Способ утилизации взрывателей и бронепечь для его осуществления

Изобретение относится к области уничтожения боеприпасов и может быть использовано при утилизации головных частей взрывателей. Способ заключается в разделении взрывателя на головную и донную части, затем головные части укладывают в многогнездовую и многоярусную кассету, загружают ее в бронетигель бронепечи и повышают температуру до подрыва и/или сгорания всех взрывчатых веществ. Отходящие токсичные газы пропускают с помощью вакуумной установки через систему фильтров, нейтрализуя их до безопасной концентрации. Бронепечь для осуществления сжигания головных частей имеет несколько слоев защиты от взрывоопасности, а экологическая безопасность обеспечивается разделением полостей для токсичных отходящих газов и для высокотемпературных газов от работающей горелки, которые затем используют для технологических целей. Повышается безопасность процесса уничтожения боеприпасов. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.

 

Изобретение относится к области расснаряжения (уничтожения) боеприпасов и может быть использовано при утилизации головных частей взрывателей.

Широко известны способы уничтожения боеприпасов путем их естественного подрыва и сжигания в специально оборудованных местах с последующими захоронениями остатков. Такой способ малоперспективен в части утилизации и небезопасен, т.к. нет гарантии наличия в остатках неуничтоженных взрывоопасных компонентов, а выделяющиеся при взрыве или сгорании газы могут быть вредными для здоровья людей и для окружающей среды. Разновидностью рассмотренного способа уничтожения можно считать сжигание со взрывом в специальных бронепечах взрывателей, отделенных от соответствующих боеприпасов (RU 2367897 C1). Но и такое дробление боеприпаса не является оптимальным для утилизации с точки зрения материальных затрат при приемлемой степени безопасности и экологичности. Экологичности может способствовать локализация продуктов взрыва специальным устройством в виде многослойного чехла, который впоследствии подлежит захоронению вместе с осевшими на его стенках вредными веществами (RU 2224216 C2). Применяют также изоляцию выделенного пространства с аспирацией выбрасываемых в атмосферу технологических газов от токсичных компонентов (RU 2318177 C2). Однако рассмотренные способы не решают в полной мере поставленные задачи. Способ и оборудование для его осуществления, которые совпадали бы в достаточной мере с заявленными, не обнаружены, поэтому формулы составлены без разделения признаков на известные и новые.

Задачей настоящего способа утилизации является создание технологии, позволяющей расснаряжать (обезвреживать) и утилизировать взрыватели в заводских условиях с максимальной безопасностью, экологичностью и экономической целесообразностью. Решению задачи в значительной степени способствует разделение взрывателя на головную и донную части, имеющие различную степень взрыво- и экологической опасности при утилизации. Головная часть взрывателя содержит сложные огневые цепи с многообразными взрывчатыми веществами (капсюльные втулки, передаточные заряды и др. элементы), задействование которых требует соответствующих очистных средств. Такая глубокая очистка была бы излишней при утилизации донной части с детонаторной шашкой, которая требует своих специфических подходов. Таким образом, разделение взрывателя на головную и донную части оптимизирует экономическую составляющую получаемого технического результата. Экологическая составляющая техрезультата дополнительно обеспечивается тем, что процесс сжигания проводят в замкнутом изолированном от внешней среды пространстве (бронетигеле), при этом прогон отходящих газов по всей системе очисток проводят вакуумной установкой, расположенной в конце технологической цепочки, т.к. избыточное давление в системе привело бы к утечкам газов, а в нашем случае подсос воздуха через неизбежные неплотности системы оправдан и безвреден. Состав отходящих газов продуктов сгорания (пример состава и соотношения компонентов для одного из типовых взрывателей приведен в таблице 1) определяет количество и последовательность расположения очистных устройств, в нашем случае это: очиститель-расширитель, фильтр грубой очистки, фильтр тонкой очистки, термокаталитический фильтр, угольный фильтр.

Решаемая задача создания бронепечи - высокая степень защищенности персонала и окружающей среды от нештатных ситуаций при оптимальных материальных затратах. Достигается она тем, что бронепечь, в которой производят первый этап утилизации - сжигание и взрывообезвреживание всех элементов огневых цепей, содержит раздельные каналы отвода образующихся газов. Из камеры разогрева отводят для дальнейшего использования горячие газы от внешнего источника тепла, а из бронетигеля, в котором газы имеют вредные составляющие, их прогоняют через систему очистных устройств. Это является одним из способов получения технического результата создания бронепечи в экономической и экологической части. Взрывобезопасности способствует многоэтапность защиты: ячейки кассеты, бронетигель, две стальные толстостенные оболочки бронепечи с песочной засыпкой между ними. Повышению производительности утилизации с соответствующим техническим результатом способствует также многоярусная кассета с безопасным расположением ячеек.

На Фиг.1 показана общая принципиальная схема утилизации взрывателей. На Фиг.2 показана конструктивная схема бронепечи в двух проекциях, на Фиг.3 - конструктивная схема очистителя-расширителя, на Фиг.4 - конструкция многогнездовой кассеты в двух проекциях, а на Фиг.5 - конструктивная схема компоновки составных частей установки.

Утилизация взрывателей (Фиг.1) начинается с разделения их на установке 1 (см., например, заявка №2009134783/22 от 17.09.2009 г.) на донные части (ДЧ), которые расснаряжаются, например, способом RU 2367897 C1, и головные части (ГЧ), которые укладывают в многоярусные и многогнездовые кассеты 2, загружаемые затем в бронетигель бронепечи 3. В последней за счет внешнего источника тепла поддерживают температуру 500…600°C, при которой обеспечивается подрыв и/или выгорание всех взрывчатых веществ, содержащихся в огневых цепях. Периодически кассеты из бронепечи выгружают, извлекают из них остатки взрывателей (сталь, алюминий, латунь) и отправляют на утилизацию, затем очищают и загружают новой порцией головных частей. Токсичные газы из бронетигеля поступают в очиститель-расширитель 4. В нем стравливается избыточное давление отходящих газов и очистка их от попутных крупных осколков. Дальнейшая очистка отходящих газов, содержащих вредные вещества, происходит в фильтрах, некоторые из которых эффективно работают при температуре 200…250°C. В очистителе-расширителе отходящие газы доводятся до вышеуказанной температуры за счет использования горячих газов из камеры разогрева. В фильтре грубой очистки 5 отходящие газы с помощью стекловолокна очищаются от сажи, пыли, мелких твердых частиц, затем газы поступают в фильтр тонкой очистки 6, где они очищаются от вредных аэрозолей, используя для этого материал КАНТ-2. В следующем далее по цепочке термокаталитическом фильтре 7, заполненном химическим поглотителем и катализатором окисления, производят окисление углерода, азота, свинца и других вредных веществ, а также химическое связывание окислов на хемосорбентах. Следующий далее шихтовый фильтр 8 с угольными кассетами улавливает ртуть, окислы сурьмы и свинца. Угольные кассеты периодически заменяют в нем на новые, а отработанные поступают на утилизацию ртути. Фильтр 8 может эффективно работать при температуре порядка +40°C. Поэтому выходящие из фильтра 7 газы предварительно охлаждают в теплообменнике 9 атмосферным воздухом, прогоняемым через него той же вакуумной установкой, что и прогон всех отходящих газов. Для этого в установке предусмотрено специальное устройство, состоящее из узла 10 с заслонками и вентилятора 11, которые образуют вакуумную установку, обеспечивающую оптимальные режимы работы всей системы очистки отходящих газов.

Бронепечь Фиг.2 содержит наружную 12 и внутреннюю 13 стальные оболочки, пространство между которыми засыпано перлитовым песком 14, Таким образом, обеспечивается термоизоляция и повышается безопасность от влияния возможных взрывов и тепла утилизируемых боеприпасов. Безопасность повышается еще и тем, что утилизируемые боеприпасы укладываются в ячейки кассеты, которую располагают в бронетигеле 15 с трубой 16 для отходящих токсичных газов. Изоляция внутреннего пространства бронетигеля 15 обеспечивается крышкой 17, для снятия и установки которой предусмотрено устройство 18. Повышение температуры до 500…600°C для сжигания или взрывания уничтожаемых компонентов производят с помощью работающей на газе или солярке горелки 19. Высокая эффективность использования внешнего источника тепла достигается в бронепечи оптимальным расположением горелки, а именно на 1/5…1/6 высоты бронетигеля от его дна (размер Н на фиг.2) и под углом 15° к вертикальной оси в горизонтальной плоскости сечения (сечение А-А на фиг.2). Энергосбережению способствует также то, что высокотемпературный тепловой поток из камеры разогрева бронепечи проходит по трубе 20 и используется для подогрева токсичных отходящих газов перед входом их в фильтры 5, 6, 7 (фиг.1). Подогрев газов происходит в очистителе-расширителе 4, в котором (фиг.3) труба 20 с горячими газами охватывает трубу 21 с экологически вредными отходящими газами. Последние поступают в трубу 21 через сетку 22, предварительно очистившись от сажи, пыли и крупных металлических осколков, которые осаждаются на дне емкости 23, и периодически выгружаются через люк 24. В этой же емкости стравливается (понижается) давление отходящих газов, а недоиспользованные горячие газы через клапан 25 по трубе 26 выбрасываются в атмосферу. Кассета (Фиг.4), в которой боеприпасы загружаются в бронетигель, является двухярусной, при этом расстояние между ярусами и величину шага t между ячейками выбирают из условия непередачи детонации от соседних изделий. Корпус 27 кассеты закрыт крышкой 28 с держателем 29 и содержит тягу 30 для удобства загрузки. Компоновка установки для утилизации головных частей взрывателей (Фиг.5) содержит уже описанные выше устройства и соединения под соответствующими номерами, а очищенные отходящие газы выбрасываются в атмосферу через трубу 31.

Установка в режиме очистки отходящих газов работает в автоматическом непрерывном режиме с периодической выгрузкой шлама из очистителя-расширителя 4 и заменой фильтрующих элементов в фильтрах 5, 6, 7 и 8. Производительность патентуемой установки составляет 800…1000 шт./час и позволяет утилизировать широкий класс изделий с высокой гарантией безопасности и экологической чистоты.

1. Способ утилизации взрывателей путем разогрева за счет внешнего источника тепла с предварительным разделением их на головную и донную части, имеющих различные степени взрыво- и экологической опасности при утилизации, характеризующийся тем, что процесс утилизации головной части проводят в замкнутом изолированном от внешней среды объеме, и он включает последовательно закладку головных частей взрывателей в отдельные ячейки кассеты, загрузку кассеты в бронетигель бронепечи, подъем температуры в бронепечи до температуры, обеспечивающей подрыв и/или выгорание всех взрывчатых веществ, отвод продуктов сгорания из тигеля в очиститель-расширитель со стравливанием в нем избыточного давления отделением крупных осколков и подогревом отходящих газов, дальнейшее поступление отходящих газов в фильтр грубой очистки с отделением в нем крупных твердых частиц, последующий отвод отходящих газов в фильтр тонкой очистки, отвод отходящих газов в термокаталитический фильтр, в котором производят нейтрализацию части вредных веществ, отвод отходящих газов в теплообменник с последующей абсорбцией паров ртути в угольном фильтре, при этом прогон отходящих газов по всей системе производят вакуумной установкой, расположенной в конце технологической цепочки, затем производят выемку кассеты из бронетигеля, освобождают ее от металлических остатков и производят загрузку новой партии головных частей.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что ячейки кассеты располагают многоярусно и с шагами, обеспечивающими непередачу детонации от яруса к ярусу и от изделия к изделию в соседних ячейках.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что температуру отходящих газов порядка 200°С в термокаталитическом фильтре обеспечивают предварительным подогревом их в очистителе-расширителе за счет утилизации тепла газов, отходящих из камеры разогрева бронепечи.

4. Бронепечь для осуществления способа утилизации взрывателей, характеризующаяся тем, что она содержит корпус, бронетигель с крышкой, который расположен в камере разогрева бронепечи, механизм перемещения крышки бронетигеля, горелку, осуществляющую подъем температуры в камере разогрева за счет внешнего источника тепла, каналы отвода отходящих газов раздельно из бронетигеля и из камеры разогрева бронепечи.

5. Бронепечь по п.4, отличающаяся тем, что ее корпус выполнен в виде двух концентрично расположенных оболочек, пространство между которыми заполнено песком.

6. Бронепечь по п.4, отличающаяся тем, что горелка в ее камере разогрева расположена на расстоянии 1/5…1/6 высоты бронетигля от его дна и под углом 15° к вертикальной оси в горизонтальной плоскости сечения.