Печь для утилизации снаряжения боезарядов

 

Полезная модель относится к области уничтожения твердых отходов сжиганием, а более конкретно, к конструкциям печей с отдельной камерой сгорания, имеющих электронагрев, и может быть использовано при утилизации снарядов, мин, гранат, взрывателей, капсюлей и т.п., уложенных в унифицированные кассеты, для уничтожения детонационного, пиротехнического и порохового снаряжения.

Печь для утилизации снаряжения боезарядов содержит механизм загрузки кассет с уложенными изделиями, нагреватель бронированного лока-лизатора для размещения кассеты, закрытого подвижной крышкой, сообщающегося с автономной установкой вытяжной газоочистки, включающей мембранные и сорбционные фильтры, и устройство управления.

Новым является то, что локализатор, установленный на электромагнитном нагревателе, выполнен из жестко связанных броневых листов, центральные отверстия которых образуют проходной канал, закрытый по торцам сопрягаемыми бронеотбойниками, закрепленными на крышке, смонтированной с возможностью возвратно-поступательных перемещений, и размещен внутри камеры, оснащенной люками шлюзования загружаемых кассет, выгрузки отходов сжигания и коммутации с установкой газоочистки, а механизм загрузки кассет в локализатор выполнен в форме соосного двухпозиционного толкателя, несущего проволочный диск, при этом к люку шлюзования загружаемых кассет примыкает поперечный шаговый питатель кассет, выполненный в виде грейферного перекладчика, а привод возвратно-поступательных перемещений крышки локализатора оснащен стопором ее рабочего положения.

Предложенное техническое решение обеспечило полную автоматизацию процесса уничтожения сжиганием в изолированной печи снаряжения боезарядов при утилизации снарядов, мин, гранат, взрывателей, капсюлей и т.п. специзделий, а также повысили функциональную надежность структурных элементов комплексного технологического устройства простой конструкции, удобной в эксплуатации по назначению.

Конструкция локализатора проходного типа позволяет совместить вспомогательные операции взаимосвязанной последовательности повторяющегося рабочего цикла, является стационарной принадлежностью печи и имеет комплектацию, обеспечивающую взрывобезопасное функционирование изолированного устройства в целом.

Предложенная полезная модель относится к области уничтожения твердых отходов сжиганием, а более конкретно, к конструкциям печей с отдельной камерой сгорания, имеющей электронагрев, и может быть использовано при утилизации снарядов, мин, гранат, взрывателей, капсюлей и т.п., уложенных в унифицированные кассеты, для уничтожения детонационного, пиротехнического и порохового снаряжения.

Уровень данной области техники характеризует печь для сжигания твердых и жидких материалов, описанные в патенте RU 2392544, F23G 5/14, 2010 г., которая содержит футерованные камеру сгорания, оснащенную загрузочным бункером и колосником над сборником золы, и камеру дожигания продуктов пиролиза, сообщающуюся с системой подачи окисляющего воздуха, связанные центральным отверстием промежуточного свода.

Камера дожигания посредством тангенциально смонтированного трубопровода, оснащенного рекуператором, связана с параллельным скруббером, на выходе которого установлено устройство фильтрования отходящего аэрозоля.

Достоинством этой печи является универсальность по сжиганию твердых и жидких материалов с практически полным окислением продуктов пиролиза и непрерывное ступенчатое фильтрование отходящих газов до экологически безопасного уровня концентрации.

Продолжением достоинств являются присущие недостатки, главный из которых - невозможность сжигания изделий с боезарядом из взрывчатых веществ, пороха и пиротехнических составов из-за их срабатывания уже при загрузке в печь, рабочая температура которой заметно превышает 1000°С.

Более совершенной является бронепечь, описанная в сборнике докладов «Утилизация-2003», П.И.Снегирев и др., Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов, М., Издательский дом «Оружие и технологии», с.52-57, рис.2 и 3, которая по технической сущности и числу совпадающих признаков выбрана в качестве наиболее близкого аналога предложенной печи.

Известная бронепечь, закрываемая свинчиваемой крышкой, формирует бронированный технологический локализатор, содержит тигель, нагреваемый от горелки с внешней емкостью жидкого топлива.

Кассеты с упакованными изделиями для утилизации снаряжения сжиганием подаются в тележке под электроталь (или козловой кран), которой осуществляют загрузку кассеты внутрь печи.

Бронепечь посредством трубопровода связана с автономной установкой вытяжной газоочистки, включающей мембранные и сорбционные фильтры для улавливания соответственно пыли и вредных веществ из отходящего аэрозоля, включающего продукты горения снаряжения.

Недостатками известной печи утилизации снаряжения боезарядов являются следующие:

- низкая производительность из-за большой доли в рабочем цикле утилизации изделий времени вспомогательных операций загрузки и выгрузки кассеты;

- неудовлетворительная взрывобезопасность работ при нагреве локализатора открытым пламенем горелки, расположенной снаружи бронепечи, в рабочем помещении;

- возможность безопасной разовой утилизации взрывчатого снаряжения суммарной массы не более 0,1 кг в тротиловом эквиваленте ограничивает промышленное использование известной конструкции;

- необходимость в дополнительном механизме для изолирования установки газоочистки на время работы локализатора, выдерживающем скачок давления при уничтожении снаряжения, так как в противном случае генерируемые газообразные продукты из локализатора, поступая в установку под импульсным давлением, выведут из строя фильтры.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение производительности безопасной работы по утилизации снаряжения боезарядов серийно в промышленных объемах автоматизированного потока.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известной печи для утилизации снаряжения боезарядов, содержащей механизм загрузки кассет с уложенными изделиями, нагреватель бронированного локализатора для размещения кассеты, закрытого подвижной крышкой, сообщающегося с автономной установкой вытяжной газоочистки, включающей мембранные и сорбционные фильтры, и устройство управления, по предложению авторов, локализатор, установленный на электромагнитном нагревателе, выполнен из жестко связанных броневых листов, центральные отверстия которых образуют проходной канал, закрытый по торцам сопрягаемыми бронеотбойниками, закрепленными на крышке, смонтированной с возможностью возвратно-поступательных перемещений, и размещен внутри камеры, оснащенной люками шлюзования загружаемых кассет, выгрузки отходов сжигания и коммутации с установкой газоочистки, а механизм загрузки кассет в локализатор выполнен в форме соосного двухпозиционного толкателя, несущего проволочный диск, при этом к люку шлюзования загружаемых кассет примыкает поперечный шаговый питатель кассет, выполненный в виде грейферного перекладчика, а привод возвратно-поступательных перемещений крышки локализатора оснащен стопором ее рабочего положения.

Отличительные признаки обеспечили полную автоматизацию процесса уничтожения сжиганием в изолированной печи снаряжения боезарядов при утилизации снарядов, мин, гранат, взрывателей, капсюлей и т.п. специзделий, а также повысили функциональную надежность структурных элементов комплексного технологического устройства простой конструкции, удобной в эксплуатации по назначению.

Предложенная конструкция локализатора проходного типа позволяет совместить вспомогательные операции взаимосвязанной последовательности повторяющегося рабочего цикла, является стационарной принадлежностью печи и имеет комплектацию, обеспечивающую взрывобезопасное функционирование изолированного устройства в целом.

Установка теплоемкого локализатора непосредственно на электромагнитном нагревателе (индукторе), питающегося от сети с возможностью регулирования тепловложения, повышает безопасность работ при эффективной конвективной теплопередаче энергии на утилизируемые боезаряды, более динамично и практически без потерь нагреваемых до температуры инициирования.

Выполнение локализатора в виде пакета жестко связанных броневых листов обеспечивает противодействие импульсной нагрузке скачка давления при детонации или сжигании уничтожаемого снаряжения за счет демпфирования знакопеременных деформаций в своеобразных арочных конструкциях, образованных осевыми отверстиями в каждом структурном бронелисте пакета, которые в совокупности формируют проходной канал.

Этим обеспечивается единство формы и функции, технологичной конструкции, обеспечивающей утилитарное назначение.

Предложенная конструкция локализатора обеспечивает трехкратный запас прочности по максимальной динамической нагрузке от детонации комплекта штучных разрывных зарядов, размещаемых в его объеме.

Жесткая связь бронелистов формирует монолитную конструкцию силового локализатора с проходным каналом, необходимым для автоматизации циклического процесса.

Оснащение подвижной крышки бронеотбойниками, сопрягаемыми с торцами локализатора, создает замкнутый рабочий объем силовой конструкции, устойчивой при динамическом нагружении давлением генерируемых газообразных продуктов горения, ударными и детонационными волнами.

Примыкание по торцам проходного канала локализатора бронеотбой-ников подвижной крышки создает замкнутый технологический объем, внутри которого происходит горение и/или детонация снаряжения боезарядов, исключая разрушающее воздействие импульсов давления на камеру. Ударные волны гасятся внутри локализатора, а детонационные волны затухают в объеме бронекамеры.

Установка крышки, несущей бронеотбойники, с возможностью возвратно-поступательных перемещений позволяет позиционировать ее в крайнем верхнем положении, открывая проходной канал локализатора под загрузку-выгрузку, и в нижнем положении для изолирования локализатора на время его работы.

Размещение бронированного локализатора внутри закрытой камеры, корпус которой коммутируется с механизмом загрузки кассет и выгрузки отходов сжигания, позволяет изолировать динамически нагружаемый локализатор от рабочего помещения, чем повышается эксплуатационная безопасность печи.

Оснащение камеры люком шлюзования загружаемых кассет позволяет автоматизировать штучную подачу соосным толкателем кассету с призм питателя в локализатор.

Оснащение камеры люком выгрузки отходов сжигания, воронка которого примыкает к локализатору, обеспечивает выталкивание конструкционных элементов утилизируемых изделий посредством того же толкателя, перемещаемого на максимальный ход второго позиционирования.

Таким образом, конструктивно просто обеспечивается пространственное совмещение различных технологических операций последовательных циклов работ утилизации изделий в разных кассетах от одного двухпозиционного толкателя механизма загрузки, смонтированного соосно проходному каналу локализатора.

При этом за счет закрепленного на толкателе механизма загрузки кассет дискового проволочного ерша совмещаются во времени операция удаления из локализатора отходов с механической чисткой его проходного канала, проводимых за один ход соосного толкателя.

Оснащение толкателя механизма загрузки кассет дисковым проволочным ершом, который сопрягается с каналом локализатора, обеспечивает при удалении отходов утилизации механическую очистку проходного канала от нагара, конденсированных частиц продуктов горения и налипших осколков, что повышает функциональную надежность печи в целом.

Коммутация камеры трубопроводом с автономной установкой вытяжной газоочистки обеспечивает нормальное функционирование устройства за счет постоянного удаления из ее объема газообразных продуктов горения снаряжения боезарядов, предотвращая пиковый рост давления и повышение в рабочем помещении концентрации вредных веществ за установленные пределы.

Изолированное при этом размещение локализатора исключает несанкционированный выброс продуктов горения снаряжения за границы камеры, чем сводятся к минимуму негативные последствия возможной аварии.

Выполнение шагового транспортера подачи кассет на линию центров печи в виде грейферного перекладчика является простейшим конструктивным решением, надежно и точно функционирующим механизмом по назначению.

Оснащение привода перемещений крышки фиксатором ее рабочего положения, выполненным в виде механического стопора, гарантирует кинематическое замыкание объема проходного канала на время уничтожения снаряжения изделий, когда бронированные отбойники примыкают к торцам локализатора.

Предложенная конструкция печи повышенной функциональной надежности позволяет кратно увеличить (до 1 кг в пересчете на тротиловый эквивалент) массу снаряжения боезаряда в кассете с гарантированной взрывобезопасностью при утилизации сжиганием.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении цель достигается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображены:

на фиг.1 - технологическая схема печи;

на фиг.2 - продольный разрез камеры;

на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2;

на фиг.4 - шаговый транспортер подачи кассет.

В предложенной печи сжиганием уничтожается снаряжение малокалиберных артиллерийских снарядов, гранат, мин, капсюлей, запалов, взрывателей, пиротехнических зарядов и т.п., упакованных в сгорающей кассете, которая является сборочной штучной единицей, обрабатываемой в технологическом потоке полного цикла утилизации боезарядов.

Печь по полезной модели содержит изолированную камеру 1, в которой смонтирован электромагнитный нагреватель-индуктор 2, подключенный к сетевому источнику 3 тока (220/380 В, 50 Гц).

На индукторе 2 установлен трубчатой формы локализатор 4, который выполнен из бронелистов 5 с центральными отверстиями, жестко стянутых резьбовыми шпильками 6 (фиг.2, 3).

Отверстия бронелистов 5 в сборе локализатора 4 образуют проходной канал 7 под диаметр кассет.

Над локализатором 4 на корпусе 8 камеры 1 установлен пневмоци-линдр 9, на штоке 10 которого закреплена крышка 11 с клиновыми бронеот-бойниками 12, сопрягаемыми по профилю с торцами локализатора 4, плотно перекрывая его проходной канал 7.

На корпусе 8 камеры 1 установлен пневмоцилиндр 13, шток 14 которого выполняет функции стопора, кинематически замыкая шток 10 пневмоцилиндра 9, чем фиксируется рабочее положение крышки 11 на локализаторе 4.

К локализатору 4 примыкают трубчатый шлюз 15 подачи кассет и с противоположной стороны воронка-шлюз 16 для приема остатков после сжигания.

Шлюзы 15, 16 установлены соответственно в люках 17, 18 корпуса 8 камеры 1, которые перекрыты шиберными заслонками 19, 20, смонтированными на штоках 21, 22, пневмоцилиндров 23 и 24 (фиг.1).

К люку 17 примыкает шаговый питатель 25 кассет, позиционирующий их последовательно соосно шлюзу 15 для штучной подачи в локализатор 4 посредством толкателя 26 - штока пневмоцилиндра 27, который имеет три позиции: исходную (левую по чертежу) и две рабочие разной длины хода для подачи кассеты в локализатор 4 и выталкивания из него отходов предыдущего сжигания, соответственно.

На конце штока-толкателя 26 закреплен дисковый ерш 28 из радиально расположенных упругих проволок.

Под воронкой-шлюзом 16 с внешней стороны камеры 1 установлен соосный контейнер 29 сбора отходов утилизации.

Камера 1 трубопроводом 30 сообщается с мобильной установкой вытяжной газоочистки (фиг.1), которая содержит мембранные фильтры 31 на входе, съемные секции 32 с насыпным сорбционным материалом (активным углем) и мембранные фильтры 33 на выходе перед диффузором, в выходной трубе которого установлен вытяжной вентилятор 34.

Температура нагрева индуктора 2 регулируется обдувом холодным воздухом от внешнего компрессора по трубопроводу 35.

Поперечно к шлюзу 15 смонтированный шаговый питатель 25 выполнен (фиг.4) в виде грейферного перекладчика, подающая рейка 36 которого через кривошипно-шатунный механизм 37 связана с приводом 38. На рейке 36, размещенной в продольном пазу опорной платформы, равно распределены призмы 39 под укладку кассет.

Последовательность операций и технологические режимы печи осуществляются автоматически от устройства 40 управления по сигналам датчиков положения структурных элементов.

Функционирует печь следующим образом.

При нажатии кнопки «Пуск» устройства 40 управления включается источник 3 тока, питающий обмотку индуктора 2 и вытяжной вентилятор 34 установки газоочистки, трубопровод 30 которой сообщается с камерой 1.

Толкателем 26 пневмоцилиндра 27 кассета с упакованными изделиями подается из соосных призм 35 рейки 32 грейферного перекладчика 25, через трубчатый люк 15 корпуса 8 камеры 1, в локализатор 4, после чего толкатель 26 возвращается в исходное положение по команде концевого выключателя путевой системы управления.

Далее шиберные заслонки 19, 20 перекрывают люки 17 и 18, а крышка 11 рабочим ходом штока 10 пневмоцилиндра 9 опускается в крайнее нижнее положение, где ее бронеотбойники 12 сопрягаются с торцами локализатора 4 и перекрывают его канал 7, изолируя в броневой оболочке 4-12 кассету для сжигания.

При этом шток 14 пневмоцилиндра 13 кинематически замыкает шток 9 (устанавливается в его пазу), фиксируя закрытое положение крышки 11.

При достижении температуры 400-600°С внутри локализатора 4, нагреваемого конвективной теплопередачей от индуктора 2, происходит воспламенение и/или детонация снаряжения в кассете, в результате чего они сгорают, о чем судят по показаниям датчиков давления и вибрации, которые регистрируются в электронных носителях устройства 40.

Через заданное время выдержки стопор 14 освобождает шток 10 и крышка 11 возвращается в исходное положение, отбойники 12 которой открывают проходной канал 7 локализатора 4.

Газообразные продукты горения снаряжения боезарядов вытяжным вентилятором 34 удаляется из камеры 1 и по трубопроводу 30 поступают в установку газоочистки, где на мембранных фильтрах 31 задерживается пыль, мелкодисперсные частицы а в сорбционных фильтрах 32 оседают вредные вещества. Таким образом, в атмосферу поступает чистый технологический воздух со следами указанных включений по содержанию значительно ниже установленных СанПин-ом нормативов ПДК.

После этого шиберные заслонки 19, 20 открывают люки 17, 18 соответственно, а следом толкатель 26 пневмоцилиндром 27 перемещается в камеру 1 в крайнее правое по чертежу положение, где из локализатора 4 выталкиваются остатки после сжигания в воронку-шлюз 16 и далее в контейнер 29. При этом дисковым ершом 28 очищается канал 7 от нагара, налипших твердых частиц и фрагментов для продолжения работы.

После реверса толкателя 26 включается привод 38 питателя 25, в результате чего кривошипно-шатунным механизмом 37 рейка 36 с уложенными на призмах 39 кассетами поднимается над опорной платформой и на шаг перемещается вправо по чертежу, где опускается на исходный уровень.

При этом кассеты задерживаются на опоре, устанавливаясь на призмах 39, причем первая из кассет занимает соосное положение с линией центров камеры 1.

Затем рейка 36 возвращается в исходное положение.

Далее цикл работы повторяется в описанной последовательности действий.

Вытяжным вентилятором 34 газообразные продукты удаляются из камеры 1 в течение всего рабочего цикла. При этом в мембранных фильтрах 31 задерживаются несгоревшие частички, конденсированная фаза, а далее в сорбционных фильтрах 32 оседают вредные газовые составляющие.

В мембранных фильтрах 33 задерживается угольная пыль и твердые остатки, чем обеспечивается высокая степень очистки отходящих газов.

Опытный образец предложенной конструкции печи был широко опробован на различных технологических режимах по уничтожению сжиганием большой номенклатуры боезарядов. Результаты испытаний показали убедительное преимущество перед известными образцами техники аналогичного назначения, что позволяет рекомендовать печь по изобретению для серийного изготовления для оснащения арсеналов, полигонов специализированных частей и практического использования по назначению.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по боеприпасам, показал, что она неизвестна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления печи для утилизации снаряжения, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

1. Печь для утилизации снаряжения боезарядов, содержащая механизм загрузки кассет с уложенными изделиями, нагреватель бронированного локализатора для размещения кассеты, закрытого подвижной крышкой, сообщающегося с автономной установкой вытяжной газоочистки, включающей мембранные и сорбционные фильтры, и устройство управления, отличающаяся тем, что локализатор, установленный на электромагнитном нагревателе, выполнен из жестко связанных броневых листов, центральные отверстия которых образуют проходной канал, закрытый по торцам сопрягаемыми бронеотбойниками, закрепленными на крышке, смонтированной с возможностью возвратно-поступательных перемещений, и размещен внутри камеры, оснащенной люками шлюзования загружаемых кассет, выгрузки отходов сжигания и коммутации с установкой газоочистки, а механизм загрузки кассет в локализатор выполнен в форме соосного двухпозиционного толкателя, несущего проволочный диск.

2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что к люку шлюзования загружаемых кассет примыкает поперечный шаговый питатель кассет, выполненный в виде грейферного перекладчика.

3. Печь по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что привод возвратно-поступательных перемещений крышки локализатора оснащен стопором ее рабочего положения.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к области авиационной и энергетической промышленности и может найти применение в теплозащитных элементах конструкций форсажных камер, жаровых труб камер сгорания и других частей горячего тракта газотурбинных двигателей (ГТД) и установок (ГТУ)

Плазменная термическая газификация отходов относится к технике термической переработки отходов различного происхождения, а также к энергетике и энергопроизводящим технологическим системам, а именно, - к технологическим установкам плазмотермической газификации и пиролиза твердых бытовых и других органосодержащих (например, сельскохозяйственных) отходов и утилизации их энергетического потенциала как возобновляемых источников энергии.

Полезная модель относится к технологическому оборудованию, применяемому для дозирования сыпучих материалов Технический результат заключается в повышении точности дозирования сыпучих материалов
Наверх