Мобільна установка для розспорядження осколково-фугасних снарядів

Мобільна установка для розспорядження ocкoлково-фyгacниx снарядів, що містить індуктор з індукційними котушками для нагріву днища та горловини розміщуваного у них корпуса снаряда, під 30709 входом вимикача джерела напруги (див. Гнеденко В.В. Установка для розспорядження методом індукційного нагріву корпусів боєприпасів. Тези доповідей першої Російської конференції "Утилізація95". Комплексна утилізація звичайних видів боєприпасів, м, Красноармійск, с. 10-11). Із допомогою даної установки всі корпуси снарядів рівномірно нагрівають до температури плавлення вибухової речовини і після цього досягнута температура підтримується до повного витікання вибухової речовини з корпуса ОФС. Недоліками відомої установки є: низька продуктивність, велика величина струму, що споживається, пов'язана із нагрівом снарядів та підтриманням температури корпусів у продовж всього процесу розспорядження, неефективність при розспорядженні групи снарядів, бо величина струму, що споживається, зростає до меж неприйнятних для мобільних установок, значні ваго-габарнтні параметри, викликані наявністю числа регуляторів температури, відповідно кількості блоків питаючої перемінної напруги, з якими вони зв'язані, що перешкоджає виконанню установки у мобільному варіанті. Означені недоліки обумовлені тим, що у відомій установці здійснюють індукційний нагрів всього корпуса снаряда до повного розплавлення вибухової речовини та вилучення її з корпуса снаряда. Найбільш близькою до технічного рішення, що пропонується, по сукупності істотних ознак і технічному результату є мобільна установка для розспорядження осколково-фугасних снарядів, що призначена для індукційного нагріву локальних ділянок корпуса снаряда і яка містить індуктор з індукційними котушками для нагріву днища та горловини, розміщеного в них корпуса снаряда, підключені до блоків живлення, термодатчики, а також зв'язані з ними та блоками живлення терморегулятори (див. опис до заявки України № 95125142 від 05.12.1995, М. кл. Н05В6/10, на винахід "Спосіб розспорядження снаряду"), що прийнята як прототип. У відповідності із прототипом корпус ОФС міститься в індукційних котушках конусообразною горловиною вниз, що забезпечує вільний вихід вибухової речовини, що витоплюється, під дією гравітаційного поля у приймач розплаву, що обігрівається. При цьому із початку процесу витоплювання вмикають індукційну котушку, розташовану в області днища корпуса снаряда, та розігрівають область днища корпуса, доки не відбудеться часткове підплавлення вибухової речовини у цій зоні, для запобігання прилипання його до дна. Після цього вмикають другу індукційну котушку, розташовану у конусній частині корпуса ОФС і розігрівають корпус у даній зоні з обмеженням по температурі до повного виходу речовини, що наповнює корпус ОФС, частково у рідкій фазі, а частково у розм'якшеній. Недоліками установки-прототипу є: неефективність при груповому розспорядженні снарядів із-за істотного зростання токоспоживання, що виявляється неприйнятним для мобільних установок, значні ваго-габаритні показники, підвищене одномоментне енергоспоживання та несиметрія навантаження, низька продуктивність, підвищені витрати електроенергії, зв'язані із необхідністю розплавлення великої кількості речовини-наповнювача. Причиною відмічених недоліків є те, що відома установка, використовуючи локальний індукційний нагрів дільниць корпуса снаряда, дозволяє дещо зменшити енергоспоживання, але відсутність топологічних (електричних) зв'язків між індукційними котушками та координації їхньої роботи у часі призводить до одночасної роботи обох індукційних котушок, що обумовлює високе одномоментне токоспоживання. При цьому енергомісткість та продуктивність установки у цілому незадовільні. Задача цього винаходу полягає у створенні мобільної установки для розспорядження осколочно-фугасних снарядів, що володіє високою продуктивністю при мінімальному токоспоживанні, із мінімальним числом блоків та регуляторів напруги, питаючих індукційні котушки шляхом введення додаткових електричних зв'язків між індукційними котушками та оптимізації часових діаграм їхньої роботи. Вирішення поставленої задачі, забезпечується тим, що відома мобільна установка для розспорядження осколково-фугасних снарядів, що містить індуктор з індукційними котушками для нагріву днища та горловини розміщеного в них корпуса снаряда, які підключені до блоків живлення, термодатчики, а також зв'язані з ними та блоками живлення терморегулятори, згідно з винаходом, постачена таймером та перемикачем, а індуктор постачений, по меншій мірі, двома додатковими індукційними котушками для нагріву днища та горловини корпуса снаряда, при цьому індукційні котушки для нагріву днища з'єднані між собою послідовно та підключені до спільного блока живлення, керуючий вхід якого підключений до виходу таймера, а кожна індукційна котушка для нагріву горловини підключена до свого блоку живлення, керуючий вхід якого зв'язаний із виходами перемикача та таймера. Суттєвість відокремлювальних ознак установки, що пропонується, а саме: а) введення у схему управління мобільної установкою таймера, б) оснащення установки перемикачем, в) утворення двох груп індукційних котушок, а саме котушок для нагріву днища та котушок для нагріву горловини снаряда, що зменшує число блоків живлення та терморегуляторів обгрунтовується так. Введення у схему управління установкою таймера дозволяє реалізувати управління блоками живлення як безпосередньо у функції часу, так і у режимах розділення часу. Так котушки групи для нагріву днища корпуса снарядів можуть підключатися та відключатися від блока живлення перемінною напругою безпосередньо по вихідному сигналу таймера, що виробляється, виходячи з умови досягнення допустимої температури (Тk) корпуса снаряду при допущенні, що його нагрів є адіабатичним по виразу: ta=c×Gk×Tk/Pн (1), де: 2 30709 tа - час нагріву, с - питома тепломісткість матеріалу корпуса снаряда, Gk - вага корпуса снаряда, Рн - потужність, що витрачується на нагрів корпуса снаряда. Із допомогою таймера можливо також організувати, ув'язавши його із перемикачем, впливаючим на блоки живлення, поочередне увімкнення у роботу котушок групи нагріву горловини корпуса снарядів, виключивши режими одномоментного електроспоживання установки із мережі зверх небажаних меж. Утворення двох груп індукційних котушок дозволяє зменшити число блоків живлення перемінною напругою і, відповідно, кількість блоків управління ними за рахунок забезпечення однотипних та простих законів управління котушками. Між сукупністю істотних ознак та досягаємим технічним результатом існує причнинно-слідчий зв'язок. В установці для розспорядження осколковофугасних снарядів, що пропонується, відбувається локальний нагрів дільниць корпуса снаряда, починаючи із області днища корпуса снаряда, внаслідок чого розм'якшується, аж до розплавлення, тонкий прошарок між зарядом та корпусом, виключаючи прилипання вибухової речовини до днища та стінок корпуса саме у заданій зоні та забезпечуючи гарантований відрив маси, що витоплюється, під дією гравітаційного поля. Тривалість увімкнення (нагріву) визначається по виразу (1), причому реально температура корпуса снаряда, що досягається, буде дещо нижче допустимої, оскільки частина енергії розігріву розсіюється у навколишнє середовище. Для забезпечення роботи котушок групи нагріву днища корпуса снаряда потрібний лише один блок живлення та у той же час виключається необхідність у регуляторі температури, що зменшує ваго-габаритні показники установки, при цьому водночас гарантоване дотримання обмежень по токоспоживанню, у відповідності із виразом (1), згідно з яким вибирають значення потужності допустиме для мобільних установок. По закінченню часу роботи індукційних котушок групи нагріву днища корпуса, у роботу по черзі вступають котушки групи, що нагрівають горловину корпуса снаряда у режимах повторнокороткочасних ввімкнень, при цьому тривалість циклу задається таймером, а час роботи конкретної котушки у циклі - терморегулятором, при цьому під час паузи для одних котушок вмикаються у роботу інші, що гарантує дотримання обмежень по одномоментному токоспоживанню із мережі. Аналіз науково-технічної та патентної літератури показує, що сукупність істотних ознак, що характеризують суттєвість винаходу, який пропонується, не відома з джерел інформації, що були опубліковані, що дозволяє зробити висновок про відповідність винаходу критерію "новизна". На думку автора, суттєвість винаходу, що пропонується, не слідує для фахівців явним образом з відомого рівня техніки, що дозволяє зробити висновок про його відповідність критерію "винахідницький рівень". Сукупність істотних ознак, що характеризують суттєвість цього винаходу, може бути багаторазово використана в індукційній електротермії, з досягненням технічного результату - підвищення продуктивності та зниження одномоментного энергота токоспоживання, а також ваго-габаритних показників, що дозволяє зробити висновок про відповідність винаходу критерію "промислова придатність". Технічне рішення, що пропонується, пояснюється кресленням, де на фігурі зображена схема мобільної установки для розспорядження осколково-фугасних снарядів. Мобільна установка для розспорядження осколково-фугасних снарядів містить індуктор 1 з індукційними котушками 2 та 3, які призначені для нагріву днища та горловини розміщених у них корпусів 4 осколочно-фугасних снарядів із зарядами 5. Установка містить також блоки живлення 6, 7, 8, 9, термодатчики 10, 11, 12, терморегулятори 13, 14, 15, таймер 16 та перемикач 17. Індукційні котушки 2 для нагріву днища корпуса з'єднані послідовно між собою та підключені до виходу спільного блока живлення 6, силовий вхід якого підключений до джерела перемінної напруги, а керуючий вхід до виходу таймера 16. Кожна з індукційних котушок групи 3 для нагріву горловини корпуса 4 снарядів підключена до автономного блоку живлення перемінною напругою 7, 8 або 9, силові входи яких підключені до джерела перемінної напруги, а керуючі входи - до виходу таймера 16 та терморегуляторів 11, 12, та 13 через перемикач 17. Мобільна установка для розспорядження осколково-фугасних снарядів працює так. В індукторі 1 встановлюють корпуси 4 із вибуховою речовиною 5 снарядів конусною частиною донизу. При цьому індукційні котушки 2 охоплюють циліндричну частину корпуса 4 осколочно-фугасного снаряду із розміщеним у ній зарядом 5 в області дна, а індукційні котушки 3 примикають до конусної частини корпуса 4 в області його горловини. При надходженні сигналу від таймера 16 блок живлення 6 підключається до джерела перемінної напруги (електромережі 380 В, частотою 50 Гц), що забезпечує появу в індукційних котушках 2 кільцевого струму, що створить осесиметричне перемінне електромагнітне поле. Виникле електромагнітне поле впливає на розміщені в індукційних котушках 2 корпуси 4, забезпечуючи локальний нагрів в області днища корпусів 4. У результаті локального теплового впливу вибухова речовина заряду 5 підплавляється до утворення рідкого прошарку між зарядом 5 та днищем корпуса 4, що виключає залипання речовини заряду 5 в означеній зоні та забезпечує гарантоване відділення речовини заряду 5, що витоплюється, від днища корпуса 4 снаряду під дією власної ваги. Індукційний нагрів проводиться індукційними котушками 2, 3 при напрузі 380 В та частоті 50 Гц протягом проміжку часу, що визначається по виразу (1) та що відпрацьовується таймером 16. Після відключення індукційних котушок 2, із допомогою блоків живлення 7, 8 та 9 поочередно вмикаються у роботу індукційні котушки 3, що забезпечують локальний нагрів горловини корпуса 4. При цьому температура у зоні горловини корпуса 4 снаряду контролюється термодатчиками 10, 11, 3 30709 12, а тривалість увімкнення котушок 3 у робочому циклі визначається терморегуляторами 13, 14, 15. Терморегулятори 13, 14, 15 гарантують, що температура у зоні горловини корпуса 4 не вийде за допустимі межі, при цьому кожна з індукційних котушок 3 працює протягом такого часу, щоб, поперше, було забезпечене утворення рідкого прошарку між зарядом 5 та горловиною корпуса 4, і, по-друге, відбулося розм'якшення речовини заряду 5 до пластичного стану, що дозволить всій масі речовини заряду 5 вийти через горловину корпуса 4 під дією власної ваги. Черговість підключення котушок 3 до джерела перемінної напруги встановлюється перемикачем 17, а тривалість спільного періоду роботи індукційних котушок групи 3 таймером - 16. Робота індукційних котушок 3 триває до повного виходу заряду 5 з бутилкообразної порожнини корпуса 4 снаряду. При використанні запропонованої мобільної установки для розспорядження осколково-фугасних снарядів досягається мінімізація електроенергоспоживання, ваго-габаритних показників та максимальна продуктивність за рахунок оптимального використання взаємозв'язків індукційних котушок між собою та раціональної організації їхньої роботи у часу. Завдяки оптимізації увімкнення індукційних котушок 2, 3 у робочому циклі мобільної установки, що пропонується, забезпечується можливість реалізації поставленої задачі у частині обмеження одномоментного токоспоживання із мінімальними енергозатратами, що, у кінцевому рахунку, дозволяє створити установку легко перебазируєму до регіональних арсеналів та баз зберігання боєприпасів, що підлягають розспорядженню. Необхідний ефект досягається завдяки оптимальному накладенню локальних теплових полів у просторі і часі, зони тепловиділення яких раціонально розміщені для кожного з типів снарядів. У цілому запропонована мобільна установка розспорядження ocколково-фугасних снарядів дозволяє оптимізувати процес розспорядження у частинах підвищення його продуктивності, зменшення електро-енергомісткості при забезпеченні максимальної безпеки. 4 30709 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5