Спосіб добування твердого ракетного палива з двигуна і пристрій для його реалізації

1 Спосіб добування твердого ракетного палива з двигуна, який включає розруйнування паливного масиву, розміщеного в корпусі двигуна, шляхом поступально-поздовжнього переміщення радіально зорієнтованих гідравлічних струменів високого тиску всередині вказаного масиву, який відрізняється тим, що паливний масив розруйновують дробленням його спрямованими назустріч один одному гідравлічними струменями високого тиску при одночасному обертанні паливного масиву 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що гідравлічні струмені високого тиску орієнтують назу стріч один одному так, що траєкторії їхнього руху схрещуються, не перетинаючись, і розвернуті відносно одна одної навколо горизонтальної осі 3 Пристрій для добування твердого ракетного палива з двигуна, який включає гідравлічну установку високого тиску, пдроструменева головка якої оснащена струменетвірними соплами, які мають гідравлічні канали, і механізмом поступальнопоздовжнього переміщення, який відрізняється тим, що він додатково має механізм обертання двигуна, а струменетвірні сопла на пдроструминній головці встановлені так, що їхні поздовжні осі зорієнтовані назустріч одна одній 4 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що пдроструминна головка має два струменетвірних сопла, розміщених в одному корпусі, гідравлічні канали яких взаємно сполучаються 5 Пристрій за пп 2, 3, який відрізняється тим, що механізм обертання двигуна має можливість обертання в двох протилежних напрямках Винахід належить до області ракетної техніки, а саме до технології і обладнання для добування твердого ракетного палива, розміщеного в корпусі двигуна ВІДОМІ спосіб і пристрій для добування твердого ракетного палива з двигуна (Проспект компанії «Thiokol», США 2001 р, рос переклад, розділ "Испытание 3 " Извлечение топлива, с 14) Спосіб полягає в тому, що тверде ракетне паливо добувають з двигуна вимиванням паливного масиву, розміщеного в корпусі двигуна, яке здійснюють шляхом поступально поздовжнього переміщення радіально зорієнтованих гідравлічних струменів високого тиску всередині паливного масиву Пристрій для реалізації цього способу включає гідравлічну установку високого тиску, рухому балку, яка забезпечує обертальне і поступальне переміщення для установленої на и КІНЦІ пдроструй ноі голівки, оснащеної струменетвірними соплами, які мають гідравлічні канали Вода подається під тиском 680 атмосфер і струменетвірні сопла, обертаючись по дузі 120° і переміщуючись горизонтально всередині паливного масиву, розмивають його, а тверде ракетне паливо, що відпало від стінок, падає на піддон для збору палива Пдроструменеву голівку встановлюють таким чином, щоб між твердим ракетним паливом і соплами був достатній зазор (приблизно 5см), який ретельно контролюється слід кувальними системами У випадку, коли сопло торкнеться будь-якого предмету, датчик визначить навантаження вище встановленого і система буде виключена Недоліком описаних вище відомого способу добування твердого ракетного палива з двигуна і відомого пристрою для його реалізації є те, що добування відбувається шляхом вимивання твердого ракетного палива з паливного масиву, в ре (О ю 56914 зультаті чого процес іде хаотично, шматки, що вимиваються (фрагменти), мають широкий діапазон розмірів від дрібних, які може змити потік води, до дуже великих (до 20кг), котрі треба видаляти вручну, попередньо зупинивши технологічний процес Неконтрольованість технологічного процесу відносно розміру фрагментів палива, що вимивається, негативно позначається і на подальшій переробці його на за вод ах-користувач ах цієї продукції Конструкція пристрою для реалізації цього способу ускладнюється тим, що пристрій повинен мати декілька спеціальних систем для збору всього неоднорідного діапазону розмірів фрагментів палива, що вимивається (від великих кусків до дрібних частинок) і спеціальне обладнання для відокремлення частинок твердого ракетного палива від води Всі вищенаведені обставини ускладнюють технологічний процес і конструкцію пристрою, підвищують собівартість кінцевого продукту В основу даного винаходу покладена задача розробки такого способу добування твердого ракетного палива з двигуна і такого пристрою для його реалізації, які дозволили б замінити хаотичний процес вимивання на контрольований процес дроблення, в результаті якого можна було б одержувати заздалегідь задані розміри фрагментів палива, що призвело б до спрощення технологічного процесу і конструкції пристрою, знизило б собівартість кінцевого продукту Поставлена задача вирішується двома об'єктами новим способом добування твердого ракетного палива з двигуна і новим пристроєм для його реалізації, об'єднаних єдиним винахідницьким задумом ВІДПОВІДНО ДО способу поставлена задача вирішується тим, що в способі добування твердого ракетного палива з двигуна, який включає розруйнування паливного масиву, розміщеного в корпусі двигуна, шляхом поступально поздовжнього переміщення радіально зорієнтованих гідравлічних струменів високого тиску всередині вказаного масиву, паливний масив розруйновують дробленням його спрямованими назустріч один одному гідравлічними струменями високого тиску при одночасному обертанні паливного масиву Гідравлічні струмені високого тиску орієнтують назустріч один одному так, що траєкторії їхнього руху схрещуються, не перетинаючись, і розвернуті відносно одна одної навколо горизонтальної осі Величина кута а, на який розвернуті відносно одна одної навколо горизонтальної осі траєкторії руху зорієнтованих назустріч один одному гідравлічних струменів, визначається заданою величиною фрагментів твердого ракетного палива, що вирізаються Основною особливістю способу є те, що процес добування твердого ракетного палива проводять спрямованими назустріч один одному гідравлічними струменями, що не пересікаються і поздовжньо переміщуються, при одночасному обертанні паливного масиву, який розруйновується Це дозволяє шляхом зміни величини кута, під яким схрещуються траєкторії руху гідравлічних струменів, досягати зарані заданого розміру фрагментів палива, одержаних в результаті дроблення і мати в КІНЦІ однорідний продукт, придатний для відправки користувачам без додаткової переробки Спосіб, що заявляється, відкриває можливості в конструюванні пристроїв для його реалізації і досягнення при цьому більш високих технічних і економічних характеристик Ці можливості продемонстровані нижче конкретними варіантами реалізації способу і пристрою, що заявляються Для реалізації способу, що заявляється, автори пропонують пристрій для добування твердого ракетного палива з двигуна Пристрій для добування твердого ракетного палива з двигуна, який включає гідравлічну установку високого тиску, пдроструменева головка якої оснащена струменетвірними соплами, які мають гідравлічні канали, і механізмом поступально поздовжнього переміщення, додатково має механізм обертання двигуна, а струменетвірні сопла на пдроструйній головці встановлені так, що їхні поздовжні осі зорієнтовані назустріч одна одній Пдроструменева голівка може мати два струменетвірних сопла, розміщених в одному корпусі, гідравлічні канали яких взаємно сполучаються, а механізм обертання двигуна має можливість здійснювати обертання в двох протилежних напрямках Таке вирішення поставленої задачі дозволяє замінити некерований процес вимивання топливного масиву на керований процес дроблення цього масиву і одержувати в результаті цього фрагменти палива з визначеною, зарані заданою величиною Винахід пояснюється кресленнями, де на фіг 1 - представлений загальний вигляд пристрою для добування твердого ракетного палива з двигуна, на фіг 2, 3, 4 - пдроструменева голівка в різних проекціях, на фіг 5 схематично представлений спосіб добування твердого ракетного палива з двигуна, на фіг 6 - та ж сама схема в поперечному перетині Нижче подано конкретний приклад виконання одного з варіантів пристрою, що заявляється, і реалізації способу з використанням цього пристрою Пристрій для добування твердого ракетного палива з двигуна (фіг 1) включає гідравлічну установку високого тиску 1, яка створює робочий рух в пдромапстралі 2, зв'язаній з пдроструменевою голівкою 3 (фіг 1 - 4), оснащеною струменетвірними соплами 4, з яких під час роботи по гідравлічним каналам 5 (фіг 2), витікають гідравлічні струмені 6 високого тиску (фіг 2, 5) Пристрій має механізм поступально поздовжнього переміщення пдроструйної головки 3, який включає встановлену на стапель 7 (фіг 1) соосно з паливним масивом 8 направляючу 9, гідромотор 10 з шестернею 11, зв'язаний з постачальною пдромапстраллю 12, кріплення 13 пдроструменевої голівки 3 і гідромотора 10 до направляючої 9, а також гідронасос 14 і пульт управління 15, які розміщені дистанційно від двигуна 16 твердого ракетного палива, в корпусі якого розміщений паливний масив 8 Пристрій має механізм обертання двигуна 16 навколо поздовжньої осі в двох протилежних напрямках Цей механізм включає електродвигун 17, привід 18 обертання двигуна 16, катки 19 і бандажі 56914 20 Вищеописана конструкція пристрою є лише одним з кількох можливих варіантів виконання пристрою, що заявляється Можливі також ІНШІ модифікації з використанням всіх ознак основного пункту формули винаходу На фіг 5 представлений спосіб добування твердого ракетного палива з двигуна, за яким пдроструменева голівка 3 переміщується в поздовжньому напрямку всередині паливного масиву 8 по направляючій 9 при одночасному обертанні двигуна 16 з розміщеним в його корпусі паливним масивом 8 навколо поздовжньої осі Паливний масив 8 розруйновується шляхом дроблення його спрямованими назустріч один одному гідравлічними струменями 6, які зорієнтовані так, що траєкторії їх руху схрещуються, не пересікаючись, і розвернуті відносно одна одної навколо горизонтальної осі на кут а (фіг 3, 6), величина якого визначається заданою величиною фрагментів, що вирізаються з паливного масиву 8 Нижче подається опис роботи наведеного вище варіанту пристрою, що заявляється, і конкретний приклад реалізації способу з використанням цього пристрою Пристрій працює наступним чином Гідравлічна установка високого тиску 1 забезпечує подачу води під високим тиском по пдромапстралі 2 в пдроструменеву голівку З В пдроструменеву голівку 3 вода поступає по гідравлічним каналам 5 (фіг 2) в струменетвірні сопла 4 (фіг 1 4), витікає із них гідравлічними струменями високого тиску (фіг 2, 5) При цьому відбувається дроблення паливного масиву і вимивання фрагментів твердого ракетного палива з корпусу двигуна 16 Гідроструменева голівка 3 переміщується всередині паливного масиву по направляючій 9 поздовжньо «вперед-назад» за допомогою гідромотору 10 і шестерні 11 (фіг 1) Управління гідромотором 10 відбувається безпосередньо пультом управління 15 через гідронасос 14 і постачальну пдромапстраль 12 Одночасно відбувається обертання корпусу двигуна 16 твердого ракетного палива на 360° навколо поздовжньої осі цього двигуна в двох протилежних напрямках за допомогою електродвигуна 17, приводу 18 обертання двигуна 16 твердого ракетного палива, катків 19 і бандажів 20 (фіг 1, 2) Обертання корпусу двигуна 16 твердого ракетного палива відбувається синхронно з поздовжнім переміщенням пдроструменевої голівки 3 з метою створення оптимальних умов для одержання заданих розмірів фрагментів паливного масиву що розруйновується Переміщення пдроструменевої голівки 3 «вперед-назад» і обертання корпусу двигуна 16 твердого ракетного палива «ліворуч-праворуч» здійснюють до повного руйнування топливного масиву Довжину направляючої 9 виконують більше половини довжини корпусу двигуна 16 твердого ракетного палива По закінченні руйнування однієї половини паливного масиву 8, розміщеного в корпусі двигуна 16 здійснюють переналадку обладнання для руйнування другої половини паливного масиву 8 При цьому гідравлічна установка високого тиску монтується на стапель 7 з другого торця корпусу двигуна 16 твердого ракетного палива Оптимальна величина тиску води, що подається для руйнування паливного масиву, дорівнює приблизно 800атм , швидкість поступально поздовжнього переміщення становить 5 - бмм/хв , швидкість обертання паливного масиву 0,8 - 1,0об/хв Величина кута, під яким схрещуються траєкторії гідравлічних струменів, складає 90° - 5°, а величина кута, під яким вони розвернуті відносно горизонтальної осі, складає 3° - 5° Фрагменти паливного масиву потрапляють на піддон для збору палива (на кресленнях не показаний) Величина фрагментів становить 5 - 10мм, тоді як за відомою технологією величина фрагментів досягала 200 - 500мм і більше (вагою до 20кг) Одержаний продукт не потребує додаткової переробки, оскільки однорідність розмірів фрагментів відповідає вимогам заводів-користувачів цієї продукції Стапель 7 установлюється відносно горизонтальної площини під кутом, який забезпечує стік води з фрагментами паливного масиву в піддон для збору фрагментів Оптимальна величина цього кута складає 30° Таким чином, як свідчить описане вище, поставлена задача повністю вирішується сукупністю ознак, що заявляються Технічний ефект одержання заданої величини фрагментів твердого ракетного палива досягається за рахунок можливості регулювання величини кута а (фіг 3, 6), на який розвернуті відносно одна одної навколо горизонтальної осі траєкторії руху гідравлічних струменів, а також за рахунок обертання паливного масиву при поступально поздовжньому переміщенні Технічний ефект спрощення конструкції пристрою, що заявляється, досягається за рахунок відсутності в ньому спеціальних систем для збору палива з різною величиною фрагментів і додаткової переробки одержаного продукту до заданої величини фрагментів Наведені технічні ефекти, в свою чергу, дозволяють знизити собівартість кінцевого продукту Спосіб і пристрій що заявляються можуть бути реалізовані в промислових умовах з використанням стандартного обладнання і оснащення Технологія виготовлення таких пристроїв і реалізація такого способу не вимагає використання дефіцитних або високоцінних матеріалів з унікальними властивостями, а також залучення спеціалістів особливого профілю і підготовки -ЛІФ 91 03 6\ П699 10 56914 2 0 Фіг. 6 Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24