РЕЗЕРВУАР ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗРЫВАНИЯ, СОДЕРЖАЩЕЕ ТАКОЙ РЕЗЕРВУАР Российский патент 2010 года по МПК F42D5/04 

Область техники

Настоящее изобретение относится к резервуару высокого давления, в котором взрывают опасное вещество или взрывчатое вещество, а также к устройству для взрывания, содержащему такой резервуар.

Уровень техники

Известен военный боеприпас, содержащий стальную оболочку, заполненную разрывным зарядом и отравляющим веществом, опасным для тела, используемый для химического оружия и других типов оружия (например, снаряда, миномета, бомбы, наземной мины и морской мины). Примеры отравляющих веществ включают иприт и люизит, которые являются опасными для тела.

В качестве способа переработки (например, обезвреживание) такого химического оружия и опасных веществ, таких как органические галоидные соединения, известно уничтожение посредством взрывания. Уничтожение посредством взрывания военных боеприпасов, которое не требует демонтажа, имеет преимущества в том, что оно применяется для уничтожения не только хорошо сохраненных боеприпасов, но также боеприпасов, которые сложно демонтировать из-за их повреждения и деформации и из-за способности большинства отравляющих веществ распадаться при сверхвысокой температуре и сверхвысоком давлении, создаваемых в результате взрыва. Такой способ раскрыт, например, в не прошедшей экспертизу заявке на патент Японии №7-208899 (далее - Патентный Документ 1).

Уничтожение взрыванием часто выполняется в герметично уплотненном резервуаре для предотвращения утечки отравляющих веществ наружу и уменьшения неблагоприятных воздействий на окружающую среду, таких как шум и вибрация, в результате взрывания. Кроме того, можно предотвратить утечку наружу отравляющих веществ при выполнении уничтожения посредством взрывания в разряженном резервуаре высокого давления и сохранении отрицательного давления в резервуаре даже после взрывания.

Краткое описание изобретения

В способе взрывания, описанном в Патентном Документе 1, используется достаточно жесткий резервуар для защиты от шума и ударных нагрузок, возникающих при взрыве. Однако, например, при взрыве боеприпасов разбрасываются твердые осколки оболочки оружия и тому подобное с высокой скоростью в резервуаре, и осколки ударяются о внутреннюю стенку резервуара, часто вызывая повреждения внутренней стенки. Подобным образом, взрывание опасного вещества, отличного от боеприпасов, заставляет осколки контейнера опасного вещества ударяться о внутреннюю стенку резервуара с высокой скоростью. Это вызывает повреждения, такие как царапины и вмятины, на резервуаре при меньшем количестве переработок, таким образом вызывая необходимость в преждевременной замене резервуара. Кроме того, для замены резервуара высокого давления, который имеет большой размер и вес, требуются значительные усилие и затраты.

Недавно японское правительство подписало конвенцию о химическом оружии и в соответствии с конвенцией приняло обязательство по уничтожению химического оружия, оставленного в Китае японской армией. В соответствии с "основными принципами проекта по уничтожению химического оружия, оставленного японской армией", опубликованного в октябре 2002 г., управление по оставленному химическому оружию (секретариатом кабинета министров) установлено, что приблизительно 700000 единиц химического оружия все еще остается на всей территории Китая. При проектировании устройства по переработке согласно отчету учитывается, что устройство должно иметь обрабатывающую способность 120 боеприпасов в час, предполагая, что 700000 боеприпасов будут переработаны в течение трех лет.

Следовательно, для эффективного уничтожения при низких затратах большого количества оставленного химического оружия посредством взрывания боеприпасов, описанных выше, существует острая необходимость в способе взрывания боеприпасов в резервуаре с меньшей степенью повреждении, что может уменьшить усилие и время на замену резервуара.

Настоящее изобретение, которое было осуществлено для решения указанных проблем, относится к резервуару высокого давления для взрывания подлежащего переработке изделия, которое содержит опасные или взрывчатые вещества. Резервуар высокого давления содержит внешний резервуар, имеющий прочность для удерживания давления, вызванного взрывом изделия, и внутренний резервуар, установленный во внешнем резервуаре для вмещения осколков изделия для защиты внешнего резервуара от осколков.

В резервуаре высокого давления внешний резервуар удерживает давление подобно обычному резервуару высокого давления, в то время как внутренний резервуар, установленный в нем, вмещает осколки оболочки боеприпасов или контейнеров, разбросанных при высокой скорости в результате взрыва; таким образом, внутренний резервуар, защищая внешний резервуар от осколков, предотвращает повреждение внешнего резервуара, вызванное столкновением осколков. Даже в случае значительного повреждения внутреннего резервуара нет необходимости в замене внешнего резервуара, который является массивным и имеет высокую прочность для удерживания давления, поскольку внешний резервуар защищен внутренним резервуаром. Другими словами, замена всего резервуара высокого давления не требуется и для возобновления взрыва требуется только замена внутреннего резервуара без замены внешнего резервуара. Это значительно увеличивает срок службы внешнего резервуара для удерживания давления.

Настоящее изобретение также относится к устройству для взрывания, содержащему резервуар высокого давления.

Настоящее изобретение может обеспечить устройство для взрывания, содержащее резервуар высокого давления с более высоким сопротивлением давлению и имеющее низкие эксплуатационные расходы.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид, иллюстрирующий полную конфигурацию устройства для взрывания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - вид в поперечном сечении резервуара высокого давления в устройстве для взрывания; и

фиг.3 - вид в поперечном сечении химической бомбы, переработанной в устройство для взрывания.

Наилучший вариант осуществления настоящего изобретения

Далее со ссылкой на чертежи будет описан предпочтительный вариант осуществления устройства для взрывания в соответствии с настоящим изобретением.

Прежде всего, химическая бомба (химическое оружие), являющаяся примером взрываемого изделия в устройстве для взрывания согласно настоящему варианту осуществления, будет описана со ссылкой на фиг.3. На фиг.3 показан схематический вид в сечении, иллюстрирующий конфигурацию химической бомбы.

На фиг.3 показана химическая бомба (взрывчатое вещество) 100. Химическая бомба 100 содержит носовую часть 110, трубку 111 для разрывного заряда, оболочку 120 и устройство 130 управления положением в пространстве.

Трубка 111 для разрывного заряда, проходящая назад от носовой части 110, содержит разрывной заряд (взрывчатое вещество) 112. В носовой части 110 находится детонатор 113 для взрыва разрывного заряда 112 в трубке 111 для разрывного заряда.

Оболочка 120 бомбы соединяется с носовой частью 110 при вмещении в нее трубки 111 для разрывного заряда. Оболочка 120 бомбы заполнена жидким отравляющим веществом (опасным веществом) 121. Устройство 130 управления положением в пространстве, которое расположено на конце, находящемся напротив носовой части 110 в осевом направлении оболочки 120 бомбы, регулирует высоту сброшенной химической бомбы 100.

На верхней стороне оболочки 120 бомбы установлено погрузочное кольцо 140 для подъема химической бомбы 100 и загрузки ее в самолет.

Обрабатываемым объектом в настоящем изобретении является вся или часть химической бомбы 100, содержащей, по меньшей мере, взрывчатое вещество 112 и отравляющее вещество 121, как описано выше. Настоящее изобретение не ограничивается химической бомбой 100, заполненной отравляющим веществом 121, как описано выше, и также применяется для взрывания только взрывного заряда в химической бомбе в резервуаре высокого давления после демонтажа химической бомбы.

Примеры взрывчатых веществ, взрываемых согласно настоящему изобретению, включают военные взрывчатые вещества, такие как тротил, пикриновая кислота и гексаген, отравляющие вещества кожно-нарывного действия, такие как иприт и люизит, отравляющие вещества рвотного действия, такие как дифенилцианарсин и дифенилхлорарсин, а также отравляющие вещества, такие как фосген, зарин и цианисто-водородная кислота.

Кроме того, устройство для взрывания в настоящем варианте осуществления может также быть использовано при взрываний не только проиллюстрированной выше химической бомбы, но также, например, опасного вещества, такого как органический галоген, содержащийся в контейнерах.

Ниже будет описано устройство наружной установки в качестве примера устройства для взрывания взрывчатого вещества, такого как химическая бомба 100, описанная выше, со ссылкой на фиг.1. На фиг.1 показан схематический вид, иллюстрирующий конфигурацию устройства для взрывания.

Устройство 1 для взрывания, показанное на фиг.1, содержит резервуар 10 высокого давления и палатку 20 для вмещения резервуара 10 высокого давления внутрь, в качестве его основных элементов.

Резервуар 10 высокого давления имеет взрывобезопасную стальную конструкцию или ей подобное и выполнен достаточно жестким для выдерживания давления, созданного во время взрывания устройства для взрывания, такого как химическая бомба 100, находящаяся внутри. Резервуар 10 высокого давления имеет двухслойную структуру, содержащую внешний резервуар 31 и внутренний резервуар 32, и его конфигурация будет более подробно описана ниже.

Внешний резервуар 31 резервуара 10 высокого давления содержит основной корпус, проходящий в горизонтальном направлении, и герметичную крышку 11, выполненную с возможностью съема с основного корпуса на конце внешнего резервуара 31 в направлении длины. Герметичная крышка 11 может удаляться с основного корпуса для установки транспортируемого взрывчатого вещества, такого как химическая бомба 100, в резервуар 10 высокого давления. Химическая бомба 100 или ей подобное, таким образом, загружается в резервуар 10 высокого давления и закрепляется в резервуаре 10 высокого давления при помощи крепежных средств, не показанных на чертеже. После этого герметичная крышка 11 соединяется с основным корпусом для закрытия резервуара 10 высокого давления. В этом положении взрывается взрывчатое вещество.

Верхняя часть резервуара 10 высокого давления выполнена с множеством каналов 12 для впрыска. Эти каналы 12 для впрыска используются для впрыска кислорода в резервуар 10 высокого давления до взрывания и для впрыска воздуха, воды, моющего средства и прочего в резервуар 10 высокого давления для дезактивации после взрывания.

Кроме того, образованы два выпускных отверстия 13 в верхней части резервуара 10 высокого давления и на боковой стенке напротив герметичной крышки 11. Выпускные отверстия 13 используются для создания пониженного давления или вакуумного состояния в резервуаре посредством вентиляции воздуха из внутренней части резервуара 10 высокого давления через фильтр 13b с использованием вакуумного насоса 13а до взрывания и вентиляции отработанного воздуха из внутренней части резервуара 10 высокого давления через фильтр 13с после взрывания.

Кроме того, нижняя часть резервуара 10 высокого давления образована со сливным отверстием 14, через которое отработавшая вода, образовавшаяся в результате дезактивации, сливается в бак 15 с обрабатывающим раствором.

На наружной стороне резервуара 10 высокого давления расположено запальное устройство, не показанное на чертеже, для взрыва взрывного устройства, такого как химическая бомба 100, закрепленного в резервуаре 10 высокого давления. Запальное устройство обеспечивает взрывание посредством дистанционного управления.

Прочная стенка, предпочтительно, образована для окружения резервуара 10 высокого давления, так что палатка 20 будет защищена в случае, если окажется, что взрывной заряд, такой как химическая бомба 100, разрушит резервуар 10 высокого давления.

Палатка 20 содержит дверь, не показанную на чертеже, и эта дверь открывается для доставки резервуара 10 высокого давления и взрывного заряда, такого как химическая бомба 100, в палатку 20. Палатка 20 выполнена с выпускным отверстием 21, которое используется для вентиляции отработанного воздуха из палатки 20 через фильтр 21b, например, содержащий активированный уголь, посредством использования воздуходувки 21а.

Таким образом, в настоящем варианте осуществления уничтожение посредством взрывания химической бомбы 100 выполняется в устройстве 1 для взрывания, содержащем, по меньшей мере, резервуар 10 высокого давления.

Ниже, со ссылкой на фиг.2, будет подробно описана конфигурация резервуара 10 высокого давления. На фиг.2 показан схематический вид в поперечном сечении, иллюстрирующий конфигурацию резервуара 10 высокого давления.

Резервуар 10 высокого давления, показанный на фиг.2, содержит внешний резервуар 31 и внутренний резервуар 32, описанные выше. Внешний резервуар 31 представляет собой прочный резервуар высокого давления, который выполнен из стали и т.д., и имеет прочность, достаточную для удерживания давления, созданного в результате взрыва. Внутренний резервуар 32 выполнен из прочного материала, такого как сталь, для того, чтобы выдерживать столкновение с разлетающимися осколками.

Внешний резервуар 31 имеет цилиндрическую форму с одним своим концом в осевом направлении закрытым, а другим концом открытым, и описанная выше герметичная крышка 11 соединена с возможностью съема с открытым концом. Внутренний резервуар 32 имеет также цилиндрическую форму с одним своим концом в осевом направлении закрытым, а другим концом открытым и вставляется во внешний резервуар 31, так что открытый другой конец направлен к герметичной крышке. Открытый другой конец внутреннего резервуара 32 содержит внутреннюю крышку 33, выполненную с возможностью съема.

Внутренний резервуар 32, неплотно прикрепляемый к внешнему резервуару, свободно устанавливается во внешнем резервуаре 31. Другими словами, внутренний резервуар 32 устанавливается во внешнем резервуаре 31 таким образом, что внутренний резервуар 32 может незначительно перемещаться относительно внешнего резервуара 31. Такая свободная установка внутреннего резервуара 32 предотвращает непосредственную передачу удара во время взрыва и столкновение разбросанных осколков с внешним резервуаром 31, а также действие очень большой силы на соединительный участок (участок крепления) между внутренним резервуаром 32 и внешним резервуаром 31, таким образом препятствуя повреждению в соединительном участке. Это увеличивает срок службы резервуара 10 высокого давления.

Для свободной установки внутреннего резервуара 32 во внешнем резервуаре 31 могут быть использованы различные способы. Например, два резервуара 31 и 32 могут быть взаимно соединены с зазором между ними таким образом, что внутренний резервуар 32 способен незначительно перемещаться во внешнем резервуаре 31, или между двумя резервуарами 31 и 32 может быть установлен вибропоглотитель при прикреплении резервуаров 31 и 32 друг к другу при помощи болта или ему подобного.

В устройстве уничтожения посредством взрывания химической бомбы 100 выполняются в соответствии с процедурой установки химической бомбы 100 во внутреннем резервуаре 32 резервуара 10 высокого давления закрепления внутренней крышки 33 и герметичной крышки 11 на резервуарах для закрытия их и взрывания химической бомбы 100 при помощи запального устройства, не показанного на чертеже.

При взрываний химической бомбы 100 металлические осколки оболочки химической бомбы 100 и тому подобное разлетаются при высокой скорости, но осколки сталкиваются только с внутренним резервуаром 32 и внутренней крышкой 33, которые удерживаются ими. При повреждении в результате столкновения с осколками внутренний резервуар 32 и внутренняя крышка 33 защищают внешний резервуар 31 и герметичную крышку 11 от осколков изнутри. Следовательно, внешний резервуар 31 не повреждается даже при повторном взрывании.

Для изучения преимуществ настоящего изобретения был осуществлен 41 взрыв смоделированной химической бомбы, подобной описанной выше химической бомбе по ее конфигурации и размеру, в резервуаре 10 высокого давления, содержащего внутренний резервуар 32 и внешний резервуар 31, используя соответствующее количество взрывчатого вещества, и затем было осуществлено наблюдение за состоянием внешнего вида внутреннего резервуара 32 и внешнего резервуара 31. Результаты приведены в таблице.

Область Глубина повреждения Количество повреждений Внутренняя поверхность внутреннего резервуара До 3 мм Многочисленное Внутренняя поверхность внешнего резервуара - Ни одного

Как показано в таблице, внутренний резервуар 32 имел многочисленное количество повреждений, в то время как внешний резервуар 31 совсем не имел повреждений.

Как описано выше, резервуар 10 высокого давления в настоящем варианте осуществления содержит внешний резервуар 31, имеющий прочность для удерживания давления, созданного в результате взрыва в нем, и внутренний резервуар 32 для вмещения осколков взорванного изделия, такого как химическая бомба 100, для защиты внешнего резервуара 31 от повреждения; таким образом, внешний резервуар 31 показывает сопротивление давлению в результате взрыва подобно обычным резервуарам высокого давления, в то время как внутренний резервуар 32 защищает внешний резервуар 31 посредством вмещения осколков оболочки бомбы или резервуара, разбросанных при высокой скорости при взрывании изделия. Таким образом, внешний резервуар 31 остается неповрежденным по существу даже при значительном повреждении внутреннего резервуара 32. Это позволяет не заменять весь резервуар 10 высокого давления, содержащий высокопрочный, тяжелый и толстый внешний резервуар 31. Замена только поврежденного внутреннего резервуара 32 позволяет возобновить переработку. Таким образом, благодаря резервуару 10 высокого давления можно уменьшить эксплуатационные расходы на устройство 1 для взрывания в большей степени по сравнению с обычными резервуарами высокого давления.

Внутренний резервуар 32 в отличие от внешнего резервуара 31 не требует прочности для удерживания давления, образованного в результате взрыва (не требует взрывобезопасной конструкции). Это позволяет использовать резервуар, имеющий простую конструкцию, менее устойчивую к давлению, чем внешний резервуар 31, в качестве внутреннего резервуара 32. Такое упрощение конструкции внутреннего резервуара 32 способствует уменьшению эксплуатационных расходов на устройство 1 для взрывания.

Кроме того, разъемное соединение внутреннего резервуара 32 с внешним резервуаром 31 облегчает работу по замене внутреннего резервуара 32.

Настоящее изобретение включает вариант осуществления, в котором внутренний резервуар 32 закрывает только часть внутренней поверхности внешнего резервуара 31. Однако резервуар 10 высокого давления, показанный на фиг.1 и 2, содержащий внутренний резервуар 32, который закрывает почти полностью внутреннюю поверхность внешнего резервуара 31, имеет повышенные устойчивость к повреждению и срок службы внешнего резервуара 31 по сравнению с устойчивостью к повреждению и сроком службы резервуара, содержащего внутренний резервуар 32, который закрывает только часть внутренней поверхности внешнего резервуара 31.

Настоящее изобретение также включает вариант осуществления, в котором внутренний резервуар 32 плотно прикреплен к внешнему резервуару 31. Однако свободная установка внутреннего резервуара 32 во внешний резервуар 31, как описано выше в варианте осуществления, ослабляет непосредственную передачу ударной нагрузки, созданной в результате взрыва, на внешний резервуар 31 и предотвращает действие чрезмерно большой силы на участок, соединяющий внутренний резервуар 32 с внешним резервуаром. Это предотвращает повреждение соединительного участка и увеличивает срок службы резервуара 10 высокого давления.

Тем не менее, в резервуаре 10 высокого давления указанного варианта осуществления внешний резервуар 31 содержит герметичную крышку 11 на конце в продольном направлении, а внутренний резервуар 32 содержит внутреннюю крышку 33 на стороне, соответствующей герметичной крышке 11, так что герметичная крышка 11 и внутренняя крышка 33 располагаются на одной и той же стороне. Это облегчает работу по загрузке химической бомбы 100 в резервуар 10 высокого давления и удаления осколков после взрыва, тем самым сокращая время, необходимое для работы.

Хотя устройство для взрывания в указанном варианте осуществления установлено на открытом воздухе, настоящее изобретение также включает устройство, в котором резервуар высокого давления, содержащий герметично уплотненное взрывчатое вещество, закапывается в землю для выполнения уничтожения взрывом.

Резервуар содержит герметичный внешний прочный резервуар, способный выдерживать высокое давление при взрываний изделия, и внутренний резервуар, закрывающий почти полностью внутреннюю поверхность внешнего резервуара и свободно установленный в нем с зазором, обеспечивающим перемещение внутреннего резервуара относительно внешнего, для защиты его от осколков переработанного изделия посредством их улавливания, при этом внутренний резервуар установлен во внешнем с возможностью съема. Технический результат: повышение прочности и надежности и снижение эксплуатационных расходов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Резервуар высокого давления для взрывания изделия, содержащий герметичный внешний прочный резервуар, способный выдерживать высокое давление при взрываний изделия, и внутренний резервуар, закрывающий почти полностью внутреннюю поверхность внешнего резервуара и свободно установленный в нем с зазором, обеспечивающим перемещение внутреннего резервуара относительно внешнего резервуара, для защиты его от осколков переработанного изделия посредством их улавливания, при этом внутренний резервуар установлен во внешнем резервуаре с возможностью съема.

2. Резервуар по п.1, в котором внешний резервуар проходит в продольном направлении и содержит герметичную крышку на одном конце в этом направлении, а внутренний резервуар содержит внутреннюю крышку на стороне, соответствующей герметичной крышке.

3. Устройство для взрывания, содержащее резервуар высокого давления по п.1.