Взрывозащитная камера

Взрывозащитная камера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к взрывной технике и может быть использовано для обеспечения безопасности при транспортировке, ликвидации и экспериментальной отработке взрывных устройств с энерговыделением до 60 кг ТЭ, в состав которых могут входить экологически опасные высокотоксичные вещества.

Известна взрывная камера с защитным экраном, предназначенная для взрывной обработки изделий (а.с. СССР №1064740, кл. F 42 D 5/00, опубл. 20.01.95, БИ №2).

Камера содержит силовую оболочку, включающую подвижный цилиндрический корпус с днищем, крышку с замком, механизм перемещения, обеспечивающий стыковое фланцевое соединение (разъединение) крышки с корпусом, уплотнительный элемент сопрягаемыми поверхностями фланцев крышки и корпуса, съемные секции защитного экрана, рабочий стол, расположенный внутри цилиндрического корпуса. Каждая секция защитного экрана набрана из пластин с разной акустической жесткостью и закреплена амортизационно-демпфирующими узлами к внутренней поверхности силовой оболочки. Все секции установлены так, что образуют незамкнутый защитный экран как на цилиндрической, так и на торцовых поверхностях оболочки камеры.

Недостатками этой камеры являются:

1) ненадежный способ герметизации фланцевого соединения крышки с корпусом. При воздействии взрывной динамической нагрузки происходят деформации составных частей оболочки, при этом может произойти раскрытие стыка, что ухудшает условия работы уплотнительного элемента и, как следствие, возможен прорыв продуктов взрыва в окружающую среду, что не позволяет использовать данную камеру для подрыва в ней взрывных устройств, в состав которых входят экологически опасные высокотоксичные вещества;

2) ограничен диапазон применения камеры, она не может быть использована для проведения экспериментальной отработки взрывных устройств, требующих в оболочке камеры наличия значительного количества проходных элементов для передачи информации о работе взрывного устройства. Наличие проходных элементов приведет к изменению формы камеры, конструкций секций защитного экрана и характера работы основных частей камеры при воздействии на них взрывной динамической нагрузки;

3) сложен способ соединения (разъединения) крышки с корпусом, требующий специального механизма перемещения и замка, при этом загрузка взрывного устройства на рабочий стол возможна только сверху или с боковых сторон камеры, что не всегда приемлемо в условиях ограниченного доступа к камере.

Известен также контейнер для взрывного устройства, который предназначен для обеспечения безопасности при изоляции, транспортировке и ликвидации взрывных устройств, содержащих заряд взрывчатого вещества до 5 кг ТНТ (патент РФ №2087848, кл. F 42 D 5/04, F 42 В 39/00, опубл.20.08.97, БИ №23).

Контейнер содержит цилиндрический корпус с выпуклыми днищами, горловиной, закрытой крышкой; установленную в корпусе цилиндрическую гильзу со стенкой, состоящей из слоев: внутреннего - из легкого металла, промежуточных - из гофрированного листа пластичного металла и ряда параллельных протяженных элементов, наружного - из бронированного листа металла. Такой же набор слоев составляет дно гильзы. Фланец гильзы соединен с горловиной тонкостенной, пластически деформируемой оболочкой. В горловине корпуса выполнен паз, а во фланце - кольцевая полость. Крышка снабжена двумя группами последовательно расположенных вдоль продольной оси кольцевых элементов, установленных с возможностью радиально перемещения, при этом одна группа элементов установлена с возможностью размещения в кольцевом пазе горловины корпуса, а другая подвижно соединена с защитным экраном и установлена с возможностью размещения в кольцевой полости фланца. Свободный объем между слоями стенки и дном гильзы, а также между гильзой и корпусом заполнен пористым разрушаемым материалом.

Этот контейнер принимается за прототип, как наиболее близкий по технической сущности к заявляемому.

Недостатками этого контейнера являются:

1) контейнер негерметичен, поэтому его нельзя использовать для изоляции, транспортировки и ликвидации взрывных устройств, в состав которых входят экологически опасные высокотоксичные вещества, т.е. он не отвечает требованиям экологической безопасности при подрыве в нем таких взрывных устройств;

2) недостаточна взрывостойкость контейнера до 5 кг ТНТ, что резко сужает тип взрывных устройств, подлежащих изоляции, транспортировке и ликвидации;

3) ограничен диапазон применения контейнера, его конструкция не предусматривает проведения экспериментальных отработок взрывных устройств, так как это требует значительного количества проходных элементов в стенках контейнера для передачи информации о работе взрывного устройства. Выполнение проходных элементов в существующей конструкции контейнера изменит его форму, что приведет к иному, чем предполагалось изначально, характеру работы его основных составных частей при воздействии на них взрывной динамической нагрузки.

Решаемой технической задачей является создание взрывозащитной камеры широкого диапазона применения, способной выдерживать взрыв в ней взрывных устройств с энерговыделением до 60 кг ТЭ, в состав которых могут входить экологически опасные высокотоксичные вещества, обеспечивая при этом надежную локализацию продуктов взрыва без попадания их в окружающую среду в опасных концентрациях.

Поставленная техническая задача решается тем, что во взрывной камере, содержащей цилиндрический металлический многослойный корпус с двумя днищами, загрузочное отверстие с горловиной, закрытое снаружи крышкой, и противоосколочную защиту, цилиндрический металлический корпус выполнен из двух коаксиально расположенных труб, при этом стенка внутренней трубы в центральной ее части выполнена с утолщением, пространство между трубами в центральной части заполнено бетоном, а на периферийных участках пенобетоном, внутренняя труба подкреплена изнутри кольцами и конусами, между которыми установлены ребра, во втором днище также выполнено загрузочное отверстие с горловиной, каждое загрузочное отверстие снаружи герметично закрыто крышкой, которая закреплена на горловине болтами, при этом уплотнительные элементы расположены в выполненных в крышке канавках; изнутри каждое загрузочное отверстие герметично закрыто выпуклой силовой металлической крышкой, при этом выпуклая силовая металлическая крышка соединена с внутренней плитой днища шарнирно с помощью кронштейна и в закрытом положении закреплена на ней болтами с наружной стороны плиты, а уплотнительный элемент расположен между внутренней плитой днища и выпуклой силовой металлической крышкой, днища выполнены двухслойными плоскими с коническими переходами к цилиндрической части корпуса и состоят из внутренней и наружной плит, герметично и жестко соединенных между собой, в плитах имеются отверстия для проходных элементов эксплуатационного назначения, на внутренней поверхности цилиндрической части корпуса и выпуклых силовых металлических крышках установлена противоосколочная защита, выполненная в виде слоев металлической сетки; на отверстия в днищах для проходных элементов эксплуатационного назначения изнутри камеры установлены бронеколпаки; в верхней части цилиндрического корпуса, внутри установлена продольно балка с кареткой.

Выполнение цилиндрического металлического корпуса из двух коаксиально расположенных труб, стенки внутренней трубы в центральной части с утолщением, заполнение пространства между трубами в центральной части бетоном, а на периферии пенобетоном, подкрепление внутренней трубы изнутри кольцами и конусами, между которыми установлены ребра, выполнение днищ двухслойными плоскими с коническими переходами к цилиндрической части корпуса, состоящими из внутренней и наружной плит, соединенных между собой герметично и жестко, выполнение в плитах отверстий для проходных элементов эксплуатационного назначения, закрытие загрузочных отверстий изнутри выпуклой силовой металлической крышкой с помощью болтов, закрытие горловин загрузочных отверстий снаружи крышкой с помощью болтов, обеспечивает устойчивость стенок камеры при воздействии внутренней динамической нагрузки, при этом деформации в основных силовых элементах камеры (в центральной цилиндрической части корпуса, по днищам, в зонах сопряжения конических переходов с днищами и цилиндрической частью корпуса) находятся примерно на одном уровне, что говорит о равнопрочности конструкции в зонах, подверженных наибольшему воздействию взрывных нагрузок.

Установка на внутренней поверхности цилиндрической части корпуса и выпуклых силовых металлических крышках противоосколочной защиты, выполненной в виде слоев металлической сетки, а также установка бронеколпаков на отверстия в днищах для проходных элементов эксплуатационного назначения, обеспечивает надежную защиту основных несущих элементов камеры от поражающего воздействия осколков, образующихся при подрыве взрывного устройства.

Установка выпуклой силовой металлической крышки на внутреннюю плиту с загрузочным отверстием изнутри камеры обеспечивает поджим крышки к плите при воздействии на них в начальный момент взрывной динамической нагрузки, что позволяет произвести крепление выпуклой силовой металлической крышки к внутренней плите с помощью болтов относительно небольшого диаметра, при этом раскрытие стыка до величины, ухудшающей условия работы уплотнительного элемента, установленного между вышеупомянутыми плитой и крышкой не происходит, что обеспечивает надежную герметизацию стыка.

Установка на горловины загрузочных отверстий снаружи герметично крышки и крепление ее к горловине с помощью болтов создает второй контур герметизации загрузочного отверстия, при этом уплотнительные элементы, установленные в канавках крышки, обеспечивают надежную герметизацию стыка.

Шарнирное крепление выпуклых силовых металлических крышек с помощью кронштейна к внутренней плите днища, а также размещение крепежных болтов выпуклой металлической крышки с наружной стороны внутренней плиты позволяет легко производить открытие (закрытие) загрузочного отверстия.

Выполнение загрузочного отверстия с горловиной в каждом из днищ позволяет улучшить условия эксплуатации камеры при ее использовании по назначению, а именно:

- обеспечивается визуальная юстировка и контроль взаимного расположения камеры и размещаемых внутри и снаружи камеры изделий;

- упрощается процесс монтажа изделий, размещаемых в камере.

Выполнение необходимого количества отверстий под проходные элементы эксплуатационного назначения в цилиндрических вставках днищ не приводит к снижению прочности камеры и позволяет разместить внутри камеры требуемое количество эксплуатационного оборудования, управляемого снаружи камеры.

Наличие в верхней части цилиндрического корпуса внутри продольно установленной балки с кареткой позволяет произвести монтаж изделий, размещаемых внутри камеры.

На фиг.1 изображена конструкция взрывозащитной камеры, на фиг.2 - поперечное сечение камеры.

Камера имеет корпус 1, состоящий из цилиндрической части и двух плоских днищ 2 и 3 с коническими переходами.

Цилиндрический металлический корпус выполнен из двух коаксиально расположенных труб 4 и 5, при этом стенка внутренней трубы 5 в центральной ее части выполнена с утолщением, пространство между трубами 4 и 5 в центральной части заполнено бетоном 6, а на периферийных участках - пенобетоном 7.

Внутренняя труба 5 подкреплена изнутри кольцами 8 и конусами 9, между которыми установлены ребра 10. Днища 2 и 3 имеют загрузочное отверстие с горловиной 11, выполнены двухслойными и состоят из внутренней плиты 12 и наружной плиты 13, плиты герметично соединены между собой сваркой с помощью цилиндрических вставок 14, в части которых выполнены отверстия под установку проходных элементов эксплуатационного назначения.

Каждое загрузочное отверстие герметично закрыто изнутри выпуклой силовой металлической крышкой 15. Между внутренней плитой 12 и крышкой 15 установлен уплотнительный элемент 16, силовая крышка 15 шарнирно соединена с внутренней плитой 12 с помощью кронштейна 17 (фиг.2), крепление силовой крышки 15 к внутренней плите 12 произведено болтами 18. Снаружи горловина 11 закрыта герметично крышкой 19 с помощью болтов 20. В канавках крышки 19 установлены уплотнительные элементы 21.

Внутренние поверхности цилиндрической части корпуса 1 и силовых крышек 15 облицованы противоосколочной защитой 22, выполненной в виде слоев металлической сетки. На отверстия в плоских днищах 2 и 3 под проходные элементы эксплуатационного назначения изнутри установлены бронеколпаки 23. В верхней части цилиндрического корпуса внутри продольно установлена балка 24 с кареткой 25.

Взрывозащитная камера используется следующим образом.

Взрывное устройство помещают в полость камеры и подвешивают к каретке 25, которую затем с подвешенным взрывным устройством перемещают по балке 24 и требуемую позицию и стопорят. Устанавливают внутри камеры измерительную аппаратуру, подсоединяют к взрывному устройству и измерительной аппаратуре кабели линии подрыва и измерительных методике, которые заводятся во внутрь камеры через отверстия в плитах плоских днищ 2 и 3 герметично с помощью проходных элементов. Проходные элементы прикрываются бронеколпаками 23. Часть отверстий в плитах плоских днищ 2 и 3 используют для установки элементов оборудования, обеспечивающих:

- возможность проверки камеры на герметичность;

- стравливание избыточного давления газообразных продуктов взрыва через фильтры после подрыва взрывного устройства и охлаждения продуктов взрыва;

- закачку при необходимости, во внутрь камеры консервирующего раствора после стравливания газообразных продуктов взрыва.

После монтажа всех систем закрывают силовую крышку 15, затем устанавливают на горловину 11 крышки 19.

При подрыве взрывного устройства газообразные продукты взрыва и твердые фрагменты распространяются в осевом и радиальном направлениях. Энергия осколков гасится слоями противоосколочной защиты, окончательное задержание осколков происходит при столкновении с внутренними конструктивными элементами камеры. Энергия газообразных продуктов взрыва гасится за счет упругой и незначительной пластической деформации основных силовых элементов камеры.

Были проведены испытания опытных образцов камеры. Попадание продуктов взрыва в окружающую среду при использовании известных методик и средств регистрации не было зафиксировано.

1. Взрывозащитная камера, содержащая цилиндрический металлический многослойный корпус с двумя днищами, загрузочное отверстие с горловиной, закрытое герметично снаружи крышкой, и противоосколочную защиту, отличающаяся тем, что цилиндрический металлический корпус выполнен из двух коаксиально расположенных труб, при этом стенка внутренней трубы в центральной ее части выполнена с утолщением, пространство между трубами в центральной части заполнено бетоном, а на периферийных участках пенобетоном, внутренняя труба подкреплена изнутри кольцами и конусами, между которыми установлены ребра, во втором днище также выполнено загрузочное отверстие с горловиной, герметично закрытое крышкой, каждое загрузочное отверстие закрыто изнутри выпуклой силовой металлической крышкой при помощи уплотнительного элемента, днища выполнены двухслойными плоскими и состоят из внутренней и наружной плит, герметично и жестко соединенных между собой, плиты днищ имеют отверстия для проходных элементов эксплуатационного назначения, противоосколочная защита выполнена в виде слоев металлической сетки и расположена на внутренней цилиндрической части корпуса и выпуклых силовых металлических крышках, а в верхней части цилиндрического корпуса внутри продольно установлена балка с кареткой.

2. Взрывозащитная камера по п.1, отличающаяся тем, что выпуклая силовая металлическая крышка соединена с внутренней плитой днища шарнирно с помощью кронштейна и в закрытом положении закреплена на ней болтами, установленными с наружной стороны плиты, а уплотнительный элемент расположен между внутренней плитой днища и выпуклой силовой металлической крышкой.

3. Взрывозащитная камера по п.1, отличающаяся тем, что крышка на горловине закреплена болтами, а уплотнительные элементы размещены в выполненных в крышке канавках.

4. Взрывозащитная камера по п.1, отличающаяся тем, что отверстия в плитах днищ для проходных элементов эксплуатационного назначения изнутри закрыты бронеколпаками.

5. Взрывозащитная камера по п.1, отличающаяся тем, что днища снабжены коническими переходами к цилиндрической части корпуса.