Пристрій для знешкодження касетних вибухових боєприпасів

Корисна модель відноситься до галузі військової справи, зокрема до знешкодження вибухових боєприпасів і стосується знешкодження протипіхотних мін. Розробка технологій з утилізації боєприпасів має специфіку, що необхідно обов'язково брати до уваги при проведенні робіт. Насамперед, це використання в боєприпасах чутливих до механічних та теплових впливів речовин, що мають значну потенційну небезпеку, в першу чергу, через вибухонебезпечність. Навіть випадковий вибух одного снаряду в місці їх значного скупчення може привести до трагічних наслідків. Друга особливість пов'язана з тим, що боєприпас як продукт, що потрібно утилізувати являє собою як правило, нерозбірну конструкцію, що не передбачала демонтаж. Таким чином, отримання з нього вторинних ресурсів пов'язано з додатковими труднощами. Третя особливість полягає в тому, що поряд з металом, що можна легко утилізувати, вихідний боєприпаси містить значну долю вибухових речовин (ВР) та інших компонентів. Процес утилізації повинен передбачати переробку всіх елементів боєприпасу, включаючи бойові частини, метальні заряди і двигуни. Засоби ініціювання, системи керування, тару і т.д. Утилізація в цілому ряду випадків є більш небезпечною, ніж зарядження, як по об'єктивним причинам (велика різноманітність конструкцій, що зосереджені в одному виробництві, різноманітні умови зберігання і експлуатації конкретних виробів, труднощі демонтажу та видалення ВР і т.п.), так і в силу суб'єктивних причин (невеликим досвідом з утилізації, організаційними питаннями поставки боєприпасів на утилізацію і т.п.). Тому переважним є створення цілого спеціального комплексу методів (технологій і спеціалізованого обладнання) в залежності від типа ВР, порохів і палива, габаритно-вагових характеристик виробів та їх конструкцій, а також вирішені питання контрольованої поставки виробів на утилізацію, проектування і експлуатації виробництв, технологічної дисципліни та підготовки кадрів. Процеси утилізації повинні бути екологічно чистими, виключати отруєння біосфери. При прямому спалюванні на відкритому повітрі або підривах в навколишнє середовище попадає велика кількість токсичних окислів, ціанідів, солей важких металів. Таким чином відбувається забруднення повітря, води і ґрунту. Застосовані процеси утилізації повинні бути економічно прийнятними, з мінімальними затратами, а при глибинній вторинній переробці отриманої сировини повинні бути економічно вигідні. Наведені особливості є причиною ряду додаткових проблем в процесі розробки технології знешкодження боєприпасів. На сьогоднішній день існуючі технології здатні ефективно утилізувати практично всю палітру и номенклатуру боєприпасів, за виключенням касетних виробів, мілких пострілів и екзотичних вибухових матеріалів. Після розпаду СРСР в арсеналах бувши республік залишилося, по підрахункам, більше 160млн. мін типу ПФМ (протипіхотна фугасна міна). На Україні кількість подібних мін оцінюється в 6млн. одиниць. З [патенту UA №70388] відомий спосіб утилізації інженерних боєприпасів. З [патенту UA №70388] відомий спосіб знешкодження та утилізації боєприпасів, що полягає в тому, що в порожнину боєприпаса, призначену для розміщення або забезпечення спрацьовування засобу приведення боєприпаса в дію або для переміщення елементів його конструкції при приведенні його в дію або необхідну для штатного функціонування боєприпаса, вводять речовину, здатну твердіти, забезпечуючи безпечну демілітаризацію боєприпаса. При цьому речовину, що твердіє, подають в порожнину в текучому стані і одночасно з подачею речовини, що твердіє, відводять з порожнини газ. Після подачі в порожнину необхідної кількості речовини, що твердіє, створюють умови для його твердіння. З [патенту РФ №2154800] відомий спосіб знешкодження та утилізації боєприпасів, що також полягає в заповненні внутрішніх пустот в корпусі боєприпасу твердючою речовиною після того, як в ньому зроблено отвори. Спосіб може бути застосований для знешкодження касетних боєприпасів. З [патенту UA №4643] відома установка для термічної утилізації боєприпасів. Установка містить транспортер для подавання боєприпасів, який сполучений з бункером, що, в свою чергу, сполучений з лотком. Лоток зв'язаний з пристроєм регулювання нахилу лотка. В лотку установлені шибери, виконані з можливістю автоматичного відкривання під масою боєприпасів. Лоток сполучений з камерою вихолощування, що є товстостінною трубою, всередині якої розміщений лопатевий пристрій. Камеру вихолощування виконано з можливістю обертання за допомогою механізму. З камерою вихолощування зв'язаний блок нагрівання. На виході камери вихолощування розміщені поздовжні наскрізні пази для витікання розплаву. Камеру вихолощування сполучено з пристроєм вивантаження, а біля її вхідної частини розміщений пристрій витяжки газів, що сполучає з рекуперативним теплообмінником вхідну частину камери вихолощування та вхідну частину блока нагрівання. Корисна модель забезпечує утилізацію різних типів боєприпасів - патронів до стрілецької зброї, підривників, а також вибухових речовин та порохів. З [патенту РФ №2244248] відомий спосіб знешкодження та утилізації боєприпасів, що містять гексогенвмісні ВР шляхом дроблення заряду ВР шляхом одночасної дії на центральну частину корпусу снаряду кільцевої фрези та струменю рідини підвищеного тиску, на периферійну частину снаряду - струменю рідини підвищеного тиску. З [патенту РФ №2195630] відомий спосіб знешкодження військової техніки та боєприпасів, що полягає в руйнуванні кавітуючими струменями зарядів ВР в снарядах та її послідуючим вимиванням. З [патенту US №5419862] відомий підривний пристрій для знищення вибухових, отруйних та подібних продуктів, що складається с герметичних підривної камери та замкненої камери з перегородкою між ними, при чому вибухову суміш закладають в замкнену камеру, створюють вакуумоване середовище, відкривають перегородку, переміщають суміш з замкненої камери в підривну, закривають перегородку, створюють вакуумоване середовище в підривній камері, підривають вибухову суміш та видаляють за знешкоджують тверді та газовані залишки вибуху. З [патенту US №5574203] відомий спосіб знешкодження військових боєприпасів, що містять отруйні речовини шляхом їх підривання в середовищі рідкого знешкоджувача отрути. З [патенту UA №39063] відомий спосіб утилізації касетних інженерних боєприпасів, при якому після виконання технологічних операцій щодо розпакування касетних інженерних боєприпасів типу мінних касет КСФ-1С/КФС-1, установлюють на березі водойми обладнання для гідроакустичної локації, пристрій для запису сигналів гідроакустичної локації та переносний комплект мінування типу ПКМ-1. Приймають за допомогою обладнання для гідроакустичної локації звуки вибухів протипіхотних мін типу ПФМ-1/ПФМ-1С і записують за допомогою пристрою для запису сигналів гідроакустичної локації кількість вибухів, очікують закінчення вибухів мін, які підриваються під дією тиску водяного стовпа водойми на корпус міни, підраховують кількість записаних вибухів, порівнюють кількість записаних вибухів з кількістю затоплених протипіхотних мін типу ПФМ-1/ПФМ-1С, витримують час, що є необхідним для спрацьовування протипіхотних мін типу ПФМ-1/ПФМ-1С, занурюють в район затоплення протипіхотних мін типу ПФМ-1/ПФМ-1С підривний заряд з тротилу із закріпленим до нього електродетонатором. Спосіб дає можливість повністю утилізувати елементи конструкції. З [патенту UA №59165] відомий спосіб утилізації артилерійських боєприпасів, що містять вибухову речовину, включає механічне розбирання боєприпаса (попереднє відокремлення засобів ініціювання з боєприпаса, наприклад зривника), відділення снаряда від гільзи, вигвинчування перехідної втулки або відрізання носової частини корпусу снаряда, зняття мідного ведучого пасика з корпусу снаряда. Вилучення вибухової речовини зі снаряда здійснюється шляхом випалювання її з корпусу снаряда. З [патенту UA №39063] відомий спосіб утилізації боєприпасів шляхом вилучення вибухової речовини із артилерійських снарядів або бойової частини інших боєприпасів, від яких попередньо відокремлені засоби ініціювання, наприклад: зривники, в якому артилерійський снаряд або бойову частину механічно розрізають на частини, а вилучення вибухової речовини здійснюють шляхом випресування її з кожної частини окремо за допомогою відповідної оснастки. Задачею корисної моделі є розробка пристрою для утилізації касетних мін ПФМ (протипіхотні фугасні міни). Поставлена задача у пристрої для знешкодження касетних вибухових боєприпасів шляхом механічного руйнування, що складається, щонайменше з одного конвеєра прийому-подачі касет боєприпасів, щонайменше одного бункеру прийому і розосередження боєприпасів, вирішується наступним чином: пристрій знешкодження касетних вибухових боєприпасів споряджають пристроями розкриття касет, пристроєм руйнування боєприпасу, пристроєм евакуації знищених боєприпасів, при чому пристрій руйнування боєприпасів складається із стовбура з двома технологічними отворами, усередині якого переміщаються два поршні і системою амортизації, і механічне руйнування корпусу боєприпасу відбувається поршнями, які рухаються на зустріч один одному. Сама по собі міна є 80-грамовим двох- чи трьох секційним балоном з поліетилену або скла, що містить в собі 40-45мл бікомпонентної вибухової речовини. Вони бувають двох видів: без механізму самоліквідації (ПФМ-1) та з таким механізмом (ПФМ-1С). Додатково, як ще один уражаючий фактор міна може бути використана як розпилювач токсичних речовин (ціаніду або ряду важких металів). Зазвичай, міни розміщені в касеті: - касета КСФмістить 72 міни ПФМ-1. - касета КСФ-1С-0.5 містить 36 мін ПФМ-1 і 36 мін ПФМ-1С. - касета КСФмістить 64 міни ПФМ-1С. Міна містить крило-стабілізатор, що забезпечує стійкість її польоту після викиду з касети та рівномірне розосередження, і створює при цьому так зване протипіхотне мінне поле. Установку протипіхотних мінних полів можна проводити за допомогою переносних комплектів мінування («Ветер-М»), а також гелікоптерами та спеціальними реактивними снарядами. Всі відомі аналоги для вирішення задачі утилізації боєприпасів містять щонайменше один з нижченаведених недоліків: - придатність аналогу для утилізації боєприпасів лише одного виду чи лише з одним видом ВР; - неможливість застосування аналогу для знешкодження боєприпасів касетного типу; - шкідливість аналогу для навколишнього середовища та/або здоров'ю людей; - недостатньо безпечний процес утилізації; - неможливість автоматизації процесу утилізації; - великі економічні, часові та трудові витрати на знешкодження боєприпасів; - повна або недостатня мобільність аналогів-пристроїв для знешкодження боєприпасів; Пропонований спосіб знешкодження касетних вибухових боєприпасів шляхом механічного руйнування відрізняється тим, що касету розкривають, а звільнені боєприпаси подають в бункер, в якому їх розосереджують і подають до пристрою руйнування боєприпасів, де вони почергово захоплюються одним з поршнів, і переміщуються назустріч другому поршню до стискання і повного механічного руйнування боєприпаси. Пропонований нами пристрій для знищення (утилізації) касетних протипіхотних мін, переважно типу ПФМ-1 і ПФМ-1С, розміщують в збірній інженерно-будівельній споруді; складається з: - щонайменше одного конвеєра прийому-подачі касет і мін; - бункерів прийому і розосередження мін; - пристрою розкриття касет, що може бути виконаний з застосуванням відомих технологій та стандартного устаткування наприклад, газорізального , лазерного, використання механічних засобів різання, використання штатного стартового заряду та інші. - основного робочого стану, що складається із стовбура з двома технологічними отворами, усередині якого переміщаються два поршні з гідравлічним приводом і системою амортизації; - системи евакуації знищених мін; - системи вентиляції і кондиціонування виробничих приміщень; - автоматизована система управління комплексом; Додатково пристрій може докомплектовуватися: - установки для гідроабразивного різання боєприпасів; - системи дезактивації або нейтралізації токсичних речовин (у разі їх наявності); Враховуючи специфіку і характер робіт, будівля під комплекс є збірною конструкцією залізобетонних виробів, де основна робоча зона захищена подвійними стінами і стелею. Внутрішні стіни і стеля повинні бути здатні витримати вибух будь-якого заряду потужністю до 1,5-2кг в тротиловому еквіваленті та редукування потужності ударної хвилі і істотного глушіння вироблюваного при цьому шуму. Зовнішній контур стін, крім свого природного призначення, на стиках достатньо герметичний і має додаткову роль - утримування і напрям продуктів вибуху, пропущений внутрішніми стінами до системи фільтрації і вентиляції. На даху будівлі змонтована система витяжної примусової вентиляції механічного спонукання підвищеної потужності, з метою швидкого і якісного відсмоктування газів і нагнітання їх через систему фільтрів, а також підтримці в будівлі істотного розрідження повітря. Пристрій для розкриття касет є наприклад аналогом переносного комплекту мінування ПКМ-1 "Вітер-М". При приєднанні касети до верстата, контакти касети і верстата замикаються між собою. При подачі електроімпульсу спрацьовує вишибний пороховий заряд в касеті, який викидає міни в бункер. Бункер виготовлений із сталі і достатньо об'ємний. Усередині бункера встановлені уловлювачі, що гасять швидкість мін, зберігаючи при цьому їх цілісність. Уловлювачі направляють міни в нижню частину бункера, де відбувається розосередження мін по коморках конвеєра, для подальшої подачі до стану. Одночасно з викидом мін в бункер, якщо необхідно, включається система подачі дезактивуючого розчину (у вигляді душу). Порохові гази вишибного заряду видаляються через спеціальний отвір зверху бункера. Основний робочий стан (головний робочий орган) є масивним механізмом, що складається із стовбура з двома технологічними отворами, усередині якого переміщаються два поршні з гідравлічним приводом і системою амортизації. На початку технологічного циклу, через один з технологічних отворів всередину стовбура подається міна, яка захоплюється одним з поршнів, і разом з ним переміщається у бік іншого поршня. При цьому перший технологічний отвір герметично закриває собою сам поршень. На певному етапі, міна стискається з обох боків поршнями руйнується повністю. Може відбутися підрив міни усередині стовбура, і в даному випадку за рахунок різкого підвищення тиску, спрацьовує система амортизації і зсуву в протилежну сторону другого поршня, який з певним зусиллям переміщається у бік другого технологічного отвору і відкриває його. Якщо в міні містяться токсичні речовини (ціаніди або деякі важкі метали), включається система подачі і розпиленості під тиском безпосередньо в стовбур дезактивуючого розчину. Залишки міни, можливі продукти від вибуху міни (дрібні фракції, гази) вимиваються із стовбура і відводяться в спеціальний резервуар заповненого технологічною водою, для остаточної дезактивації і нейтралізації токсичних речовин. Цикл знищення першої міни закінчений. Поршні повертаються в початкове положення, і може бути початий цикл знищення наступної міни. В реальному часі весь цикл займає не більше 1-1,5 секунд, а вміст однієї касети (72 міни) можна знищити за 1,5-2 хвилини. Якщо врахувати, що після викиду з касети міна стає на бойовий взвод хвилин через 10-15, то достатньо часу для її знищення без вибуху. Для проведення робіт пов'язаних з необхідністю розрізання корпусів утилізованих виробів, до складу комплексу входить устаткування для гідроабразивної обробки. Дане устаткування здатний різати різноманітні матеріали, при цьому температура в зоні різання не перевищує 60 градусів, що гарантує абсолютно безпечне проведення подібних робіт. Дане устаткування може бути застосовний для вимиванні ВР з боєприпасів. Технічним результатом для цього корисної моделі є наступне: - можливість та ефективність застосування корисної моделі для знешкодження боєприпасів касетного типу; - можливість швидкого застосування корисної моделі для утилізації інших типів мін і боєприпасів (наприклад, гранат Ф-1, РГД-5, РГ-42, РКГ-3 та інш.); - екологічна безпечність пристрою та способу за рахунок суворого дотримання всіх норм і правил по охороні природи і навколишнього середовища; - мінімізація присутності людського чинника на основі повної автоматизації і комп'ютеризації робочих процесів; - автоматизований облік знищених або утилізованих боєприпасів; - висока продуктивність і безвідходне виробництво; - безпека процесу утилізації боєприпасів; - невеликі економічні, часові та трудові витрати на знешкодження боєприпасів; - використовування систем, вузлів і агрегатів вітчизняного виробництва; - Висока мобільність пристрою за винаходом (мінімум трудовитрат і часу на передислокації комплексу).