RU2590038C1 - Стенд кочетова для определения эффективности предохранительных конструкций - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области испытаний взрывозащитных конструкций технологического оборудования. Стенд содержит размещенный в испытательном боксе макет взрывоопасного объекта с установленным в нем взрывным осколочным элементом с инициатором взрыва, защитный чехол с поддоном, выполненные в виде единой замкнутой конструкции, образованной вокруг упомянутого макета, систему мониторинга и обработки информации о взрывоопасной зоне, транспортную систему для перемещения поддона с макетом и подвесную систему для крепления защитного чехла. В потолочной части макета выполнен проем с размещенной в нем взрывозащитной панелью, установленной по свободной посадке на упругих стержнях с листами-упорами. Стенд снабжен демпфирующим элементом для демпфирования ударных нагрузок взрывозащитной панели о листы-упоры. Взрывозащитная панель выполнена в виде металлического бронированного каркаса с металлической бронированной обшивкой, а во внутренней полости демпфирующего элемента и взрывозащитной панели размещен наполнитель в виде дисперсной системы воздух-свинец. Использование изобретения позволяет повысить эффективность защиты технологического оборудования от взрывов. 2 ил.

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взрывозащиты технологического оборудования.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является способ определения эффективности взрывозащитного устройства по а.с. СССР №593019, F16D 3/04, 1976 г. (прототип), в котором испытывают корпус клапана, затвор, теплоизолирующий и разрывной элементы.

Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность срабатывания разрывной мембраны.

Технический результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания разрывных элементов.

Это достигается тем, что в стенде для определения эффективности предохранительных конструкций, содержится размещенный в испытательном боксе макет взрывоопасного объекта, с установленным в нем взрывным осколочным элементом с инициатором взрыва, защитный чехол и поддон, при этом чехол с поддоном представляют собой единую замкнутую конструкцию, образованную вокруг макета взрывоопасного объекта, а макет оборудован транспортной и подвесной системами, при этом защитный чехол выполнен многослойным и состоящим из обращенного внутрь к макету алюминиевого слоя, затем резинового и перкалевого слоев, а подвесная система состоит из комплекта скоб и растяжек, размещенных на защитном чехле, а также необходимого количества анкерных крюков в потолке, стенах и полу испытательного бокса, а внутри макета взрывоопасного объекта, по его внутреннему и внешнему периметрам, установлены видеокамеры видеонаблюдения, выполненные во взрывозащитном исполнении, а выходы с видеокамер соединены с блоком записывающей и регистрирующей аппаратуры, выход которого соединен с блоком анализаторов записанных осциллограмм протекающих процессов, причем в потолочной части макета выполнен проем, который закрыт взрывозащитным элементом, установленным по свободной посадке на трех упругих штырях, один конец, каждого из которых, жестко вмонтирован в потолок макета, а на втором имеется горизонтальная перекладина, а между взрывным осколочным элементом и проемом, выполненным в потолочной части макета, и закрытым взрывозащитным элементом, по фронту движения взрывной волны установлен трехкоординатный датчик давления во взрывозащитном исполнении, выход которого соединен со входом блока записывающей и регистрирующей аппаратуры, причем по обе стороны от датчика давления расположены датчики температуры и влажности, контролирующие термовлажностный режим в макете, выходы которых также соединены со входом блока записывающей и регистрирующей аппаратуры, а внутренние и внешние поверхности ограждений макета обклеены тензодатчиками, выходы которых также соединены со входом блока записывающей и регистрирующей аппаратуры.

На фиг. 1 показана принципиальная схема стенда для определения эффективности предохранительных конструкций, на фиг. 2 представлен вариант противовзрывной панели.

Стенд для определения эффективности предохранительных конструкций содержит макет 1 взрывоопасного объекта, с установленным в нем взрывным осколочным элементом 14 с инициатором взрыва 13, защитный чехол 2 и поддон 3, при этом чехол с поддоном представляют собой единую замкнутую конструкцию, образованную вокруг макета 1 взрывоопасного объекта, размещенного в испытательном боксе 8. Кроме того, макет 1 оборудован транспортной 6 и подвесной 5 системами, а защитный чехол 2 выполнен многослойным и состоящим из обращенного внутрь к макету 1 алюминиевого слоя, затем резинового и перкалевого слоев. Подвесная система состоит из комплекта скоб и растяжек 5, размещенных на защитном чехле, а также необходимого количества анкерных крюков (петель) в потолке, стенах и полу испытательного бокса 8. Транспортная система 6 предназначена для удаления разрушенного макета 1 после проведения испытаний из испытательного бокса 8 вместе с защитным чехлом 2.

Транспортная система представляет собой тележку с дышлом. На раме тележки крепятся проставки, на которые устанавливаются и крепятся поддон и макет 1. Внутри макета 1 взрывоопасного объекта, по его внутреннему и внешнему периметрам, установлены видеокамеры 7 и 4 видеонаблюдения за процессом развития ЧС, смоделированной посредством взрывного осколочного элемента 14 с инициатором взрыва 13, причем видеокамеры 4 и 7 выполнены во взрывозащитном исполнении, а выходы с видеокамер через внутреннюю полость проставок 10 соединены с блоком 17 записывающей и регистрирующей аппаратуры, выход которого соединен с блоком анализаторов 18 записанных осциллограмм протекающих процессов изменения технологических параметров в макете 1 взрывоопасного объекта. В потолочной части макета 1 выполнен проем 15, который закрыт взрывозащитным элементом 16, установленным по свободной посадке на трех упругих штырях 19, один конец, каждого из которых, жестко вмонтирован в потолок макета 1, а на втором имеется горизонтальная перекладина. Между взрывным осколочным элементом 14 и проемом 15, выполненным в потолочной части макета 1 и закрытым взрывозащитным элементом 16, по фронту движения взрывной волны установлен трехкоординатный датчик давления 9 во взрывозащитном исполнении, выход которого соединен со входом блока 17 записывающей и регистрирующей аппаратуры. По обе стороны от датчика давления 9 расположены датчики температуры 20 и влажности 21, контролирующие термовлажностный режим в макете 1, выходы которых также соединены со входом блока 17 записывающей и регистрирующей аппаратуры. Внутренние поверхности ограждений макета 1 обклеены тензодатчиками 12 (тензорезисторами), а внешние - тензодатчиками 11, выходы которых также соединены со входом блока 17 записывающей и регистрирующей аппаратуры. После проведения подготовительных к подрыву операций с макетом 1 и взрывным осколочным элементом 14 с инициатором взрыва 13, выведения и герметизации коммуникаций и подсоединения соответствующих электрических цепей, чехол монтируется вокруг макетом 1, герметично соединяется с поддоном и растягивается с помощью подвесной системы, образуя замкнутое герметичное пространство (объем) вокруг макета 1.

Стенд для определения эффективности предохранительных конструкций работает следующим образом.

В испытательном боксе 8 устанавливают макет 1 взрывоопасного объекта, а по его внутреннему и внешнему периметрам устанавливают видеокамеры 7 и 4 видеонаблюдения за процессом развития чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте, которую моделируют посредством установки в макете 1 взрывного осколочного элемента 14 с инициатором взрыва 13, при этом видеокамеры 4 и 7 выполняют во взрывозащитном исполнении, а выходы с видеокамер через внутреннюю полость проставок 10 соединяют с блоком 17, и производят запись и регистрацию протекающих процессов изменения технологических параметров в макете 1, после чего регистрируют посредством системы анализаторов 18 записанных осциллограмм протекающих процессов изменения технологических параметров в макете 1 взрывоопасного объекта. В потолочной части макета 1 выполняют проем 15, который закрывают взрывозащитным элементом 16, установленным по свободной посадке на трех упругих штырях 19, один конец, каждого из которых, жестко фиксируют в потолке макета 1, а на втором крепят горизонтальную перекладину. Между взрывным осколочным элементом 14 и проемом 15, устанавливают трехкоординатный датчик давления 9 во взрывозащитном исполнении, выход которого соединяют со входом блока 17 записывающей и регистрирующей аппаратуры, а по обе стороны от датчика давления 9 располагают датчики температуры 20 и влажности 21, контролирующие термовлажностный режим в макете 1, выходы которых также соединяют со входом блока 17 записывающей и регистрирующей аппаратуры. Внутренние поверхности ограждений макета 1 обклеивают тензодатчиками 12 (тензорезисторами), а внешние - тензодатчиками 11, выходы которых также соединяют со входом блока 17 записывающей и регистрирующей аппаратуры. После обработки полученных экспериментальных данных составляют математическую модель, прогнозирующую аварии на взрывоопасном объекте.

Противовзрывная панель (фиг. 2) состоит из бронированного металлического каркаса 19 с бронированной металлической обшивкой 20 и наполнителем - свинцом 21. В покрытии объекта 25 у проема 26 симметрично относительно оси 27 заделаны четыре опорных стержня 22, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 24, заделанные в панели. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней 22 приварены листы-упоры 23. Для того, чтобы сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки при возврате панели наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни 22 могут быть выполнены упругими.

Наполнитель может быть выполнен по форме в виде шарообразной крошки одного диаметра; в виде шарообразной крошки разного диаметра. Наполнитель может быть выполнен в виде крошки произвольной формы разного диаметрального (максимального по внешнему, произвольной формы, контуру крошки) размера.

Противовзрывная панель служит для фиксации предельного положения панели при взрывной нагрузке. К торцам опорных упругих стержней 22 с листами-упорами 23, прикреплен демпфирующий элемент 28 (фиг. 2), предназначенный для демпфирования ударных нагрузок панели о листы-упоры 23.

Демпфирующий элемент 28 прикреплен оппозитно панели и направлен в ее сторону, т.е. навстречу ее движению во время взрыва.

Демпфирующий элемент 28 выполнен в виде объемного тела с внутренней полостью и поверхностями, эквидистантными поверхностям панели, при этом его внутренняя полость заполнена дисперсной системы воздух-свинец, а свинец выполнен в виде крошки, шарообразной формы.

Противовзрывная панель работает следующим образом.

При взрыве внутри производственного помещения (на чертеже не показано) происходит подъем панели 19 от воздействия ударной волны и через открытый проем 28 сбрасывается избыточное давление.

При взрывном движении вверх панели по упругим стержням 22 она встречает на своем пути демпфирующий элемент 28, при взаимодействии с котором происходит гашение энергии взрыва.

После взрыва и спада избыточного давления, опустившись, панель перекрывает проем 26 и вредные вещества не поступают в атмосферу. Для фиксации предельного положения панели служат листы-упоры 23. Для того, чтобы сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки при возврате панели наполнитель металлического каркаса 19 выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни 22 могут быть выполнены упругими.

Использование предложенного технического решения позволяет осуществить предотвращение взрывоопасных объектов от разрушения и снижение поступления вредных веществ в атмосферу при аварийном взрыве.

Claims (1)

1. Стенд для испытаний взрывозащитных элементов конструкций, содержащий размещенный в испытательном боксе макет взрывоопасного объекта с установленным в нем взрывным осколочным элементом с инициатором взрыва, защитный чехол с поддоном, выполненные в виде единой замкнутой конструкции, образованной вокруг упомянутого макета, систему мониторинга и обработки информации о взрывоопасной зоне, транспортную систему для перемещения поддона с макетом и подвесную систему для крепления защитного чехла, причем защитный чехол выполнен многослойным и состоящим из алюминиевого слоя, обращенного внутрь к макету, резинового и перкалевого слоев, подвесная система включает в себя скобы, установленные на защитном чехле, анкерные крюки, размещенные на потолке, стенах и полу испытательного бокса, и растяжки, закрепленные между упомянутыми скобами и крюками, а в потолочной части макета выполнен проем с размещенной в нем взрывозащитной панелью, установленной по свободной посадке посредством патрубков-опор, неподвижно заделанных в упомянутую панель, на четырех упругих стержнях, одним концом жестко вмонтированных в потолок макета, а на втором конце которых установлены листы-упоры, при этом система мониторинга и обработки информации выполнена в виде блока записывающей и регистрирующей аппаратуры, выход которого соединен с блоком анализаторов записанных осциллограмм взрывных процессов в упомянутом макете, видеокамер во взрывозащитном исполнении, установленных внутри упомянутого макета по его внутреннему и внешнему периметрам, трехкоординатного датчика давления во взрывозащитном исполнении, установленного по фронту движения взрывной волны между взрывным осколочным элементом и проемом, выполненным в потолочной части макета, датчиков температуры и влажности для контроля термовлажностного режима в упомянутом макете, расположенных по обе стороны от упомянутого датчика давления, и тензодатчиков, наклеенных на внутренние и внешние поверхности ограждений макета, причем выходы упомянутых видеокамер, датчиков давления, температуры, влажности и тензодатчиков соединены со входами блока записывающей и регистрирующей аппаратуры, отличающийся тем, что он снабжен демпфирующим элементом для демпфирования ударных нагрузок взрывозащитной панели о листы-упоры, прикрепленным к торцам упомянутых упругих стержней с листами-упорами оппозитно взрывозащитной панели и направленным в ее сторону, при этом демпфирующий элемент выполнен в виде тела с внутренней полостью, и поверхностями, эквидистантными поверхностям взрывозащитной панели, которая выполнена в виде металлического бронированного каркаса с металлической бронированной обшивкой, а во внутренней полости демпфирующего элемента и взрывозащитной панели размещен наполнитель в виде дисперсной системы воздух-свинец, причем свинец используется в виде крошки.

Images