RU2602544C1 - Kochetov stand for testing destructive elements of buildings and structures - Google Patents

Kochetov stand for testing destructive elements of buildings and structures Download PDF

Info

Publication number
RU2602544C1
RU2602544C1 RU2015133192/03A RU2015133192A RU2602544C1 RU 2602544 C1 RU2602544 C1 RU 2602544C1 RU 2015133192/03 A RU2015133192/03 A RU 2015133192/03A RU 2015133192 A RU2015133192 A RU 2015133192A RU 2602544 C1 RU2602544 C1 RU 2602544C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hole
electromagnet
valve
chamber
spring
Prior art date
Application number
RU2015133192/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Савельевич Кочетов
Original Assignee
Олег Савельевич Кочетов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Савельевич Кочетов filed Critical Олег Савельевич Кочетов
Priority to RU2015133192/03A priority Critical patent/RU2602544C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2602544C1 publication Critical patent/RU2602544C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C3/00Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D17/00Clutches in which the drive is transmitted solely by virtue of the eccentricity of the contacting surfaces of clutch members which fit one around the other
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/12Alarms for ensuring the safety of persons responsive to undesired emission of substances, e.g. pollution alarms

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

FIELD: security systems.
SUBSTANCE: invention relates to safety systems in emergency situations and can be used for explosion protection of buildings and structures, as well as of process equipment. Test bench for breaking elements of buildings and structures includes a explosion chamber, in the upper base of which there is a hole covered with an easy-to-discard breaking element. Chamber is a metal vessel of the volume equal to 500÷1,000 cm3 with the wall thickness of 7÷8 mm, herewith in the upper base of the vessel there is a hole covered with an easy-to-discard element. Square of the hole can be varied by screwing in replaceable rings, herewith the discarding element covers the hole in the ring, above which there is a protective screen fixed, and the second hole is covered by a valve, which is pressed to the hole with the help of an electromagnet and is opened by a spring at opening contacts. Force of the valve and the spring compression is set so, that their total force is equal to the tolerable pressure multiplied by the square of the valve hole. Traction force of the electromagnet can be varied by varying current through a rheostat by means of a movable contact of the rheostat. To measure the electromagnet and spring the electromagnet current value in which is controlled from the same rheostat by switching contacts. To adjust the required difference of forces of the electromagnet and the spring there is a dynamometer, and to form a vapour-air explosive mixture in the chamber there is a plug-evaporator, into which with the help of a burette the required quantity of a flammable liquid is introduced, and the plug is screwed in so, that the liquid vapour through openings in walls of the plug-evaporator enter the explosion chamber and, being mixed with the air, form an explosive mixture. Mixture is ignited by an electric spark from an inductance coil. In one of the end walls of the explosion chamber there is a hole for a union, in which a tube is fixed from a blower closed by a shutoff valve, and in the other opposite located explosion chamber end wall there is a hole for a union closed by a shutoff valve, which serves to maintain pressure in the chamber during evaporation of the liquid. Square of the hole can be varied by screwing in replaceable rings, and the discarding element covers the hole in the ring, above which there is a protective screen fixed.
EFFECT: higher efficiency of protection of buildings, structures and process equipment against explosions.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к системам безопасности в чрезвычайных ситуациях и может быть использовано для взрывозащиты зданий, сооружений, а также технологического оборудования.The invention relates to safety systems in emergency situations and can be used for explosion protection of buildings, structures, as well as technological equipment.

Технологический процесс некоторых производств связан с возможным выделением и скоплением в производственном помещении паров горючих жидкостей, газов или пылей, которые, смешиваясь с воздухом в определенных концентрациях, образуют взрывоопасную среду, - такие производства относятся к категориям А, Б или Е по взрывной и взрывопожарной опасности.The technological process of some industries is associated with the possible emission and accumulation in the production room of vapors of flammable liquids, gases or dusts, which, when mixed with air in certain concentrations, form an explosive atmosphere, such industries belong to categories A, B or E for explosive and fire hazard .

Взрыв газо-, паро- и пылевоздушных смесей вызывает повреждение зданий и оборудования. В качестве защиты зданий от разрушения в них часть ограждающих конструкций выполняют легкосбрасываемыми или легкоразрушающимися.Explosion of gas, steam and dust-air mixtures causes damage to buildings and equipment. As protection of buildings from destruction in them, part of the enclosing structures is performed with easily erasable or easily destructible ones.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является стенд для испытаний разрушающихся элементов конструкций зданий и сооружений со взрывозащитным устройством по патенту РФ №123104 (прототип), содержащий легкосбрасываемый элемент в виде противовзрывной панели, расположенной на покрытия здания или сооружения.The closest technical solution to the claimed object is a bench for testing collapsing structural elements of buildings and structures with an explosion-proof device according to the patent of the Russian Federation No. 123104 (prototype), containing an easy-to-remove element in the form of an explosion-proof panel located on the coating of a building or structure.

Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность срабатывания из-за отсутствия сравнительных испытаний на модельных объектах.A disadvantage of the known solution is the relatively low reliability of operation due to the lack of comparative tests on model objects.

Задачей заявленного объекта является следующее: по допускаемому давлению необходимо подобрать требуемую площадь отверстия и допустимый вес (массу) легкосбрасываемых (разрушающихся) ограждающих устройств на единицу площади ограждаемого проема (отверстия).The objective of the claimed object is the following: according to the permissible pressure, it is necessary to select the required hole area and the permissible weight (mass) of easily erased (collapsing) enclosing devices per unit area of the enclosed opening (hole).

Технически достижимый результат - повышение эффективности защиты зданий, сооружений, а также технологического оборудования от взрывов путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания с помощью разрушающихся элементов конструкций и оценки эффективности легкосбрасываемых ограждающих взрывозащитных устройств при аварийном режиме на объекте и обеспечение возврата этих конструкций в исходное положение после взрыва.A technically achievable result is an increase in the efficiency of explosion protection of buildings, structures, and technological equipment by increasing the speed and reliability of operation with the help of collapsing structural elements and evaluating the effectiveness of easily erasable enclosing explosion-proof devices in emergency mode at the facility and ensuring the return of these structures to their original position after the explosion .

Это достигается тем, что в стенде для испытаний разрушающихся элементов конструкций зданий и сооружений, содержащем взрывную камеру, в верхнем основании которой имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым разрушающимся элементом, содержится взрывная камера, представляющая собой металлический сосуд объемом равным 500÷1000 см3 с толщиной стенок 7÷8 мм, причем в верхнем основании сосуда имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым элементом, а площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец, при этом сбрасываемый элемент перекрывает отверстие в кольце, над которым закрепляется защитный экран, а второе отверстие перекрывается клапаном, который прижимается к отверстию с помощью электромагнита и открывается пружиной при размыкании контактов, причем усилие прижатия клапана и сжатия пружины устанавливается таким образом, чтобы суммарное усилие было равно допускаемому давлению, умноженному на площадь отверстия клапана, т.е.This is achieved by the fact that in the test bench for collapsing structural elements of buildings and structures containing an explosive chamber, in the upper base of which there is an opening blocked by an easily disintegrating collapsing element, an explosive chamber is presented, which is a metal vessel with a volume of 500 ÷ 1000 cm 3 with wall thickness 7 ÷ 8 mm, moreover, in the upper base of the vessel there is a hole covered by an easy-to-clean element, and the area of the hole can be changed by screwing in interchangeable rings, while dumping The element closes the hole in the ring, over which the protective shield is fixed, and the second hole is blocked by a valve that is pressed to the hole with an electromagnet and opened by the spring when the contacts open, and the force of pressing the valve and compressing the spring is set so that the total force is equal to the allowable pressure multiplied by the area of the valve bore, i.e.

ΔF=Fэ.м - Fпр=ΔРд.м Sкл,ΔF = Fe.m - Fpr = ΔRd.m Scl,

где Fэ.м - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м2; Fпр - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, Н: Fпр=(10÷15) gm, где g=9,81 м/с2; m - масса сердечника электромагнита с клапаном, кг; ΔРд.м - допускаемое давление во взрывной камере; Sкл - площадь отверстия клапана, м2, причем тяговое усилие электромагнита может меняться путем изменения тока через реостат посредством подвижного контакта реостата, а для измерения усилия электромагнита и сжатия пружины предусмотрено параллельное устройство электромагнитного клапана, величина тока электромагнита в котором регулируется от того же реостата путем переключения контактов, при этом для настройки требуемой разности усилий электромагнита и пружины имеется динамометр, а для образования паровоздушной взрывоопасной смеси в камере имеется пробка-испаритель, в которую с помощью бюретки вносится требуемое количество легковоспламеняющейся жидкости, и пробка ввинчивается так, что пары жидкости через окна в стенках пробки-испарителя попадают во взрывную камеру и, смешиваясь с воздухом, образуют взрывоопасную смесь, которая поджигается электрической искрой от индукционной катушки, при этом в одной из торцевых стенок взрывной камеры имеется отверстие под штуцер, в котором закреплена трубка от воздуходувки, перекрываемой краном, а в другой оппозитно расположенной торцевой стенке взрывной камеры имеется отверстие под штуцер для трубки, перекрываемой краном, которое служит для поддержания в камере атмосферного давления во время испарения жидкости, при этом площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец, а сбрасываемый элемент перекрывает отверстие в кольце, над которым закрепляется защитный экран.where Fe.m - the force of the electromagnet, pressing the valve to the hole, N / m 2 ; Fpr - spring compression force opening the valve, N: Fpr = (10 ÷ 15) gm, where g = 9.81 m / s 2 ; m is the mass of the core of the electromagnet with the valve, kg; ΔRd.m - allowable pressure in the explosive chamber; Scl is the valve opening area, m 2 , and the traction force of the electromagnet can be changed by changing the current through the rheostat by means of the movable contact of the rheostat, and a parallel device of the solenoid valve is provided for measuring the electromagnet force and compression of the spring, the magnitude of the electromagnet current is regulated from the same rheostat by switching contacts, while for setting the required difference in the efforts of the electromagnet and the spring there is a dynamometer, and for the formation of a vapor-air explosive mixture in There is a vaporizer plug in which the required amount of flammable liquid is introduced using a burette, and the screw is screwed so that the liquid vapor passes through the windows in the walls of the vaporizer tube into the explosive chamber and, mixed with air, form an explosive mixture that is ignited by an electric spark from the induction coil, while in one of the end walls of the explosive chamber there is a hole for the fitting, in which the tube is fixed from the blower, which is blocked by a tap, and in the opposite it is located the end wall of the blast chamber has a hole for the fitting for the tube, which is blocked by a valve, which serves to maintain atmospheric pressure in the chamber during liquid evaporation, while the area of the hole can be changed by screwing interchangeable rings, and the discharged element overlaps the hole in the ring, over which the protective screen.

На фиг. 1 представлена установка для осуществления способа защиты зданий и сооружений с помощью разрушающихся элементов конструкций, на фиг. 2 - график изменения давления во времени на стенки сосуда при взрыве газопаровоздушных смесей; на фиг. 3 - схема противовзрывной панели покрытия (или кровли) взрывоопасного или радиоактивного объекта, на фиг. 4 - вариант противовзрывной панели.In FIG. 1 shows an installation for implementing a method of protecting buildings and structures with the help of collapsing structural elements, FIG. 2 is a graph of pressure over time on the walls of a vessel during the explosion of gas-vapor mixtures; in FIG. 3 is a diagram of an explosion-proof coating panel (or roof) of an explosive or radioactive object, FIG. 4 - option explosion-proof panel.

Стенд для испытаний разрушающихся элементов конструкций зданий и сооружений (фиг. 1) состоит из взрывной камеры 1, представляющей собой металлический сосуд объемом равным 500÷1000 см3 (толщина стенок 7÷8 мм). В верхнем основании сосуда имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым элементом 2. Площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец 21. Сбрасываемый элемент 2 перекрывает отверстие в кольце 21, над которым закрепляется защитный экран 3. Второе отверстие перекрывается клапаном 19, который прижимается к отверстию с помощью электромагнита 12 и открывается пружиной 11 при размыкании контактов 4. Усилие прижатия клапана и сжатия пружины устанавливается таким образом, чтобы суммарное усилие было равно допускаемому давлению, умноженному на площадь отверстия клапана, т.е.The test bench for the collapsing structural elements of buildings and structures (Fig. 1) consists of an explosive chamber 1, which is a metal vessel with a volume of 500 ÷ 1000 cm 3 (wall thickness 7 ÷ 8 mm). In the upper base of the vessel there is an opening overlapped by the easy-to-remove element 2. The area of the opening can be changed by screwing in the replaceable rings 21. The discharge element 2 overlaps the opening in the ring 21, over which the protective shield 3 is fixed. The second opening is blocked by a valve 19, which is pressed against the hole by the electromagnet 12 and opens with a spring 11 when the contacts 4 open. The force of pressing the valve and compressing the spring is set so that the total force is equal to the permissible pressure Multiplied by the valve opening area, i.e.

Figure 00000001
Figure 00000001

где Fэ.м - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м2; Fпр - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, Н: Fпр=(10÷15) gm, где g=9,81 м/с2; m - масса сердечника электромагнита с клапаном, кг; Sкл - площадь отверстия клапана, м2.where Fe.m - the force of the electromagnet, pressing the valve to the hole, N / m 2 ; Fpr - spring compression force opening the valve, N: Fpr = (10 ÷ 15) gm, where g = 9.81 m / s 2 ; m is the mass of the core of the electromagnet with the valve, kg; Scl - the area of the valve opening, m 2 .

Тяговое усилие электромагнита может меняться путем изменения тока через реостат 8 посредством подвижного контакта 9 реостата. Для измерения усилия электромагнита и сжатия пружины предусмотрено параллельное устройство электромагнитного клапана 6, величина тока электромагнита в котором регулируется от того же реостата 8 путем переключения контактов 5. Для настройки требуемой разности усилий электромагнита и пружины имеется динамометр 7. Для образования паровоздушной взрывоопасной смеси в камере имеется пробка-испаритель 18, в которую с помощью бюретки вносится требуемое количество легковоспламеняющейся жидкости, и пробка ввинчивается так, что пары жидкости через окна в стенках пробки-испарителя попадают в камеру и, смешиваясь с воздухом, образуют взрывоопасную смесь.The pulling force of the electromagnet can be changed by changing the current through the rheostat 8 through the movable contact 9 of the rheostat. To measure the force of the electromagnet and the compression of the spring, a parallel device of the electromagnetic valve 6 is provided, the magnitude of the electromagnet current in which is regulated from the same rheostat 8 by switching contacts 5. For setting the required difference in the efforts of the electromagnet and the spring, there is a dynamometer 7. For the formation of a vapor-explosive mixture in the chamber vaporizer plug 18, into which the required amount of flammable liquid is introduced using a burette, and the plug is screwed so that the vapor es windows in the walls of the evaporation tube fall into the chamber and mixed with air to form an explosive mixture.

Поджигается смесь электрической искрой 20 от индукционной катушки 14, включается зажигание кнопкой 13. В одной из торцевых (боковых) стенок взрывной камеры 1 имеется отверстие под штуцер 17, в котором закреплена трубка от воздуходувки 15, перекрываемой краном 16. В другой оппозитно расположенной торцевой (боковой) стенке взрывной камеры 1 имеется отверстие под штуцер 23 для трубки 22, перекрываемой краном 24, которое служит для поддержания в камере 1 атмосферного давления во время испарения жидкости.The mixture is ignited by an electric spark 20 from the induction coil 14, the ignition is turned on by the button 13. In one of the end (side) walls of the explosive chamber 1 there is an opening for the fitting 17, in which the tube from the blower 15, which is blocked by the crane 16. is fixed the side wall of the blast chamber 1 has an opening for a fitting 23 for the tube 22, which is blocked by a valve 24, which serves to maintain atmospheric pressure in the chamber 1 during liquid evaporation.

Инициатором взрыва 13 взрывного осколочного элемента 14 могут быть использованы горючий жидкости. Уравнение окисления стехиометрической смеси:The initiator of the explosion 13 of the explosive fragmentation element 14 can be used in a combustible liquid. The oxidation equation of a stoichiometric mixture:

Figure 00000002
Figure 00000002

где

Figure 00000003
- количество молей кислорода;
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
- количество молей азота, углекислоты и воды
Figure 00000007
; Q - теплота сгорания, ккал/(кг·моль).Where
Figure 00000003
- the number of moles of oxygen;
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
- the number of moles of nitrogen, carbon dioxide and water
Figure 00000007
; Q is the calorific value, kcal / (kg · mol).

Если принять, что вся теплота сгорания реакции окисления идет только на нагрев продуктов сгорания, то температуру взрыва Твзр (адиабатическая температура горения) можно определить из теплового баланса реакции окисления стехиометрической смеси:If we assume that all the heat of combustion of the oxidation reaction goes only to heat the combustion products, then the explosion temperature Twzr (adiabatic combustion temperature) can be determined from the heat balance of the oxidation reaction of the stoichiometric mixture:

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

где

Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
- теплоемкости продуктов сгорания при температуре взрыва.Where
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
- the heat capacity of the combustion products at the temperature of the explosion.

Принимаем при Твзр равной 2000°С: C C O 2 = 11,83  ккал/(кмоль о С )

Figure 00000013
[0,182 Дж/(кмоль·К)], C H 2 O = 10,62  ккал/(кмоль о С )
Figure 00000014
[0,163 Дж/(кмоль·К)],Accepted at Tzvr equal to 2000 ° C: C C O 2 = 11.83 kcal / (kmol about FROM )
Figure 00000013
[0.182 J / (kmol · K)], C H 2 O = 10.62 kcal / (kmol about FROM )
Figure 00000014
[0.163 J / (kmol · K)],

C N 2 = 7,54  ккал/(кмоль о С )

Figure 00000015
[0,115 Дж/(кмоль·К)]. C N 2 = 7.54 kcal / (kmol about FROM )
Figure 00000015
[0.115 J / (kmol · K)].

Расчет необходимого количества взрывчатого вещества, например горючей жидкости, (ацетона С3Н6О) для создания стехиометрической концентрации в помещении определяется по формулеThe calculation of the required amount of explosives, such as flammable liquids (acetone C 3 H 6 O) to create a stoichiometric concentration in the room is determined by the formula

Figure 00000016
Figure 00000016

где М - молекулярный вес жидкости; VК - объем помещения, л; VВ - объем воздуха, необходимый для полного сгорания одной молекулы горючей жидкости, л.where M is the molecular weight of the liquid; V K - the volume of the room, l; V In - the volume of air required for complete combustion of one molecule of a combustible liquid, l.

Figure 00000017
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

где Рбар - барометрическое давление, мм рт. ст.; Vo=22,4 л - объем грамм-молекулы воздуха при 0°С и давлении 760 мм рт. ст.,where P bar - barometric pressure, mm RT. st .; Vo = 22.4 L is the volume of a gram molecule of air at 0 ° C and a pressure of 760 mm Hg. Art.

объем (см3) горючей жидкостиvolume (cm 3 ) of flammable liquid

Figure 00000019
Figure 00000019

где ρ - плотность жидкости, г/см3.where ρ is the density of the liquid, g / cm 3 .

Противовзрывная панель (фиг. 3) состоит из бронированного металлического каркаса 25 с бронированной металлической обшивкой 26 и наполнителем - свинцом 27. В покрытии объекта 31 у проема 32 симметрично относительно оси 33 заделаны четыре опорных стержня 28, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 30, заделанные в панели. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней 28 приварены листы-упоры 29. 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 28 выполнены упругими.The explosion-proof panel (Fig. 3) consists of an armored metal frame 25 with armored metal sheathing 26 and a filler - lead 27. In the coating of the object 31 at the opening 32, four support rods 28 are sealed symmetrically with respect to axis 33, telescopically inserted into fixed support tubes 30, embedded in the panel. To fix the limit position of the panel, the stop sheets 29 are welded to the ends of the support rods 28. In order to damp (soften) shock loads when the panel is returned, the filler is made in the form of a dispersed air-lead system, the lead being made in the form of crumbs, and the supporting the rods 28 are made elastic.

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.The filler may be made in the form of spherical chips of one diameter; in the form of spherical crumbs of different diameters. The filler can be made in the form of crumbs of arbitrary shape of different diametric (maximum external, arbitrary shape, contour of the crumb) size.

Возможен вариант, когда к опорным стержням 28, телескопически вставленным в неподвижные патрубки-опоры 30, заделанные в панели, к которым приварены листы-упоры 29 для фиксации предельного положения панели, прикреплена демпфирующая пластина 38 (фиг. 4), к которой оппозитно панели и в направлении ударной волны присоединено буферное устройство 39, выполненное в виде конуса, вершина которого находится на оси 33 проема 32.A variant is possible when a damping plate 38 is attached to the support rods 28 that are telescopically inserted into the fixed nozzle supports 30, embedded in the panel, to which the support plates 29 are welded to fix the limit position of the panel, (Fig. 4), to which the opposite panels and in the direction of the shock wave attached to the buffer device 39, made in the form of a cone, the apex of which is on the axis 33 of the opening 32.

Это позволяет сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки в начальной стадии развития взрыва.This allows you to dampen (soften) shock loads in the initial stage of explosion development.

Стенд для испытаний разрушающихся элементов конструкций зданий и сооружений работает следующим образом.The test bench for the collapsing structural elements of buildings and structures works as follows.

Если взрыв происходит в полузамкнутом объеме, т.е. в сосуде имеется отверстие, открытое с момента воспламенения смеси, то изменение давления происходит по кривой 2 (фиг. 2). При этом максимальное значение давления РП будет зависеть от отношения площади отверстия к объему сосуда и может быть значительно меньше, чем полное давление взрыва РВ, которое было бы при взрыве в замкнутом сосуде.If the explosion occurs in a semi-closed volume, i.e. in the vessel there is an opening open from the moment of ignition of the mixture, then the pressure changes along curve 2 (Fig. 2). In this case, the maximum value of pressure P P will depend on the ratio of the area of the hole to the volume of the vessel and can be significantly less than the total explosion pressure P B , which would have been an explosion in a closed vessel.

Влияние веса легкосбрасываемых конструкций на величину давления при взрыве объясняется их инерционностью. Чтобы не мешать свободному истечению газов легкосбрасываемая конструкция после разрушения должна быть отброшена на некоторое расстояние от проема. Для этого требуется некоторое время, в течение которого давление успеет возрасти на некоторую величину. На фиг. 2 графически показано изменение давления Р от времени t внутри здания в процессе взрыва и сбрасывания ограждающих конструкций (Р0 - атмосферное давление, t0 - начало взрыва, или момент воспламенения). Если взрыв происходит в замкнутом объеме, например в герметичном стальном сосуде, то давление на стенки сосуда изменяется по кривой 34. Точка РВ соответствует максимальному давлению при взрыве газо- и паровоздушных смесей в замкнутом сосуде. Обычно эта величина составляет 5÷7 кГ/см2 (500÷700 кН/м2).The influence of the weight of easily ejected structures on the pressure value during an explosion is explained by their inertia. In order not to interfere with the free flow of gases, the easy-to-erase structure after destruction must be discarded a certain distance from the opening. This requires some time, during which the pressure has time to increase by a certain amount. In FIG. 2 graphically shows the change in pressure P from time t inside the building during the explosion and dropping of building envelopes (P 0 is atmospheric pressure, t 0 is the beginning of the explosion, or the time of ignition). If the explosion occurs in a closed volume, for example in a sealed steel vessel, then the pressure on the walls of the vessel changes along curve 34. Point P B corresponds to the maximum pressure in the explosion of gas and vapor-air mixtures in a closed vessel. Usually this value is 5 ÷ 7 kg / cm 2 (500 ÷ 700 kN / m 2 ).

При взрыве в сосуде с отверстием, закрытым легкосбрасываемым устройством, изменение давления происходит сначала по кривой 34, т.е. как в замкнутом сосуде, до точки РР (tР), соответствующей моменту разрушения легкосбрасываемого элемента.In an explosion in a vessel with an opening closed by an easily ejected device, the pressure changes first along curve 34, i.e. as in a closed vessel, to the point P P (t P ) corresponding to the moment of destruction of an easily ejected element.

На фиг. 2 представлен график изменения давления во времени на стенки сосуда при взрыве газопаровоздушных смесей: 34 - при взрыве в замкнутом сосуде; 35 - при взрыве в сосуде с отверстием, открытым с момента воспламенения; 36 - при взрыве в сосуде с отверстием, закрытым безынерционным легкосбрасываемым устройством; 37 - при взрыве в сосуде с отверстием, закрытым легкосбрасываемым устройством, имеющим инерционность.In FIG. 2 shows a graph of the pressure over time on the walls of the vessel during the explosion of gas-vapor mixtures: 34 - during the explosion in a closed vessel; 35 - in an explosion in a vessel with an opening open from the moment of ignition; 36 - in case of explosion in a vessel with an aperture closed by an inertia-less easily resettable device; 37 - in case of explosion in a vessel with an opening closed by an easily ejected device having inertia.

Затем, если бы вскрывалось мгновенно, то изменение давления от точки РР (tР) происходило бы по кривой 36. Максимальное давление при этом составляло бы РР (при достаточной площади отверстия). Но так как перемещение легкосбрасываемой конструкции от отверстия из-за ее инерционности происходит за определенное время, то давление будет изменяться по кривой 37 с максимальным значением давления РЛ.Then, if it were opened instantly, then the change in pressure from the point P P (t P ) would occur along curve 36. The maximum pressure would be P P (with a sufficient hole area). But since the movement of the easily ejected structure from the hole due to its inertia occurs in a certain time, the pressure will change along curve 37 with a maximum pressure value P L.

При проектировании легкосбрасываемых устройств основная задача состоит в установлении таких значений площади отверстия (проемов) и характеристик легкосбрасываемых конструкций - веса и прочности, чтобы выполнялось условиеWhen designing easily resettable devices, the main task is to establish such values of the area of the hole (openings) and characteristics of easily resettable structures - weight and strength, so that the condition

Figure 00000020
Figure 00000020

где ΔРПП0; ΔРЛЛ0; ΔРД - допускаемое давление из условия прочности или несущей способности основных конструкций зданий, МПа; Р0 - атмосферное давление, МПа; РЛ - максимальное давление на стенки при взрыве газо- и паровоздушной смеси в сосуде с отверстием, огражденным легкосбрасываемым элементом, МПа; РП - максимальное давление на стенки при взрыве смеси в полузамкнутом объеме, т.е. отверстие открыто с момента воспламенения, МПа.where ΔP P = P P -P 0 ; ΔP L = P L -P 0 ; ΔР D - permissible pressure from the condition of strength or bearing capacity of the main structures of buildings, MPa; P 0 - atmospheric pressure, MPa; P L - the maximum pressure on the walls during the explosion of the gas and vapor-air mixture in the vessel with an opening enclosed by an easy-to-discharge element, MPa; P P - the maximum pressure on the walls during the explosion of the mixture in a semi-closed volume, i.e. the hole is open from the moment of ignition, MPa.

Величина ΔРД должна определяться расчетом конструкций здания на воздействие взрывной нагрузки. При этом ΔРД следует считать заданным. При взрыве в камере небольшого объема давление на стенки сосуда оказывается большим, чем при взрыве в камере большого объема при прочих равных условиях - природы и концентрации горючего газа, площади отверстия на 1 м3 объема, веса легкосбрасываемого ограждающего устройства на 1 м2 площади отверстия. Влияние масштабного фактора становится особенно заметным при переходе от лабораторных условий, т.е. объемов порядка нескольких литров, к натурным условиям, например, к условиям производственных помещений, имеющих объемы порядка нескольких тысяч метров кубических.The value of ΔP D should be determined by the calculation of the building structures for the impact of explosive loads. Moreover, ΔP D should be considered given. With an explosion in a small chamber, the pressure on the walls of the vessel turns out to be greater than with an explosion in a large chamber with all other things being equal - the nature and concentration of combustible gas, the area of the hole per 1 m 3 of volume, the weight of an easily discharged enclosing device per 1 m2 of the area of the hole. The influence of the scale factor becomes especially noticeable during the transition from laboratory conditions, i.e. volumes of the order of several liters, to natural conditions, for example, to the conditions of industrial premises having volumes of the order of several thousand cubic meters.

Величина давления для условий взрыва в производственных помещениях по опытным данным, полученным на лабораторной установке, приближенно может быть определена по формулеThe pressure for the conditions of the explosion in industrial premises according to the experimental data obtained at the laboratory facility, can be approximately determined by the formula

Figure 00000021
Figure 00000021

где ΔРН - избыточное давление на стенки объема в натурных условиях, МПа; ΔРМ - избыточное давление на стенки сосуда на модельной установке, МПа; WН - объем сосуда (помещения) в натурных условиях, м3; WМ - объем взрывной камеры модельной установки, м3; dcp.H, dcp.M - средний диаметр (размер) отверстия натуры и модели соответственно.where ΔР N - excess pressure on the walls of the volume in natural conditions, MPa; ? P M - excess pressure on the vessel wall in the model setup MPa; W N - the volume of the vessel (room) in natural conditions, m 3 ; W M - volume of the explosive chamber of the model installation, m 3 ; d cp.H , d cp.M - average diameter (size) of the hole of nature and model, respectively.

Для заданных условий - объема помещения WН, допускаемого давления РД, природы и концентрации взрывоопасной смеси необходимо определить требуемую площадь отверстия и массу легкосбрасываемого элемента так, чтобы выполнялось условие (2). Для этого сначала из соотношения (2) находят Рд.м для модельной установки:For given conditions - the volume of the room W N , the permissible pressure R D , the nature and concentration of the explosive mixture, it is necessary to determine the required area of the hole and the mass of the easy-to-discharge element so that condition (2) is satisfied. To do this, first from the relation (2) find Rd.m for a model installation:

Figure 00000022
Figure 00000022

Затем опытным путем на лабораторной установке следует определить требуемую величину Ксб и массу сбрасываемого элемента из условия:Then empirically in a laboratory setup should determine the required value of K sb and the mass of the discharged element from the condition:

Figure 00000023
Figure 00000023

где Sотв - площадь отверстия, м2; W - объем взрывной камеры, м3.where Sotv - hole area, m 2 ; W is the volume of the explosive chamber, m 3 .

Защита зданий с помощью легкосбрасываемых или легкоразрушающихся устройств состоит в том, что часть ограждающих конструкций (стен и кровли) делают ослабленными по сравнению с основными конструкциями, разрушение которых привело бы к полному разрушению здания. К легкосбрасываемым или легкоразрушающимся конструкциям относятся окна, если оконные переплеты заполнены обычным оконным стеклом, двери, распашные ворота, фонарные переплеты; конструкции из асбоцементных, алюминиевых и стальных листов с легким утеплителем, специальные плиты покрытия и т.д.Protection of buildings with the help of easily erasable or easily destroyed devices consists in the fact that part of the enclosing structures (walls and roofs) are made weakened in comparison with the main structures, the destruction of which would lead to the complete destruction of the building. Easily erasable or easily collapsing structures include windows if window frames are filled with ordinary window glass, doors, swing gates, lampposts; constructions of asbestos-cement, aluminum and steel sheets with light insulation, special coating plates, etc.

Защитное действие легкосбрасываемых ограждающих конструкций сводится к тому, что они разрушаются в начальной стадии взрыва, когда давление газов (продуктов взрыва) не успело достичь высокого значения и является неопасным для основных (несущих) конструкций. Через проемы, которые образовались в результате разрушения легкосбрасываемых конструкций, избыточные объемы газов (несгоревшей смеси и продуктов взрыва) вытесняются из здания наружу. За счет выброса некоторой части избыточных объемов газа давление и, следовательно, нагрузка на основные конструкции уменьшается по сравнению с той, которая произошла бы при взрыве такой же смеси в замкнутом объеме.The protective effect of easily erasable enclosing structures is that they are destroyed in the initial stage of the explosion, when the pressure of gases (explosion products) has not reached a high value and is harmless to the main (supporting) structures. Through the openings that were formed as a result of the destruction of easily ejected structures, excess volumes of gases (unburned mixture and explosion products) are forced out of the building. Due to the ejection of a certain part of the excess volumes of gas, the pressure and, consequently, the load on the main structures are reduced compared to that which would have occurred if the same mixture had exploded in a closed volume.

Если в здании обеспечить достаточное количество проемов, огражденных легкосбрасываемыми конструкциями, и правильно подобрать их вес и прочность, то давление и соответственно нагрузка на основные конструкции может быть уменьшена до требуемых величин, устанавливаемых из условия прочности или несущей способности основных конструкций.If the building has a sufficient number of openings fenced with easily erasable structures and their weight and strength are correctly selected, then the pressure and, accordingly, the load on the main structures can be reduced to the required values, established from the conditions of strength or bearing capacity of the main structures.

Противовзрывная панель работает следующим образом.The explosion-proof panel operates as follows.

При взрыве внутри производственного помещения (на чертеже не показано) происходит подъем панели от воздействия ударной волны и через открытый проем 32 сбрасывается избыточное давление. После взрыва и спада избыточного давления, опустившись, панель перекрывает проем 32 и вредные вещества не поступают в атмосферу. Для фиксации предельного положения панели служат листы-упоры 29. Для того чтобы сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки при возврате панели, наполнитель металлического каркаса 25 выполнен в виде дисперсной системы воздух - свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни 29 выполнены упругими.In an explosion inside an industrial building (not shown in the drawing), the panel rises from the action of the shock wave and overpressure is released through the open opening 32. After the explosion and the drop in excess pressure, dropping down, the panel closes the opening 32 and harmful substances do not enter the atmosphere. To fix the limit position of the panel, abutment sheets 29 are used. In order to damp (soften) shock loads when the panel is returned, the filler of the metal frame 25 is made in the form of a dispersed air-lead system, moreover, the lead is made in the form of crumbs, and the support rods 29 made elastic.

Использование предложенного технического решения позволяет осуществить предотвращение взрывоопасных объектов от разрушения и снижение поступления вредных веществ в атмосферу при аварийном взрыве.Using the proposed technical solution allows the prevention of explosive objects from destruction and the reduction of harmful substances into the atmosphere during an accidental explosion.

Нормами установлено, что площадь легкосбрасываемых конструкций должна составлять не менее 0,05 м2 на 1 м3 объема взрывоопасного помещения для производств категорий А и Е и не менее 0,03 м2 на 1 м3 - для производств категории Б. Вес легкосбрасываемых конструкций должен составлять не более 120 кГ/м2.The norms established that the area of easily-vented structures should be at least 0.05 m 2 per 1 m 3 of the volume of an explosive room for industries of categories A and E and at least 0.03 m 2 per 1 m 3 for industries of category B. The weight of easily-vented structures should be no more than 120 kg / m 2 .

Применяемые для эксперимента приборы и оборудование.Applied for the experiment instruments and equipment.

Установка состоит из взрывной камеры 1, представляющей собой металлический сосуд объемом равным 500÷1000 см3 (толщина стенок 7÷8 мм). В верхнем основании сосуда имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым элементом 2. Площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец 21. Второе отверстие перекрывается клапаном 19, который прижимается к отверстию с помощью электромагнита 12 и открывается пружиной 11 при размыкании контактов 4. Усилие прижатия клапана и сжатия пружины устанавливается таким образом, чтобы суммарное усилие было равно допускаемому давлению, умноженному на площадь отверстия клапана, т.е.The installation consists of an explosive chamber 1, which is a metal vessel with a volume of 500 ÷ 1000 cm 3 (wall thickness 7 ÷ 8 mm). In the upper base of the vessel there is a hole overlapped by an easy-to-remove element 2. The area of the hole can be changed by screwing in the replaceable rings 21. The second hole is closed by a valve 19, which is pressed against the hole by means of an electromagnet 12 and opens by a spring 11 when the contacts open 4. The force of pressing the valve and compression the spring is set so that the total force is equal to the permissible pressure multiplied by the area of the valve opening, i.e.

Figure 00000024
Figure 00000024

где Fэ.м - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м2; Fпр - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, Н: Fпр=(10÷15) gm, где g=9,81 м/с2; m - масса сердечника электромагнита с клапаном, кг; Sкл - площадь отверстия клапана, м2.where Fe.m - the force of the electromagnet, pressing the valve to the hole, N / m 2 ; Fpr - spring compression force opening the valve, N: Fpr = (10 ÷ 15) gm, where g = 9.81 m / s 2 ; m is the mass of the core of the electromagnet with the valve, kg; Scl - the area of the valve opening, m 2 .

Тяговое усилие электромагнита может меняться путем изменения тока через реостат 8. Для измерения усилия электромагнита и сжатия пружины предусмотрено параллельное устройство электромагнитного клапана 6, величина тока электромагнита в котором регулируется от того же реостата 8 путем переключения контактов 5. Для настройки требуемой разности усилий электромагнита и пружины имеется динамометр 7.The traction force of the electromagnet can be changed by changing the current through the rheostat 8. To measure the electromagnet's force and compress the spring, a parallel solenoid valve 6 is provided, the magnitude of the electromagnet current in which is regulated from the same rheostat 8 by switching contacts 5. To adjust the required difference in the efforts of the electromagnet and the spring there is a dynamometer 7.

Для образования паровоздушной взрывоопасной смеси в камере имеется пробка-испаритель, в которую с помощью бюретки вносится требуемое количество легковоспламеняющейся жидкости и пробка ввинчивается так, что пары жидкости через окна в стенках пробки-испарителя попадают в камеру и, смешиваясь с воздухом, образуют взрывоопасную смесь. Объем жидкости (м3), необходимой для образования паровоздушной смеси заданной концентрации в камере, можно определить по формулеFor the formation of a vapor-air explosive mixture, the chamber has an evaporator plug into which the required amount of flammable liquid is introduced using a burette and the plug is screwed so that the liquid vapor passes through the windows in the walls of the vaporizer plug into the chamber and, when mixed with air, form an explosive mixture. The volume of liquid (m 3 ) necessary for the formation of a vapor-air mixture of a given concentration in the chamber can be determined by the formula

Figure 00000025
Figure 00000025

где WК - объем взрывной камеры, м3; µж - молекулярный вес жидкости; С - объемная концентрация пара, %; Р0 - атмосферное давление, МПа; R - универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль·град); ρж - плотность жидкости, кг/м3; Т - температура, K.where W To - the volume of the explosive chamber, m 3 ; µ W - molecular weight of the liquid; C is the volumetric concentration of steam,%; P 0 - atmospheric pressure, MPa; R is the universal gas constant, J / (kmol · deg); ρ W - the density of the liquid, kg / m 3 ; T is the temperature, K.

Поджигается смесь электрической искрой 20 от индукционной катушки 14, включается зажигание кнопкой 13.The mixture is ignited by an electric spark 20 from the induction coil 14, the ignition is switched on by button 13.

В боковой стенке камеры имеется отверстие под штуцер 17 для трубки от воздуходувки 15, перекрываемой краном 16. Второе отверстие под штуцер 23 для трубки 22, перекрываемой краном 24, служит для поддержания в камере атмосферного давления во время испарения жидкости.In the side wall of the chamber there is an opening for the nozzle 17 for the tube from the blower 15, which is blocked by the valve 16. The second hole for the nozzle 23 for the tube 22, which is blocked by the valve 24, serves to maintain atmospheric pressure in the chamber during liquid evaporation.

Сбрасываемый элемент 2 перекрывает отверстие в кольце 21, над которым закрепляется защитный экран 3.The discharged element 2 overlaps the hole in the ring 21, over which the protective shield 3 is fixed.

Порядок проведения эксперимента.The order of the experiment.

1. Определение требуемой удельной площади отверстия Ксбр.1. Determination of the required specific hole area Xsbr.

Для заданных условий взрыва и заданного ΔРД по формуле (3) определить ΔРд.м для модельной установки. Установить сжатие пружины равное примерно (10÷15) gm. Подобрать ток электромагнита так, чтобы выполнялось равенство (5). Переключить контакты 5 в рабочее положение. Провести первое испытание при максимальном сбросном отверстии, которое при этом закрыть самым легким элементом, например полиэтиленовой пленкой. Если при взрыве смеси клапан 19 не сработал, значит давление не превышало ΔРд.м.For the given conditions of the explosion and the given ΔР Д according to the formula (3), determine ΔРдм for a model installation. Set the spring compression to approximately (10 ÷ 15) gm. Choose the current of the electromagnet so that equality (5) holds. Switch contacts 5 to working position. Carry out the first test at the maximum discharge opening, which is closed with the lightest element, such as plastic wrap. If the valve 19 did not work during the explosion of the mixture, then the pressure did not exceed ΔRd.m.

При следующем испытании отверстие уменьшается (ввинчивается кольцо с меньшим отверстием) и т.д. Если клапан 19 сработает (откроется), то значение площади отверстия, которое было перед тем, как клапан сработал, будет наименьшим, - достаточным для выполнения условия (1).In the next test, the hole is reduced (a ring with a smaller hole is screwed in), etc. If the valve 19 is activated (opens), then the value of the area of the hole, which was before the valve worked, will be the smallest - sufficient to satisfy condition (1).

Для найденной площади отверстия определить отношение Ксб=Sотв/W,For the found area of the hole, determine the ratio of K sat = Sotv / W,

Настройку установки при проведении опытных взрывов следует выполнять в такой последовательности: при открытых отверстиях - сбросного и перекрываемого клапаном 19 и открытых кранах 16 и 24 камеру продувают. В сбросное отверстие ставят (ввинчивают) кольцо с требуемой площадью отверстия. Переключателем 5 включают вспомогательное устройство, на котором устанавливается сжатие пружины и ток электромагнита так, чтобы выполнялось условие (1).The setup of the installation during pilot explosions should be performed in the following sequence: with open holes - the discharge and blocked by valve 19 and open cranes 16 and 24, the chamber is blown. In the discharge hole put (screw) a ring with the desired area of the hole. The switch 5 includes an auxiliary device on which the compression of the spring and the current of the electromagnet are set so that condition (1) is satisfied.

Фиксируют положение подвижного контакта 9 реостата 8 и переключатель 5 ставят в рабочее положение. Тумблером 10 включается ток электромагнита, при этом закрывается клапан и кран 16. В испаритель вносят требуемое количество легковоспламеняющейся жидкости, которое для заданных концентрации и объема взрывной камеры можно определить по формуле (6). После 3÷5-минутной выдержки закрывается кран 24 и подается зажигание включением тумблера 13. Эффективность данной величины площади отверстия фиксируется по срабатыванию или несрабатыванию клапана 19.The position of the movable contact 9 of the rheostat 8 is fixed and the switch 5 is placed in the working position. The toggle switch 10 turns on the current of the electromagnet, while closing the valve and valve 16. The required amount of flammable liquid is introduced into the evaporator, which for a given concentration and volume of the blast chamber can be determined by the formula (6). After 3 ÷ 5-minute exposure, the valve 24 is closed and the ignition is turned on by turning on the toggle switch 13. The effectiveness of this size of the hole area is fixed by the actuation or failure of the valve 19.

2. Определение допустимого веса (массы) сбрасываемого элемента на единицу площади отверстия.2. Determining the allowable weight (mass) of the discharged element per unit area of the hole.

Площадь отверстия устанавливается равная или больше того значения, которое установлено в п. 1. Первое испытание проводится при наиболее легком сбрасываемом элементе. Если клапан 19 не сработал, то следующее испытание проводят при более тяжелом сбрасываемом элементе. Так проводят несколько взрывов, при каждом из которых вес сбрасываемого элемента увеличивают на некоторую величину, пока не сработает клапан 19. Предыдущее перед срабатыванием клапана значение веса сбрасываемого элемента является наибольшим, которое можно допустить, чтобы выполнялось условие (1). Найденное значение веса сбрасываемого элемента надо разделить на площадь отверстия, чтобы получить искомую величину - допустимый вес легкосбрасываемых ограждающих конструкций на единицу площади отверстия (проема). Последовательность настройки установки при проведении опытных взрывов такая же, как и в п. 1.The hole area is set equal to or greater than the value specified in paragraph 1. The first test is carried out with the lightest discharge element. If the valve 19 does not work, then the next test is carried out with a heavier discharge element. Thus, several explosions are carried out, at each of which the weight of the discharged element is increased by a certain amount until the valve 19 is activated. The previous value of the weight of the discharged element is the largest that can be allowed for condition (1) to be fulfilled. The found value of the weight of the discharged element must be divided by the area of the hole in order to obtain the desired value - the permissible weight of the easily discharged enclosing structures per unit area of the hole (opening). The setup sequence for conducting experimental explosions is the same as in paragraph 1.

Claims (1)

Стенд для испытаний разрушающихся элементов конструкций зданий и сооружений, содержащий взрывную камеру, в верхнем основании которой имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым разрушающимся элементом, состоит из взрывной камеры, представляющей собой металлический сосуд объемом равным 500÷1000 см3 с толщиной стенок 7÷8 мм, причем в верхнем основании сосуда имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым элементом, а площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец, при этом сбрасываемый элемент перекрывает отверстие в кольце, над которым закрепляется защитный экран, а второе отверстие перекрывается клапаном, который прижимается к отверстию с помощью электромагнита и открывается пружиной при размыкании контактов, причем усилие прижатия клапана и сжатия пружины устанавливается таким образом, чтобы суммарное усилие было равно допускаемому давлению, умноженному на площадь отверстия клапана, т.е.
ΔF=Fэ.м-Fпр=ΔРд.м Sкл,
где Fэ.м - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м2;
Fпр - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, Н;
Fпр=(10÷15) gm, где g=9,81 м/с2;
m - масса сердечника электромагнита с клапаном, кг;
ΔРд.м - допускаемое давление во взрывной камере;
Sкл - площадь отверстия клапана, м2,
причем тяговое усилие электромагнита может меняться путем изменения тока через реостат посредством подвижного контакта реостата, а для измерения усилия электромагнита и сжатия пружины предусмотрено параллельное устройство электромагнитного клапана, величина тока электромагнита в котором регулируется от того же реостата путем переключения контактов, при этом для настройки требуемой разности усилий электромагнита и пружины имеется динамометр, а для образования паровоздушной взрывоопасной смеси в камере имеется пробка-испаритель, в которую с помощью бюретки вносится требуемое количество легковоспламеняющейся жидкости, и пробка ввинчивается так, что пары жидкости через окна в стенках пробки-испарителя попадают во взрывную камеру и, смешиваясь с воздухом, образуют взрывоопасную смесь, которая поджигается электрической искрой от индукционной катушки, при этом в одной из торцевых стенок взрывной камеры имеется отверстие под штуцер, в котором закреплена трубка от воздуходувки, перекрываемой краном, а в другой оппозитно расположенной торцевой стенке взрывной камеры имеется отверстие под штуцер для трубки, перекрываемой краном, которое служит для поддержания в камере атмосферного давления во время испарения жидкости, при этом площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец, а сбрасываемый элемент перекрывает отверстие в кольце, над которым закрепляется защитный экран, при этом легкосбрасываемый элемент содержит металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем, причем в торцах каркаса расположены четыре неподвижных патрубка-опоры, а в покрытии взрывоопасного объекта жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели, при этом наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух - свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, опорные стержни выполнены упругими, отличающийся тем, что к опорным стержням легкосбрасываемого элемента, телескопически вставленным в неподвижные патрубки-опоры, заделанные в панели, к которым приварены листы-упоры для фиксации предельного положения панели, прикреплена демпфирующая пластина, к которой оппозитно панели и в направлении ударной волны присоединено буферное устройство, выполненное в виде конуса, вершина которого находится на оси проема, а в качестве легковоспламеняющейся жидкости используется ацетон, расчет необходимого количества которого для создания стехиометрической концентрации во взрывной камере, представляющей собой металлический сосуд объемом равным 500÷1000 см3 с толщиной стенок 7÷8 мм, определяется по формуле
g = M V к V в ;
Figure 00000026

где М - молекулярный вес жидкости;
Vк - объем взрывной камеры, л;
Vв - объем воздуха, необходимый для полного сгорания одной молекулы горючей жидкости, л;
V к = (n 02 + n N2 )V 1 ;
V 1 = V 0 760 ( t + 273 ) 273 P б а р ;
Figure 00000027

где Рбар - барометрическое давление, мм рт.ст.;
Vo=22,4 л - объем грамм-молекулы воздуха при 0°С и давлении 760 мм рт.ст., объем (см3) горючей жидкости
V = g/ρ,
где ρ - плотность жидкости, г/см3.
The test bench for collapsing structural elements of buildings and structures, containing an explosive chamber, in the upper base of which there is an opening blocked by an easily disintegrating collapsing element, consists of an explosive chamber, which is a metal vessel with a volume of 500 ÷ 1000 cm 3 with a wall thickness of 7 ÷ 8 mm, moreover, in the upper base of the vessel there is an opening overlapped by an easily ejected element, and the area of the opening can be changed by screwing interchangeable rings, while the ejected element overlaps from The hole in the ring over which the protective shield is fixed, and the second hole is blocked by a valve that is pressed to the hole with an electromagnet and opened by the spring when the contacts open, and the force of pressing the valve and compressing the spring is set so that the total force is equal to the allowable pressure multiplied per valve opening area, i.e.
ΔF = Fe.m-Fpr = ΔRd.m Scl,
where Fe.m - the force of the electromagnet, pressing the valve to the hole, N / m 2 ;
Fpr - spring compression force, opening valve, N;
Fpr = (10 ÷ 15) gm, where g = 9.81 m / s 2 ;
m is the mass of the core of the electromagnet with the valve, kg;
ΔRd.m - allowable pressure in the explosive chamber;
Scl - valve opening area, m 2 ,
moreover, the traction force of the electromagnet can be changed by changing the current through the rheostat by means of the movable contact of the rheostat, and for measuring the force of the electromagnet and compressing the spring, a parallel solenoid valve device is provided, the magnitude of the electromagnet current in which is regulated from the same rheostat by switching contacts, while setting the required difference the efforts of the electromagnet and the spring have a dynamometer, and for the formation of a vapor-air explosive mixture in the chamber there is a vaporizer plug, in which, with the help of a burette, the required amount of flammable liquid is introduced, and the cork is screwed so that the vapor of the liquid through the windows in the walls of the cork-evaporator enters the explosive chamber and, mixed with air, form an explosive mixture that is ignited by an electric spark from the induction coil, while one of the end walls of the explosive chamber has a hole for the fitting in which the tube is fixed from the blower, which is blocked by a tap, and in the other opposite end wall of the explosive chamber and there is a hole for the fitting for the tube, which is blocked by a tap, which serves to maintain atmospheric pressure in the chamber during liquid evaporation, while the area of the hole can be changed by screwing interchangeable rings, and the discharged element overlaps the hole in the ring above which the protective shield is fixed, while the easy-to-clean element contains a metal armored frame with metal armored casing and filler, and at the ends of the frame there are four fixed branch pipes-supports, and This explosive object is rigidly sealed with four support rods, which are telescopically inserted into the fixed nozzles-supports of the panel, the filler is made in the form of a dispersed air-lead system, the lead being made in the form of a crumb, the supporting rods are made elastic, characterized in that the supporting rods of the easy-to-eject element, telescopically inserted into the fixed support pipes, embedded in the panel, to which the stop plates are welded to fix the limit position of the panel, is damped I’m a plate to which a buffer device made in the form of a cone, the top of which is located on the axis of the opening, is attached to the opposite panel and in the direction of the shock wave, and acetone is used as a flammable liquid, the calculation of the required amount of which is necessary to create a stoichiometric concentration in the blast chamber, which is a metal vessel with a volume equal to 500 ÷ 1000 cm 3 with a wall thickness of 7 ÷ 8 mm, is determined by the formula
g = M V to V at ;
Figure 00000026

where M is the molecular weight of the liquid;
V to - the volume of the explosive chamber, l;
V in - the volume of air required for complete combustion of one molecule of a combustible liquid, l;
V k = (n 02 + n N2 ) V 1 ;
V 1 = V 0 760 ( t + 273 ) 273 P b but R ;
Figure 00000027

where P bar - barometric pressure, mm Hg;
Vo = 22.4 l - the volume of a gram molecule of air at 0 ° C and a pressure of 760 mm Hg, volume (cm 3 ) of combustible liquid
V = g / ρ,
where ρ is the density of the liquid, g / cm 3 .
RU2015133192/03A 2015-08-10 2015-08-10 Kochetov stand for testing destructive elements of buildings and structures RU2602544C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015133192/03A RU2602544C1 (en) 2015-08-10 2015-08-10 Kochetov stand for testing destructive elements of buildings and structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015133192/03A RU2602544C1 (en) 2015-08-10 2015-08-10 Kochetov stand for testing destructive elements of buildings and structures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2602544C1 true RU2602544C1 (en) 2016-11-20

Family

ID=57760181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015133192/03A RU2602544C1 (en) 2015-08-10 2015-08-10 Kochetov stand for testing destructive elements of buildings and structures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2602544C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2651970C1 (en) * 2017-05-31 2018-04-24 Олег Савельевич Кочетов Method of industrial buildings explosion protection
RU2651971C1 (en) * 2017-05-31 2018-04-24 Олег Савельевич Кочетов Method of explosion protection with damper device
RU2657524C1 (en) * 2017-05-31 2018-06-14 Олег Савельевич Кочетов Stand for testing explosive protection of buildings and installations

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3820435A (en) * 1972-05-11 1974-06-28 Atomic Energy Commission Confinement system for high explosive events
SU941603A1 (en) * 1980-11-21 1982-07-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Угольный Институт Bed for testing hydraulic jacks and props
RU123104U1 (en) * 2012-04-27 2012-12-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России" (федеральный центр науки и высоких технологий) BENCH FOR TESTING OF DESTRUCTIVE ELEMENTS OF BUILDINGS AND STRUCTURES DESIGNS
RU2544901C1 (en) * 2014-01-29 2015-03-20 Олег Савельевич Кочетов Explosion-proof device of kochetov with security indicator on explosive element
RU2548427C1 (en) * 2014-05-15 2015-04-20 Олег Савельевич Кочетов Kochetov's method of explosion protection of industrial buildings
RU2549677C1 (en) * 2014-04-16 2015-04-27 Олег Савельевич Кочетов Device for forecast of emergency development during accident at explosive dangerous object

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3820435A (en) * 1972-05-11 1974-06-28 Atomic Energy Commission Confinement system for high explosive events
SU941603A1 (en) * 1980-11-21 1982-07-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Угольный Институт Bed for testing hydraulic jacks and props
RU123104U1 (en) * 2012-04-27 2012-12-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России" (федеральный центр науки и высоких технологий) BENCH FOR TESTING OF DESTRUCTIVE ELEMENTS OF BUILDINGS AND STRUCTURES DESIGNS
RU2544901C1 (en) * 2014-01-29 2015-03-20 Олег Савельевич Кочетов Explosion-proof device of kochetov with security indicator on explosive element
RU2549677C1 (en) * 2014-04-16 2015-04-27 Олег Савельевич Кочетов Device for forecast of emergency development during accident at explosive dangerous object
RU2548427C1 (en) * 2014-05-15 2015-04-20 Олег Савельевич Кочетов Kochetov's method of explosion protection of industrial buildings

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2651970C1 (en) * 2017-05-31 2018-04-24 Олег Савельевич Кочетов Method of industrial buildings explosion protection
RU2651971C1 (en) * 2017-05-31 2018-04-24 Олег Савельевич Кочетов Method of explosion protection with damper device
RU2657524C1 (en) * 2017-05-31 2018-06-14 Олег Савельевич Кочетов Stand for testing explosive protection of buildings and installations

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU123104U1 (en) BENCH FOR TESTING OF DESTRUCTIVE ELEMENTS OF BUILDINGS AND STRUCTURES DESIGNS
RU2520670C1 (en) Device of opening size selection for relief constructional element and its weight, designed to protect buildings and structures against explosions
RU2458213C1 (en) Device to protect buildings and structures using damaged structure elements
RU2602544C1 (en) Kochetov stand for testing destructive elements of buildings and structures
RU2515013C1 (en) Bench to test explosion-proof structures of buildings and facilities
Pekalski et al. A review of explosion prevention and protection systems suitable as ultimate layer of protection in chemical process installations
RU2585794C1 (en) Kochetov stand for testing destructive elements of buildings and structures
Turgut et al. LPG explosion damage of a reinforced concrete building: A case study in Sanliurfa, Turkey
RU2571773C2 (en) Device to test explosion protection of buildings and structures
RU2526601C1 (en) Explosionproof membrane test bench
RU2459050C1 (en) Method to select opening size for blast relief element of structure and its weight designed to protect buildings and structures against explosions
Mueschke et al. Measurement of gas detonation blast loads in semiconfined geometry
RU2517331C1 (en) Device to protect buildings and structures by means of damaged elements of structures
RU2635689C1 (en) Stand for testing destructive elements of building and facility structures
RU2657524C1 (en) Stand for testing explosive protection of buildings and installations
RU2576332C1 (en) Kochetov(s stand for testing destructive elements of buildings and structures
RU2602548C1 (en) Test bench for breaking elements of buildings and structures
Prugh The effects of explosive blast on structures and personnel
Zdzisław et al. Splinters forming during LPG tank explosion
CN104020272B (en) Explosion simulation testing device capable of controlling explosible mixed gas proportion in mine
RU2646973C2 (en) Test bench for verifying size of hole for anti-explosion panel
RU2552425C1 (en) Device for selection of hole size for easy detachable element of construction and its mass, designed to protect buildings and structures from explosions
Xingqing et al. Secondary explosions in relief duct during aluminum dust explosion venting
Russo et al. Derivation of risk areas associated with high-pressure natural-gas pipelines explosions including effects on structural components
RU2632602C1 (en) Device for selecting hole size for easy-detachable construction element and its mass intended for protection of buildings and structures against explosions