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Patent Searching and Data


Title:
EXPLOSION PROOF WALL STRUCTURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/033989
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a structure for protecting surroundings against the effects of explosion of a suitcase bomb, a gradual combustion product or a pressurized tank. It consists of: a hollow portion (B) including a grooved metal plate (5), spacers, -broken rods (4)- as well as a median plate (3); and a solid portion (A) comprising a shock-absorbing layer (2) and the outer wall (1). Said structure is designed for constructing containers for transported or watched luggage, for storing explosive powders, or for encasing pressurized tanks of vehicles (compressed air, LPG and the like).

Inventors:
SAAD ELIE (FR)
Application Number:
PCT/FR2002/003552
Publication Date:
April 24, 2003
Filing Date:
October 17, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SAAD ELIE (FR)
International Classes:
F42B39/14; F42D5/04; (IPC1-7): F42B39/14; F42D5/04
Domestic Patent References:
WO1997016697A11997-05-09
WO1998040288A11998-09-17
WO2000033015A22000-06-08
WO1994024513A11994-10-27
Foreign References:
US5394786A1995-03-07
DE19911175A12000-10-05
DE2628547A11977-01-20
US4055247A1977-10-25
US5390580A1995-02-21
EP0315616A11989-05-10
US6298607B12001-10-09
FR2056951A11971-05-07
DE1169105B1964-04-30
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Claims:
REVENDICATIONS
1. 1) Structure de paroi de soute ou de container pour protéger les lieux environnants d'une explosion, caractérisée en ce qu'elle comporte : d'une part, une plaque rainurée (5), absorbant les chocs de l'explosion en se déformant grâce aux rainures assurant des résistances variées, et une plaque médiane (3), formant avec la plaque rainurée (5) une zone creuse (B), séparées entre elles par des entretoises, tiges brisées (4) ou hélicoïdales (41) qui s'allongent ou se raccourcissent pour amortir les mouvements au coeur du container ; Et d'autre part, une couche amortissant les chocs (2) et une paroi extérieure (1).
2. Structure de paroi, selon la revendication 1 et selon des modes particuliers de réalisation, caractérisée en ce qu'elle est réduite à la zone creuse (B) et comporte la plaque rainurée (5), les entretoises (4) et la plaque médiane (3).
3. Selon la revendication 1, structure de paroi caractérisée en ce que la plaque rainurée (5) a une épaisseur variable ainsi que des rainures (51) dont la disposition, le nombre, la profondeur et la forme sont variables.
4. Structure de paroi, selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque médiane (3) a une épaisseur variable, est sans rainure ou comporte, sur une face ou sur les deux, des rainures dont la disposition, le nombre, la profondeur et la forme sont variables.
5. Structure de paroi, selon la revendication 1, caractérisée en ce que les entretoises, tiges métalliques brisées (4) ou hélicoïdales (41), ont des épaisseurs et des longueurs variables et sont en nombres variables.
6. Structure de paroi, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est, selon un mode particulier de réalisation, une structure anti feu et comporte des réservoirs (6) qui libèrent un liquide antifeu ou à effet endothermique en cas de forte pression et qui s'encastrent dans la plaque rainurée (5), s'y placent devant ou entre la plaque rainurée (5) et la plaque médiane (3).
7. Structure de paroi, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est, selon un mode particulier de réalisation, une structure renforcée par une plaque de caoutchouc ignifugé (70) placée devant la plaque rainurée (5) ou par un feuillard très résistant (50) doublé d'un tissu antiperforation et anti déchirure (55) placé devant la plaque rainurée (5) ou derrière la plaque médiane (3).
8. Structure de paroi, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est, selon un mode particulier de réalisation, une structure multiple faite de deux ou plusieurs structures réduites (zone creuse B) ou de d'une ou plusieurs structure réduite (sone creuse B) jointe à une normale (zone pleine A et zone creuse B).
9. Structure de paroi, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est une combinaison des modes particuliers de réalisation cités ci haut.
Description:
Structure de paroi anti-explosive La présente invention concerne une structure de paroi de container ou de soute pour neutraliser les effets des explosions qui sty produisent à l'intérieur venant des bombes dissimulées dans les bagages gardés ou transportés, des substances explosives ou des réservoirs sous pression.

D'une manière générale, les bagages et les valises se gardent ou voyagent regroupés dans des soutes sans aucun dispositif de protection des lieux environnants en cas d'explosion d'une valise piégée. Les substances explosives, doivent répondre à des normes de sécurité pour empêcher leur explosion, de même les réservoirs sous pression. Cependant, en cas d'explosion, les éclats déchiquettent tous les objets se trouvant à proximité et l'énergie de l'explosion déforme les structures environnantes. La haute chaleur de l'explosion peut générer un incendie en cas de présence d'air.

Pour neutraliser les explosions, le blindage anti- explosif utilise généralement le principe de résistances uniformes des plaques pleines ainsi que celui des écrasements des matériaux. La présente invention s'attache à la protection des lieux environnants en ayant recours au principe des résistances variées des plaques rainurées ainsi qu'à l'écrasement et l'allongement des matériaux. Cette invention permet de : -Limiter à l'intérieur du container les effets d'éclats de l'explosion en les arrêtant grâce à des plaques résistantes.

- Absorber l'énergie de l'explosion par la déformation optimale des plaques grâce aux rainurages donnant lieu à des résistances variées, à des rayons de pliage interne plus petits, à des déformations différées ou programmées.

- En cas de déchirure de la plaque la plus exposée, diminuer la pression et absorber l'énergie de l'explosion par des mouvements et résistances internes grâce à une zone creuse

qui assure une différence de pression et permet le raccourcissement et l'allongement de tiges métalliques.

- Utiliser la pression de l'explosion pour faire jaillir un liquide anti-feu ou à effet endothermique contenu dans des réservoirs, s'il est nécessaire d'équiper la soute ou le container avec de tels produits.

La structure de paroi selon l'invention comporte principalement une zone creuse qui est plus près du centre de l'explosion. Une zone pleine se trouvant du côté le moins exposé peut généralement faire partie de cette structure.

La zone creuse est la zone de « martyr ». Elle est destinée à être sacrifiée en cas d'explosion en offrant par les caractéristiques mécaniques de ses matériaux une résistance aux éclats, une dispersion des ondes de choc, une absorption de l'énergie de l'explosion ainsi qu'une protection contre le feu. Elle constitue les caractéristiques anti- explosives de la structure. Elle est constituée de : - Une plaque métallique avec des rainures formant de petites surfaces sur les deux faces.

- Des entretoises, tiges métalliques brisées ou hélicoïdales, qui lient la plaque rainurée avec la plaque médiane.

- Une plaque métallique médiane rainurée uniquement du côté de la zone creuse disposition du rainurage non limitative, afin d'en renforcer le rôle dans la résistance aux éclats et l'absorption des chocs.

La zone pleine est la zone d'isolation. Elle renforce la séparation entre les effets de l'explosion au coeur du container et la paroi extérieure. Elle est constituée de : - Une paroi extérieure.

- Une couche amortissant les chocs et se plaçant entre la paroi extérieure et la plaque médiane.

En cas d'explosion, cette structure de paroi joue les rôles suivants :

a) La zone creuse crée une différence de pression sur les deux faces de la plaque rainurée. L'espace vide, créé par cette zone, permet des déformations et des mouvements de cette plaque. b) La plaque rainurée qui est la plus exposée, réagit de deux manières : Par les petites surfaces épaisses, elle résiste aux éclats et les arrête.

- Par les différentes rainures, elle peut avoir des épaisseurs variables correspondant à des résistances variables. Elle se déforme donc en premier par les endroits où la résistance est la plus faible, absorbant ainsi l'essentiel de l'énergie de l'explosion par des déformations optimales et programmées. c) Les entretoises réagissent au choc en se raccourcissant ou en s'allongeant amortissant également l'énergie de l'explosion. Elles permettent ainsi à la plaque rainurée de se déformer facilement. De plus, en cas de déchirure de la plaque rainurée, les entretoises résistent aux mouvements de cette plaque à l'intérieur du container. d) La plaque médiane renforce le travail des entretoises en absorbant le choc de l'explosion par de légères déformations. En cas de déchirure de la plaque rainurée, la plaque médiane délimite la pression et les effets de l'explosion dans la zone creuse et assure une résistance supplémentaire aux éclats. e) La couche absorbante des chocs amortit les déformations de la plaque médiane en s'écrasant. Elle conserve ainsi en situation intacte la paroi extérieure. f) Dans le cas où le container est équipé avec un liquide anti-feu ou à effet endothermique, la pression exercée sur les réservoirs fait propulser, par

l'incompressibilité des liquides, le produit au coeur du container.

Selon des modes particuliers de la structure : -Le nombre de rainures ; leur profondeur, leur forme, leur disposition ainsi que les petites surfaces dans une plaque rainurée sont en fonction de la résistance demandée et du niveau de déformation recherché.

- Les rainures sont d'un côté de la plaque rainurée ou des deux côtés. Dans ce cas, elles sont symétriques ou asymétriques par rapport au plan de la plaque.

- La plaque médiane n'étant pas la plus exposée à l'explosion, est une plaque rainurée sur une face ou sur les deux ou une plaque sans rainures selon le besoin de résistance et selon le niveau de rigidité accordé à la paroi extérieure.

- La plaque rainurée et la plaque médiane ont des épaisseurs variables.

- Pour les besoins de résistance supplémentaire au poids, les entretoises du sol, tiges brisées ou hélicoïdales, exemple non limitatif, sont plus épaisses ou plus nombreuses sur cette paroi du container que sur les autres.

-La structure est anti-feu. Les réservoirs de liquide anti-feu ou à effet endothermique s'encastrent généralement dans la plaque rainurée du container, sty place devant ou, pour des réalisations particulières, entre la plaque rainurée et la plaque médiane. Le nombre de réservoirs est variable et est, pour une part, en fonction de la quantité de liquide nécessaire.

Pour des contraintes particulières, la structure est renforcée. Pour une meilleure résistance aux ondes de choc, des plaques en caoutchouc ignifugé, matériau cité à titre d'exemple non limitatif, peuvent être placées devant la structure du côté de l'explosion.

- Pour renforcer les caractéristiques mécaniques, quand les contraintes de poids obligent le recours à des plaques en métal ayant des caractéristiques mécaniques faibles, un feuillard en métal très résistant doublé d'un tissu résistant anti-déchirure et anti-perforation, exemple non limitatif, est placé, d'un côté ou de l'autre de la zone creuse, devant la plaque rainurée ou derrière la plaque médiane.

- Dans certains cas comme celui de l utilisation des réservoirs sous pression exemple cité à titre d'exemple non limitatif, la structure est réduite et ne contient pas la couche d'isolation ni la paroi extérieure.

- La structure est multiple, dans le cas de produits explosifs sensibles aux chocs, par exemple. Il s'agit d'une combinaison de plusieurs structures simples entre elles ou d'une ou plusieurs structures simples avec celles citées plus haut.

- La structure est une combinaison des différentes réalisations particulières citées ci-haut.

Pour illustrer cette structure trois exemples de réalisation particulière non limitatifs sont proposés.

A. Un container anti-explosif pour les bagages transportés ou gardés. Il assure une protection contre l'explosion de charges plastiques.

B. Un container pour le stockage de produits à combustion progressive (poudres...). Il absorbe l'énergie de la quantité du produit explosée et en empêche la combustion de la partie restante.

C. Un container pour des réservoirs de voiture sous haute pression (air comprimé, GPL...). Il neutralise les mouvements du réservoir explosant et offre une diminution de la pression tout en laissant la possibilité de recueillir les gaz.

Les dessins annexés illustrent l'invention ainsi que trois exemples de mode particulier de réalisation. En vue d'assurer la visibilité des détails, les proportions ne sont pas respectées dans ces dessins.

Les figures 1A, 1B, 1C, 1C', 1D, 1E, 1F et 1F' représentent la structure de paroi anti-explosive ainsi que la disposition des éléments constitutifs. 1A montre la structure normale ; 1B la structure équipée d'un dispositif anti-feu ; 1C et 1C'la structure renforcée par un feuillard doublé d'un tissu ; 1D la structure renforcée contre les ondes de choc avec du caoutchouc ignifugé résistant ; 1E la structure réduite ; 1F et 1F'la structure multiple composée, à titre d'exemple non limitatif, d'une structure normale renforcée par une structure réduite ou une d'une structure réduite renforcée par une semblable.

La figure 2 montre, à titre d'exemple non limitatif, une plaque rainurée.

Les figures 3A, 3B et 3C montrent une coupe verticale d'une plaque rainurée avec des rainurages symétriques et asymétriques.

Les figures 4A, 4B et 4C montrent des exemples d'entretoises avec différentes formes et épaisseurs.

La figure 5A représente un espace fermé équipé de réservoirs anti-feu pour les bagages.

La figure 5B montre comment la structure de paroi anti- explosive neutralise les effets de l'explosion d'une valise.

La figure 5C représente une coupe verticale longitudinale d'un container pour les bagages, parallélépipède, étanche, avec une double porte et des réservoirs anti-feu.

La figure 5D représente une coupe horizontale du même container.

La figure GA représente un exemple d'espace fermé équipé de réservoirs anti-feu pour les produits explosifs à combustion progressive.

La figure 6B montre comment la structure de paroi anti- explosive neutralise les effets de l'explosion d'un produit à combustion progressive.

La figure 7A représente un exemple d'espace fermé pour les réservoirs sous pression.

La figure 7B montre comment la structure de paroi anti- explosive neutralise les effets de l'explosion d'un réservoir sous pression.

En référence aux dessins 1A, 1B, 1C, lC', 1D et 1F, la structure est constituée d'une zone creuse (B) et d'une zone pleine (A). Elle comporte normalement les éléments suivants : - Une plaque rainurée (5) qui se place vers le centre du container ou de la soute.

- Une plaque métallique médiane (3) qui est l'intersection des deux zones (A) et (B).

-Des entretoises, tiges métalliques brisées (4)-exemple non limitatif-qui lient la plaque rainurée (5) à la plaque médiane (3).

- Une couche absorbante des chocs (2) qui remplit l'espace entre la paroi extérieure (1) et la plaque médiane (3).

Selon les dessins 1E, 1F'la structure est réduite à la zone creuse (B).

Selon le dessin 1B, 5A, 5B, 5C, 5D, 6A et 6B qui représentent la structure équipée d'un dispositif anti-feu, des réservoirs de produit liquide anti-feu ou à effet endothermique (6) sty encastrent au niveau de la plaque rainurée (5), sty placent devant du côté exposé à l'explosion ou à l'intérieur de la zone creuse entre la plaque rainurée (5) et la plaque médiane (3).

Selon les dessins 1C et 1C'qui représentent la structure renforcée, un feuillard en métal très résistant (50) doublé d'un tissus résistant anti-perforation et anti- déchirure (55) est placé d'un côté ou de l'autre de la zone

creuse (B), devant la plaque rainurée (5) (fig. 1C) ou derrière la plaque médiane (3) (fig. lC').

En référence au dessin 1D, la structure est renforcée contre les ondes de choc avec une plaque en caoutchouc ignifugé (70), matériau cité à titre d'exemple non limitatif, placée devant la plaque rainurée (5).

En référence au dessin 1E, la structure est réduite à la zone creuse (B) et est constituée de la plaque rainurée (5), des entretoises (4) ainsi que de la plaque médiane (3) qui joue également le rôle de paroi extérieure du container.

En référence aux dessins 1F et 1F', la structure est multiple. Selon 1F, la structure multiple est une structure normale doublée d'une une zone creuse (B). En 1F'la structure multiple est constituée de deux zones creuses (B).

En référence au dessin 2, la plaque métallique (5) présente des rainures (51) équidistantes et parallèles aux sens de la longueur et de la largeur, disposition citée non limitative, formant des petites surfaces rectangulaires (52).

En référence aux dessins 3A, 3B et 3C, une coupe verticale de cette plaque montre des exemples de disposition des rainures sur une seule face (FIG 3C), sur les deux faces de manière symétrique (FIG 3A) ou asymétrique (FIG 3B) par rapport au plan de la plaque.

En référence aux figures 4A, 4B et 4C, les entretoises ont différentes formes, tiges brisées (4) ou hélicoïdales (41), formes citées non limitatives, et sont d'épaisseurs variables : tige normale (4) et tige épaisse (40).

Les dessins 5A, 5B, 5C, et5D montrent une structure destinée à la construction de soutes, de consignes ou de containers à bagages utilisés dans les transports aériens, ferroviaires, maritimes ainsi que dans les gares, les aérogares, les entrepôts...

La figure 5A représente schématiquement le container pour le transport des bagages. Il s'agit d'un espace fermé muni de réservoirs anti-feu (6). La structure des parois isole

la paroi extérieure (1) d'une explosion se produisant à l'intérieur par quatre couches formées d'une plaque rainurée (5) enveloppée d'une couche creuse contenant des entretoises, tiges brisées normales (4) et épaisses (40) ; la troisième couche est constituée par une plaque médiane (3) entourée par une couche absorbant les chocs (2).

En référence au dessin 5B qui montre comment cette structure neutralise les effets de l'explosion : - La plaque rainurée (5) a arrêté la plus grande quantité d'éclats et s'est déformée pol] r absorber lténergie de l'explosion.

- Par l'incompressibilité des liquides, la pression exercée sur les réservoirs (6) a fait propulser le liquide anti- feu au coeur de container.

- La plaque médiane (3) s'est légèrement déformée absorbant le restant d'énergie et a arrêté les éclats qui ont traversé la plaque rainurée (5).

Les tiges brisées normales (4) ou épaisses (40) se sont raccourcies ou allongées amortissant ainsi le choc de l'explosion et les mouvements de la plaque rainurée (5) pendant sa déformation et sa déchirure.

- La couche absorbante des chocs (2) a amorti les déformations de la plaque médiane (3) et a conservé la paroi extérieure (1).

La figure 5C représente, à titre d'exemple non limitatif, une coupe verticale longitudinale d'un container étanche (100) pour transporter les bagages avec une porte extérieure (110) et une autre intérieure (111) équipé de réservoirs anti-feu (6). La partie intérieure de la porte (1150) s'encastre en haut et en bas du container entre la plaque rainurée (5) et la plaque médiane (3) renforçant ainsi l'étanchéité du côté de la porte intérieure (111). Les entretoises, tiges brisées du bas du container (40) sont plus épaisses que les tiges des autres parois (4).

La figure 5D représente une coupe horizontale du même container (100). L'intérieur de la porte (1150) s'encastre entre la plaque rainurée (5) et la plaque médiane (3) du côté opposé à l'axe de la porte (120). Du côté de l'axe (120), la porte intérieure assure l'étanchéité du container en entourant un montant en forme d'un quart de cercle (1030).

En référence au dessin 6A qui montre une application de la structure pour des produits à combustion progressive. Il s'agit d'un espace fermé muni de réservoirs anti-feu (6) placés sur la plaque rainurée et à l'intérieur de la zone creuse (B). La structure des parois protège d'une explosion à l'intérieur par trois couches formées d'une plaque rainurée (5) enveloppée d'une couche creuse grâce aux entretoises, tiges brisées normales (4) et épaisses (40) ; la troisième couche est constituée par une plaque médiane (3). Les plaques rainurées (5) de la base sont munies de soupapes et de cônes tronqués propulseurs (80).

En référence au dessin 6B qui montre comment cette structure neutralise les effets de l'explosion.

- La plaque rainurée (5) s'est déformée pour absorber l'énergie de l'explosion.

- Par l'incompressibilité des liquides, la pression exercée sur les réservoirs (6) a fait propulser le liquide anti- feu au coeur de container empêchant la combustion totale du produit.

- Les soupapes et propulseurs (80) ont évacué la pression et l'énergie de l'intérieur du container vers le milieu de la zone creuse (B) créant un mouvement selon une direction précise.

- Les réservoirs anti-feu à effet endothermique (6) absorbent l'énergie dégagée par les soupapes et les propulseurs (80).

- Les tiges brisées normales (4) ou épaisses (40) se sont raccourcies ou allongées pendant la déformation de la

plaque rainurée (5) et ont résistée aux mouvements crée par la force de poussée jaillissant des soupapes et des propulseurs (80).

La plaque médiane (3) jouant également le rôle de paroi extérieure, garde son rôle de résistance à l'énergie dégagée par les soupapes et propulseurs (80) et non absorbée par les entretoises (4) ou les liquides à effet endothermique (6) grâce à ses caractéristiques mécaniques.

En référence au dessin 7A qui montre un exemple non limitatif d'application destinée aux réservoirs sous pression, la structure anti-explosive est réduite et formée dlui-ie plaque rainurée (5) d'entretoises, tiges brisées normales (4) et d'une une plaque médiane (3) qui joue également le rôle de paroi extérieure. Pour stabiliser le réservoir sous pression (90), des cales (25) en matière absorbant les chocs, sont utilisées. Des couvercles (51 et 31) fixés par des écroues et joints (93) assurent l'étanchéité. Le réservoir est relié à l'extérieur par des embouts encastrables (91) ou un tuyau flexible (non illustré) traversant les couvercles (51 et 31).

En référence au dessin 7B qui montre comment cette structure neutralise les effets de l'explosion : - A l'ouverture de son enveloppe, le réservoir sous pression (90) est muni d'une énergie cinétique créant des mouvements au coeur du container. La plaque rainurée (5) s'est déformée pour absorber l'énergie de l'explosion.

- En cas de rupture de la plaque rainurée ou de séparation des embouts (91), la plaque médiane (3) garde l'étanchéité du container.

- Les tiges brisées normales (4) se sont raccourcies ou allongées amortissant ainsi les mouvements de la plaque rainurée (5) pendant sa déformation. En cas de déchirure de la plaque rainurée (5) ou de séparation des embouts

encastrables (91), elles résistent aux mouvements générés au coeur du container.

Les matériaux de préférence pour cette structure anti- explosive sont à titre d'exemples cités non limitatifs : -L'acier ou l'aluminium traités pour la plaque rainurée (5), les entretoises (4) et la plaque médiane (3).

- Le bois tendre ou une matière équivalente pour la couche d'isolation des chocs (2).

-L'aluminium ou une matière équivalente pour la paroi extérieure (1).

En cas de structure renforcée, s'ajoutent à ces matériaux : -L'acier très résistant ou l'aluminium traité pour le feuillard (50).

- Le tissu résistant (55) anti-perforation et anti-déchirure pour doubler le feuillard (50) - Le caoutchouc ignifugé et résistant (70) pour renforcer la résistance aux chocs.