RU2142305C1

RU2142305C1 - Dispersible powder charge and powder charge dispersing apparatus

Info

Publication number: RU2142305C1
Application number: RU99106540/12A
Authority: RU
Inventors: Валерий Анатольевич Иванов (UA); Валерий Анатольевич Иванов; Георгий Анатольевич Балика (UA); Георгий Анатольевич Балика
Original assignee: Валерий Анатольевич Иванов
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 1999-12-10

Abstract

FIELD: powdered material dispersing equipment. SUBSTANCE: dispersible gas-and-powder charge containing non-combustible and active components is made multilayer, with alternate arrangement of non-combustible and active components, with heavy components being used as non-combustible components and light components being used as active components. Apparatus for explosive dispersion of powder charge has multibarreled cassette with shock-absorbers, ejection charge, ignitor and dispersible powder charge positioned in container and put onto each barrel. Ejection charge and dispersible powder charge are disposed in two readily destructible containers, respectively. Dispersible powder charge is made multilayer and contains heavy and light components, each positioned in individual enclosure. Cassette has torque link damper system with shock-absorbers mounted on each barrel, and at least two hydraulic compensators positioned symmetrically on cassette. Such composition allows gas-and-powder charge with increased dispersion distance to be produced, and construction of apparatus provides effective dispersion of materials on vast areas due to high discharge power and increased distance of spreading of gas-dispersion flow by reduced recoil force. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области техники, осуществляющей взрывное распыление материалов, в частности к противопожарным составам, и предназначено для дистанционного тушения газовых и нефтяных фонтанов, лесных пожаров, жидких и твердых горючих материалов в наземных и подземных условиях, а также изобретение может быть использовано для дегазации грунта и различных предметов, создании световых и тепловых экранов при ликвидации аварий и катастроф и, кроме того, может найти применение в сельском хозяйстве для распыления минеральных удобрений в труднодоступной местности, например в горах или на сильно пересеченной местности. The invention relates to the field of technology for explosive spraying of materials, in particular to fire fighting compositions, and is intended for remote extinguishing of gas and oil fountains, forest fires, liquid and solid combustible materials in ground and underground conditions, and the invention can also be used for degassing soil and various objects, the creation of light and heat screens in the elimination of accidents and disasters and, in addition, can be used in agriculture for spraying mineral fertilizers in inaccessible terrain, such as in the mountains or in rugged terrain.

Известен распыляемый заряд для тушения пожара, в котором огнетушащий порошок, т. е. активный компонент, распыляется на очаг пожара с помощью состава - газообразователя. При возникновении очага пожара газообразователь на основе азодикарбопамида загорается, образуя газовую смесь. Эта газовая смесь вытесняет огнетушащий порошок (См. патент РФ 2026696, кл. A 62 D 1/00, 1995). Known atomized charge to extinguish a fire, in which a fire extinguishing powder, that is, the active component, is sprayed onto the fire using a composition - a gasifier. When a fire occurs, a gas generator based on azodicarbopamide ignites, forming a gas mixture. This gas mixture displaces the extinguishing powder (See RF patent 2026696, CL A 62 D 1/00, 1995).

Однако дальность распыления такого состава невелика, его использование ограничивается локальными пожарами. However, the spraying range of this composition is small, its use is limited to local fires.

Наиболее близким к заявляемому является распыляемый газопорошковй заряд для тушения пожара, содержащий термически рассеиваемый компонент - негорючие минеральные вещества и активные горючие компоненты: окислитель и горючее связующее. (См. патент РФ 2005517, кл. A 62 D 1/00, 1994). Closest to the claimed is a sprayed gas-powder charge for extinguishing a fire, containing a thermally dispersible component - non-combustible minerals and active combustible components: an oxidizing agent and a combustible binder. (See RF patent 2005517, CL A 62 D 1/00, 1994).

Недостаток данного заряда в ограниченности дальности его распыления. The disadvantage of this charge is the limited range of its atomization.

Известны способ и устройство для тушения пожара (а.с. СССР N 1741818, кл. A 62 C 2/00, 1992 г.), в соответствии с которыми осуществляют подачу в очаг огнетушащего состава из пакета стволов одновременно или с задержкой в 1•10⁶ - 3•10с группой стволов, центры которых расположены на одной линии или образуют геометрические фигуры, симметричные относительно одной из плоскостей симметрии пакета стволов, причем заряды в стволах внутри групп имеют одинаковую массу и могут быть различны между группами. Зарядку установки осуществляют путем закладывания в каждый ствол патрона с зарядом, например, детонирующим взрывчатым веществом, и емкость с огнетушащим составом. У дульного среза ствола имеются упоры, предотвращающие вылет при подаче (выстреле) емкости, а у наземной части - контакты, которые соприкасаются с контактами на патроне.A known method and device for extinguishing a fire (AS USSR N 1741818, class A 62 C 2/00, 1992), in accordance with which the fire extinguishing composition is supplied to the source from a package of trunks simultaneously or with a delay of 1 • 10 ⁶ - 3 • 10 with a group of trunks whose centers are located on the same line or form geometric figures symmetrical about one of the planes of symmetry of the package of trunks, and the charges in the trunks within the groups have the same mass and can be different between groups. Charging the installation is carried out by laying in each barrel a cartridge with a charge, for example, a detonating explosive, and a container with a fire extinguishing composition. At the muzzle of the barrel there are stops that prevent the flight when feeding (firing) capacity, and the ground part has contacts that are in contact with the contacts on the cartridge.

После зарядки всех стволов в пакете включается система инициирования и в соответствии с заданным режимом осуществляется подача огнетушащего состава из группы стволов. Данная установка эффективна при дистанционном пожаротушении и обеспечивает подачу огнетушащего состава одновременно или с задержкой группой стволов. Подача огнетушащих составов с задержкой до 3•10с между группами стволов позволяет обеспечить многократное накрытие очага горения и использовать в различных группах стволов различные по огнетушащему воздействию огнетушащие составы. After charging all the trunks in the package, the initiation system is turned on and, in accordance with the specified mode, the extinguishing agent is supplied from the group of trunks. This installation is effective in remote fire extinguishing and provides the supply of extinguishing agent at the same time or with a delay by a group of barrels. The supply of extinguishing compositions with a delay of up to 3 • 10s between the groups of shafts allows for multiple coverage of the burning area and the use of various extinguishing agents in various groups of shafts.

Однако недостатком указанной установки является ограниченная эффективная дальность доставки огнетушащего состава вследствие невозможности создать мощный дальнодействующий поток из-за малой длины стволов и ограниченного количества стволов в залпе. However, the disadvantage of this installation is the limited effective delivery range of the extinguishing agent due to the inability to create a powerful long-range flow due to the short length of the barrels and the limited number of barrels in the salvo.

Кроме того, такая конструкция не обеспечивает быстрого, удобного и достаточного перезаряжения установки при несрабатывании вышибного заряда из-за возможного повторного инициирования основного вышибного заряда при прохождении случайных токов через контактную группу, соприкасающуюся с контактами на патроне с зарядом. In addition, this design does not provide quick, convenient and sufficient reloading of the installation when the knockout charge does not work due to the possible re-initiation of the main knockout charge during the passage of random currents through the contact group in contact with the contacts on the charge cartridge.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является известная по патенту России N 2008048, кл. A 62 C 27/00, 1992 г. установка взрывного распыления материалов, содержащая многоствольную кассету, в каждом стволе которой размещен вышибной заряд, воспламенитель и распыляемый состав, помещенные в контейнер, и амортизаторы, причем контейнер разделен на два несообщающихся герметичных отделения, в одном из которых помещен огнетушащий состав, а в другом - вышибной заряд. Closest to the claimed technical solution is known by the patent of Russia N 2008048, class. A 62 C 27/00, 1992, an explosive spraying device for materials, containing a multi-barrel cartridge, each barrel of which contains a blast charge, an igniter and a spray composition placed in a container, and shock absorbers, the container being divided into two non-communicating tight compartments, in one of which a fire extinguisher is placed, and in another - a blowout charge.

Эта установка позволяет увеличить площадь тушения пожара за счет подачи огнетушащего состава в виде газопорошкового потока с высокой начальной скоростью разлета при разрыве оболочки и, тем самым, обеспечивается равномерное распыление порошка спереди устройства. This installation allows you to increase the area of fire extinguishing due to the supply of a fire extinguishing composition in the form of a gas powder stream with a high initial velocity of expansion when the shell ruptures, and thereby ensures uniform spraying of powder in front of the device.

Недостатком указанной установки является большая сила отката стволов при одновременном выстреле из нескольких стволов. Это ограничивает мощность залпа и дальность распространения газопорошкового потока. The disadvantage of this setup is the large recoil force of the trunks while firing from several trunks. This limits the power of the salvo and the distribution range of the gas powder stream.

Задачей настоящего изобретения является разработка распыляемого газопорошкового заряда с повышенной дальностью распыления и установки большой мощности, обеспечивающей эффективность распыления материалов на больших площадях путем увеличения мощности залпа и дальности распространения газодисперстного потока за счет снижения силы отката. The objective of the present invention is to develop a sprayable gas powder charge with an increased spraying range and installation of high power, ensuring the efficiency of spraying materials over large areas by increasing the volley power and the distribution range of the gas-dispersed stream by reducing the recoil force.

Распыляемый газопорошковый заряд, содержащий негорючие и активные компоненты, выполнен многослойным с попеременным расположением негорючих и активных компонентов, причем в качестве негорючих используют тяжелые компоненты, а в качестве активных - легкие компоненты. The atomized gas-powder charge containing non-combustible and active components is multilayer with an alternating arrangement of non-combustible and active components, with heavy components being used as non-combustible and light components as active.

Кроме того, легкие и тяжелые компоненты заключены в индивидуальную легко разрушаемую оболочку. In addition, light and heavy components are enclosed in an individual easily destructible shell.

Поставленная задача решается также тем, что установка взрывного распыления материалов содержит многоствольную кассету, в каждом стволе которой размещены амортизаторы, вышибной заряд, воспламенитель и распыляемый состав, помещенные в легко разрушаемый контейнер, и, в соответствии с изобретением вышибной заряд и распыляемый состав размещены соответственно в двух легко разрушаемых контейнерах, причем распыляемый состав выполнен многослойным и состоит из чередующихся тяжелых и легких компонентов, каждый из которых заключен в индивидуальную оболочку, а кассета снабжена двухзвенной демпферной системой, которая состоит из амортизаторов, установленных на каждом стволе, и имеет не менее двух гидрокомпенсаторов, симметрично расположенных на кассете. The problem is also solved by the fact that the installation of explosive spraying of materials contains a multi-barrel cartridge, in each barrel of which shock absorbers are placed, a knockout charge, an igniter and a sprayable composition placed in an easily destructible container, and, in accordance with the invention, the knockout charge and the sprayable composition are placed respectively in two easily destructible containers, the sprayable composition being multi-layered and consists of alternating heavy and light components, each of which is enclosed in an individual casing, and the cartridge is equipped with a two-link damper system, which consists of shock absorbers installed on each barrel, and has at least two hydraulic compensators symmetrically located on the cartridge.

На фиг. 1, представлена многоствольная кассета; на фиг. 2 - представлена конструкция ствола в разрезе. In FIG. 1, a multi-barrel cassette is shown; in FIG. 2 shows a sectional view of the barrel structure.

Установка взрывного распыления материалов включает многоствольную кассету 1 (фиг. 1), состоящую из корпуса 2, представляющую собой металлическую решетчатую конструкцию, на которой неподвижно закреплена вертикальная упорная плита 3. Installation of explosive spraying of materials includes a multi-barrel cassette 1 (Fig. 1), consisting of a housing 2, which is a metal lattice structure on which a vertical thrust plate 3 is fixedly mounted.

В корпусе 2 многоствольной кассеты 1 вставляются стволы 4, каждый ствол 4 состоит из цилиндрической части 5 и хвостовика 6 ствола, которые разделены между собой жестко закрепленной перегородкой 7. In the case 2 of the multi-barrel cartridge 1, trunks 4 are inserted, each barrel 4 consists of a cylindrical part 5 and a shaft shank 6, which are separated by a rigidly fixed partition 7.

Хвостовики 6 стволов вставляются в упорную плиту 3 корпуса 2 кассеты и закрепляются в ней при помощи фиксирующей обоймы 8. В хвостовике 6 ствола размещен затвор 9, который фиксируется крышкой 10 затвора. The shanks 6 of the trunks are inserted into the thrust plate 3 of the cassette body 2 and are fixed in it using the fixing sleeve 8. In the shank 6 of the barrel there is a shutter 9, which is fixed by the shutter cover 10.

Каждый ствол содержит вышибной заряд 11, воспламенитель 12 и распыляемый состав 13, причем вышибной заряд 11 и распыляемый состав 13 помещены в отдельные легко разрушаемые контейнеры 14 и 15 соответственно, а воспламенитель 12 помещен в затвор 9. Each barrel contains a knockout charge 11, an igniter 12 and a sprayable composition 13, wherein the knockout 11 and a sprayable composition 13 are placed in separate easily destructible containers 14 and 15, respectively, and the igniter 12 is placed in the shutter 9.

Распыляемый состав 13 состоит из комбинации тяжелых 16 и легких 17 компонентов. В качестве тяжелого компонента могут быть использованы минеральные негорючие наполнители, а в качестве легкого используется активный компонент, например, диспергирующие, пожаротушащие, светотеплозащитные составы и др. Каждый из этих компонентов заключают в легко разрушаемую оболочку и помещают в контейнер 15, в следующем порядке: вначале помещают легко разрушаемую оболочку 18, заполненную тяжелым компонентом 16, затем оболочку 19, заполненную легким компонентом, а потом оболочку 20 с тяжелым компонентом 16 и т. д., причем количество оболочек, заполненных распыляемым составом и помещенных в контейнер, должно быть не менее 3. На чертеже 2 не видно послойного расположения состава. The sprayable composition 13 consists of a combination of heavy 16 and light 17 components. Mineral non-combustible fillers can be used as a heavy component, and an active component, for example, dispersing, fire extinguishing, light and heat-shielding compositions, etc. can be used as a light component. Each of these components is enclosed in an easily destructible shell and placed in a container 15, in the following order: first easily destroyed shell 18 is placed, filled with a heavy component 16, then a shell 19 filled with a light component, and then a shell 20 with a heavy component 16, etc., and the number of shells, apolnennyh sprayable composition and placed in the container should be at least 3. In the figure 2 is not visible layered structure arrangement.

Установка взрывного распыления материалов снабжена двухзвенной демпферной системой. Первое звено демпферной системы включает амортизаторы 2, установленные на каждом стволе 4 кассеты 1 и выполненные из упругого материала, и которые обеспечивают гашение отката при выстреле. The explosive spraying unit is equipped with a two-link damper system. The first link of the damper system includes shock absorbers 2 mounted on each barrel 4 of the cartridge 1 and made of elastic material, and which provide damping of the recoil during firing.

Второе звено демпферной системы включает гидрокомпенсаторы 22 и 23, симметрично расположенные в левой и правой частях многоствольной кассеты относительно ее вертикальной оси и обеспечивают дополнительное гашение энергии отката. The second link of the damper system includes hydraulic compensators 22 and 23, symmetrically located in the left and right parts of the multi-barrel cartridge relative to its vertical axis and provide additional damping of the recoil energy.

Многоствольная кассета 1 снабжена подъемным механизмом (не показано) с углом возвышения от -5^o до +30^o от уровня горизонта по вертикали и поворотным механизмом (на чертеже не показано), обеспечивающим поворот многоствольной кассеты на 360 по азимуту.The multi-barrel cartridge 1 is equipped with a lifting mechanism (not shown) with an elevation angle of -5 ^° to + 30 ^° from the horizontal level and a rotary mechanism (not shown in the drawing), which allows the multi-barrel cartridge to rotate 360 in azimuth.

Поперечное сечение кассеты может иметь различную форму, например овальную или в виде многоугольника и любую другую. The cross section of the cartridge may have a different shape, for example oval or in the form of a polygon and any other.

Кроме того, указанная кассета снабжена лазерным, оптическим или инфракрасным прицелом (не показано) ориентации на цель. In addition, this cartridge is equipped with a laser, optical or infrared sight (not shown) target orientation.

Установка снабжена креслом оператора (не показано), которое вращается одновременно с многоствольной кассетой и, таким образом, оператор всегда видит объект воздействия. The installation is equipped with an operator's chair (not shown), which rotates simultaneously with a multi-barrel cartridge and, thus, the operator always sees the object of influence.

Дополнительно указанная установка снабжена пультом оператора (не показано), который может быть установлен как на установке, так и в любом месте от установки в пределах видимости и обеспечивает управление работой системы. Установка может быть установлена на любом подвижном транспортном средстве: воздушном, водном, наземном, а также стационарном, например, на неподвижной платформе. Additionally, this installation is equipped with an operator panel (not shown), which can be installed both on the installation and anywhere from the installation within sight and provides control of the system. The installation can be installed on any mobile vehicle: air, water, land, as well as stationary, for example, on a fixed platform.

Работает установка таким образом. Многоствольную кассету 1 ориентируют на цель, воздействуя с помощью оптического, инфракрасного или лазерного прицела. Installation works in this way. The multi-barrel cassette 1 is oriented toward the target by acting with an optical, infrared or laser sight.

Через пульт оператора замыкают электрическую сеть и электрический импульс подают на воспламенитель, в качестве которого используют, например, пирозапал, он срабатывает и инициирует вышибной заряд, в результате образуются горючие газы, которые воздействуют на контейнер с распыляемым составом. Газы, которые возникли при сгорании вышибного заряда, образуют фронт ударной волны, которая действует с одинаковой силой как в сторону контейнера 15 с распыляемым веществом, так и в сторону упорной плиты 3. Амортизаторы сжимаются под воздействием газов и частично гасят энергию отката, направленную на упорную плиту 3, а окончательно гасят энергию отката гидрокомпенсаторы 22 и 23, в зависимости от того, в какой части левой или правой многоствольной кассеты срабатывает ствол. An electric network is closed through the operator’s console and an electrical impulse is supplied to the igniter, for example, a pyrozapal, it is triggered and initiates an expelling charge, resulting in the formation of combustible gases that act on the container with the sprayed composition. The gases that occurred during the combustion of the expelling charge form a shock wave front, which acts with equal force both towards the container 15 with the sprayed substance and towards the thrust plate 3. The shock absorbers are compressed under the influence of gases and partially absorb the recoil energy directed to the thrust plate 3, and finally the rollback energy is extinguished by hydraulic compensators 22 and 23, depending on which part of the left or right multi-barrel cartridge triggers the barrel.

Фронт ударной волны горючих газов выравнивается за счет наличия тяжелого компонента 16, заключенного в легко разрушаемую оболочку 18, и мягко воздействует на легкий компонент 17, заключенный в легко деформируемую оболочку 19, проникает в его массу и приводит частицы в возбужденное состояние, и выталкивает легкий компонент 17, помещенный в легко разрушаемую оболочку 19, и распыляет его. Тяжелый компонент 16, в качестве которого используют минеральный негорючий наполнитель, находится в передней части контейнера, служит лидером в газодисперстном потоке и увеличивает его дальность и плотность за счет уменьшения сопротивляемости встречного потока воздуха. The front of the shock wave of combustible gases is leveled due to the presence of a heavy component 16 enclosed in an easily destructible shell 18 and gently acts on a light component 17 enclosed in an easily deformable shell 19, penetrates its mass and brings the particles into an excited state, and pushes the light component 17, placed in an easily destructible shell 19, and sprays it. The heavy component 16, which is used as a mineral non-combustible filler, is located in the front of the container, serves as a leader in the gas-dispersed flow and increases its range and density by reducing the resistance of the oncoming air flow.

На конце ствола образуется газодисперсный дальнодействующий поток распыляемого материала, который воздействует на очаг возгорания, либо другой объект. At the end of the barrel, a long-range gas-dispersed stream of sprayed material is formed, which acts on the source of ignition, or another object.

Двухзвенная демпферная система позволяет увеличить мощность залпа как из одного ствола, так и одновременно, например, из 10 стволов, 20 стволов или из всех стволов, помещенных в кассету, либо с небольшим интервалом времени при задействовании всех стволов. Например, отдача при инициировании 300 г черного дымного пороха при внутреннем диаметре ствола около 200 мм при массе распыляемого состава от 20 до 30 кг составляет от 1000 до 1500 кг на ствол. В рассматриваемом нами случае 1 гидрокомпенсатор может гасить энергию отката не менее 5000 кг. A two-link damper system allows you to increase the power of a volley both from one barrel, and simultaneously, for example, from 10 barrels, 20 barrels, or from all barrels placed in a cassette, or with a short time interval when all barrels are activated. For example, the recoil upon initiation of 300 g of black smoke powder with an internal barrel diameter of about 200 mm with a spray mass of 20 to 30 kg is from 1000 to 1500 kg per barrel. In the case under consideration, 1 hydraulic compensator can absorb the recoil energy of at least 5000 kg.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность установки за счет увеличения мощности и дальности полета распыляемого материала, а также расширить сферу ее применения. Установка позволяет тушить горящие нефтегазовые фонтаны, ликвидировать аварии на химических, нефтеперерабатывающих комплексах, дезактивировать зараженные местности и предметы, создавать защитные экраны от различных видов излучений, распылять минеральные удобрения в горной местности при террасном произрастании растительных культур. The present invention improves the efficiency of the installation by increasing the power and flight range of the sprayed material, as well as expand the scope of its application. The installation allows you to extinguish burning oil and gas fountains, eliminate accidents at chemical and oil refining complexes, deactivate contaminated areas and objects, create protective screens against various types of radiation, spray mineral fertilizers in mountainous areas with terraced plants.

Claims

1. Sprayable gas-powder charge containing non-combustible and active components, characterized in that it is multilayer with alternating arrangement of non-combustible and active components, with heavy components being used as non-combustible and light components as active.

2. Sprayable gas powder charge according to claim 1, characterized in that the light and heavy components are enclosed in an individual easily destructible shell.

3. Installation of explosive atomization of a powdery charge containing a multi-barrel cartridge, in each barrel of which shock absorbers are placed, a blowout charge, an igniter and a sprayable powder charge placed in a container, characterized in that the discharge charge and the sprayable powder charge are respectively housed in two easily destructible containers, moreover, the sprayed powder charge is multilayer and consists of heavy and light components, each of which is enclosed in an individual shell, and This one is equipped with a two-link damper system, which consists of shock absorbers mounted on each barrel and has at least two hydraulic compensators symmetrically located on the cartridge.

4. Installation according to claim 3, characterized in that the container is filled with shells in an amount of at least three, containing alternately located heavy and light component.

5. Installation according to claim 3, characterized in that the cross section of the cartridge can be made in the form of a geometric figure, for example, an oval, polygon.

6. Installation according to claim 3, characterized in that the cartridge is mounted on a fixed platform or on a mobile vehicle, land, water, or air.

7. Installation according to claim 1, characterized in that it is used to extinguish a fire.