СПОСОБ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕГО ПРОСТРАНСТВА ЕМКОСТИ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ Российский патент 2011 года по МПК F42B33/06 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу разложения остатков взрываемого предмета, такого как взрывчатый материал, в емкости высокого давления, для ее очистки после операции уничтожения взрывом, состоящей в установке взрываемого предмета и взрывчатого вещества для подрыва в емкости высокого давления и подрыва предмета.

Предпосылки изобретения

Известен способ детонации или подрыва взрывчатого материала для его уничтожения. Примеры взрывчатого материала включают военный взрывчатый материал, используемый для химического боеприпаса и т.п. (например, снаряда, бомбы, фугаса и морской мины), который, в частности, включает стальную оболочку, заполненную взрывным зарядом и, например, веществом, опасным для человека. Примером опасного вещества может быть химический агент, такой как иприт или люизит, токсичный для человека.

Этот способ уничтожения, который не требует разборки обрабатываемого предмета, пригоден для обработки вышеупомянутых взрывчатых материалов. Этот способ позволяет обрабатывать не только хорошо сохранившиеся боеприпасы, но также и не подлежащие демонтажу боеприпасы из-за их порчи или деформации в течение длительного времени. Кроме того, взрыв производит сверхвысокую температуру и давление, которые могут разлагать почти все опасные вещества. Этот способ, например, описан в Патентном документе 1.

Уничтожение взрывом часто осуществляют внутри плотно герметизированной емкости высокого давления для предотвращения утечки наружу опасного вещества или уменьшения неблагоприятных воздействий на окружающую среду, таких как шум, вибрация и т.п., произведенных взрывом. Взрыв может производить отходящий газ, содержащий топливный компонент, такой как CO, H₂ и CH₄, или остатки вышеупомянутых опасных веществ. Топливные компоненты или остаточные опасные вещества, содержащиеся в отходящем газе, требуют очистки (детоксификации) до контрольного значения или ниже перед выпуском отходящего газа в атмосферу. Уничтожение взрывом взрывчатого материала без вышеупомянутых опасных веществ также требует последующей очистки топливного компонента. Кроме того, желательно, чтобы время для очистки было коротким.

Для очистки, традиционно известным является способ нейтрализации остаточного вещества при помощи агента, но нейтрализация занимает значительное время в зависимости от состояния остатка. Например, для реакции твердого остатка может потребоваться значительное время. В случае, когда остаточное вещество составлено не одним веществом, но несколькими веществами, может требоваться его обработка отдельно несколько раз.

Патентный документ 1: Публикация патента Японии №7-208899.

Описание изобретения

Целью настоящего изобретения является получение способа очистки внутреннего пространства емкости высокого давления для взрывных работ для сокращения времени обработки независимо от состояния остаточных веществ. Для достижения цели, способ очистки внутреннего пространства емкости высокого давления для взрывных работ согласно настоящему изобретению включает этап установки взрывчатого вещества для очистки, отличного от взрывчатого вещества для разрушения, используемого для предмета, который будет взорван, в количестве, необходимом для разложения остатков предмета внутри емкости высокого давления, после этапа уничтожения предмета, предназначенного для подрыва в емкости высокого давления, и подрыва его в ней; и этап подрыва взрывчатого вещества для очистки в емкости высокого давления для разложения остатка.

Согласно этому способу очистки посредством простой установки взрывчатого вещества для очистки в емкости высокого давления и подрыва установленного взрывчатого вещества для очистки достигают очищающей обработки за короткое время.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид в сечении емкости высокого давления, используемой согласно способу очистки внутреннего пространства емкости высокого давления для взрывных работ согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 - вид в сечении химической бомбы, обрабатываемой в емкости высокого давления, показанной на фиг.1.

Фиг.3 - вид в сечении, показывающий способ очистки согласно настоящему изобретению.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Способ очистки внутреннего пространства емкости высокого давления для взрывных работ согласно настоящему изобретению будет описан ниже со ссылками на чертежи.

На фиг.1 показана емкость 10 высокого давления для взрывных работ, в которой осуществляется способ очистки ее внутреннего пространства согласно настоящему изобретению. Емкость 10 высокого давления имеет двойную конструкцию из внешней емкости 31 и внутренней емкости 32. Внешняя емкость 31 представляет собой прочную емкость высокого давления, выполненную из стали или подобного материала, имеющего достаточную прочность для противостояния давлению, производимому подрывом обрабатываемого предмета. Внутренняя емкость 32 выполнена из прочного материала, такого как сталь, для противостояния фрагментам, разлетающимся при подрыве.

Внешняя емкость 31 сформирована в цилиндрической конфигурации с двумя концами в осевом направлении: один из концов закрыт, а другой открыт. К открытому концу с возможностью отсоединения прикреплена съемная стойкая к давлению крышка 11 для открывания и закрывания конца. Подобным образом, внутренняя емкость 32 сформирована в цилиндрической конфигурации с двумя концами в осевом направлении: один из концов закрыт, а другой открыт. Открытый конец расположен внутри внешней емкости 31 таким образом, что он обращен к стойкой к давлению крышке 11. К открытому концу с возможностью отсоединения прикреплена внутренняя крышка 33 для открывания и закрывания конца.

Внутренняя емкость 32 не прикреплена жестко, а свободно установлена внутри внешней емкости 31, имея возможность небольшого относительного перемещения относительно внешней емкости 31. Эта свободная установка внутренней емкости 32 предохраняет внешнюю емкость 31 от прямой передачи удара, произведенного взрывом и столкновением с разлетающимися фрагментами и предотвращает приложение чрезмерной силы к соединительному району (району фиксации) между внутренней емкостью 32 и внешней емкостью 31, таким образом предотвращая повреждение в соединительной части для повышения долговечности емкости 10 высокого давления.

Во внутренней емкости 32 осуществляется взрывное уничтожение подрываемого предмета, такого как химическая бомба, после которого выполняется процесс очистки от остаточного вещества в емкости 10 высокого давления способом согласно настоящему изобретению.

Существует взрывная трубка 111, отступающая назад от головной части 110, содержащая взрывной заряд (взрывчатое вещество) 112. Внутри головной части 110 расположен взрыватель 113 для подрыва взрывного заряда 112 во взрывной трубке 111.

Взрывная трубка 111 расположена внутри корпуса 120 бомбы, который соединен с головной частью 110 и заполнен химическим веществом 121. На конце корпуса 120 бомбы, противоположном головной части 110 в осевом направлении, расположены стабилизаторы 130 для стабилизации пространственной ориентации химической бомбы 100, когда она сброшена.

Взрывной заряд (взрывчатое вещество) 112 может быть военным взрывчатым веществом, таким как тринитротолуол, пикриновая кислота или гексаген. Химическое вещество (опасное вещество) 121 может представлять собой, например, кожно-нарывное средство, такое как газ иприт или люизит, рвотное средство, такое как DC или DA, фосген, зарин, синильная кислота или подобные, в жидком или твердом состоянии.

Химическую бомбу 100 взрывают в емкости 10 высокого давления при помощи взрывчатого вещества для уничтожения, в результате чего в емкости 10 высокого давления остаются остаточные вещества. Остаточное вещество должно быть очищено согласно настоящему изобретению. Более подробно, как показано на фиг.1, химическую бомбу 100, окруженную взрывчатым веществом 101 для уничтожения, устанавливают в емкость 10 высокого давления при помощи крепежного устройства (не показано), и после этого внутреннюю крышку 33 и стойкую к давлению крышку 11 прикрепляют к внутренней емкости 32 и внешней емкости 31, соответственно, для закрывания каждой емкости 32, 31. В этом закрытом состоянии осуществляют этап подрыва, в ходе которого взрывчатое вещество 101 для уничтожения подрывают детонационным устройством (не показано), таким образом разрушая химическую бомбу 100. Уничтожение взрывом выполняют один раз или больше.

После этапа уничтожения остается остаточное вещество, которое будет очищено согласно настоящему изобретению в емкости 10 высокого давления. Это остаточное вещество остается во внутренней емкости 32 емкости 10 высокого давления в различных формах, в зависимости от вида химической бомбы 100 или условий уничтожения, сопровождаемого процессом согласно настоящему изобретению. Металлическая часть химической бомбы 100, например головная часть 110, взрывная трубка 111, корпус 120 бомбы и стабилизатор 130, обычно остаются как твердые металлические фрагменты, металлический порошок и т.п., в то время как взрывной заряд (взрывчатое вещество) 112 и химические агенты (опасное вещество) 121 остаются в форме газа, жидкости или твердого вещества в зависимости от используемого материала. Если весь остаток или часть остатка, который будет очищен, представляет собой жидкий остаток А или твердый остаток B, как показано на фиг.3, остаток А или B располагается вблизи внутренней поверхности 10a стенки емкости 10 высокого давления, например, собирается на дне или прилипает к внутренней поверхности 10a стенки. Если весь остаток или часть остатка, который будет очищен, представляет собой газообразный остаток C, остаток C рассеивается в емкости 10 высокого давления. Короче говоря, оставшаяся часть остаточного вещества может быть разной в зависимости от фазы остаточного вещества.

Способ очистки согласно настоящему изобретению позволяет разлагать любое из вышеупомянутых остаточных веществ. Детали способа следующие.

Сначала открывают внутреннюю крышку 33 и стойкую к давлению крышку 11, и при помощи вышеупомянутого крепежного устройства устанавливают взрывчатое вещество 1 для очистки в заданном количестве в емкости 10 высокого давления, предпочтительно, отдельно от внутренней поверхности 10а стенки или, более предпочтительно, в середине емкости 10 высокого давления. Количество взрывчатого вещества 1 для очистки определяют посредством анализа компонента и количества остаточного вещества в емкости 10 высокого давления и вычисления количества, необходимого для разложения проанализированного компонента до целевого значения или ниже.

После установки взрывчатого вещества 1 для очистки, внутреннюю крышку 33 и стойкую к давлению крышку 11 закрывают для плотного закупоривания емкости 10 высокого давления, в которой осуществляют взрывное уничтожение. В частности, детонационное устройство вызывает детонацию взрывчатого вещества 1 для очистки. Взрыв вызывает распространение ударной волны. Он сжимает воздух во фронте ударной волны, повышая температуру воздуха. Ударная волна достигает внутренней поверхности 10а стенки емкости 10 высокого давления, повышая температуру газа сгорания приблизительно до 10000°C или выше, резко повышая его давление.

Таким образом, произведенный высокотемпературный воздух и высокотемпературный газ сгорания при взрыве выполняет функцию мгновенного разложения очищаемого вещества, является ли вещество газом, жидкостью или твердым веществом. Другими словами, остаточное вещество, остающееся в емкости 10 высокого давления до осуществления способа очистки, может быть разложено и очищено в короткое время, независимо от того, является ли остаток газом, жидкостью или твердым веществом. Эта функция позволяет сократить время обработки независимо от состояния остатка.

Этот способ особенно эффективен, когда взрывчатое вещество 1 для очистки установлено в середине емкости 10 высокого давления отдельно от внутренней поверхности 10а стенки, как имеет место с этим вариантом конструкции. Установка взрывчатого вещества 1 в центральном положении, как указано выше, позволяет высокотемпературному воздуху и высокотемпературному газу сгорания при взрыве достигать каждой части внутренней поверхности 10а стенки емкости 10 высокого давления равномерно с меньшим смещением, чем при установке взрывчатого вещества 1 в контакте с внутренней поверхностью 10а стенки. Это позволяет эффективно разлагать любой вышеупомянутый жидкий остаток A, твердый остаток B и газообразный остаток C, остающиеся во взаимно различных положениях, везде, где они остались.

Настоящее изобретение, однако, не ограничено установкой взрывчатого вещества для очистки в середине емкости 10 высокого давления. Например, оно может быть установлено в контакте с внутренней поверхностью 10а стенки емкости 10 высокого давления или в любом положении в стороне от внутренней поверхности 10а стенки. В альтернативном варианте, в длинной емкости высокого давления, протяженной в осевом направлении, каждое взрывчатое вещество для очистки может быть установлено во множестве распределенных по длине местоположений.

Кроме того, конкретная конструкция емкости высокого давления согласно настоящему изобретению не ограничена двойной конструкцией: например, одинарная или тройная конструкция также выполнима.

На этапе уничтожения, сопровождаемом процессом очистки согласно настоящему изобретению, вид предмета, который будет взорван, не ограничен. Хотя в вышеупомянутом варианте осуществления изобретения взрывают химическую бомбу 100, содержащую взрывной заряд (взрывчатое вещество) 112 и химическое вещество (опасное вещество) 121, предмет, который будет взорван, может не иметь, по меньшей мере, одного из взрывного заряда 112 и химического вещества 121, или может быть контейнером, заполненным опасным веществом, например, таким как органический галоген. Остаточное вещество, произведенное подрывом вышеупомянутых предметов, также может быть эффективно очищено способом очистки согласно настоящему изобретению.

На этапе подрыва, когда подрыв повторяют несколько раз, может быть взорван предмет одного типа при каждой из обработок или могут быть взорваны предметы различных типов при каждой обработке.

Практический пример

Для проверки пригодности настоящего изобретения изобретатели фактически взорвали химическую бомбу, полученную моделированием формирования и количества взрывчатого вещества химической бомбы 100, с использованием взрывчатого вещества для взрывных работ в емкости 10 высокого давления и осуществили разложение остаточного вещества, произведенного, таким образом, посредством подрыва взрывчатого вещества 1 для очистки в надлежащем количестве. Таблица 1 показывает компоненты остатка (до очистки) и его компоненты после разложения (после очистки), причем каждая аналитическая величина указывает концентрацию остаточного химического вещества (опасного вещества) в газе.

Таблица 1   Моделированная концентрация остаточного химического вещества (в газе) Олеиновая кислота (двойная связь) [мг/м³N] Дицианбензол (тройная связь) [мг/м³N] До очистки <0,08 0,02 После очистки <0,08 <0,005

Таблица 1 показывает, что остаточная концентрация дицианбензола (тройная связь) уменьшена посредством очистки от высокой величины 0,02 [мг/м³N] (немедленно после подрыва моделированной химической бомбы) перед очисткой до величины ниже 0,005 [мг/м³N], то есть аналитической величины, допускающей удаление остатка в отходы. С другой стороны, остаточная концентрация олеиновой кислоты (двойная связь) как до очистки, так и после нее ниже аналитического предела 0,08 [мг/м³N], который допускает удаление остатка в отходы.

Как описано выше, настоящее изобретение обеспечивает получение способа разложения остатка предмета, взрываемого в емкости высокого давления, для ее очистки после этапа подрыва посредством установки взрываемого предмета и взрывчатого вещества для подрыва в емкости высокого давления и подрыва их там. Этот способ включает: этап установки взрывчатого вещества для очистки, отличного от взрывчатого вещества для подрыва предмета, в количестве, необходимом для разложения остатка предмета, в емкость высокого давления после этапа подрыва; и этап разложения остатка посредством подрыва взрывчатого вещества для очистки в емкости высокого давления.

Этот способ очистки достигает очистки просто посредством установки взрывчатого вещества для очистки в емкости высокого давления и подрыва установленного взрывчатого вещества для очистки, таким образом, сокращая время обработки. Кроме того, остаток может быть разложен в короткое время, является ли он газом, жидкостью или твердым веществом, следующим образом. Взрыв взрывчатого вещества для очистки производит распространение ударной волны, которая сжимает воздух во фронте ударной волны, повышая температуру. Ударная волна достигает внутренней поверхности стенки емкости высокого давления, повышая температуру газа сгорания при взрыве взрывчатого вещества для очистки приблизительно до 10000°C или выше, резко повышая его давление. Этот высокотемпературный воздух и высокотемпературный газ сгорания при взрыве выполняют функцию разложения остатка немедленно, независимо от того является ли он газом, жидкостью или твердым веществом, что позволяет очищать остаток в короткое время независимо от его состояния.

Взрывчатое вещество для очистки, предпочтительно, устанавливают отдельно от внутренней поверхности стенки емкости высокого давления. Установка взрывчатого вещества для очистки в таком положении позволяет высокотемпературному воздуху и высокотемпературному газу сгорания при взрыве достигать каждой части внутренней поверхности стенки емкости высокого давления равномерно с меньшим смещением, чем при установке взрывчатого вещества для очистки в контакте с внутренней поверхностью стенки емкости высокого давления.

Изобретение относится к способу очистки внутреннего пространства емкости высокого давления для взрывных работ, допускающему кратковременную обработку независимо от состояния остаточных веществ. Способ включает этап установки взрывчатого вещества для очистки, отличного от взрывчатого вещества для уничтожения, в количестве, необходимом для разложения остатка предмета в емкости высокого давления после этапа уничтожения, включающего установку и подрыв предмета и взрывчатого вещества для разрушения в емкости высокого давления, и этап разложения остатка посредством подрыва взрывчатого вещества для очистки в емкости высокого давления. Достигается сокращение времени очистки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ очистки внутреннего пространства емкости высокого давления для взрывных работ для разложения остатка предмета, взрываемого в емкости высокого давления, для ее очистки после этапа уничтожения посредством установки предмета и взрывчатого вещества для подрыва в емкости высокого давления и подрыва их в ней, содержащий этап установки, включающий установку взрывчатого вещества для очистки, отличного от подрываемого предмета, в количестве, необходимом для разложения остатка подрываемого предмета, в емкости высокого давления после этапа подрыва и этап разложения, включающий разложение остатка посредством подрыва взрывчатого вещества для очистки в емкости высокого давления.

2. Способ очистки внутреннего пространства емкости высокого давления для взрывных работ по п.1, в котором взрывчатое вещество для очистки устанавливают в положении, отдельном от внутренней поверхности стенки емкости высокого давления в ходе этапа установки.