РАСПЫЛЯЕМЫЙ ПОРОШКОВЫЙ ЗАРЯД И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО РАСПЫЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК A62C35/00 A62D1/00 

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.

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).

Однако дальность распыления такого состава невелика, его использование ограничивается локальными пожарами.

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).

Недостаток данного заряда в ограниченности дальности его распыления.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Недостатком указанной установки является большая сила отката стволов при одновременном выстреле из нескольких стволов. Это ограничивает мощность залпа и дальность распространения газопорошкового потока.

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.

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.

Кроме того, легкие и тяжелые компоненты заключены в индивидуальную легко разрушаемую оболочку.

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.

На фиг. 1, представлена многоствольная кассета; на фиг. 2 - представлена конструкция ствола в разрезе.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Поперечное сечение кассеты может иметь различную форму, например овальную или в виде многоугольника и любую другую.

Кроме того, указанная кассета снабжена лазерным, оптическим или инфракрасным прицелом (не показано) ориентации на цель.

Установка снабжена креслом оператора (не показано), которое вращается одновременно с многоствольной кассетой и, таким образом, оператор всегда видит объект воздействия.

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.

Работает установка таким образом. Многоствольную кассету 1 ориентируют на цель, воздействуя с помощью оптического, инфракрасного или лазерного прицела.

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.

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.

На конце ствола образуется газодисперсный дальнодействующий поток распыляемого материала, который воздействует на очаг возгорания, либо другой объект.

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.

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.

Сущность изобретения: распыляемый газопорошковый заряд содержит негорючие и активные компоненты и выполнен многослойным с попеременным расположением негорючих и активных компонентов, причем в качестве негорючих используют тяжелые компоненты, а в качестве активных - легкие компоненты. Установка взрывного распыления порошкообразного заряда содержит многоствольную кассету, в каждом стволе которой размещены амортизаторы, вышибной заряд, воспламенитель и распыляемый порошкообразный заряд, помещенные в контейнер. Вышибной заряд и распыляемый порошкообразный заряд размещены соответственно в двух легко разрушаемых контейнерах, причем распыляемый порошкообразный заряд выполнен многослойным и состоит из тяжелых и легких компонентов, каждый из которых заключен в индивидуальную оболочку, а кассета снабжена двухзвенной демпферной системой, которая состоит из амортизаторов, смонтированных на каждом стволе, и имеет не менее двух гидрокомпенсаторов, симметрично расположенных на кассете. Технический результат заключается в получении распыляемого газопорошкового заряда с повышенной дальностью распыления, а также в создании установки большой мощности, обеспечивающей эффективность распыления материалов на больших площадях путем увеличения мощности залпа и дальности распространения газодисперсного потока за счет снижения силы отката. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Распыляемый газопорошковый заряд, содержащий негорючие и активные компоненты, отличающийся тем, что выполнен многослойным с попеременным расположением негорючих и активных компонентов, причем в качестве негорючих используют тяжелые компоненты, а в качестве активных - легкие компоненты. 2. Распыляемый газопорошковый заряд по п.1, отличающийся тем, что легкие и тяжелые компоненты заключены в индивидуальную легко разрушаемую оболочку. 3. Установка взрывного распыления порошкообразного заряда, содержащая многоствольную кассету, в каждом стволе которой размещены амортизаторы, вышибной заряд, воспламенитель и распыляемый порошкообразный заряд, помещенные в контейнер, отличающаяся тем, что вышибной заряд и распыляемый порошкообразный заряд размещены соответственно в двух легко разрушаемых контейнерах, причем распыляемый порошкообразный заряд выполнен многослойным и состоит из тяжелых и легких компонентов, каждый из которых заключен в индивидуальную оболочку, а кассета снабжена двухзвенной демпферной системой, которая состоит из амортизаторов, смонтированных на каждом стволе, и имеет не менее двух гидрокомпенсаторов, симметрично расположенных на кассете. 4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что контейнер заполняют оболочками в количестве не менее трех, содержащими попеременно расположенные тяжелый и легкий компонент. 5. Установка по п.3, отличающаяся тем, что поперечное сечение кассеты может быть выполнено в форме геометрической фигуры, например, овала, многоугольника. 6. Установка по п.3, отличающаяся тем, что кассета устанавливается на неподвижной платформе или на подвижном транспортном средстве, сухопутном, водном, или воздушном. 7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что ее используют для тушения пожара.