuchen gezeigt, daß sie insbesondere für das Einschließen von splittererzeugenden Explosionen geeignet ist.

Claims

Patentansprüche 10

1. Zylindrischer Behälter oder Kammer aus Metall zum Einschließen von durch eine Explosion, wie beispielsweise eine Verpuffung oder Detonation, erzeugtem hohem Druck und Splittern , dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei ineinanderliegenden Teilen (1 und 2) besteht, wobei der Innenteil (1) aus einer rohrförmigen Gehäusewand (3) besteht, die beidseitig durch Stirnwände (4, 5) geschlossen ist und vollständig von der Gehäusewand (12) des rohrförmigen Außenteils (2) umgeben ist, der Innenteil (1) mit dem Außenteil (2) nur an seinen Stirnwänden (4, 5) verbunden ist und zwischen seiner Gehäusewand (3) und der umgebenden Gehäusewand (12) des Außenteils (2) ein gewisser Abstand (11) besteht.

2. Zylindrischer Behälter oder Kammer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Innenteil (1) mit seinen Stirnwänden (4, 5) zwischen quer zu den Enden des Außenteils (2) liegenden Bügeln oder Trägern (12/ 13) eingespannt ist.

3. Behälter oder Kammer nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , daß die Gehäusewand (12) des Außenteils (2) über die Bügel oder Träger (13,14) zwischen denen der Innenteil (1) eingespannt ist, hinausragt, wobei die Bügel oder Träger (13, 14) in die Gehäusewand (12) des Außenteils eingesetzt und/oder mit dieser verbunden sind.

4. Behälter oder Kammer nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , daß der Innenteil (1) mit den außerhalb jeder Stirnwand (4, 5) liegenden Bügeln oder Trägern (13, 14) durch Schweißen oder Bolzen verbunden ist.

5. Behälter oder Kammer nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungskanten zwischen der Gehäusewand (3) und den Stirnwänden (4, 5) des Innenteils (1) durch radial liegende dreieckige Verstreifungselemente (11) verstärkt sind, die an den Innenseiten der jeweiligen Wände befestigt sind und an solchen Bereichen der Stirnwände (4, 5) verteilt sind, die nicht von den Bügeln oder Träger (13, 14) umschlossen sind.

6. Behälter oder Kammer nach jedem der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , daß eine oder jeder der Stirnwände (4, 5) des Innenteils (1) mit Türen oder Verschlüssen (8, 9) versehen ist, die nach innen öffnen und in jeder Stirnwand in einem/ von den Bügeln oder Trägern (13, 14) umgebenen Bereich angeordnet sind; wobei die Türen oder Verschlüsse (8, 9) im geschlossenen Zustand von den die jeweiligen Stirnwände einschließenden Bügeln oder Trägern getragen werden.

7. Behälter oder Kammer nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den Türen oder Verschlüssen (8, 9) und den jeweiligen Türöffnungen in den Stirnwänden (4, 5) ein gewisser Spielraum ist, der durch die Bügel oder Träger überbrückt ist.

8. Behälter nach jedem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , daß die Festigkeitseigenschaften so berechnet sind, daß die Gehäusewand (3) des Innenteils (1) der schwächste Teil ist.