устройство для транспортировки и/или хранения взрыво-, радиационно и токсикологически опасного груза

Формула изобретения

Устройство для транспортировки и/или хранения взрыво-, радиационно и токсикологически опасного груза, содержащее контейнер и амортизаторы, отличающееся тем, что крышки и стенки контейнера выполнены в виде защитной оболочки, содержащей, по меньшей мере, два чередующихся защитных слоя из металла и жаропрочной резины с отверстиями, расположенную между защитными слоями полость, сообщающуюся с внутренней полостью контейнера через невозвратные клапаны, на крышке контейнера установлен редукционный клапан с фильтром для выравнивания избыточного давления внутри контейнера с давлением окружающей среды без загрязнения окружающей среды, а во внутреннюю полость контейнера введена защитная сетка, предотвращающая повреждение защитной оболочки осколками, образующимися в результате взрыва груза, причем геометрические параметры, жесткость, прочностные свойства защитной оболочки, защитной сетки, размеры и расположения отверстий защитных слоев выбираются такими, чтобы их деформация после взрыва (разрушения) груза обеспечивала непроникновение вредных веществ за пределы контейнера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к устройствам для транспортирования и/или хранения опасных грузов, содержащих радиоактивные, взрывчатые и тому подобные вещества.

Известно устройство для транспортировки и/или хранения груза [RUS, заявка №2133061 С1, кл. G 21 F 5/00 1999. Устройство для транспортирования и/или хранения грузов], содержащее контейнер с введенной в него защитной оболочкой, выполненной в виде капсулы, соединенной с контейнером переходником, обеспечивающим сохранность груза в нормальных условиях эксплуатации и деформирующимся или разрушающимся в аварийных ситуациях, и амортизаторами, расположенными между контейнером и капсулой.

Недостатком этого устройства является возможность выхода вредных веществ, образующихся в результате взрыва (разрушения) груза в аварийных ситуациях, за пределы контейнера. Кроме того, в этом устройстве не обеспечивается защита груза от поражения при внешнем воздействии, например кумулятивными струями.

Известно устройство для транспортирования и/или хранения радиоактивного вещества, в частности облученных топливных элементов [GВ, заявка №2081169, кл. G 21 F 5/00 1982. Контейнер для транспортировки и(или) хранения радиоактивных веществ], состоящее из внутреннего и внешнего контейнеров, соединенных между собой элементом, которым можно легко манипулировать и который занимает минимальное пространство. Недостатком этого устройства является отсутствие защиты транспортируемого груза от ударных перегрузок высокого уровня, например от ударных нагрузок при падении в аварийных ситуациях. Кроме того, в данном устройстве не обеспечивается защита внешнего контейнера от разрушения осколками внутреннего контейнера в случае взрыва груза, содержащегося в последнем.

Известно устройство для транспортирования радиоактивных материалов [РСТ, WO №81/00642, кл. G 21 F 5/00 1981. Контейнер для транспортировки радиоактивных материалов], представляющее собой цилиндрический контейнер, на крышке и под дном которого установлены амортизаторы, состоящие из двух стенок, между которыми проложена бальза в качестве поглощающего энергию материала.

Недостатком этого устройства является низкая собственная частота колебаний контейнера с грузом в вертикальном направлении из-за малой жесткости амортизаторов. Кроме того, в этом устройстве отсутствует защита контейнера с грузом от боковых вибрационных и ударных нагрузок. При транспортировании все это может привести к возникновению недопустимых как вибрационных резонансных, так и ударных нагрузок на грузе, приводящих к его повреждению. Помимо этого, в данном устройстве не обеспечивается защита контейнера изнутри от разрушения осколками груза в случае взрыва последнего.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение защищенности транспортируемого груза от повреждений как в условиях нормальной эксплуатации (хранение и транспортирование груза всеми видами транспорта), так и в аварийных ситуациях, например при воздействии на устройство пулями, осколками или кумулятивными струями, а также недопущение выхода в окружающую среду вредных веществ, образующихся в результате взрыва (разрушения) груза в аварийных ситуациях.

Вышеуказанная задача решается за счет того, что крышки и стенки контейнера дополнены защитной оболочкой, содержащей по меньшей мере два чередующихся защитных слоя из металла и жаропрочной резины, имеющих отверстия, а также расположенную между защитными слоями полость, сообщающуюся с внутренней полостью контейнера через невозвратные клапаны, на крышку контейнера установлен редукционный клапан с фильтром, позволяющим выравнивать избыточное давление внутри контейнера с давлением окружающей среды с принудительной очисткой выводимого газа от вредных веществ (аэрозолей), образующихся в результате взрыва (разрушения) груза в аварийных ситуациях, а во внутреннюю полость контейнера введена защитная сетка, предотвращающая повреждение защитной оболочки осколками, образующимися в результате взрыва груза. Это обеспечивает сохранность груза в нормальных условиях эксплуатации, защищает груз от поражения при внешнем воздействии и предотвращает загрязнение окружающей среды при взрыве груза. Геометрические параметры, жесткость, прочностные свойства защитной оболочки, защитной сетки, размеры и расположения отверстий защитных слоев выбираются такими, чтобы их деформация после взрыва (разрушения) груза обеспечивала непроникновение вредных веществ за пределы контейнера.

Новыми признаками в предлагаемом изобретении, содержащем контейнер и амортизаторы, является введение в качестве крышек и стенок контейнера защитной оболочки, представляющей собой чередующиеся защитные слои из металла и жаропрочной резины, полости, сообщающейся с внутренней полостью контейнера, и введенного в крышку контейнера редукционного клапана с фильтром, защитной сетки, обеспечивающих сохранность груза в нормальных условиях эксплуатации, защищающих груз от поражения при внешнем воздействии, предотвращающих выход вредных веществ, образующихся в результате взрыва (разрушения) груза в аварийных ситуациях, и позволяющих принудительно выводить вредные вещества за пределы контейнера с их фильтрацией.

На фиг.1 приведено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 показан вариант выполнения стенок контейнера в виде защитной оболочки.

Устройство (фиг.1) состоит из контейнера 1 с крышками 2,3, расположенных внутри него амортизаторов 4, 5 и капсулы 6 с грузом 7, соединенной с контейнером 1 переходниками 8 с помощью узлов крепления 9. Крышки 2, 3 крепятся к контейнеру 1 с помощью узлов крепления 10. Амортизаторы 4 и 5 расположены между контейнером 1 и капсулой 6. Редукционный клапан 11 встроен в крышку 2. В контейнер 1 и крышки 2,3 встроены невозвратные клапаны 12. Вокруг капсулы 6 с грузом 7 устроена защитная сетка 13, которая крепится к переходникам 8 и заделана в амортизаторы 4,5.

На фиг.2 приведен элемент многослойной защитной оболочки контейнера, состоящей из имеющих конусообразные отверстия 14 чередующихся слоев металла 15 и жаропрочной резины 16 и расположенной между ними полости 17.

В процессе эксплуатации вышеописанное устройство (фиг.1) работает следующим образом.

При нормальных условиях эксплуатации сохранность груза 7 обеспечивается соответствующей жесткостью и прочностью капсулы 6, амортизаторов 4, 5, переходников 8 и непосредственно контейнером 1 с крышками 2 и 3.

В аварийных ситуациях, связанных с разрушением груза 7, вредные вещества, образующиеся в результате разрушения, при внутреннем давлении воздуха и продуктов разложения груза 7 в контейнере 1 с крышками 2 и 3, не превышающем допустимых пределов, не выходят за пределы контейнера 1 и в дальнейшем через редукционный клапан 11 в крышке 2 выводятся из внутренней полости контейнера 1 для фильтрации.

В аварийных ситуациях, связанных с взрывом груза 7, вредные вещества, образующиеся в результате взрыва, при внутреннем давлении воздуха и продуктов взрыва груза 7 в контейнере 1 с крышками 2 и 3, превышающем допустимые пределы за счет избыточного давления во фронте ударной волны, через отверстия 14 многослойной защитной оболочки контейнера 1 попадают в полость 17, из которой через невозвратные клапаны 12 инжектируются во внутреннюю полость контейнера 1 до тех пор, пока избыточное давление, воздействующее на оболочку изнутри, не достигнет допустимого.

При этом геометрические параметры, жесткостные и прочностные свойства многослойной защитной оболочки контейнера 1 и его крышек 2 и 3 выбираются такими, чтобы они могли во-первых, при избыточном давлении во внутренней полости контейнера 1 деформироваться, давая возможность воздуху и продуктам разложения груза 7 попадать в полость 17; во-вторых, чтобы при внешних воздействиях на сам контейнер 1, например, пулями, осколками или кумулятивными струями не происходило нарушений целостности груза 7.

В аварийных ситуациях, связанных с взрывом груза 7, защитная сетка 13 за счет своих геометрических параметров, жесткостных и прочностных свойств гасит кинетическую энергию осколков капсулы 6 и груза 7, тем самым предотвращая повреждение многослойной защитной оболочки контейнера 1 и его крышек 2 и 3.

Технический результат использования предлагаемого изобретения заключается в существенном снижении возможного уровня загрязнения окружающей среды при транспортных и аварийных нагрузках, приводящих транспортируемый груз к разрушению или взрыву, в результате чего отпадает необходимость его упрочнения, усложняющего конструкцию груза, а при перевозке грузов, содержащих взрывчатые вещества, одновременно существенно повышается и их защищенность от внешних воздействий.