PT842388E - Aparelho e processo de detonacao de minas - Google Patents

Description

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DESCRICÃO “Aparelho e processo de detonação de minas” O presente invento refere-se a um aparelho e a um processo de detonação de minas.

Depois das guerras é frequentemente difícil localizar com precisão minas activas, em particular, as minas disseminadas indiscriminadamente pelos exércitos em retirada. Foram vendidas cerca de quatrocentos milhões de minas através do mundo, sendo diversas as estimativas quanto aos números exactos das minas colocadas (As Nações Unidas estimam 100 milhões). A maior parte do equipamento de detecção e destruição de minas foi desenvolvido para os militares. Este equipamento é concebido principalmente para permitir aos exércitos abrirem rapidamente uma brecha nos campos de minas. Para esta finalidade os militares aceitam que não sejam destruídas todas as minas, o que pode resultar num certo número de acidentes.

Além disso, os processos utilizados para detectar e destruir minas causam consideráveis danos ao ambiente local. Embora estes danos possam ser aceitáveis para os militares não são aceitáveis para as autoridades civis. A utilização de equipamento militar para limpar as minas também aumenta consideravelmente os custos.

Presentemente a única maneira de assegurar um nível elevado de taxa de limpeza consiste no pessoal ir espetando cuidadosamente varas no terreno até localizar uma mina que pode ser depois despoletada. Este procedimento é, no mínimo, perigoso e lento. Calcula-se que, no Afeganistão, com este processo de limpeza, a limpeza das minas existentes levará, pelo menos, outros cem anos. Acrescenta-se a isto a necessidade de identificar as fronteiras dos campos de minas relevantes e o elemento tempo aumenta ainda mais.

Para as organizações não governamentais (ONG) a utilização de material militar excede muitas vezes os seus orçamentos e, como acima se disse, o equipamento não proporciona uma taxa de sucesso suficientemente elevada.

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Em GB-A-2 132 567 são descritos aparelhos de vibração para eliminação de minas. O aparelho está montado por meio de um braço num veículo motorizado, sendo o braço constituído por duas porções unidas por meios quebráveis que se separaram no caso de explosão.

Em US-A-2425018 é descrito um dispositivo de detonação de minas, que é considerado como sendo a técnica anterior mais próxima das reivindicações 1 e 19, que compreende uma disposição de martelos montados num veículo móvel. Os martelos podem ser levantados antes de caírem por acção dos seus próprios pesos numa tentativa de detonar as minas. As alturas a que os martelos são levantados podem ser ajustadas a fim de variar a energia potencial de cada martelo antes de cair. Contudo, o ajustamento da altura é executado por um operador humano que calcula a olho a altura de levantamento dos martelos. Em US-A-2425018 não são descritos meios para controlo até um nível predeterminado da força aplicada ao terreno pelos martelos.

De acordo com o aspecto mais amplo do presente invento é proporcionado um aparelho como descrito na reivindicação 1. O pé pode ser um componente sólido, tal como uma placa, tipicamente, em metal ou de plástico reforçado. Alternativamente, o pé pode ter a forma de uma grelha ou malha e pode estar munido de espigões ou aguilhões de penetração no terreno.

Os meios para fazerem com que os pés se desloquem em vaivém são convenientemente um conjunto de êmbolo e aríete, estando o pé fixo na extremidade do aríete. O pé pode ser preso de modo removível ao aríete ou montado articuladamente no mesmo. O pé pode ser fixo de modo removível no aríete, por exemplo, por parafusos ou pinos, para permitir que o pé seja substituído mais facilmente no caso de avaria no pé. O conjunto de êmbolo e aríete pode ser accionado pneumática ou hidraulicamente.

Numa concretização preferida do invento uma pluralidade de conjuntos de êmbolo e aríete estão montados lado-a-lado num suporte ou armação comum. Convenientemente estão bloqueados topo-a-topo, encostados, entre as extremidades opostas da armação. O movimento dos pés fixos nos aríetes é assíncrono, sendo determinado a partir de uma unidade de controlo. 3 3

84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ Ο aparelho está, tipicamente, montado num veículo, por exemplo, num veículo de lagartas, de controlo remoto. Pode ser colocada no veículo uma blindagem adequada no aparelho e em torno do mesmo para proteger o aparelho durante a desminagem.

De acordo com um outro aspecto do invento é proporcionado um processo de detonação de minas como está descrito na reivindicação 15. O invento será agora descrito por meio de exemplo com referência aos desenhos anexos, nos quais: a Fig. 1 é um alçado lateral esquemático de um aparelho, de acordo com uma primeira concretização do invento, que inclui um único conjunto de êmbolo e aríete e inclui um pé; a Fig. 2 é uma vista em perspectiva do aparelho representado na Fig. 1; a Fig. 3 é uma vista semelhante à Fig. 2 mas que representa o dispositivo de bloqueio; a Fig. 4 é uma vista em corte do aparelho representado nas Figs. 1 a 3; a Fig. 5 é uma vista parcialmente em explodida, que representa um aparelho de acordo com uma segunda concretização do invento, que inclui uma pluralidade de conjuntos de êmbolo e aríete; a Fig. 6 é uma vista esquemática em perspectiva de uma disposição com propulsão por veículo da concretização mostrada na Fig. 5; a Fig. 7 é uma vista correspondente à Fig. 4, mas de um aparelho de acordo com uma terceira concretização do invento, que incorpora um pé de contacto com o terreno de peso variável;

Fig. 8 representa esquematicamente uma quarta concretização do invento, a qual inclui um pé de contacto com o terreno com peso variável e oscilante;

84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ a Fig. 9 mostra esquemática e parcialmente em corte um aparelho de acordo com uma quinta concretização do invento; as Figs. 10a, 10b e 10c representam o operação sequencial do pé oscilante utilizado nas concretizações das Figs. 8 e 9; e a Fig. 11 representa o efeito de uma mina que explode no pé representado na Fig. 10. O conjunto de êmbolo e aríete, representado nas Figs. 1 a 4, é constituído por uma invólucro ou cilindro 10, dentro do qual está montado um aríete 12 de maneira conhecida, de modo a mover-se em vaivém. A extremidade inferior da haste do aríete 12 suporta um pé 14 de contacto com o terreno, que está fixo no aríete. As dimensões do pé dependem das dimensões do aríete, mas, tipicamente, são de 110 mm x 75 mm (4 polegadas x 3 polegadas). A extremidade superior do cilindro 10 tem uma abertura de entrada com válvula 16, à qual está fixa uma linha pneumática 18. É fornecido ar comprimido à linha 18 por meio de uma unidade de controlo (não representada).

Um êmbolo montado livre 20 é recebido deslizante dentro do cilindro 10, estando a sua superfície superior 22 exposta a ar comprimido, introduzido através da abertura 16 e podendo a sua superfície inferior 24 contactar intermitentemente com um disco 26 ou aba montada sobre a extremidade interna do aríete 12. Uma válvula de escape 28 está montada na parede lateral cilíndrica do cilindro 10, aproximadamente, a um terço da distância desde a extremidade superior do cilindro 10, como se vê.

Uma mola de compressão 30 está situada em torno do aríete 12 entre a parede de extremidade 32 do cilindro 10 e a lado de baixo do disco 26. A função da mola 30 é impedir danos de impacto entre o disco 26 e a parede de extremidade 32.

Em utilização, como se vê melhor na Fig. 4, é aplicado um impulso de ar comprimido à superfície superior 22 do êmbolo 20, o que faz com que o êmbolo se desloque para baixo da extensão indicada pela seta Ά' para entrar em contacto com o disco 26. O movimento descendente adicional continua contra a pressão da mola 30. À medida que o impulso diminui, a pressão sobre o êmbolo 20 é reduzida, 5 84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ de modo que o aríete 12 eleva-se dentro do cilindro 10, sendo o excesso da pressão pneumática descarregado através da válvula de escape 28. Quando uma série de impulsos de ar comprimido, é aplicada à superfície superior 22 do êmbolo, é proporcionada uma acção ao pé 14 do aríete que simula o calcar de um pé humano. Esta acção calca ou embate no terreno com força suficiente para activar uma mina. Dependendo do tipo e do fabrico da mina, uma força típica é de 1 kg a 400 kg. O ou cada conjunto de êmbolo e aríete único tem que estar rigidamente montado durante a utilização, bloqueando ou apertando o conjunto num suporte descrito mais tarde.

Na Fig. 1 está representado esquematicamente um escudo de chapa de blindagem 40, imediatamente atrás de um conjunto de êmbolo e aríete ou de uma série dos mesmos (ver a Fig. 5) e ainda outro, de preferência, maior destes escudos 42 está montado a uma certa distância por trás do primeiro escudo 40, de modo a proporcionar uma área 43 para a onda de choque da detonação da mina entre os mesmos. Os escudos 40, 42 são perfilados, por exemplo, curvos de modo a dirigir qualquer onda de choque para cima e para a frente a fim de minimizar os danos locais ou ferimentos, e prevenir amplamente o choque de ficar confinado entre os escudos 40, 42. Ainda, a este respeito, os bordos laterais dos escudos podem ser curvos ou inclinados para a frente e/ou ser proporcionada uma blindagem lateral adicional, de modo a dirigir o choque lateral do rebentamento para a frente. Os escudos servem também para deter os estilhaços (por exemplo, bolas de aço) das minas anti-pessoal.

No caso de uma mina ser feita explodir pelo pé 14 de contacto com o terreno, entra em funcionamento um sistema primário de absorção do choque. Assim, a força da explosão impele o pé para cima rapidamente. Durante os primeiros dois terços do seu movimento ascendente dentro do cilindro 10, o êmbolo não encontra resistência visto que o volume de ar acima do êmbolo é descarregado através da válvula de escape 28. É este primeiro movimento livre e desimpedido que absorve o impacto inicial da explosão. Contudo, logo que o êmbolo 24 tenha subido suficientemente no cilindro 10 para cobrir a válvula de descarga 28, o movimento ascendente posterior do êmbolo 10 comprime o ar acima do êmbolo, abrandando assim o êmbolo e permitindo que a onda de choque da explosão seja absorvida. 84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ 6

A Fig. 5 mostra a utilização de uma pluralidade ou série de conjuntos de êmbolo e aríete do tipo representado nas Figs. 1 a 4 fixos lado-a-lado. Para esta finalidade cada cilindro 10 está munido de uma saliência lateral 34, a qual suporta um inserto macho 36 num lado e um rebaixo fêmea 38 no outro lado (ver as Figs. 2, 3 e 5). O inserto macho 36 de um cilindro 10 engata no rebaixo fêmea 38 de um cilindro 10 adjacente, na localização dos cilindros em conjunto de uma maneira rígida, permitindo que seja desenvolvida uma série de cilindros 10 como desejado.

As chapas de extremidade macho e fêmea 44, 46 (Fig. 5) são colocadas em cada extremidade do conjunto geral, sendo as chapas depois fixas nas respectivas extremidades de uma barra de bloqueio e suporte 48 por meio de pinos de bloqueio 49. A barra 48 pode ser regulável ou extensível de modo a acomodar os diferentes números de cilindros 10 lado-a-lado. O cilindro 10 mais anterior da série representada na Fig. 5, tem a sua haste de aríete 12 e o pé 14 prolongados para baixo num modo de operação.

Na concretização mostrada na Fig. 5, os êmbolos dos conjuntos de aríete são operados ou feitos disparar assincronamente para reduzir as forças de reacção na barra 48 (ou outro suporte adequado) e também para limitar os possíveis danos provocados pela onda de choque da explosão de uma mina. Em utilização, todo o conjunto passa sobre o terreno a ser limpo de minas, sendo a passagem feita a uma velocidade tal, que cada parte do terreno varrido é batido, pelo menos, duas vezes. Para compensar terreno acidentado o êmbolo 20 opera o aríete 12 para baixo, de modo a ter um curso livre suficiente para acomodar as variações de nível do terreno. O aparelho compensará os objectos e as variações de terreno até, por exemplo, 55 cm, mas poderá ser proporcionado um curso mais longo ao aríete, compensando portanto a capacidade de variação do terreno.

Na Fig. 6, o aparelho da Fig. 5 está montado na frente de um veículo de lagartas de controlo remoto 50, para permitir que o aparelho seja operado numa base contínua até o veículo 50 ter coberto todo o terreno a ser varrido.

Um braço (ou suporte semelhante) prolongado para diante 52 suporta o aparelho da Fig. 5 na sua extremidade exterior livre, que inclui os escudos de chapa de blindagem anterior e posterior 40, 42 representados na Fig. 1. O veículo 50 pode ter contrapesos na sua extremidade posterior. Embora o veículo 50 tenha 84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ 7 lagartas parcialmente por causa do peso substancial da totalidade do aparelho, o veículo também pode ser também montado sobre rodas ou rolos metálicos capazes de compensarem não só os terrenos irregulares mas também os danos provocados pela onda de choque. O fluido pneumático ou hidráulico sob pressão para os cilindros 10 é fornecido por um compressor ou bomba (não mostrados), que pode ser convenientemente transportado e accionado pelo veículo 50. A tubagem vinda do compressor para os cilindros 10 pode ser levada com protecção do braço prolongado para diante 52, isto é contra a onda de choque da detonação. Na Fig. 6 são mostrados dois dos aríetes 12 e os seus pés 14 numa posição baixada de batimento no terreno embora todo o aparelho esteja representado na sua posição levantada para facilitar ao veículo descrever as curvas. A concretização representada na Fig. 7 é constituída por um invólucro ou cilindro 67, dentro do qual está montado um aríete 58 para se mover em vaivém ou calcar da maneira acima descrita. A extremidade inferior do aríete 58 leva um pé metálico 59 de peso variável, o qual está ligado ao aríete 58.

Deve ser apreciado que a concretização da Fig. 7 pode ser desenvolvida numa pluralidade de conjuntos e ser montada num veículo de controlo remoto de maneira semelhante à da representada na Fig. 6. O pé 59 pode ser montado com diversas configurações e tamanhos para se adequar às circunstâncias de aplicação, de terreno e condições prevalecentes. Por exemplo, o pé 59 pode oscilar, inclinar-se ou articular-se, quando utilizado contra uma mina de acção limitada (“bounding mine”) ou projécteis anti-tanque que são disparados para cima e precisam de ser deflectidos. As disposições adequadas para fazer oscilar ou de outro modo inclinar o pé estão representadas nas Fígs. 8 e 9. A extremidade superior do cilindro 67 tem uma abertura de entrada de válvula 64 à qual está ligada uma linha de pressão (não representada). A pressão é fornecida através de uma unidade de controlo (não representada) que pode operar a pressão de variedade maneiras controladas, como descritas a seguir.

Um êmbolo sólido e livre 54 é recebido de modo deslizante dentro do cilindro 67, estando a sua superfície superior 70 exposta à pressão introduzida através da válvula de entrada 64 e estando a sua superfície inferior 69 em contacto

84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ intermitente com um disco de cabeça de aríete 68. Uma válvula de escape 55 está montada na parede lateral do cilindro 67, aproximadamente, a um terço da distância desde a extremidade superior do cilindro 67 como se vê. Os absorvedores do choque 57 estão montados em tomo do aríete 58 entre a base 71 do cilindro e a lado de baixo do disco de cabeça de aríete 68. Absorvedores de choque semelhantes estão montados em torno do aríete 58, entre a lado de baixo da base de cilindro 71 e o pé de peso variável 59. A função destes absorvedores de choque é impedir danos de impacto entre o disco de cabeça de aríete 68 e a base de cilindro 71 e entre a base de cilindro 71 e o pé de peso variável 59.

Uma unidade de controlo (não mostrada) controla toda a operação do aparelho. Assim, quando o aparelho está no modo de pulsação normal, os impulsos pneumáticos de pressão são aplicados à válvula de entrada de pressão 64. A grandeza e a duração dos impulsos podem variar de modo a corresponderem ao terreno e ao tipo de mina em questão (ver os exemplos a seguir). A válvula 55 está normalmente aberta, mas pode ser fechada pela operação da unidade de controlo, no caso de ser preciso aplicar uma carga contínua ao pé. A válvula de alívio de pressão 55 da Fig. 7 não está representada na concretização das Figs. 1 a 4, apenas por facilidade de representação. A operação da válvula 65 é determinada pela unidade de controlo, uma parte do sistema primário de absorção do choque. Assim, no caso de uma mina pequena, tal como uma mina anti-pessoal, a válvula 65 seria ligeiramente aberta para permitir a descarga controlada da pressão, que se desenvolve no cilindro acima do êmbolo 54. Contudo, no caso de uma explosão grande, tal como uma mina anti-tanque, a válvula 65 precisaria de estar mais aberta, para permitir a descarga controlada da pressão.

No caso de detonação da mina, o pé de peso variável 59 de contacto com o terreno, o aríete 58 e o êmbolo 54 são forçados rapidamente para cima dentro do cilindro 67. Durante os primeiros dois terços do curso não há pressão contrária devido à descarga de ar através da válvula de escape 55, minimizando assim os danos para a base do pé de peso variável 59. Tendo passado a válvula de escape 55, o êmbolo 54 comprime o ar no resto do cilindro 67, abrandando e absorvendo assim o choque da maneira descrita em relação à Fig. 4. 84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ 9 A válvula de alívio de pressão 65 controla, através da unidade de controlo, a descarga desta desenvolvimento de ar comprimido, impedindo que o êmbolo 54 seja forçado de retorno para baixo. O detector de explosões 63 inibe, através da unidade de controlo, as outras unidades da máquina de operarem depois da explosão ter cessado. Durante este período a unidade de controlo também pára o movimento de avanço da máquina. A unidade de controlo pode fazer variar a acção do pé para se adequar ao terreno e às condições prevalecentes durante a utilização.

Em utilização normal, é aplicada uma série de impulsos de pressão controlados à válvula 64 da unidade de pressão como anteriormente descritos, obrigando assim o pé 59 a bater apropriadamente no terreno. Depois de uma mina ter detonado, o pé 59, o aríete 58 e o braço de controlo 66 sobem rapidamente e as válvulas de duas vias 56 e 60 abrem deixando igualar a pressão por baixo dos êmbolos 61 e 54, respectivamente. A pressão criada pela subida rápida do êmbolo de controlo 61 provoca a actuação do detector de explosão 63, cuja informação é passada para a unidade de controlo. Quando é utilizada uma pluralidade de conjuntos de aríete e cilindro, por exemplo, como mostra a Fig. 6, a unidade de controlo inibe então todas as válvulas de entrada 64, abre todas as válvulas de alívio 65 e aplica pressão à entrada de todas as válvulas de duas vias 60. Deste modo todos os pés de contacto com o terreno são levantados para minimizar os danos da onda de choque. O movimento adicional de qualquer aparelho de accionamento do veículo é também interrompido pela unidade de controlo.

Logo que a onda de choque se dissipa, o aparelho é reactivado pela unidade de controlo.

Uma quarta concretização do invento está representada na Fig. 8 e consiste num invólucro ou cilindro 75, dentro do qual está montado um aríete 79 com movimento de vaivém ou de calçamento, da maneira anteriormente descrita. A extremidade inferior do aríete 79 suporta um pé 80 de contacto com o terreno de peso variável, o qual está ligado ao aríete 79 através de uma chumaceira articulação, representada esquematicamente em 102. O pé 80 pode ser ajustado com várias configurações e tamanhos para se adequar à aplicação, ao terreno e as circunstâncias prevalecentes. Por exemplo, o pé 80 pode oscilar, inclinar-se ou articular-se em torno de um ponto, quando utilizado contra uma mina de acção 10 84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ limitada ou um projéctil anti-tanque ou em terreno acidentado ou ondulado. Além disso, o facto de toda a área da superfície do pé não ser presente a qualquer onda de choque auxilia a absorção do choque - ver também a Fig. 11. A extremidade superior do cilindro 75 tem uma abertura de entrada com válvula 93, à qual está ligada uma conduta de pressão (não representada). A pressão é fornecida através de uma unidade de controlo (não representada), a qual pode operar a pressão de diversas maneiras controladas. Um êmbolo 73 é recebido de modo deslizante dentro do cilindro 75, estando a sua superfície superior 92 exposta à pressão introduzida através da válvula de entrada 93 e estando a sua superfície inferior fixa ao aríete 79. Uma válvula de amortecimento de pressão 74 está montada na parede lateral do cilindro 75, aproximadamente, a um terço da distância da extremidade superior do cilindro 75 com se vê. Em torno do aríete 79 estão montados absorvedores do choque 78 entre a parede de extremidade 77 do cilindro e a superfície inferior 93 do êmbolo 73. Absorvedores de choque semelhantes 78 estão montados em torno do aríete 79 entre a lado de baixo da parede de extremidade 77 do cilindro e o pé de peso variável. A função destes absorvedores de choque é impedir danos pelo impacto entre a superfície inferior 93 do êmbolo 73 e a base 77 do cilindro e entre a parede de extremidade 77 do cilindro e a guia de controlo 90.

No caso de uma mina detonar por debaixo do pé de peso variável 80 a válvula de duas vias com detector de pressão 76 detecta o aumento súbito de pressão de retorno, provocando a abertura da válvula de descarga 74. Assim, não há pressão (para além do peso do conjunto de aríete e pé) entre o pé de peso variável 80 e a explosão. O pé de peso variável 80 em conjunto com o aríete 79, o êmbolo 73 e o amortecedor de choque 91 são impelidos para cima contra uma pressão nula até a superfície superior 92 ultrapassar a válvula de descarga 74, em que a pressão é deixa desenvolver-se no terço remanescente do cilindro 75. Esta pressão é controlada purgando a pressão através da válvula de alívio de pressão 72 com uma velocidade predeterminado, retardando assim o movimento ascendente. O amortecedor de choque 91 reduz além disso os efeitos da explosão, amortecendo o movimento ascendente do conjunto à medida que o mesmo entra em contacto com a superfície superior do cilindro 75. Os absorvedores de choque 78 entram também em acção neste momento.

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Referindo agora a Fig. 9, a qual mostra uma quinta concretização do invento e a qual inclui também absorvedores de choque tanto secundários e como terciários montados. Um braço de manivela 100 está montado articuladamente numa chumaceira 101. O lado direito (como se vê) do braço suporta um conjunto de vaivém 95, que leva um pé 96 de contacto com o terreno através de uma articulação universal 102 do pé. Um absorvedor de choque secundário está montado entre o braço 100 e o conjunto chumaceira de vaivém 95, consistindo o absorvedor de choque secundário num amortecedor hidráulico localizado dentro de uma mola de compressão helicoidal.

Uma câmara de supressão da explosão 97 está montada por intermédio de suportes no corpo principal da máquina (normalmente um veículo de controlo remoto). Um absorvedor de choque terciário está montado entre o lado esquerdo (como se vê) do braço de manivela 100 e a câmara de supressão da explosão 97. Como o absorvedor de choque secundário, o absorvedor de choque terciário consiste num amortecedor hidráulico, localizado dentro de uma mola de compressão helicoidal. Embora a Fig. 9 mostre a utilização de uma câmara de supressão de explosão, em certas circunstâncias, pode ser possível utilizar um escudo deflector em vez de uma câmara.

Um contrapeso 99 está colocado à esquerda (como se vê) da articulação 101 para contrabalançar o peso do aparelho. No caso de uma mina explodir, a mola e o amortecedor hidráulico do absorvedor secundário 94 são comprimidos, permitindo que o choque proveniente da explosão seja absorvido, depois do que o absorvedor 94 regressa à sua posição normal de operação representada. O absorvedor de choque secundário tem também o efeito de reduzir qualquer tendência para o desenvolvimento de oscilações durante ou a seguir à explosão.

No caso da detonação de uma mina grande, é efectuada a absorção terciária do choque por uma combinação do braço articulado 100 e do conjunto absorvedor de choque terciário 98. O excesso de energia, acima da dissipada pelo conjunto amortecedor de choque secundário 94, obriga o braço articulado a rodar no sentido oposto ao dos ponteiros do relógio em torno da chumaceira de articulação 101. A força resultante é transmitida ao conjunto terciário de absorção de choque 98, o qual reduz ainda mais os efeitos da energia da explosão. 12 84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ Ο sistema de absorção secundária e terciária do choque é concebido de modo a assegurar que as forças geradas pela explosão sejam absorvidas e transmitidas para diante e não para baixo, visto que é importante manter a totalidade da pressão sobre o terreno, devida ao peso do pé da máquina. Isto é, em particular, importante, quando a máquina está a ser utilizada para limpar minas anti-pessoal num primeiro varrimento de uma área, onde se suspeita estarem minas anti-tanque e minas enterradas profundamente.

Ao utilizar a unidade de controlo, a força aplicada ao terreno pelo pé 96 de contacto com o terreno, pode variar, assegurando que as minas são detonadas e não partidas e que é mantido o controlo total da detonação de vários tipos de mina. Tipicamente esta variação na pressão estabelecida para o pé de contacto com o terreno será de 1 kg a 400 kg. Está previsto, contudo, que podem existir ocasiões em que são necessárias pressões maiores, por exemplo, quando as minas foram postas em turfa e se afundaram até uma profundidade por debaixo da superfície, exigindo portanto pressões maiores que as normais para detonarem. A câmara de supressão da explosão 97 suprime ainda os efeitos da detonação da mina, em particular, nos casos de minas de acção limitada ou de projécteis anti-tanque. Tais minas ou projécteis são deflectidos na câmara de supressão de explosão, onde são rodeados pelo escudo e deixados detonar. O escudo da câmara de supressão de explosão pode ter espessuras diferentes e ser de materiais diferentes, mas tipicamente será um quarto de uma chapa de blindagem de meia polegada.

As Figs. 10a a 10c mostram a acção do pé (105) de contacto com o terreno. A acção do movimento de vaivém combinado e do movimento de avanço da máquina são coordenados pela unidade de controlo (não mostrada) de tal maneira que o pé embate em cada pedaço de terreno um número de vezes predeterminado, habitualmente, pelo menos, duas vezes. A Fig. 10a mostra o aríete (103) e o pé de contacto com o terreno, tendo comprimido para baixo a área A, B e C, foram levantados e estão agora a deslocar-se para a frente e prontos para embaterem a área de terreno B, C, D, Fig. 10b. O conjunto é depois levantado e avança para descer sobre a área de terreno C, D, E. A articulação universal (104) do pé, sendo uma chumaceira de união universal, permite ao pé adaptar-se às irregularidades da superfície do terreno. 84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ

Uma característica essencial do invento reside no facto de que, quando uma mina explode por debaixo do pé (105) de contacto com o terreno a pressão total aplicada para baixo sobre o dispositivo inclui somente o peso do pé (105) de contacto com o terreno mais o peso do aríete (103), visto que todas as outras forças descendentes foram libertadas, isto é, não há qualquer pressão hidráulica, pneumática ou mecânica sobre o conjunto de aríete e pé. Os danos causados pelos explosivos são aumentados pelo peso de contenção sobre a explosão. Portanto, os efeitos da explosão sobre o pé (105) de contacto com o terreno são reduzidos ao mínimo. O pé (105) de contacto com o terreno e o aríete (103) são accionados para cima pela onda de choque e o choque é absorvido como descrito anteriormente.

Consegue-se reduzir ainda mais os efeitos da explosão sobre o pé (105) de contacto como o terreno pressionando a parte posterior do pé de contacto com o terreno para baixo como mostra a Fig. 11, deflectindo assim o choque à medida que o pé (105) de contacto com o terreno abandona o terreno. Esta pressão da parte posterior para baixo deflecte também quaisquer projécteis para dentro da câmara de supressão da explosão (106), onde os mesmos são detonados de uma maneira controlada. Como um exemplo, um dispositivo tal como uma mina de acção limitada disparará para cima de aproximadamente 1 metro e depois explode espalhando metralha em todas as direcções. A metralha ficará contida dentro da câmara de supressão da explosão (106). Este disparo secundário de metralha é habitualmente accionado por um arame ligado a uma chapa de base fixa no terreno. No caso do pé de contacto com o terreno falhar a deflexão do projéctil, de modo que permita este disparo secundário e o dispositivo caia sem ser disparado no terreno, a garra de retenção (107) arrastará o projéctil para a frente até o arame ser puxado. O projéctil detonará então dentro da câmara de supressão de explosão (106).

EXEMPLOS

Exemplo 1 - Em utilização, como se vê melhor na Fig. 7, são aplicados impulsos de pressão à superfície superior 70 do êmbolo 54, provocando assim que o êmbolo 54 se mova para baixo dentro do cilindro 67, na extensão indicada, em contacto com o disco de cabeça 68 do aríete. O movimento de descida continua ainda mais proporcionando ao pé de peso variável 59 uma acção de calçamento, que simula a acção de um pé humano. Esta acção calca ou embate no terreno com força 14 84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ suficiente para activar uma mina. Esta força é controlada pela unidade de controlo (não representada) e pelo peso do pé de peso variável 59, permitindo assim variar a força, de modo a corresponder aos diferentes tipos de mina.

Quando o êmbolo 54 ultrapassa a válvula de escape 55 a pressão por cima do êmbolo é retirada pelo que o pé de peso variável 59 continua por inércia até embater no terreno. Isto permite ao pé de peso variável 59 compensar superfícies irregulares e permite ao pé de peso variável 59 ser accionado para cima contra uma resistência nula se for activada uma mina. A válvula de alívio de pressão 65 abre, quando o êmbolo passa a válvula de escape 55 no curso ascendente, mas fecha quando a válvula de entrada de pressão 64 é aberta.

Para elevar o aríete 58 é utilizado um êmbolo de controlo 61. A pressão é aplicada através de uma válvula de duas vias 60, elevando o aríete 58 até à altura desejada. A pressão por cima do êmbolo de controlo 61 é descarregada através da purga 62. A pressão por debaixo do êmbolo de controlo 61 mantém o aríete 58 na posição desejada. Quando é aplicada pressão através da válvula de entrada 64 a válvula de duas vias 60 abre, descarregando a pressão por debaixo do êmbolo de controlo 61, permitindo que o aríete 58 seja accionado para baixo. O ciclo é repetido. Um detector de explosão 63 está ajustado para detectar a explosão de grandes minas. Quando uma mina grande explode o detector 63 inibe o controlador de interromper operações adicionais do dispositivo até a onda de choque se ter dissipado.

Exemplo 2 - Quando a superfície do terreno é mole e plana, o dispositivo pode ser utilizado num modo de calçamento rápido. A válvula de duas vias 60 está totalmente aberta na posição de purga durante este modo, permitindo que o pé de peso variável comece por assentar sobre o terreno. A válvula de duas vias 56 permite que a pressão entre no cilindro 67, por debaixo do êmbolo 54, empurrando o mesmo para o topo do curso. Simultaneamente, à medida que a pressão por debaixo do êmbolo 54 é purgada através da válvula de escape 55, a válvula de entrada de pressão 64 abre. A pressão aplicada à superfície superior 70 do êmbolo 54 acciona o mesmo para baixo para o disco de cabeça 68 do aríete, provocando assim o calçamento do terreno por baixo do pé de peso variável 59. A válvula de duas vias 56 actua agora como válvula de alívio de pressão e abre para descarregar qualquer desenvolvimento de pressão por debaixo do êmbolo 54. Este 15 84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ ciclo repete-se a um ritmo estabelecido pela unidade de controlo (não representada).

Exemplo 3 - Quando utilizado em água, tal como um campo de arroz, a acção de calçamento é reduzida pelo efeito de arrastamento da água. Portanto é preciso pôr o dispositivo a funcionar colocando o pé de peso variável 59 sobre o fundo da área coberta de água e batendo depois no disco de cabeça 68 do aríete com o êmbolo 54. A unidade de controlo baixa o aríete 58 até ao fundo da água descarregando a pressão por debaixo do êmbolo de controlo 61 através da válvula de duas vias 60 permitindo assim aò êmbolo de controlo 61 mover-se para baixo. Com o pé de peso variável 59 no fundo, a válvula de duas vias 56 permite que a pressão empurre o lado inferior 69 do êmbolo 54, impelindo o mesmo para o topo do cilindro 67. À medida que a pressão sobre o lado de baixo 69 do êmbolo 54 é descarregada através da válvula de escape 55 é aplicada pressão sobre a superfície de topo 70 do êmbolo 54 através da válvula de entrada de pressão 64. A válvula de alívio de pressão 65 fecha e o êmbolo 54 é forçado para baixo para embater no disco de cabeça 68 do aríete. A pressão sobre a superfície de topo 70 é descarregada através da válvula de escape 55. Como não há pressão acima do êmbolo 54, ao mesmo será permitido subir e absorver energia se é activada uma mina.

Em operação normal, a válvula de duas vias 60 permitirá a existência de pressão por baixo do êmbolo de controlo 61 e eleva o pé de peso variável à altura suficiente para permitir que o conjunto avance.

Quando uma camada de lama cobre o fundo da área coberta por água pode ser necessário aplicar pressão constante no topo 70 do êmbolo 54, estando a válvula de escape 55 fechada, forçando o pé de peso variável 59 através da lama até o mesmo atingir o fundo mais duro, detectado por um detector de pressão (não representado). Com o pé de peso variável 59 em posição sobre fundo duro, a válvula de alívio de pressão 65 e a válvula de escape 55 abrem e a válvula de duas vias 56 permite que a pressão empurre o lado inferior 69 do êmbolo 54, impelindo o mesmo para o topo do cilindro 67. À medida que a pressão sobre o lado de baixo do êmbolo 54 é descarregada pela válvula de escape 55, é aplicada pressão sobre a superfície de topo 70 do êmbolo 54, através da válvula de entrada de pressão 64. A válvula de alívio de pressão 65 fecha e o êmbolo 54 é forçado a descer para embater no disco de cabeça 68 do aríete. A pressão sobre a superfície de topo 70 16 84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ é descarregada pela válvula de escape 55. Como não há pressão por cima do êmbolo 54 o mesmo será deixado subir e absorver energia se for activada uma mina. Em operação normal a válvula de duas vias 60 permitirá pressão por debaixo do êmbolo de controlo 61 e elevará o pé de peso variável suficientemente alto para permitir que o conjunto avance. O procedimento é depois repetido.

Exemplo 4 - Pode ser necessário aplicar pressão prolongada sobre uma mina, caso em que a unidade de controlo (não representada) pode fechar a válvula de escape 55, durante o período necessário com sequências operacionais semelhantes ao seguinte. A válvula de duas vias 60 é aberta para descarregar a pressão por baixo do êmbolo de controlo 61. A válvula de entrada de pressão 64 abre aplicando pressão ao topo 70 do êmbolo 54 accionando o mesmo e o aríete para baixo, o que faz com que o pé de peso variável 59 embata no terreno com uma força predeterminada. A pressão em 70 é mentida durante um dado tempo antes da válvula de escape 55 ser aberta, descarregando a pressão por cima do êmbolo 54. É aplicada pressão à base do êmbolo de controlo 61, através da válvula de duas vias 60, elevando o conjunto a uma altura predeterminada. Caso seja necessário, o processo é repetido. A descrição anterior refere-se a concretizações preferidas, nas quais os peritos da técnica serão capazes de fazer modificações. Por exemplo, o êmbolo pode ser accionado por outros meios diferentes de hidráulicos ou pneumáticos, por exemplo, por um motor a ar ou um motor a gasolina de dois ou quatro tempos, ou motor diesel, ou a hidrogénio ou a outro gás, ou eléctrico.

Lisboa, -1 FEV. 2001

Por J R FRENCH LIMITED - O AGENTE OFICIAL -

im: António joAó DA CUNHA FERREIRA Ag, 0|. Pr. Ir4. 1m flores, 74 - 4/

1BOO LISBOA

Claims (25)

1. 84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ 1/5 REIVINDICAÇÕES 1 - Aparelho para detonação uma mina, o qual inclui um aríete (12; 58; 79; 103) e um pé (14; 59; 80; 105), que pode entrar em contactar com o terreno; meios de motores (10, 16, 18, 20; 64, 55, 67; 73, 75, 93) para aplicarem potência ao pé (14; 59; 80; 105) de modo a aplicar uma força suficiente ao terreno para detonar uma mina; e meios (20, 28; 55; 74, 72, 73) para absorverem a energia de choque criada após a detonação de uma mina que explode, caracterizado por: o aparelho incluir ainda meios de controlo, ligados para controlarem a aplicação de potência ao pé, controlando, desse modo, a força aplicada pelo pé ao terreno; e por, no momento da explosão de uma mina adjacente ao pé, os meios de controlo contribuírem para a absorção da energia de choque, impedindo a força proveniente dos meios motores (10, 16, 18, 20; 64, 55, 67; 73, 75, 93) de actuar no aríete (12; 58; 79; 103) e o pé (14; 59; 80; 105), de modo que a força exercida pelo aparelho para a mina consiste apenas no peso do aríete (12; 58; 79; 103) e do pé (14; 59; 80; 105).
2. 2 - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, no qual os meios motores incluem um conjunto de aríete (12; 58; 79; 103) e cilindro (10; 67; 75; 95), contendo o cilindro (10; 67; 75; 95) um êmbolo de movimento livre (20; 54; 73), meios para aplicação de pressão à superfície superior (22; 70; 92) do êmbolo (20; 54; 73) para provocar a descida do êmbolo dentro do cilindro (40; 67; 75; 95), sendo este movimento também comunicado ao aríete (12; 58; 79; 103) para mover o pé até o mesmo entrar em contacto com o terreno, uma válvula de escape (28; 55; 74), que está localizada na parede cilíndrica do cilindro (10; 67; 75; 95) aproximadamente a um terço da sua extremidade superior.
3. 3 - Aparelho de acordo com a reivindicação 2, em que os meios para absorverem a energia de choque compreendem, pelo menos, um absorvedor primário de choque que inclui o êmbolo (20; 54; 73) que se move rapidamente para cima dentro do seu cilindro (10; 67; 75; 95), após a detonação de uma mina que explode, e cobre a válvula de escape, continuado o movimento ascendente do êmbolo (20; 54; 73), comprimindo ou dissipando o fluido acima do mesmo,

   84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ 2/5 abrandando assim ο êmbolo (20; 54; 73) e permitindo que o choque proveniente da explosão seja absorvido.
4. 4 - Aparelho de acordo com a reivindicação 3, no qual é proporcionada uma válvula de alívio de pressão (65; 72) na parte superior do cilindro (10; 67; 75; 95) para ajudar na absorção do choque, através do controlando o abrandamento do êmbolo (54; 73).
5. 5 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, no qual uma pluralidade de conjuntos de aríete e cilindro são proporcionados, montados numa relação lado-a-lado num armação comum (52), operando os referidos meios de controlo os conjuntos assincronamente, para limitar os danos causados pelo choque de uma mina que explode.
6. 6 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, que inclui uma zona ou área de detonação da mina, formada entre dois escudos de chapa de blindagem (40, 42).
7. 7 - Aparelho de acordo com a reivindicação 6, no qual os escudos são curvos ou perfilados de outro modo, para dirigirem quaisquer danos de choque para cima e para fora do aparelho.
8. 8 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 2 a 7, no qual o pé (80; 105) de contacto com o terreno está montado articuladamente no aríete (79; 103).
9. 9 - Aparelho de acordo com a reivindicação 8, no qual o pé (80; 105) de contacto com o terreno é pressionado com a parte posterior para baixo para minimizar o efeito de choque no pé (80; 105) e/ou para deflectir uma mina de acção limitada ou projéctil para uma zona de detonação da mina (106) ou uma-câmara de supressão de explosão.
10. 10 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 9, no qual o conjunto aríete e cilindro está montado sobre um absorvedor de choque secundário.

    84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ
11. 11 - Aparelho de acordo com a reivindicação 10, no qual o absorvedor de choque secundário compreende um amortecedor hidráulico localizado dentro de uma mola helicoidal (94).
12. 12 - Aparelho de acordo com a reivindicação 10, sempre que montado sobre um membro de um braço de manivela montado articuladamente (100), em cujo outro membro está montado um deflector ou câmara de supressão de explosão (97) por meio de um absorvedor de choque terciário (98), sendo o choque gerado pela detonação de uma mina grande, absorvido pelos absorvedores de choque primário, secundário e terciário em combinação com o braço de manivela (100) o qual é feito rodar em torno do seu eixo (101) pela explosão numa direcção determinada pelo levantamento do pé de contacto com o terreno.
13. 13 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, no qual os meios motores (10, 16, 18, 20; 64, 55, 67; 73, 75, 93) movem em vaivém o pé (14; 59; 80; 105).
14. 14 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, sempre que accionado por um veículo (50) ou montado no mesmo.
15. 15 - Processo de detonação de uma mina que compreende a aplicação de uma força ao terreno por meio de um pé móvel (14; 59; 80; 105), suportado por um aríete móvel (12; 58; 79; 103) e que pode entrar em contacto com o terreno, de modo que, quando é aplicada a força, a mesma é suficiente para activar uma mina, caracterizado por compreender: a utilização de meios de controlo para controlar a aplicação da potência ao pé (14; 59; 80; 105) e, portanto, a força aplicada pelo mesmo, durante a aplicação da força, para provocar a detonação de uma mina; e, no momento da explosão de uma mina por debaixo do pé, a utilização dos meios de controlo para contribuir para a absorção do choque, impedindo a aplicação de potência ao pé, de modo que a força exercida pelo aparelho para a mina consiste apenas no peso do aríete (12; 58; 79; 103) e do pé (14; 59; 80; 105).
16. 16 - Processo de acordo com a reivindicação 15, em que a aplicação de potência ao pé (14; 59; 80; 105) resulta num movimento de vaivém do pé. 84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ 4/5
17. 17 - Processo de acordo com a reivindicação 16, em que a aplicação de potência ao pé (14; 59; 80; 105) inclui a aplicação de uma força inicial através do pé e o aumento subsequente da força aplicada através do pé.
18. 18 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 15 a 17, em que a força aplicada pelo pé (14; 59; 80; 105) é controlada por um passo seleccionado entre: i) a pulsação da potência aplicada ao pé; ou ii) a aplicação de uma pressão constante durante um período escolhido; ou iii) a variação da força aplicada ao terreno pelo pé.
19. 19 - Processo de acordo com a reivindicação 16, no qual o pé (14; 59; 80; 105) de contacto com o terreno está preso ao aríete (12; 58; 79; 103) de um conjunto de aríete (12; 58; 79; 103) e cilindro (10; 67; 75; 95), que define um absorvedor de choque primário, de modo que o pé de contacto com o terreno se desloca em vaivém, quando o aríete se move em vaivém no cilindro (10; 67; 75; 95), sendo o aríete activado pelo fornecimento de impulsos de pressão de fluido ao mesmo.
20. 20 - Processo de acordo com a reivindicação 16 ou com qualquer reivindicação dependente da mesma, que compreende o passo de controlo da amplitude e da frequência do movimento de vaivém na dependência das condições do terreno.
21. 21 - Processo de acordo com as reivindicações 15 a 20, que compreende o passo adicional de confinar uma mina que explode dentro de uma zona de detonação da mina (106).
22. 22 - Processo de acordo com a reivindicação 19 ou com qualquer reivindicação dependente da mesma, que compreende adicionalmente a montagem do conjunto de aríete (12; 58; 79; 103) e cilindro (10; 67; 75; 95) num absorvedor de choque secundário, que absorve parte da energia de choque gerada por uma mina que explode. 84 910 ΕΡ 0 842 388/ΡΤ 5/5
23. 23 - Processo de acordo com a reivindicação 22, que compreende um passo adicional de montagem do conjunto de aríete e cilindro num membro de um braço de manivela montado articuladamente (100) em cujo outro braço é montado um deflector ou câmara de supressão de explosão (106) por meio de um absorvedor terciário de choque (98) e a absorção do choque gerado pela detonação de uma mina grande por meio dos absorvedores de choque primário, secundário e terciário em combinação com a acção de articulação do braço de manivela (100).
24. 24 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 14, em que os meios de controlo são capazes de controlar a aplicação de potência ao pé (14; 59; 80; 105) por meio de um ou mais de: i) a pulsação da potência aplicada ao pé; ou ii) a aplicação de uma pressão constante durante um período escolhido; ou iii) a variação da força aplicada pelo pé ao terreno.
25. 25 - Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14 e 24, no qual o pé tem a forma de grade ou malha, que inclui espigões ou aguilhões de penetração no terreno. Lisboa, -I FEV. 2001 Por J RFRENCH LIMITED