УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА Российский патент 1997 года по МПК E21C47/00 B23K7/00 

Изобретение относится к специальным взрывным работам в горнорудной промышленности и в строительстве и может быть использовано для разрушения железобетона, при реконструкции или разборке зданий и сооружений, а также в целях гражданской обороны, для разборки завалов, образования проемов и т.п. когда затруднено или невозможно выполнение операций по резке арматуры вручную.

Известны взрывогенераторные установки (ВГУ), обладающие высокой производительностью по разрушению каменных негабаритов и бетона. Наиболее близким к предлагаемому является взрывогенераторная установка, основными элементами которой являются: рабочий орган, коммуникации для подвода к нему окислителя, горючего и инициатора, электромагнитные клапаны, дозирующие устройства, емкости с компонентами жидкого взрывчатого вещества (ВВ), аппаратура управления и контроля (М. С. Чеченков "Разработка прочных грунтов", Ленинград, Стройиздат, 1987, с. 180, Прототип).

Недостатком известных взрывогенераторных установок является их неспособность выполнять полный технологический цикл по разрушению железобетона, а именно неспособность резки арматуры после выбивания бетона. Это делает невозможным применение ВГУ для разрушения железобетона без применения вспомогательного оборудования и ручного труда.

Технической задачей, решаемой изобретением, является получение высокотемпературной, сверхзвуковой струи с использованием компонентов жидкого ВВ взрывогенераторных установок. Решение этой технической задачи позволит разрушать железобетон с высокой производительностью и без применения ручного труда.

Указанная техническая задача решается посредством того, что установка для разрушения железобетона, включающая взрывогенераторный рабочий орган, коммуникации для подвода к нему горючего, окислителя и инициатора, электромагнитные клапаны, дозирующие устройства, емкости с компонентами жидкого ВВ, аппаратуру управления и контроля, снабжена узлом формирования высокотемпературной, сверхзвуковой струи, выполненным в виде камеры с центробежными форсунками низкого давления, соединенными с коммуникациями подачи горючего и окислителя на входе и соплом Лаваля на выходе. Кроме того, камера снабжена охладителем.

Изобретение поясняется чертежами:
на фиг. 1 приведено схематическое изобретение установки для разрешения железобетона;
на фиг. 2 изображен узел формирования высокотемпературной, сверхзвуковой струи (вертикальный разрез);
Установка для разрушения железобетона включает взрывогенераторный рабочий орган 1, коммуникации для подвода к нему горючего 2, окислителя 3 и инициатора 4, электромагнитные клапаны 5, дозирующие устройства 6, емкости с компонентами жидкого ВВ 7, аппаратуру 8 управления и контроля, дополнительные электромагнитные клапаны 9 и узел 10 формирования высокотемпературной, сверхзвуковой струи.

Узел формирования высокотемпературной сверхзвуковой струи 10 включает камеру 11 с центробежными форсунками 12 низкого давления на входе и соплом Лаваля 13 на выходе.

Форсунки 12 соединены с коммуникациями подвода горючего и окислителя к взрывогенераторному рабочему органу установки для разрушения железобетона.

Камера 11 ограничена торцевой поверхностью распределительной головки 14 и внутренней поверхностью надетого на коническую часть головки цилиндра 15. Цилиндр 15 соединен с распределительной головкой 14 упорной гайкой 16, которая закреплена в стакане 17. Последний жестко соединен с распределительной головкой 14.

Камера 11 снабжена охладителем, состоящим из стакана 18, надетого на наружную поверхность сопла 13. Стакан 18 посредством шайб 19 и болтов 20 соединен с упорной гайкой 16. Внутри стакана 18 между его внутренней поверхностью и наружной поверхностью цилиндра 15 и сопла 13 образована кольцевая полость 21, являющаяся охладителем, к которой по трубопроводам (не показаны) подводится и от которой отводится охлаждающая жидкость.

Работа установки осуществляется следующим образом.

При необходимости выбить бетон из железобетонной конструкции взрывогенераторный рабочий орган позиционируется на определенном расстоянии от разрушаемой поверхности. Дополнительные электромагнитные клапаны 9 с помощью аппаратуры управления 8 устанавливаются в положение, при котором горючее и окислитель раздельно подаются по коммуникациям 2, 3 через дозирующие устройства 6 из емкостей 7 к взрывогенераторному рабочему органу 1. Включение и отключение подачи компонентов осуществляется электромагнитными клапанами 5, управление которыми производится дистанционно от аппаратуры управления 8. Вытекая непрерывно из рабочего органа 1 соударяющимися струями, горючее и окислитель смешиваются вне его. Инициатор впрыскивается в струю горючего порциями.

Окислитель, горючее и инициатор образуют струю жидкого ВВ, которое инициируется, попадая на преграду. При необходимости перерезать оголенную от бетона арматуру узел формирования высокотемпературной, сверхзвуковой струи позиционируется на определенном расстоянии от нее. Дополнительные электромагнитные клапаны 9 аппаратурой управления 8 устанавливаются в положение, при котором горючее и окислитель раздельно подаются по коммуникациям 2, 3 через дозирующие устройства 6 из емкостей 7 к центробежным форсункам 12 низкого давления узла формирования высокотемпературной, сверхзвуковой струи 10. Проходя через форсунки, компоненты распыливаются в камеру 11 узла 10 и смешиваются в ней, образуя газо-капельную взвесь жидкого ВВ, которая затем воспламеняется свечой накаливания (не показана).

Расход компонентов и конструктивные параметры камеры 11 и сопла 13 подобраны таким образом, что химическая реакция окисления (горения) компонентов не переходит в детонацию. Образующиеся продукты сгорания истекают со сверхзвуковой скоростью через сопло 13, осуществляя термическую резку оголенной металлической арматуры. Охлаждается камера 11 и сопло 13 водой, которая подается в кольцевой канал 21 и отводится от него по трубопроводам (не показаны).

Высокотемпературная, сверхзвуковая струя позволяет резать арматуру железобетонных элементов и прожигать отверстия в плоских металлических плитах на расстоянии не мене 70 мм от среза сопла 13 узла 10. Макетный образец узла формирования высокотемпературной сверхзвуковой струи испытан в условиях испытательного полигона. Испытания подтвердили его работоспособность (акт и иллюстрация 12 испытаний прилагаются). Использование предлагаемой установки позволяет повысить производительность работ по разрушению или разборке зданий и сооружений из железобетона, а также осуществлять высокопроизводительное и полностью механизированное разрушение железобетонных конструкций, что крайне необходимо в условиях, когда выполнение работ на площадке вручную невозможно (например, на радиоактивно зараженной местности).

Использование: изобретение может быть использовано для разрушения железобетона, при разборке зданий, завалов, для резки арматуры. Сущность изобретения: установка включает взрывогенераторный рабочий орган 1, коммуникации для подвода к нему горючего 2, окислителя 3, инициатора 4, электромагнитные клапаны 5, дозирующие устройства 6, емкости с компонентами 7, аппаратуру 8 управления и контроля. Дополнительно установка снабжена узлом 10 формирования высокотемпературной, сверхзвуковой струи, выполненным в виде камеры с центробежными форсунками низкого давления, соединенными с коммуникациями подачи горючего и окислителя - на входе, и соплом Лаваля - на выходе. Камера снабжена охладителем. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для разрушения железобетона, включающая взрывогенераторный рабочий орган, соединенный коммуникациями с емкостями для горючего, окислителя и инициатора, встроенные в коммуникации дозирующие устройства и электромагнитные клапаны, соединенные с аппаратурой управления и контроля, отличающаяся тем, что установка снабжена узлом формирования высокотемпературной, сверхзвуковой струи, выполненным в виде цилиндрической камеры, переходящей в сопло Лаваля, соединенной цилиндрической частью с распределительной головкой, снабженной центробежными форсунками низкого давления, связанными коммуникациями с емкостями горючего и окислителя через дополнительные электромагнитные клапаны, в свою очередь соединенные коммуникациями с аппаратурой управления и контроля. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что цилиндрическая камера снабжена охладителем.