МОБИЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС СПЕЦИАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ОБРАЗЦОВ ВООРУЖЕНИЯ И ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ Российский патент 2015 года по МПК F41H7/03 A61L2/00 

Изобретение относится к военной технике, а именно к технике для проведения специальной обработки наружных поверхностей образцов вооружения и военной техники (ВВТ). Сущность изобретения заключается в том, что для специальной обработки образцов ВВТ используется мобильный комплекс, состоящий из герметичного сборно-разборного ангара, системы аспирации, импульсного генератора интенсивного конвективно-радиационного теплового потока, включающего системы подачи и распыления внутри сборно-разборного ангара порошкообразного вещества, например Al (Mg), систему инициирования реакции окисления этого вещества, распыленного в газообразном кислороде, кислородную станцию, систему управления и систему распыления легко сублимирующего раствора, который наносится на образцы ВВТ перед их боевым применением в районах радиоактивного заражения.

Образцы ВВТ, подлежащие специальной обработке, помещаются внутрь ангара, ангар герметизируется и заполняется газообразным кислородом, через систему подачи и распыления подается порошкообразное вещество, распыляется и инициируется реакция его окисления, которая происходит с выделением большого количества тепла. При этом в сборно-разборном ангаре и на наружных поверхностях образца ВВТ быстро повышается температура до заданного уровня, достаточного для разложения на этих поверхностях отравляющих веществ (и гибели бактерий). При повышенной температуре образец ВВТ выдерживается в течение заданного промежутка времени, достаточного для полного разложения отравляющего вещества (гибели бактерий).

После этого производится аспирация по удалению продуктов реакции окисления и разложения отравляющих (бактериальных средств) веществ.

Технический результат - расширение арсенала средств для проведения специальной обработки наружных поверхностей образцов ВВТ, существенное сокращение времени проведения специальной обработки, исключение заражения территорий, на которых проводится специальная обработка, существенное упрощение утилизации продуктов, образующихся при обработке.

Известен автомобильный комплект специальной обработки военной техники ДК-4, предназначенный для дезактивации, дегазации и дезинфекции объектов военной техники и вооружения [1]. Основной частью комплекта ДК-4 является газожидкостный прибор, с помощью которого проводится обработка зараженных поверхностей газожидкостным методом и дезактивация сухих поверхностей техники методом отсасывания пыли. Для получения горячей газожидкостной струи используются выпускные газы двигателя автомобиля.

Недостатками данного устройства являются:

- относительно большое время, необходимое для проведения специальной обработки одного образца ВВТ;

- необходимость последующего проведения специальной обработки прилегающей местности.

Наиболее близким по выполняемой функции и заданным параметрам является известное устройство «Универсальная генерирующая установка теплового газового потока на шасси танка» [2] (патент на изобретение №2279034 от 08.12.2004 г. МПК F41H 7/00, A61L 2/00, B60K 3/04), содержащая установленный в бронированном корпусе, смонтированном на поворотной платформе шасси, турбореактивный двигатель (ТРД) с системой питания его топливом и жидкостной системой для хранения и подачи рабочей жидкости в тепловой газовой поток, системы электроснабжения ТРД и шасси, системы отопления бронированного корпуса, механизмы изменения угла направления струи теплового газового потока в горизонтальной и вертикальной плоскостях с системой их управления и рабочее место командира-оператора в обитаемом отделении шасси.

Недостатками данного устройства являются:

- при специальной обработке военной техники возникает необходимость маневрирования (маневрирует образец ВВТ или сама установка), что увеличивает время специальной обработки;

- большой расход топлива и химически активных жидкостей, применяемых при специальной обработке;

- возникает необходимость проведения специальной обработки местности после проведения специальной обработки образцов вооружения и военной техники, так как тепловой газовый поток будет «сдувать» часть загрязнителей на прилегающий участок местности.

Общими недостатками приведенных устройств являются:

- отсутствует возможность сбора загрязнителей и продуктов, образовавшихся после обработки для последующей утилизации;

- из-за специфики способов обработки, на некоторых участках обрабатываемых поверхностей могут оставаться загрязнители.

Задачи, на решение которых направлено изобретение, заключаются:

- в создании комплекса, способного производить специальную обработку образцов ВВТ в кратчайшие сроки и обрабатывать при этом практически 100% их поверхности;

- в возможности производить специальную обработку образцов ВВТ поточным методом;

- в возможности производить сбор загрязнителей и продуктов, образующихся после обработки, для дальнейшей утилизации;

- в исключении заражении местности, на которой производится специальная обработка;

- в возможности организации серийного производства;

- в возможности организации сервисного технического обслуживания;

- в возможности проводить модификацию и модернизацию.

Такое решение обеспечивается мобильным комплексом для проведения специальной обработки образцов вооружения и военной техники, содержащим герметичный сборно-разборный ангар, систему аспирации, импульсный генератор высокоинтенсивного конвективно-радиационного теплового потока, кислородную станцию, автономный генератор электроэнергии, систему управления, силовые цепи, сигнальные цепи, высоковольтный блок, систему распыления легко сублимирующего раствора, при этом генератор интенсивного конвективно-радиационного теплового потока выполнен импульсным и содержит систему подачи и распыления порошкообразного вещества, состоящую из двух одинаковых подсистем симметрично развернутых по боковым сторонам герметичного сборно-разборного ангара, в свою очередь каждая подсистема содержит затворный узел, установленный на опоре и имеющий одну степень свободы по перемещению в горизонтальном направлении, перпендикулярном боковой стене герметичного сборно-разборного ангара на расстояние ±ΔL, и герметично соединенный с компенсаторным сильфоном, имеющим жесткость c₁, число гофров n и максимальный ход одного гофра Δ_x1, компенсаторный сильфон герметично соединен с регулятором скорости течения пороховых газов, состоящим из герметичного корпуса, внутри которого установлены прямоугольные заслонки количеством k, каждая из которых жестко закреплена с одной стороны к поворотному пальцу, имеющему одну степень свободы по вращению вокруг своей оси на угол φ, поворотные пальцы жестко соединены с рукоятками, расположенными с наружной стороны корпуса регулятора скорости течения пороховых газов, регулятор скорости течения пороховых газов через жаропрочные компенсаторы герметично соединен с трубопроводами в количестве I, в которых устроены загрузочные люки, трубопроводы через отверстия заведены в нишу, устроенную в боковой стене сборно-разборного ангара, и герметично соединены с выходными распылительными соплами в количестве j, каждое сопло выполнено в виде замкнутой овальной кромки с плавным переходом к горизонтальному участку, сами распылительные сопла сориентированы во внутреннем пространстве с каждой боковой стороны сборно-разборного ангара особым образом под углами к горизонтальной и вертикальной поверхностями соответственно α₁,β₁, α₂,β₂, α₃,β₃, элементы инициирования реакции окисления порошкообразного вещества, состоящие из жгутов высоковольтных проводов, которые опираются на изоляторы, жестко прикрепленные к наружной поверхности сборно-разборного ангара, а каждый высоковольтный провод гальванически соединен с одним электродом соответствующего искрового разрядника, жестко прикрепленного к внутренней боковой стене сборно-разборного ангара над распылительным соплом, второй электрод при этом заземлен, датчик контроля окончания процесса смешения распыленного порошкообразного вещества с кислородом, жестко прикрепленного к внутренней стороне свода сборно-разборного ангара, состоящего из двух расположенных друг над другом токопроводящих панелей размерами а×b и промежутком между ними h, причем одна панель выполнена в виде сплошного листа, вторая в виде сетки с ячейкой размером s, датчик концентрации распыленного порошкообразного вещества соединен посредством проводов с системой управления.

На фиг.1 изображен пример осуществления изобретения - мобильный комплекс специальной обработки наружных поверхностей образцов вооружения и военной техники. На участке местности развернут герметичный сборно-разборный ангар (1), имеющий по торцевым сторонам ворота (2), с одной из боковых сторон герметичного сборно-разборного ангара (1) развернуты: кислородная станция, состоящая из кислородной установки (3), регулирующей аппаратуры (4), накопительных баллонов (5); система аспирации, состоящая из всасывающего вентилятора (6), трубопровода (7), сборников (8), вытяжного зонда (9) (см. фиг.2); система управления, силовые цепи, сигнальные цепи, высоковольтный блок (10); с обеих боковых сторон герметичного сборно-разборного ангара (1) установлены элементы импульсного генератора теплового потока, включающего системы подачи и распыления порошкообразного вещества, состоящую из: затворного узла с подставкой (11), компенсаторного сильфона (12), регулятора скорости течения пороховых газов (13), трубопроводов (14) с загрузочными люками (15) и огнеупорными компенсаторами (16), распылительных сопел (17) (см. фиг.2), поз.(18) обозначен пороховой заряд; по боковым сторонам герметичного сборно-разборного ангара (1) и по его своду с наружной стороны (см. фиг.1) развернуты элементы инициирования реакции окисления порошкообразного вещества: жгуты высоковольтных проводов (19), опирающиеся на изоляторы (20), при этом каждый высоковольтный провод соединен с одним электродом искрового разрядника (21) (см. фиг.2, 6), второй электрод искрового разрядника (21) заземлен; внутри герметичного сборно-разборного ангара (1) на его своде смонтирован датчик контроля смешения распыленного порошкообразного вещества с кислородом (22); на фиг.1 поз.(23) обозначен трубопровод подачи кислорода внутрь герметичного сборно-разборного ангара, поз.(24) обозначен пневмоклапан, работающий, как элемент «или».

На фиг.3 изображен регулятор скорости течения пороховых газов, корпус которого состоит из нижней части (25) и крышки (26), нижняя часть (25) выполнена в виде сварной конструкции, в боковых стенках которой имеются отверстия для соединения компенсаторного сильфона (12) и жаропрочных компенсаторов (16), в корпусе смонтированы пальцы (27), к котором жестко присоединены одним концом заслонки (28), пальцы (27) соединены с рукоятками (29).

На фиг.4 изображен датчик контроля смешения распыленного порошкообразного вещества с кислородом (22), состоящий из двух расположенных друг над другом токопроводящих панелей, одна панель выполнена в виде сплошного листа (30), вторая в виде сетки (31), панели соединены между собой диэлектрическими втулками (32).

На фиг.5 изображено сопло (17), поз.(33) - овальная кромка, поз. (34) - горизонтальный участок.

На фиг.6 изображен искровой разрядник (21), поз. (35) - высоковольтный провод, поз.(36) - электрод, поз.(37) - заземляющий проводник, поз.(38) - диэлектрическая опора.

На фиг.7 изображена система распыления легко сублимирующего раствора (39), поз.(40) - форсунки, поз.(41) - заправочная емкость.

Назначение элементов (фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). Герметичный сборно-разборный ангар (1) предназначен для создания замкнутого герметичного объема, в который помещаются образцы вооружения и военной техники, производится распыление порошкообразного вещества и инициирование реакции его окисления, герметизация ангара достигается известными способами в области техники сооружения герметичных ангаров. Кислородная станция (поз.(3), (4), (5)) предназначена для выработки кислорода, который необходим для реакции окисления распыленного порошкообразного вещества. Система аспирации (поз.(6), (7), (8), (9)) предназначена для удаления продуктов, образующихся при прохождении реакции окисления и разложения отравляющих веществ. Помимо этого, через трубопровод (7) и зонд (9) осуществляется подача кислорода во внутренний объем ангара. Система управления, силовые цепи, сигнальные цепи, высоковольтный блок (10) предназначены для распределения электроэнергии между потребителями, управления кислородной станцией, системой аспирацией, системами подачи и распыления порошкообразного вещества, а также для выработки высокого напряжения, необходимого для инициирования реакции окисления. Системы подачи и распыления порошкообразного вещества (поз.(11), (12), (13), (14), (15), (16), (17), (18)) предназначены для дозированной загрузки порошкообразного вещества через люки (15) и его распыления через распылительные сопла (17) с помощью порохового заряда (18). Регулятор скорости течения пороховых газов (поз.(25), (26), (25)) предназначен для синхронного распыления порошкообразного вещества. Компенсаторный сильфон (12) и жаропрочные компенсаторы (16) предназначены для компенсации «отдачи» при срабатывании порохового заряда (18). Элементы инициирования реакции окисления порошкообразного вещества (поз. (19), (20), (21)) предназначены для подачи высокого напряжения на искровой разрядник (каждый высоковольтный провод соединяется с одним электродом разрядника, второй электрод заземляется). Датчик контроля смешения распыленного порошкообразного вещества с кислородом (22) предназначен для формирования сигнала, подаваемого в систему управления, после завершения процесса смешения порошкообразного вещества с кислородом внутри ангара. Трубопровод (23) предназначен для подачи кислорода внутрь герметичного сборно-разборного ангара. Пневмоклапан (24), работающий, как элемент «или», предназначен для поочередного доступа во внутренний объем ангара при закачке кислорода или аспирации продуктов обработки.

Назначение элементов регулятора скорости течения пороховых газов. Нижняя часть (25) и крышка (26) образуют короб, внутри которого заслонки (28), прикрепленные к пальцам (27) путем поворота последних рукоятками (29), могут образовывать различные сочетания путей протекания пороховых газов внутри регулятора и тем самым на выходе получать различные скорости пороховых газов и соответственно их давлений, герметизация корпуса достигается известными способами в области техники соединениями труб, корпусных крышек, валов и пальцев в корпусах.

Токопроводящие панели (30) и (31) датчика контроля смешения распыленного порошкообразного вещества с кислородом (22) образуют емкостной элемент. При попадании порошкообразного вещества между панелями меняется электрическая емкость датчика, что сигнализирует об окончании процесса перемешивания порошкообразного активного вещества. При этом вырабатывается сигнал на инициирование реакции окисления.

Система распыления легко сублимирующего раствора (39) предназначена для нанесения на поверхности ВВТ легко сублимирующего раствора перед использованием ВВТ в условиях радиоактивного заражения, форсунки (40) предназначены для распыления легко сублимирующего раствора, заправочная емкость (41) предназначена для хранения указанного раствора, насыщения его сжатым азотом и подачу раствора из заправочной емкости (41) через трубопроводы в форсунки.

Работа комплекса при проведении дегазации и дезинфекции (фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6).

Для проведения специальной обработки образец вооружения и военной техники помещают в сборно-разборный ангар (1), закрывают ворота (2), ангар герметизируется и заполняется газообразным кислородом. Затем через люки (15) загружают порошкообразное вещество и устанавливают пороховой заряд (18) в затворный узел (11). После завершения всех подготовительных операций инициируют срабатывание порохового заряда (18), порошкообразное вещество под действием пороховых газов по трубопроводам (14) транспортируется к соплам (17) и через них распыляется во внутренний объем ангара. После завершения процесса перемешивания распыленного порошкообразного вещества с кислородом (примерно через 0,3-0,5 с) датчик (22) формирует сигнал, поступающий в систему управления, которая выдает команду на подачу высоковольтного напряжения на искровые разрядники. При этом происходит инициирование реакции окисления порошкообразного вещества. За счет реакции окисления температура внутри ангара быстро растет (в том числе и на обрабатываемых поверхностях образца вооружения и военной техники), образец выдерживается при заданной повышенной температуре в течение необходимого времени t₃. Под действием повышенной температуры происходит разложение загрязнителей на поверхностях образца вооружения и военной техники. Далее задействуется система аспирации, через вытяжной зонд (9) продукты, образовавшиеся в результате реакции окисления и разложения отравляющих (бактерицидных) веществ, высасываются из ангара и по трубопроводу (7) попадают в сборники (8), пневмоклапан (24) при этом перекрывает трубопровод (23). По окончании описанных операций через ворота (2) образец ВВТ выводится из ангара.

Работа комплекса при проведении дезактивации. Предполагается, что перед боевым применением образца ВВТ в условиях радиоактивного заражения, поверхность образца ВВТ обрабатывается легко сублимирующим раствором (обработка может проводиться и в рассматриваемом комплексе фиг.7, и в местах постоянной дислокации, например, перед выездом из бокса). Физико-химические характеристики раствора позволяют образовывать на поверхности образца ВВТ пленку, на которую осаждается радиоактивная пыль. Легкая сублимация этого раствора в условиях воздействия высокой температуры позволяет «уносить» с собой радиоактивные частицы.

Образец ВВТ помещают в ангар (1) (см. фиг.7), в заправочную емкость (41) фиг.7 подается сжатый воздух от регулирующей аппаратуры (4), далее под действием сжатого воздуха раствор подается к форсункам (40) и распыляется на поверхность образца ВВТ. Далее образец ВВТ убывает для выполнения боевой задачи. После выполнения боевой задачи в условиях радиоактивного заражения образец ВВТ помещают в ангар (1) фиг.1 и производят те же операции, что и при проведении дегазации и дезинфекции (см. «Работа комплекса при проведении дегазации и дезинфекции»).

На фиг.8 приведены зависимости времени разложения отравляющих веществ, находящихся на металлической поверхности, от температуры. Приведенные зависимости показывают, что с увеличением температуры поверхности стойкость отравляющих веществ снижается, что дает возможность изменением температуры среды в ангаре изменять (при сохранении высокого качества обработки) время обработки образца.

В данном описании не рассматриваются система управления, силовые цепи, сигнальные цепи, высоковольтный блок (10), система распыления специального раствора (39), как не претендующие на "изобретательский уровень".

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для расширения существующего арсенала средств для проведения специальной обработки образцов вооружения и военной техники;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно в создании комплекса гарантированно осуществляющего специальную обработку образцов ВВТ, в возможности организации серийного производства за счет применения узлов и деталей, выпускаемых промышленностью для других областей техники, в возможности организации сервисного технического обслуживания, в возможности проводить модификацию.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. В частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:

- дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такого дополнения;

- замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;

- увеличение количества однотипных элементов действий для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов действий;

- выполнение известного средства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;

- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака, представлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении его вида.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Перечень фигур.

1) Пример осуществления изобретения «Мобильный комплекс специальной обработки образцов вооружения и военной техники».

2) Пример осуществления изобретения «Мобильный комплекс специальной обработки образцов вооружения и военной техники».

3) Регулятор скорости течения пороховых газов.

4) Датчик контроля завершения процесса смешения распыленного порошкообразного вещества с кислородом.

5) Сопло.

6) Искровой разрядник.

7) Система распыления легко сублимирующего раствора.

8) Зависимости времени разложения отравляющих веществ от температуры.

Источники информации

1. Защита от оружия массового поражения: Справочник / А.Н. Калитаев, Г.А. Живетьев, Э.И. Желудков и др.; Под ред. В.В. Мясникова. - М.: Воениздат, 1984. - 270 с., ил.

2. Патент на изобретение №2279034 от 08.12.2004 г. авт. Аношин С.В., Беляков В.Ф., Бесман Р.С., Волошин В.В. и др.

Изобретение относится к военной технике, а именно к технике для проведения специальной обработки наружных поверхностей образцов вооружения и военной техники. Мобильный комплекс специальной обработки образцов вооружения и военной техники содержит герметичный сборно-разборный ангар, генератор интенсивного конвективно-радиационного теплового потока, кислородную станцию, систему аспирации, автономный генератор электроэнергии, систему управления, силовые цепи, сигнальные цепи, высоковольтный блок, систему распыления легко сублимирующего раствора, сильфон, регулятор скорости течения пороховых газов, рукоятки, распылительные сопла, элементы инициирования реакции окисления порошкообразного вещества, датчик контроля, две панели, датчик концентрации. Генератор интенсивного конвективно-радиационного теплового потока выполнен импульсным и содержит систему подачи и распыления порошкообразного вещества, которая состоит из двух одинаковых подсистем. Достигается расширение арсенала средств, сокращение времени проведения обработки, исключение заражения и упрощение утилизации продуктов. 8 ил.

Мобильный комплекс специальной обработки образцов вооружения и военной техники, содержащий герметичный сборно-разборный ангар, генератор интенсивного конвективно-радиационного теплового потока, кислородную станцию, систему аспирации, автономный генератор электроэнергии, систему управления, силовые цепи, сигнальные цепи, высоковольтный блок, систему распыления легко сублимирующего раствора, отличающийся тем, что генератор интенсивного конвективно-радиационного теплового потока выполнен импульсным и содержит систему подачи и распыления порошкообразного вещества, состоящую из двух одинаковых подсистем, симметрично развернутых по боковым сторонам герметичного сборно-разборного ангара, в свою очередь, каждая подсистема содержит затворный узел, установленный на опоре и имеющий одну степень свободы по перемещению в горизонтальном направлении, перпендикулярном боковой стене герметичного сборно-разборного ангара, на расстояние ±ΔL и герметично соединенный с компенсаторным сильфоном, имеющим жесткость с₁, число гофров n и максимальный ход одного гофра Δ_x1, компенсаторный сильфон герметично соединен с регулятором скорости течения пороховых газов, состоящим из герметичного корпуса, внутри которого установлены прямоугольные заслонки количеством k, каждая из которых жестко закреплена с одной стороны к поворотному пальцу, имеющему одну степень свободы по вращению вокруг своей оси на угол φ, поворотные пальцы жестко соединены с рукоятками, расположенными с наружной стороны корпуса регулятора скорости течения пороховых газов, регулятор скорости течения пороховых газов через жаропрочные компенсаторы герметично соединен с трубопроводами в количестве i, в которых устроены загрузочные люки, трубопроводы через отверстия заведены в нишу, устроенную в боковой стене сборно-разборного ангара, и герметично соединены с выходными распылительными соплами в количестве j, каждое сопло выполнено в виде замкнутой овальной кромки с плавным переходом к горизонтальному участку, сами распылительные сопла сориентированы во внутреннем пространстве с каждой боковой стороны сборно-разборного ангара особым образом под углами к горизонтальной и вертикальной поверхностями соответственно α₁,β₁, α₂,β₂, α₃,β₃, элементы инициирования реакции окисления порошкообразного вещества, состоящие из жгутов высоковольтных проводов, которые опираются на изоляторы, жестко прикрепленные к наружной поверхности сборно-разборного ангара, а каждый высоковольтный провод гальванически соединен с одним электродом соответствующего искрового разрядника, жестко прикрепленного к внутренней боковой стене сборно-разборного ангара над распылительным соплом, второй электрод при этом заземлен, датчик контроля окончания процесса смешения распыленного порошкообразного вещества с кислородом, жестко прикрепленного к внутренней стороне свода сборно-разборного ангара, состоящего из двух расположенных друг над другом токопроводящих панелей размерами a×b и промежутком между ними h, причем одна панель выполнена в виде сплошного листа, вторая в виде сетки с ячейкой размером s, датчик концентрации распыленного порошкообразного вещества соединен посредством проводов с системой управления.