Устройство для извлечения токсического вещества из боевых химических снарядов - RU2326341C1

Чертежи

Показать все 13 чертежа(ей)

Описание

Настоящая заявка притязает на приоритет патентной заявки US №10/763434, от 21 января 2004 г. под названием "Аппарат для извлечения токсического вещества из боевых химических снарядов", содержание которой включено в данное описание посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к устройствам для удаления токсических веществ из боевых снарядов, начиненных химическим веществом.

Уровень техники настоящего изобретения

Извлечение токсических веществ из боевых снарядов, содержащих токсические вещества, таких как боевые химические снаряды, представляет большую проблему для всех государств, обладающих устаревающим химическим оружием. Как правило, токсические вещества, содержащиеся в таких снарядах, чрезвычайно опасны, и обращаться с ними можно только при обеспечении очень высокой степени безопасности.

Многие из токсических веществ, используемых в боевых химических снарядах, находятся в жидком виде. Для таких снарядов применяемые ранее способы удаления из них токсических веществ, как правило, сводятся к введению отсасывающей трубки в заполненную токсическим веществом полость снарядов и откачиванию этого токсического вещества из данной полости. При использовании таких способов возникают многочисленные проблемы. Прежде всего эти способы являются неприемлемыми в том случае, когда какая-то часть или все токсические вещества не являются жидкостями. Это обстоятельство представляет значительную проблему, потому что многие из жидких токсических веществ по мере устаревания имеют тенденцию к коагуляции и образуют большие массы твердых веществ внутри полости, содержащей токсическое вещество. Во-вторых, такие способы, относящиеся к предшествующему уровню техники, ни в коей мере не способствуют извлечению значительного количества токсических веществ, которые, прилипнув, продолжают оставаться на внутренних стенках снаряда.

Соответственно существует потребность в создании такого устройства для удаления токсических веществ из боевых химических снарядов, которое позволило бы избежать существующих проблем простым, недорогим и эффективным способом.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение удовлетворяет этой потребности. Данное изобретение предоставляет устройство, предназначенное для извлечения токсического вещества из боевого химического снаряда, имеющего корпус, канал для разрывного заряда, основание и оживальную часть (головку). Это устройство содержит: a) основание; б) держатель-фиксатор снаряда, расположенный на этом основании для принятия и удерживания в нем оживальной части боевого химического снаряда, при этом данный держатель-фиксатор снаряда имеет отверстие для размещения снаряда, плунжерное отверстие и сливное отверстие, в) плунжер, расположенный на основании и проходящий вверх через плунжерное отверстие в держатель-фиксатор снаряда, при этом данный плунжер включает плунжерную головку, имеющую одну или несколько распыляющих форсунок, и этот плунжер способен выдвигаться и втягиваться, то есть находиться между втянутым положением (1) плунжера, когда этот плунжер расположен в непосредственной близости от плунжерного отверстия, и выдвинутым положением (2) плунжера, когда этот плунжер расположен на удалении от этого плунжерного отверстия; г) уплотнительный элемент отверстия держателя-фиксатора снаряда для обеспечения плотного прилегания оживальной части боевого химического снаряда в пределах этого отверстия; и д) уплотнительный элемент для плунжерного отверстия, служащий для уплотнения герметизации этого плунжерного отверстия.

Характеристики, особенности и преимущества настоящего изобретения станут более понятными при рассмотрении следующего описания, формулы изобретения и сопровождающих чертежей, на которых:

фиг. 1 - показывает сечение типичного боевого химического снаряда для устройства согласно изобретению;

фиг. 2 - показывает вид в перспективе устройства согласно настоящему изобретению, пригодного для извлечения токсических веществ из боевых химических снарядов;

фиг. 3 - показывает вид в перспективе устройства по фиг. 2, когда в него вставлен боевой химический снаряд;

фиг. 4 - показывает вид в перспективе устройства по фиг. 3, когда снаряд жестко закреплен в данном устройстве;

фиг. 5 - показывает вид в перспективе устройства и снаряда по фиг. 4, когда плунжер полностью вставлен в этот снаряд;

фиг. 6 - представляет собой схематичное сечение, показывающее внутренние участки держателя-фиксатора снаряда, используемого в устройстве, показанном на фиг. 2-5;

фиг. 7 - детальный вид в перспективе плунжера, используемого в устройстве, показанном на фиг. 2-5;

фиг. 8 - вид сбоку плунжера, используемого в устройстве, показанном на фиг. 2-5;

фиг. 9 - вид плунжера, показанного на фиг. 8;

фиг. 10 - боковое сечение плунжера по линиям 10-10, показанным на фиг. 9;

фиг. 11A - вид снаряда в перспективе с частичным вырезом, демонстрирующий процесс разрушения плунжером внутренних компонентов данного снаряда по мере выдвижения этого плунжера вверх;

фиг. 11B - вид снаряда в перспективе с частичным вырезом по фиг. 11A, показывающей процесс вращения, в то время как внутренняя полость снаряда промывается промывочной жидкостью, подаваемой под высоким давлением;

фиг. 11C - вид снаряда в перспективе с частичным вырезом, показанным на фиг. 11A и 11B, демонстрирующий внутреннюю полость этого снаряда после того, как данный плунжер вытянут из него; и

фиг. 12 - вид спереди устройства, показанного на фиг. 2-5.

Далее приведено подробное описание одного варианта осуществления настоящего изобретения и нескольких его разновидностей. Однако их не следует принимать за описание, ограничивающее данное изобретение только этими конкретными воплощениями. Специалистам в данной области будет понятно, что допустимы также и другие многочисленные варианты.

Настоящее изобретение предназначено для извлечения токсических веществ 1 из боевого химического снаряда 2, такого, как показанный на фиг. 1. Типичный боевой химический снаряд 2 имеет внешний стальной корпус 3 и расположенный в центре канал 4 для разрывного заряда. Этот канал 4 для разрывного заряда и внешний стальной корпус 3 ограничивают полость 5 для токсического вещества. Когда снаряд 2 готов к детоксикации, то из его оживальной части 6 предварительно удаляют конический взрыватель и все взрывчатое вещество из канала 4 для разрывного заряда. После извлечения конического взрывателя из снаряда в оживальной части 6 остается центральное отверстие 7.

Настоящее изобретение предлагает устройство 10 и единственный в своем роде способ этого устройства 10. Устройство 10 включает основание 12, держатель-фиксатор 14 снаряда и плунжер 16.

Основание 12 может иметь любой подходящий размер и форму, способную удерживать во время проведения названной операции боевой химический снаряд 2, держатель-фиксатор 14 снаряда и плунжер 16. Обычно основание 12 выполняется из стальных конструкционных элементов.

Держатель-фиксатор 14 снаряда размещается на основании 12 и приспособлен для принятия и фиксации оживальной части 6 боевого химического снаряда 2. Держатель-фиксатор 14 снаряда ограничивает отверстие 18 для размещения снаряда, плунжерное отверстие 20 и сливное отверстие 22. Держатель-фиксатор 14 снаряда нагляднее всего изображен на фиг. 6.

Держатель-фиксатор 14 снаряда также включает уплотнительный элемент 24 отверстия держателя-фиксатора снаряда для обеспечения плотного прилегания оживальной части 6 боевого химического снаряда 2 внутри отверстия 18, предназначенного для размещения этого снаряда. В варианте, показанном на чертежах, уплотнительный элемент 24 отверстия держателя-фиксатора снаряда снабжен прокладкой 26, расположенной внутри держателя-фиксатора 14 снаряда. Прокладка 26 обычно выполняется из фторполимера, такого как политетрафторэтилен, поставляемого DuPont Company of Wilmington, Delaware под торговой маркой Teflon®. Эта прокладка 26 размещается внутри держателя-фиксатора 14 снаряда с помощью удерживающего кольца 28. В предпочтительном варианте прокладка 26 смещена к вершине держателя-фиксатора 14 снаряда с помощью пружин 30 или других средств смещения, расположенных между удерживающим прокладку кольцом 28 и самой прокладкой 26.

Эластичный сальник 32, такой как резиновый сальник, присоединен к днищу прокладки 26 в качестве основного средства для предотвращения утечки токсического вещества вверх через отверстие 18 держателя-фиксатора снаряда вдоль сторон оживальной части 6. В предпочтительном варианте промежуточная поверхность между оживальной частью 6 и прокладкой 26 также образует извилистую дорожку, чтобы еще больше препятствовать утечке токсического вещества из отверстия 18 держателя-фиксатора снаряда.

Плунжер 16 размещен на основании 12 и при этом он выдвигается в плунжерное отверстие 20, находящееся в держателе-фиксаторе 14 снаряда. Плунжер 16 способен выдвигаться и втягиваться, то есть находиться между втянутым положением (1) плунжера, когда этот плунжер 16расположен в непосредственной близости от плунжерного отверстия 20, и выдвинутым положением (2) плунжера, когда этот плунжер 16 расположен на удалении от этого плунжерного отверстия 20. В типичном воплощении расстояние перемещения между втянутым положением плунжера и выдвинутым положением плунжера приблизительно составляет от 4 1/8 до 6 5/8 дюйма.

Плунжер 16 включает плунжерную головку 34, которая содержит колпачок 36 плунжерной головки, удерживаемый на плунжере 16 с помощью болта 38 колпачка плунжерной головки.

Диаметр плунжера 16 выбирается таким образом, чтобы по существу соответствовать диаметру центрального отверстия 7 в оживальной части 6 снаряда 2, в которое будет выдвигаться плунжер 16. Например, когда снаряд 2 является 105-мм снарядом или 155-мм снарядом, диаметр центрального отверстия 7 в оживальной части 6 составляет 1,845 дюйма. Для таких снарядов2 диаметр плунжера 16 подбирается в одном варианте так, что он составляет приблизительно 1,75 дюйма, оставляя кольцевой зазор между плунжером 16 и центральным отверстием 7 в оживальной части 6 менее чем приблизительно 0,05 дюйма, например приблизительно 0,047 дюйма. Такой подбор диаметра плунжера 16, когда его размер соответствует размеру центрального отверстия 7 в оживальной части 6, успешно предотвращает выход какого-либо большого количества частиц токсических веществ 1 из снаряда 2 по плунжеру 16 и попадания их в держатель-фиксатор 14 снаряда. Этот аспект настоящего изобретения является важным, поскольку тем самым устраняется потребность в специальном устанавливаемом оборудовании для сбора и обработки больших скоплений частиц.

Плунжер 16 выполнен с возможностью перемещения вверх и вниз посредством гидравлического оборудования 40. В типичном варианте осуществления плунжер 16 выполнен таким образом, чтобы сообщать усилие, составляющее, по меньшей мере, около 100 тонн через плунжерную головку 34. При работе плунжер 16 обычно сообщает усилие, составляющее примерно от 50 до 60 тонн, если плунжер 16 используется для разрушения канала 4 для разрывного заряда снаряда 2 (как это описано ниже).

В предпочтительном варианте плунжер 16 содержит одну или несколько распыляющих форсунок 42, способных принимать промывочную жидкость при показателях давления, превышающих 5000 psig, и распылять такую промывочную жидкость с высокими скоростями.

Как лучше всего можно видеть на фиг. 6, уплотнительный элемент 44 плунжерного отверстия размещен внутри плунжерного отверстия 20, чтобы обеспечить плотное прилегание плунжера 16 к держателю-фиксатору 14 снаряда.

В предпочтительном варианте устройство 10 дополнительно содержит вращательное устройство 46 для вращения боевого химического снаряда 2, удерживаемого внутри держателя-фиксатора 14 снаряда. В варианте осуществления, проиллюстрированном на чертежах, вращающее устройство 46 включает приводное колесо, способное контактировать с внешней оболочкой боевого химического снаряда 2, расположенного внутри аппарата 10, и вращать такой снаряд 2 по его продольной оси. Этот аппарат дополнительно содержит множество колес 47, не имеющих самостоятельных приводов, для более надежного удерживания на месте снаряда 2 во время его вращения.

Устройство 10 в предпочтительном варианте также включает фиксирующий элемент 48 конца основания снаряда для жесткого закрепления боевого химического снаряда 2 внутри устройства 10. Фиксирующий элемент 48 конца основания снаряда лучше всего показан на фиг. 2-5. Фиг. 4 и 5 показывают фиксирующий элемент 48 конца основания снаряда, расположенный в первом удерживающем положении, когда фиксирующий элемент 48 конца основания снаряда располагается непосредственно над держателем-фиксатором 14 снаряда, чтобы контактировать с концом 50 основания снаряда 2, расположенным в пределах держателя-фиксатора 14 снаряда, и жестко удерживать снаряд 2 в держателе-фиксаторе 14 снаряда. Фиг. 2 и 3 показывают фиксирующий элемент 48 конца основания снаряда во втором удерживающем положении, когда фиксирующий элемент 48 конца основания снаряда не расположен непосредственно над держателем-фиксатором 14 снаряда, чтобы облегчить как вставку боевого химического снаряда 2 в устройство 10, так и извлечение этого снаряда из устройства 10.

При эксплуатации фиксирующий элемент 48 конца основания снаряда перемещается во второе удерживающее положение, и боевой химический снаряд 2 без взрывателя и взрывчатых веществ опускается вниз в держатель-фиксатор 14 снаряда. Затем фиксирующий элемент 48 конца основания снаряда перемещается в первое удерживающее положение, где этот фиксирующий элемент 48 конца основания снаряда жестко удерживает снаряд 2 в устройстве 10.

Плунжер 16 затем выдвигается из своего втянутого положения к выдвинутому положению. По мере того как плунжер 16 выдвигается к своему выдвинутому положению, он пробивает себе дорогу вверх, входя в боевой химический снаряд 2. По мере того как плунжер 16 пробивается вверх в боевой химический снаряд 2, он взламывает канал 4 для разрывного заряда, как это показано на фиг. 11A-11C. Когда это происходит, токсическое вещество 1, находящееся внутри полости 5, предназначенной для токсического вещества, высвобождается и под воздействием сил гравитации устремляется вниз наружу через нижний открытый конец снаряда 2, попадая в держатель-фиксатор 14 снаряда, где оно извлекается из этого держателя-фиксатора 14 снаряда через сливное отверстие 22.

После того как плунжер 16 взломал канал 4 для разрывного заряда, как это показано на фиг. 11C, он втягивается к своему втянутому положению, проходя небольшое расстояние, составляющее приблизительно от одной четверти до одного дюйма, обычно такое втягивание плунжера 16 составляет приблизительно полдюйма. При выполнении операции втягивания плунжера 16 этот плунжер 16 отцепляется от канала 4 для разрывного заряда, позволяя снаряду 2 вращаться. После этого вода под высоким давлением или другая подходящая промывочная жидкость распыляется из одной или нескольких распыляющих форсунок 42, находящихся в плунжере 16, чтобы успешно разбить большую часть скоплений токсических веществ 1 и тщательно смыть большую часть остающихся токсических веществ 1 с внутренних стенок снаряда 2. Когда промывочная жидкость под высоким давлением выбрасывается из одной или нескольких распыляющих форсунок 42, снаряд 2 вращается с помощью вращательного устройства 46 так, что вся масса токсических веществ 1 приходит в сильное турбулентное движение, чтобы разбить большинство скоплений частиц, и чтобы все участки внутренних стенок снаряда 2 были тщательно промыты промывочной жидкостью. Под воздействием сил гравитации вся промывочная жидкость вытекает из снаряда 2, попадая в держатель-фиксатор 14 снаряда, откуда она удаляется через сливное отверстие 22. Поскольку диаметр плунжера 16 выбран таким образом, чтобы близко соответствовать диаметру центрального отверстия 7 в оживальной части 6, кольцевой зазор между плунжером 16 и центральным отверстием 7 является очень маленьким, так что только очень мелкие частички могут просочиться в держатель-фиксатор 14 снаряда. В тех вариантах, где различие между диаметром плунжера 16 и центральным отверстием 7 составляет менее чем приблизительно 0,1 дюйма, в держатель-фиксатор 14 снаряда могут обычно попадать частички размером 0,05 дюйма или меньше.

После того как снаряд 2 промыт описанным выше способом, этот снаряд 2 сохраняет менее приблизительно 2% (от веса), обычно это количество составляет менее 0,1% (от веса) от изначального находящегося там количества токсического вещества. После этого фиксирующий элемент 48 конца основания снаряда перемещается от первого удерживающего положения ко второму удерживающему положению, и снаряд 2 извлекается из аппарата 10 для дальнейшей детоксикации.

Настоящее изобретение обеспечивает простое, но надежное устройство и способ для извлечения большей части токсических веществ из боевых химических снарядов.

После такого описания настоящего изобретения должно быть очевидно, что оно может иметь многочисленные конструктивные модификации, не выходя при этом за рамки настоящего изобретения, изложенного выше в данном тексте.

Реферат

Изобретение относится к области утилизации боеприпасов. Устройство для извлечения токсических веществ из боевых химических снарядов содержит основание, держатель-фиксатор снаряда и плунжер. Держатель-фиксатор снаряда имеет отверстие для установки снаряда, плунжерное отверстие и сливное отверстие. Держатель-фиксатор снаряда приспособлен для фиксации боевого химического снаряда в отверстии. Плунжер может вытягиваться и входить в боевой химический снаряд, размещенный в держателе-фиксаторе снаряда, чтобы разрушить канал для разрывного заряда и таким образом освободить для токсических веществ путь к сливному отверстию, находящемуся в держателе-фиксаторе снаряда. Плунжер в альтернативном варианте включает форсунки, распыляющие под высоким давлением воду для разбивания любых скоплений частиц и для тщательного промывания внутренних стенок боевого химического снаряда. Позволяет упростить процесс извлечения токсических веществ. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

Формула