RU2639208C1

RU2639208C1 - Blast resistant panel

Info

Publication number: RU2639208C1
Application number: RU2017113884A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2017-04-21
Publication date: 2017-12-20

Abstract

FIELD: fire safety.

SUBSTANCE: blast resistant panel with emergency warning system contains the metal armoured frame with the metal armoured shell and the lead filler, which has four fixed support sleeves in the ends, and four support rods are rigidly embedded in the cover of the explosive object, which are telescopically inserted into the fixed support sleeves of the panel, the filler is made in the form of the air-lead disperse system. The lead is made in the form of crumbs, and the support rods are made elastic. The additional elements are attached to the support rods ends from the side turned to the metal frame, which damp the blast effect, the emergency warning system is installed between the additional elements and metal frame and it has the safety indicator, fastened between the flanges, which are rigidly fixed on the metal frame armoured shell top part of the blast panel and at the explosive object cover top, intended to drop the excessive pressure. The safety indicator consists of the sensor, responding to deformation, such as the resistance strain gage, the output of which is connected to the signal amplifier, such as the strain gauge amplifier, and the strain gauge amplifier output is connected to the emergency warning system input. The elastic damping elements are fixed in the upper part of the support rods so, that one end of which is rigidly connected to its base by the support sheets, and the other - is free. Each of the elastic damping elements are made in the form of at least two compound springs, one end of which is rigidly fixed at the support sheets, and the second is fixed on the bushing, freely positioned on the rod, coaxially to the rod, and the protective bushing, made of the rapidly degradable material, for example a triplex glass, is installed between the support sheets and the bushing, freely positioned on the rod.

EFFECT: blast protective devices operation reliability improvement in case of emergency blast at the facility, and provision of these structures return into the original position after the blast.

4 dwg

Description

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения со встроенной системой оповещения о чрезвычайной ситуации (ЧС).The invention relates to protective devices used in explosive and radioactive objects, such as easily erasable panels and roofs, explosion-proof fencing with a built-in emergency warning system.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является противовзрывная панель по патенту РФ №2334063, Кл. Е04В 1/92, (прототип), состоящая из бронированного металлического каркаса с бронированной металлической обшивкой и наполнителем - свинцом. В покрытии объекта у проема заделаны четыре опорных стержня, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры, заделанные в панели. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней приварены листы-упоры.The closest technical solution to the claimed object is an explosion-proof panel according to the patent of the Russian Federation No. 2334063, Cl. ЕВВ 1/92, (prototype), consisting of an armored metal frame with armored metal casing and a filler - lead. In the coating of the object near the opening, four support rods are embedded that are telescopically inserted into fixed support pipes embedded in the panel. To fix the limit position of the panel, stop plates are welded to the ends of the support rods.

Технически достижимый результат - повышение надежности срабатывания взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте и обеспечение возврата этих конструкций в исходное положение после взрыва.A technically achievable result is an increase in the reliability of operation of explosion-proof devices during an emergency explosion at the facility and ensuring the return of these structures to their original position after the explosion.

Это достигается тем, что в панели противовзрывной с системой оповещения о чрезвычайной ситуации, содержащей металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющей в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры, а в покрытии взрывоопасного объекта жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели, наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух - свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни выполнены упругими, при этом к торцам опорных стержней со стороны, обращенной к металлическому каркасу, прикреплены дополнительные элементы, демпфирующие воздействие ударной волны, между дополнительными элементами и металлическим каркасом установлена система оповещения о чрезвычайной ситуации с индикатором безопасности, закрепленным между фланцами, которые жестко закреплены на верхней части бронированной металлической обшивки металлического каркаса противовзрывной панели и в верхней части покрытия взрывоопасного объекта у проема, предназначенного для сбрасывания избыточного давления, при этом индикатор безопасности состоит из датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен с входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации.This is achieved by the fact that in the explosion-proof panel with an emergency warning system containing a metal armored frame with metal armored casing and lead filler having four fixed support pipes at the ends, and four supporting rods that are telescopically rigidly embedded in the coating of an explosive object inserted into the fixed branch pipe supports of the panel, the filler 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 are made are elastic, while additional elements damping the impact of the shock wave are attached to the ends of the support rods from the side facing the metal frame, an emergency warning system is installed between the additional elements and the metal frame with a safety indicator fixed between flanges that are rigidly fixed to the upper part of the armored metal sheathing of the metal frame of the explosion-proof panel and in the upper part of the coating of an explosive object at the opening, pre assigned to a drop of overpressure, wherein the security indicator comprises a sensor responsive to the strain gage for example, the output of which is connected to a signal amplifier, such as strain amplifier, and the strain amplifier output is connected to an input device of the system of the emergency alert.

На фиг. 1 представлена схема противовзрывной панели с системой оповещения о чрезвычайной ситуации покрытия (или кровли) взрывоопасного или радиоактивного объекта с системой оповещения о ЧС, на фиг. 2-3 - схемы выполнения и размещения индикатора безопасности системы оповещения о ЧС, на фиг. 4 - вариант выполнения демпфирующего элемента, гасящего воздействие ударной волны.In FIG. 1 shows a diagram of an anti-explosion panel with an emergency warning system for covering (or roofing) an explosive or radioactive object with an emergency warning system, FIG. 2-3 are diagrams of the execution and placement of the safety indicator of the emergency notification system, in FIG. 4 is an embodiment of a damping element that dampens the impact of a shock wave.

Панель противовзрывная с системой оповещения о чрезвычайной ситуации состоит из бронированного металлического каркаса 1 с бронированной металлической обшивкой 2 и наполнителем - свинцом 3. В покрытии объекта 7 у проема 8 симметрично относительно оси 9 заделаны четыре опорных стержня 4, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры 6, заделанные в панели. Для фиксации предельного положения панели к торцам опорных стержней 4 приварены листы-упоры 5. 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 4 выполнены упругими.An explosion-proof panel with an emergency warning system consists of an armored metal frame 1 with an armored metal casing 2 and a filler - lead 3. In the coating of the object 7 at the opening 8, four support rods 4 are mounted symmetrically with respect to axis 9, telescopically inserted into the fixed support tubes 6 embedded in the panel. To fix the limit position of the panel, stop plates 5 are welded to the ends of the support rods 4. 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, moreover, the lead is made in the form of crumbs, and the support rods 4 are resilient.

К торцам опорных стержней 4, к которым приварены листы-упоры 5, со стороны, обращенной к металлическому каркасу 1 с бронированной металлической обшивкой 2, прикреплены дополнительные элементы 10, демпфирующие воздействие ударной волны.To the ends of the support rods 4, to which the abutment sheets 5 are welded, from the side facing the metal frame 1 with the armored metal sheathing 2, additional elements 10 are attached that dampen the impact of the shock wave.

Каждый из упругодемпфирующих элементов 10, закрепленных своими основаниями на листах-упорах 5, жестко соединенных со стержнями 4, выполнен в виде по крайней мере двух листовых рессор, один конец каждой из которых жестко закреплен на листах-упорах 5, а второй - на свободно размещенной на стержне 4 втулке 27, соосной стержню 4.Each of the elastic damping elements 10, fixed with their bases on the stop sheets 5, rigidly connected to the rods 4, is made in the form of at least two leaf springs, one end of each of which is rigidly fixed on the stop sheets 5, and the second on a freely placed on the shaft 4 of the sleeve 27, the coaxial shaft 4.

Между листами-упорами 5 и свободно размещенной на стержне 4 втулкой 27, коаксиально стержню 4, установлена предохранительная втулка 26, выполненная из быстроразрушающегося материала, например стекла типа «триплекс».Between the abutment sheets 5 and the sleeve 27 freely co-located on the shaft 4, coaxially with the shaft 4, a safety sleeve 26 is made of quick-breaking material, for example, triplex glass.

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.

Встроенная система оповещения о чрезвычайной ситуации с индикатором безопасности (фиг. 1) состоит из узла крепления «слабого звена» в системе безопасности взрывоопасного объекта, реагирующего на возникновение аварийной ситуации, выполненного, например, в виде индикатора безопасности 22, закрепленного между фланцами 11 и 12, которые жестко закреплены на верхней части бронированной металлической обшивки 2 (фланец 11) металлического каркаса 1 противовзрывной панели и в верхней части покрытия 7 взрывоопасного объекта у проема 8 (фланец 12), предназначенного для сбрасывания избыточного давления. Индикатор безопасности состоит из датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора (тензодатчика), выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем 23, а выход тензоусилителя 23 соединен с входом устройства системы оповещения 24 об аварийной ситуации.The built-in emergency warning system with a safety indicator (Fig. 1) consists of a “weak link” fastening unit in the security system of an explosive hazardous facility that responds to an emergency, made, for example, in the form of a safety indicator 22 fixed between flanges 11 and 12 which are rigidly fixed on the upper part of the armored metal sheathing 2 (flange 11) of the metal frame 1 of the explosion-proof panel and in the upper part of the coating 7 of an explosive object at the opening 8 (flange 12), The values for dropping overpressure. The safety indicator consists of a sensor that responds to deformation, for example a strain gauge (strain gauge), the output of which is connected to a signal amplifier, for example a strain gauge 23, and the output of the strain gauge 23 is connected to the input of the emergency warning system 24.

Фланцы 11 и 12 (фиг. 2) стягивают шпилькой 14 с верхним и нижним хвостовиками, с соосно расположенным ей цилиндрическим прозрачным кожухом 13, например из оргстекла. При этом верхний резьбовой хвостовик 16 шпильки 14 через шайбу 18 и гайку 20 взаимодействует с фланцем 11, а нижний резьбовой хвостовик 17 шпильки 14 через шайбу 19 и гайку 21 взаимодействует с фланцем 12. Верхний и нижний хвостовики шпильки 14 жестко соединены между собой разрывным элементом 15, выполненным меньшего сечения, по сравнению с хвостовиками шпильки. При этом сечение разрывного элемента 15 выбирают из условия прочности таким образом, что в системе: фланцы 11 и 12 и расположенный между ними узел разрывного элемента со шпилькой 14 и ее крепежом посредством хвостовиков 16 и 17, шайб 18 и 19 и гаек 20 и 21, является слабым звеном, то есть при взрывоопасной аварийной ситуации потеря прочности будет наблюдаться именно в этом звене, т.е. произойдет разрыв сечения разрывного элемента 15, на котором закреплен индикатор безопасности 22 в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора (тензодатчика), выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем 23, а выход тензоусилителя 23 соединен с входом устройства системы оповещения 24 об аварийной ситуации. В кожухе 13 предусмотрено окно 25 для профилактического осмотра системы оповещения 24 с индикатором безопасности 22.The flanges 11 and 12 (Fig. 2) are pulled together with a pin 14 with the upper and lower shanks, with a cylindrical transparent casing 13 coaxially disposed to it, for example of plexiglass. The upper threaded shank 16 of the stud 14 through the washer 18 and the nut 20 interacts with the flange 11, and the lower threaded shank 17 of the stud 14 through the washer 19 and the nut 21 interacts with the flange 12. The upper and lower shanks of the stud 14 are rigidly interconnected by the bursting element 15 made smaller section compared with the shank of the stud. In this case, the cross section of the bursting element 15 is selected from the strength condition in such a way that in the system: flanges 11 and 12 and the bursting element assembly located between them with a pin 14 and its fasteners by means of shanks 16 and 17, washers 18 and 19 and nuts 20 and 21, is a weak link, that is, in an explosive emergency, a loss of strength will be observed in this link, i.e. there will be a gap in the cross section of the discontinuous element 15, on which the safety indicator 22 is fixed in the form of a sensor that responds to deformation, for example, a strain gauge (strain gauge), the output of which is connected to a signal amplifier, for example a strain gauge 23, and the output of the strain gauge 23 is connected to the input of the warning system 24 about emergency situation. In the casing 13, a window 25 is provided for a routine inspection of the warning system 24 with a safety indicator 22.

Возможен вариант выполнения звена, реагирующего на аварийную ситуацию, упругим, например в виде упругой шаровой поверхности с прорезями (на чертеже не показано) либо в виде упругой поверхности эллипсоида 28 с прорезями (фиг. 3), расположенного между хвостовиками шпильки 14 и жестко связанного с ними, при этом индикатор безопасности 22 закреплен на боковой упругой поверхности тел.An embodiment of the emergency response link is possible, elastic, for example, in the form of an elastic spherical surface with slots (not shown in the drawing) or in the form of an elastic surface of an ellipsoid 28 with slots (Fig. 3) located between the shanks of the stud 14 and rigidly connected with them, while the safety indicator 22 is fixed on the lateral elastic surface of the bodies.

Панель противовзрывная с системой оповещения о чрезвычайной ситуации работает следующим образом.Panel explosion-proof with an emergency warning system works as follows.

При взрыве внутри производственного помещения (на чертеже не показано) происходит подъем панели от воздействия ударной волны и через открытый проем 8 сбрасывается избыточное давление. Предохранительная втулка 26, выполненная из быстроразрушающегося материала, рассчитана на определенное избыточное давление, при превышении которого она разрушается на отдельные частицы и не препятствует передвижению вверх каркаса 1 с бронированной металлической обшивкой 2, которая сжимает упругодемпфирующие элементы 10, гася энергию взрыва.When an explosion occurs inside the production room (not shown in the drawing), the panel rises from the action of the shock wave and overpressure is released through the open opening 8. The safety sleeve 26, made of rapidly decaying material, is designed for a certain excess pressure, when it is exceeded, it collapses into individual particles and does not interfere with the upward movement of the frame 1 with the armored metal casing 2, which compresses the elastically damping elements 10, absorbing the energy of the explosion.

После взрыва и спада избыточного давления, опустившись, панель перекрывает проем 8 и вредные вещества не поступают в атмосферу. Для фиксации предельного положения панели служат листы-упоры 5. Для того чтобы сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки при возврате панели наполнитель металлического каркаса 1 выполнен в виде дисперсной системы воздух - свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни 4 выполнены упругими. Кроме того, дополнительные элементы 10 оказывают демпфирующее воздействие ударной волне.After the explosion and the drop in excess pressure, dropping down, the panel closes the opening 8 and harmful substances do not enter the atmosphere. Stop plates 5 are used to fix the limit position of the panel. In order to damp (soften) shock loads when the panel is returned, the filler of the metal frame 1 is made in the form of a dispersed air-lead system, moreover, the lead is made in the form of a crumb, and the support rods 4 are made resilient. In addition, the additional elements 10 have a damping effect of the shock wave.

Индикатор безопасности системы предупреждения аварийной ситуации работает следующим образом.The safety indicator of the emergency warning system works as follows.

Звено, реагирующее на аварийную ситуацию, выполненное в виде датчика, закрепленного на разрывном элементе 15, например в виде шпильки с участком меньшего поперечного сечения, испытывает разрывную деформацию, сигнал которой поступает на вход усилителя 23, а выход с усилителя 23 соединяют с входом устройства оповещения 24 об аварийной ситуации.The emergency response unit, made in the form of a sensor mounted on a discontinuous element 15, for example, in the form of a stud with a section of a smaller cross section, experiences a tensile deformation, the signal of which is fed to the input of the amplifier 23, and the output from the amplifier 23 is connected to the input of the warning device 24 about the emergency.

При взрыве внутри производственного помещения (на чертеже не показано) происходит подъем панели от воздействия ударной волны и через открытый проем 8 сбрасывается избыточное давление. Сначала панель преодолевает сопротивление втулки 28 из стекла, а после ее разрушения - сопротивление дополнительных элементов, выполненных комбинированными, например упругодемпфирующими, в виде упругого элемента, например пружины, заполненной полиуретаном.When an explosion occurs inside the production room (not shown in the drawing), the panel rises from the action of the shock wave and overpressure is released through the open opening 8. First, the panel overcomes the resistance of the sleeve 28 of glass, and after its destruction, the resistance of additional elements made combined, for example, elastically damping, in the form of an elastic element, for example, a spring filled with polyurethane.

После взрыва и спада избыточного давления, опустившись, панель перекрывает проем 8 и вредные вещества не поступают в атмосферу. Для фиксации предельного положения панели служат листы-упоры 5. Для того чтобы сдемпфировать (смягчить) ударные нагрузки при возврате панели, наполнитель металлического каркаса 1 выполнен в виде дисперсной системы воздух - свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни 4 выполнены упругими. Кроме того, дополнительные элементы 10 оказывают демпфирующее воздействие ударной волне.After the explosion and the drop in excess pressure, dropping down, the panel closes the opening 8 and harmful substances do not enter the atmosphere. To fix the limit position of the panel, stop plates 5 are used. In order to damp (soften) shock loads when the panel is returned, the filler of the metal frame 1 is made in the form of a dispersed air-lead system, moreover, the lead is made in the form of a crumb, and the support rods 4 made elastic. In addition, the additional elements 10 have a damping effect of the shock wave.

На фиг. 4 представлен вариант выполнения демпфирующего элемента, гасящего воздействие ударной волны.In FIG. 4 shows an embodiment of a damping element that dampens the impact of a shock wave.

Возможен вариант, когда для фиксации предельного положения панели к торцам опорных упругих стержней 4 с листами-упорами 5 прикреплен демпфирующий элемент 29, который демпфирует воздействие ударной волны и 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, причем прикреплен оппозитно панели и направлен в ее сторону, т.е. навстречу ее движению во время взрыва.It is possible that, in order to fix the limit position of the panel, the damping element 29 is attached to the ends of the supporting elastic rods 4 with stop sheets 5, which dampens the impact of the shock wave and is made in the form of a volumetric body with an internal cavity and surfaces equidistant to the panel surfaces, while its internal the cavity is filled with an air-lead dispersed system, and the lead is made in the form of crumbs of a spherical shape, moreover, it is attached to the opposite panel and directed in its direction, i.e. towards her movement during the explosion.

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.

Claims

An explosion-proof panel with an emergency warning system, containing a metal armored frame with metal armored casing and lead filler, having four fixed support pipes at the ends, and four support rods that are telescopically inserted into the fixed support pipes, are rigidly embedded in the coating of the explosive object panels, the filler 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 are made elastic, while t On the side of the support rods, on the side facing the metal frame, additional elements damping the impact of the shock wave are attached, an emergency warning system is installed between the additional elements and the metal frame with a safety indicator fixed between flanges that are rigidly fixed to the upper part of the metal armored metal sheathing explosion-proof panel frame and in the upper part of the cover of an explosive object at the opening intended for discharge pressure, the safety indicator consists of a sensor that responds to deformation, such as a strain gauge, the output of which is connected to a signal amplifier, such as a strain gauge, and the output of the strain gauge is connected to the input of the emergency warning system device, characterized in that in the upper part of the support the rods are fixed elastic-damping elements, one end of which is rigidly connected with its base to the abutment sheets, and the other is located freely, with each of the elastic-damping elements made in the form of at least two leaf springs, one end of each of which is rigidly fixed on the stop sheets, and the second on the sleeve freely placed on the shaft, coaxial to the shaft, and between the stop sheets and the sleeve freely placed on the shaft, coaxial to the shaft, a safety sleeve is installed, made of rapidly breaking material, for example, triplex glass.