Устройство для опорожнения емкостей

 

Изобретение относится к технологии освобождения емкостей от плавких экологически вредных продуктов и может быть применено в конверсионных работах для расснаряжения боеприпасов. Устройство состоит из корпуса, системы подачи рабочего агента, насоса и теплообменника. Расснаряжаемый боеприпас устанавливают на стакане системы подачи рабочего агента. Насос нагнетает рабочий агент через подвижное в осевом направлении сопло в корпусе боеприпаса, заряд вымывается. В корпусе извлеченное вещество отделяется от рабочего агента и выводится наружу, причем в качестве рабочего агента применен расплав инертного теплоносителя, что позволяет с большой производительностью и тепловой эффективностью извлекать заряд взрывчатого вещества из боеприпасов, а также отделять его расплав от рабочего агента при соблюдении экологических требований и условий безопасности. 3 ил.

Изобретение относится к технологии освобождения емкостей от плавких экологически вредных продуктов и может быть применено в конверсионных работах для извлечения заряда взрывчатого вещества (ВВ) из корпусов боеприпасов.

Известные методы опорожнения емкостей основаны на изменении агрегатного состояния и вязкости вещества при нагревании.

Для освобождения емкостей от содержимого, обладающего большой вязкостью, предложено "Устройство для опорожнения емкостей с агрессивными жидкостями" (авт. св. СССР N 1497158, кл. B 67 C 9/00 - прототип), содержащее корпус со съемной крышкой и штуцером, соединенным с вакуум линией. На стенках и днище корпуса установлены нагревательные элементы. Внутри корпуса и камеры находится жидкость, например вода. Опорожнение емкости осуществляется после разогрева ее содержимого путем отсасывания расплава с помощью вакуума.

Это устройство позволяет извлекать продукт из емкостей, но весьма сложно конструктивно и энергоемко, так как разогрев большого объема жидкости производится в условиях неэффективного теплообмена от нагревателей к нагреваемому продукту через промежуточную жидкость. Отсасывание жидкости при помощи вакуума также энергоемко и приводит к опасности попадания (продукта в вакуум-линию и вакуум-насос. При этом возникает необходимость в сложном оборудовании для надежного улавливания продукта.

Указанные недостатки устраняются в предлагаемом техническом решении, сущность которого заключается в следующем: в корпусе устройства соосно вертикальным цилиндрическим стаканам внутри соосных последним приемных труб с фильтрами вертикально расположены гидравлические цилиндры с поршнем и полым штоком с закрепленным в их верхней части соплом; в нижней крышке гидроцилиндров установлен клапан, например, шаровой подпружиненный, соединяющий поршневую полость цилиндров с насосом при подаче в него рабочего агента и с корпусом устройства при отсутствии подачи рабочего агента; упор выполнен в виде подпружиненного диска с направляющими, золотниковым распределителем и гнездом, взаимодействующим в процессе опорожнения с горловиной емкости, и установлен в нижней части вертикального цилиндрического стакана, снабженного ограничительным буртом; золотниковый распределитель выполнен в виде одной из направляющих подпружиненного диска; сопло снабжено дистанционным выступом.

В качестве рабочего агента применен расплав инертного теплоносителя, например, углеводородов парафинового ряда.

Предложенное устройство позволяет с большой производительностью и тепловой эффективностью опорожнять емкости с плавкими экологически вредными веществами, например, извлекать заряд ВВ из боеприпасов, а также отделять ВВ от рабочего агента при соблюдении экологических требований и условий безопасности. Извлечение заряда из боеприпаса производится подачей направленного потока расплава инертного теплоносителя на поверхность заряда. При этом обеспечивается тепловое и динамическое воздействие на ВВ. Выплавленное ВВ легко отделяется отстаиванием в корпусе устройства от рабочего агента вследствие большой разницы в плотности расплавов ВВ и смеси парафинов и их взаимной нерастворимости. Температурный диапазон рабочего агента установлен в интервале 60 - 140^oC и определяется тем, что при 60^oC и выше углеводороды парафинового ряда переходят в жидкое состояние, а при 140^oC температура, не достигающая начала термического разложения тротила, но обеспечивающая высокую эффективность его расплавления. Диапазон рабочих давлений назначен из условия возможности вымывания заряда из изделия во всем диапазоне размера его каморы при обеспечении безопасности, целостности корпуса изделия, эффективного удаления заряда и применения насосов общепромышленного назначения. Теплоноситель непрерывно циркулирует в установке и не является расходуемым материалом. Благодаря герметичности установки отсутствуют выбросы вредных выделений в окружающую среду.

Кроме того, благодаря перемещаемому соплу достигается извлечение заряда из боеприпаса с глубокой каморой. Струи рабочего агента, подаваемые из сопла на обрабатываемую поверхность заряда, работают в оптимальном режиме автослежения. Отверстия в сопле диаметром 2,5 - 3 мм обеспечивают формирование устойчивых струй с интенсивным динамическим воздействием; кроме того, сечение таких отверстий не уменьшается в результате постепенного отложения на их стенках твердых включений, что свойственно отверстиям меньшего диаметра. Благодаря наличию дистанционного выступа на конце сопла обеспечивается незатопленный, а струйный режим вымывания, вследствие чего лучше реализуется динамическое воздействие струи на размываемое ВВ.

На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 - сечение A-A на фиг. 1 (подъемник изделия опущен - осуществляется подача рабочего агента в полость емкости); на фиг. 3 - сечение A-A на фиг. 1 (подъемник изделия поднят - отсутствует подача рабочего агента в полость емкости).

Устройство для опорожнения емкостей содержит корпус 1, заполненный расплавом рабочего агента 2. На торцевой крышке корпуса 1 всасывающим патрубком закреплен насос 3. На нагнетательном патрубке насоса установлен напорный коллектор 4. В нижней части корпуса 1 размещен приемник расплава 5, в который погружен нижний конец сливного сифона 6. Приемник расплава 5 и сифон 6 заполнены расплавом извлекаемого из опорожняемой емкости, например боеприпаса, вещества 7. Сверху на корпусе 1 размещена система подачи рабочего агента 8. Под наружным выступом сифона 6 установлен сборник расплава извлекаемого вещества 9. Корпус 1 снабжен нагревателем 10 рабочего агента 2.

Система подачи рабочего агента 8 состоит из вертикальных цилиндрических стаканов 11, в каждом из которых установлен подпружиненный с помощью пружин 12 упор 13 с направляющими 14 и 15 и гнездом для установки в него горловины опорожняемой емкости. Направляющая 15 является одновременно золотниковым распределителем для подачи рабочего агента 2 в момент установки опорожняемой емкости в гнездо упора 12. В цилиндрическом стакане 11 выполнены ограничительный бурт и ограничительная стойка 16 для фиксации хода перемещения подпружиненного упора. В основании стакана выполнены также канал для подвода рабочего агента 2 из коллектора 4 к золотниковому распределителю 15 и отверстия для слива смеси рабочего агента с вымытым веществом. Соосно с цилиндрическим стаканом установлена труба 17 с фильтром 18. Внутри трубы с фильтром расположен гидравлический цилиндр 19 с поршнем 20 и полым штоком 21, на верхнем конце которого установлено сопло 22. В нижней крышке 23 гидроцилиндра 20 размещен подпружиненный шаровой клапан 24. Подвод рабочего агента к гидроцилиндру производится по трубке 25. В верхней части стакана 11 расположен механизм подъема емкости, состоящий из поворотной втулки 26, ввернутых в нее фиксаторов 27 и закрепленных в ней штифтов 28. Штифты 28 при повороте втулки 26 перемещаются в винтовых пазах стакана 11.

Устройство для опорожнения емкостей работает следующим образом. Рабочий агент 2 из корпуса 1 всасывается насосом 3 и нагнетается по напорному коллектору 4 к системе подачи рабочего агента 8. При этом рабочий агент через каналы золотникового распределителя 15 направляется в корпус 1, так как под действием пружины 12 золотниковый распределитель 15 вместе с упором 13 находится в верхнем положении. Тепло подводится в корпус 1 нагревателем 10. На стаканы системы подачи рабочего агента 8 устанавливают горловиной вниз опорожняемые емкости. При этом механизм подъема находится в верхнем положении. Горловина емкости устанавливается в гнездо подпружиненного упора 13, а ее корпус опирается на фиксаторы 27. Поворачивают поворотную втулку 26 механизма подъема. Перемещаясь по винтовым пазам стакана 11, поворотная втулка 26 опускается. В результате емкость под действием собственного веса опускается вместе с подпружиненным упором 13 и направляющими 14 и 15 в нижнее положение. Золотниковый распределитель 15 соединяет напорный коллектор 4 со штоковой полостью гидроцилиндра 19 через трубку 25. Поток рабочего агента открывает шариковый клапан и по полому штоку 21 через сопло 22 направляется в полость емкости в виде струй и омывает открытую поверхность содержимого емкости. По мере вымывания вещества под действием давления теплоносителя поршень 20 и полый шток 21 поднимаются и перемещают сопло 22 внутрь опорожняемой емкости. Экологически вредное, например, взрывчатое вещество расплавляется и смывается потоком рабочего агента. Эмульсия смытого вещества в рабочем агенте самотеком через сливные отверстия в основании стакана 11 поступает в полость корпуса 1. Попутно эмульсия проходит через фильтр 18, размещенный в трубе 17 и освобождается от нерастворимых и неплавких примесей, имеющихся в содержимом емкости. Кроме того, в фильтре 18 и трубе 17 снижается турбулентность потока жидкости, что благоприятствует гравитационному разделению (отстаиванию) эмульсии. Благодаря тому, что плотность расплава содержимого емкости, например, тротила существенно выше плотности рабочего агента, например, смеси парафинов (при 100^oC плотность тротила 1,45 г/см³ а смеси парафинов, например, 0,68 - 0,75 г/см³, а также вследствие взаимной нерастворимости расплавов происходит их быстрое гравитационное разделение. Более тяжелое извлекаемое вещество опускается в нижнюю часть корпуса 1 и стекает в приемник расплава 5, а осветленный рабочий агент поднимается в верхнюю часть корпуса 1 и поступает во всасывающий патрубок насоса 3. Из приемника расплава 5 извлеченное вещество поступает в сифон 6 и выводится наружу. Верхний конец сифона 6 расположен на уровне столба расплава извлекаемого вещества, гидростатически уравновешенного столбом рабочего агента (смеси парафинов) в корпусе 1. При поступлении в корпус 1 расплава извлекаемого вещества гидростатическое равновесие нарушается и избыток расплава вещества вытекает через сифон в приемную емкость.

При заполнении корпуса 1 рабочим агентом выпускной конец сифона 6 закрывают краном. После выплавки первой группы емкостей, например, боеприпасов, кран открывают и сливают порцию рабочего агента, первоначально находившуюся в сифоне 6, в отдельную емкость. Затем сифон заполняется расплавом извлекаемого вещества, который непрерывно истекает по мере поступления его из опорожняемых емкостей через сифон 6 из корпуса 1.

При необходимости частичного или полного слива жидкости из корпуса 1 открывают кран в нижней части приемника расплава 5.

Формула изобретения

Устройство для опорожнения емкостей с экологически вредными, преимущественно взрывчатыми веществами на основе тротила, например боеприпасов, содержащее корпус с приемником указанных вредных веществ с погруженным в него сливным сифоном, крышки с отверстиями для емкостей, нагреватель, рабочий агент, насос и систему подачи рабочего агента с вертикальными цилиндрическими стаканами, приемными трубами с фильтрами, золотниковыми распределителями, соплами, упорами и механизмами подъема емкостей, отличающееся тем, что в нижней части каждого из цилиндрических стаканов внутри приемных труб с фильтрами вертикально расположены гидравлические цилиндры с поршнем и полым штоком с закрепленным в их верхней части соплом с дистанционным выступом и отверстиями диаметром 2,5 - 3 мм, в нижней крышке гидроцилиндров установлен клапан, например шаровой подпружиненный, соединяющий поршневую полость цилиндров с насосом при подаче в него рабочего агента с температурой 60 - 140^oС и с корпусом устройства при отсутствии подачи рабочего агента, а упор выполнен в виде подпружиненного диска с направляющими, золотниковыми распределителем и гнездом, взаимодействующим в процессе опорожнения с горловиной емкости, и установлен в нижней части вертикального цилиндрического стакана, снабженного ограничительным буртом, причем золотниковый распределитель выполнен в виде одной из направляющих подпружиненного диска.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3