Устройство для защиты конструкции от ударной волны

Изобретение относится к технике для защиты объектов техники от воздействия ударных волн в воздушной среде, в частности к устройствам для локализации взрывов. Устройство для защиты конструкции от ударной волны состоит из защитного экрана, выполненного в виде пластины, имеющей несферическую кривизну, например цилиндрическую, и криволинейную поверхность, например волнообразную. Пластина установлена внутренней стороной кривизны навстречу ударной волне и размещена между фундаментом и неподвижно установленной на фундаменте опорной стеной. Внешняя сторона пластины, обращенная к стене, закреплена к ней рядом пружин сжатия, а внешняя сторона пластины, обращенная к фундаменту, свободно опирается на подвижную опору, например трубу, размещенную на фундаменте. Устройство позволяет осуществить защиту конструкции от разрушительного действия ударной волны. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике защиты объектов от воздействия ударных волн в воздушной среде, в частности к устройствам для локализации взрывов.

Известна многослойная взрывозащитная панель от ударного действия взрывчатого вещества, содержащая наружные металлические слои и внутренний слой, при этом металлические слои выполнены в виде растянутой сетки, а внутренний слой - из воздухопроницаемого материала, например из хлопкового технического фетра или стекловолокна [Патент РФ №2108434, кл. Е04Н 9/00, опубл. 1998.04.10].

Недостатком этой панели является невысокая эффективность защиты экрана от действия ударной волны вследствие того, что конструктивное исполнение панели не обеспечивает рассеивания ударной волны, сложность изготовления, неэффективность использования ее при защите объектов значительных размеров, а также большой расход материалов.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для демпфирования ударной волны при взрыве, включающее защитный экран сферической формы (имеющей кривизну), установленный внутренней стороной кривизны навстречу ударной волне и имеющий прочную наружную и тонкостенную внутреннюю оболочки, между которыми размещен демпфирующий материал. При этом наружная оболочка выполнена из железобетона, а внутренняя - из металла, в частности из алюминия [Патент РФ №2255305, кл. F42D 5/05, опубл. 2005.06.27].

Недостатком устройства является невысокая эффективность защиты от действия ударной волны вследствие того, что устройство обеспечивает гашение ударной волны вертикального направления, одноразовость его гашения ударной волны вертикального направления, одноразовость его использования, необходимость защиты сооружений, расположенных вблизи центра взрыва ударной волны, а также наличие материалоемкой оболочки. Это определяет высокую стоимость устройства и его большую массу, значительные затраты на транспортировку устройства, сложность его изготовления и эксплуатации.

Задача изобретения - защита конструкции от разрушительного действия ударной волны.

Технический результат - повышение эффективности защиты от действия ударной волны защищаемой конструкции, а также сооружений, расположенных вблизи центра взрыва, за счет конструктивного исполнения экрана в виде пластины и выполнения ее поверхности волнообразной, что позволяет рассеивать ударную волну в разных направлениях, обеспечивает разновременность подхода волны к поверхности пластины и приводит к уменьшению воздействия ударной волны. Выполнение защитного экрана в виде пластины обеспечивает возможность многократного ее использования.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для защиты конструкции от ударной волны, включающем защитный экран, имеющий кривизну и установленный внутренней стороной кривизны навстречу ударной волне, особенность заключается в том, что экран выполнен в виде пластины, имеющей несферическую кривизну, например цилиндрическую, и криволинейную поверхность, например волнообразную, при этом пластина размещена между фундаментом и неподвижно установленной на фундаменте опорной стеной, внешняя сторона пластины, обращенная к стене, закреплена подпружиненными подвижными элементами, например рядом пружин сжатия, а внешняя сторона пластины, обращенная к фундаменту, свободно опирается на подвижную опору, например трубу, размещенную на фундаменте.

Выполнение защитного экрана в виде пластины, имеющей несферическую кривизну, например цилиндрическую, обеспечивает фокусирование (или рассеивание в случае установления пластины внешней стороной навстречу ударной волне) отраженной ударной волны, взаимопогашаемой поступающей ударной волной.

Выполнение поверхности пластины криволинейной обеспечивает дополнительное гашение и перераспределение (или рассеивание в случае установления пластины внешней стороной навстречу ударной волне) отраженной ударной волны, взаимопогашаемой поступающей ударной волной за счет ее фокусирования в центрах криволинейной поверхности.

Закрепление к стене рядом пружин сжатия внешней стороны пластины, обращенной к стене, способствует отражению действия ударной волны на пластину, возвращая ее в исходное положение.

Размещение на фундаменте подвижной опоры, например трубы, о которую опирается внешняя сторона пластины, обращенная к фундаменту, способствует свободному откату трубы при действии ударной волны и возврату ее в исходное положение.

Предлагаемое устройство приведено на чертеже.

Устройство для защиты конструкции от ударной волны состоит из защитного экрана, выполненного в виде пластины 1, имеющей несферическую кривизну и криволинейную поверхность. Пластина 1 установлена внутренней стороной кривизны навстречу ударной волне и размещена между фундаментом 2 и неподвижно установленной на фундаменте опорной стеной 3. Внешняя сторона пластины, обращенная к стене 3, закреплена к ней рядом пружин 4, а внешняя сторона пластины, обращенная к фундаменту 2, свободно опирается на подвижную трубу 5, размещенную на фундаменте. Пластина имеет покрытие, обеспечивающее эффективную защиту ее от пожара, вызванного взрывом,

Устройство работает следующим образом.

Ударная волна, приближаясь к пластине 1, установленной между защищаемой конструкцией и очагом взрыва, теряет значительную часть энергии и преобразуется в плавный газодинамический поток, неопасный для защищаемой конструкции. Этому способствует выполнение пластины волнообразной. Такое выполнение поверхности обеспечивает рассеивание ударной волны в разных направлениях и, как следствие, разгрузку за счет перераспределения и отражения ударной волны, при этом ударная волна теряет часть энергии, что приводит к уменьшению воздействия ударной волны на пластину и тем самым ее гашение.

Устройство применимо в промышленности, т.к. для реализации его использованы известные материалы и оборудование.

Устройство для защиты конструкции от ударной волны, включающее защитный экран, имеющий кривизну, установленный внутренней стороной кривизны навстречу ударной волне, отличающееся тем, что экран выполнен в виде пластины, имеющей несферическую кривизну, например цилиндрическую, и криволинейную поверхность, например волнообразную, при этом пластина размещена между фундаментом и неподвижно установленной на фундаменте опорной стеной, внешняя сторона пластины, обращенная к стене, закреплена подпружиненными подвижными элементами, например рядом пружин сжатия, а внешняя сторона пластины, обращенная к фундаменту, свободно опирается на подвижную опору, например трубу, размещенную на фундаменте.