RU2006774C1

RU2006774C1 - Nonexplosive breaking device

Info

Publication number: RU2006774C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Михайлович Корниенко
Original assignee: Владимир Михайлович Корниенко
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1994-01-30

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: device has shell 1 inserted into channel 2 of a destructible material. A working composition in the form of cooling agent 3 is located in the upper part of the shell space. The inner space of the shell is filled with water 8. The material is destructed into separate pieces in the channel due to expansion of the water frozen under the action of the cooling agent with simultaneous expansion of the shell. The device excludes water leakage and prevents ejection of the working composition from the channels drilled or cut for material destruction. The device provides automatic processing of material destruction. EFFECT: improved safety. 6 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для невзрывчатого и экологически чистого разрушения материалов, может быть использовано при ремонте подин печей графитации, замене футеровки печей в цветной металлургии и др. отраслях. The invention relates to equipment for non-explosive and environmentally friendly destruction of materials, can be used in repairing the hearths of graphitization furnaces, replacing the lining of furnaces in non-ferrous metallurgy and other industries.

Известно невзрывчатое разрушающее вещество НРС-1, представляющее собой порошок, полученный из карбонатных пород после отжига, затем измельченных с добавками. Будучи смешанное с водой, вещество затвердевает и увеличивает свой объем. Known non-explosive destructive substance NRS-1, which is a powder obtained from carbonate rocks after annealing, then crushed with additives. Being mixed with water, the substance hardens and increases its volume.

Наиболее близким к изобретению является невзрывчатое разрушающее устройство типа мины Луи Буссенара, включающее оболочку с рабочим составом - известью и водой [1] . Оболочка выполнена из тонкой бумаги или светлой ткани и вставляется в канал разрушаемого угольного пласта или другого материала. Оболочку наполняют при помощи ручного насоса водой. Известь вступает в химическую реакцию, разбухает и разрушает материал. Closest to the invention is an non-explosive destructive device such as a Louis Boussenard mine, including a shell with a working composition - lime and water [1]. The shell is made of thin paper or light fabric and is inserted into the channel of a destructible coal seam or other material. The shell is filled using a hand pump with water. Lime enters into a chemical reaction, swells and destroys the material.

Недостатки известного устройства следующие: вода вследствие нарушения герметичности оболочки при ее разрыве в момент расширения утекает и засоряет материал известью; рабочий состав при реакции с водой выталкивается через открытое отверстие канала. The disadvantages of the known device are as follows: water due to violation of the tightness of the shell when it ruptures at the time of expansion, leaks and clogs the material with lime; the working composition in the reaction with water is pushed through the open hole of the channel.

Изобретение решает задачу исключения утекания воды через поры разрушаемого материала и предотвращения выталкивания рабочего состава из канала через открытое отверстие. The invention solves the problem of eliminating the leakage of water through the pores of the material being destroyed and preventing the expulsion of the working composition from the channel through an open hole.

Это достигается тем, что невзрывчатое разрушающее устройство, включающее оболочку, в которой размещен рабочий состав и вода, отличается тем, что оболочка выполнена с возможностью расширения, а в качестве рабочего состава используют хладагент, который отделен от воды и размещен (локально) в верхней части оболочки. This is achieved by the fact that the non-explosive destructive device, including the shell in which the working composition and water are located, is characterized in that the shell is expandable, and the refrigerant is used as the working composition, which is separated from the water and placed (locally) in the upper part shell.

В изобретении оболочка изготовлена таким образом, что имеет способность расширяться. Это достигается за счет применения растягивающегося эластичного материала, например резины, вставляемой в канал разрушаемого материала. При расширении рабочего состава с водой пространство внутри резиновой оболочки увеличивается, но герметичность не нарушается. In the invention, the shell is made in such a way that it has the ability to expand. This is achieved through the use of stretchable elastic material, for example rubber, inserted into the channel of the material to be destroyed. With the expansion of the working composition with water, the space inside the rubber shell increases, but the tightness is not broken.

Аналогичный эффект может быть получен и конструктивным усовершенствованием - введением складок при применении нерастягивающегося эластичного материала, например полиэтиленовой пленки. В момент расширения рабочего состава с водой складки распрямляются, герметичность оболочки не нарушается. A similar effect can be obtained by constructive improvement - the introduction of folds when using non-stretchable elastic material, such as a plastic film. At the time of expansion of the working composition with water, the folds are straightened, the tightness of the shell is not broken.

В качестве рабочего состава принят хладагент, который может быть получен в нужном количестве. Этот хладагент размещают для замораживания воды в канале по месту, не выходя существенно за пределы канала, т. е. локально в верхней части пространства оболочки. Такое конструктивное решение позволяет в начальный период технологического процесса сформировать ледяную пробку, герметизирующую открытое отверстие канала, так как хладагент в первую очередь замораживает воду вверху канала, затем замораживается сверху-вниз остальной объем воды в канале. Этот отличительный признак предотвращает выталкивание рабочего состава из канала при дальнейшем замерзании средних и нижних слоев воды, которое приводит к разрушению материала за счет расширения замерзающей воды в канале. As a working composition, a refrigerant is adopted, which can be obtained in the right amount. This refrigerant is placed to freeze water in the channel in place, without going substantially beyond the channel, i.e., locally in the upper part of the shell space. Such a constructive solution allows the formation of an ice plug in the initial period of the technological process that seals the open opening of the channel, since the refrigerant first freezes the water at the top of the channel, then the remaining volume of water in the channel is frozen top-down. This distinguishing feature prevents the expulsion of the working composition from the channel during further freezing of the middle and lower layers of water, which leads to the destruction of the material due to the expansion of freezing water in the channel.

На фиг. 1 изображен процесс получения жидкого рабочего состава для устройства; на фиг. 2 - устройство, установленное для разрушения огнеупорной футеровки печи; на фиг. 3 - схема процесса получения твердого рабочего состава для устройства в начальный момент прессования; на фиг. 4 - схема процесса получения твердого рабочего состава при окончании процесса прессования; на фиг. 5 - устройство, установленное для разрушения спекшейся массы "козла" на подине печи графитации обожженных заготовок электродов, план; на фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 5. In FIG. 1 shows a process for producing a liquid working composition for a device; in FIG. 2 - a device installed to destroy the refractory lining of the furnace; in FIG. 3 is a diagram of a process for producing a solid working composition for a device at the initial moment of pressing; in FIG. 4 is a diagram of a process for producing a solid working composition at the end of a pressing process; in FIG. 5 - a device installed to destroy the sintered mass of the "goat" on the bottom of the graphitization furnace of calcined electrode blanks, plan; in FIG. 6 is a section AA in FIG. 5.

Невзрывчатое разрушающее устройство содержит оболочку 1, вставленную в канал 2 разрушаемого материала. В верхнюю часть пространства оболочки включен жидкий рабочий состав 3 в металлической чашке 4, прикрытой крышкой 5, по-возможности теплоизолирующей, или твердый рабочий состав 6, помещенный на желобок 7 из металлической сетки. Внутреннее пространство оболочки наполнено водой 8. Non-explosive destructive device contains a shell 1, inserted into the channel 2 of the destructible material. A liquid working composition 3 is included in the upper part of the shell space 3 in a metal cup 4, covered with a lid 5, which is possibly heat insulating, or a solid working composition 6 placed on a groove 7 from a metal mesh. The inner space of the shell is filled with water 8.

Разрушаемыми материалами являются, например, огнеупорная футеровка 9 обжиговой печи КС-5, спекшаяся масса "козла" (графита) 10 и т. п. Destructible materials are, for example, refractory lining 9 of the KS-5 kiln, sintered mass of a “goat” (graphite) 10, etc.

Для изготовления рабочих составов 3 и 6 устройства применен искусственный снег 11, полученный из жидкого углекислого газа 12, находящегося в баллоне 13 с вентилем 14; при этом использованы бумажный цилиндр 15 длиной 300-400 мм и диаметром 40 мм, двухслойный брезентовый мешок 16 с отверстием 17 для извлечения "снега" 11, завязанным тесьмой 18. For the manufacture of working compositions 3 and 6 of the device, artificial snow 11 was used, obtained from liquid carbon dioxide 12, which is located in a cylinder 13 with a valve 14; in this case, a paper cylinder 15 was used with a length of 300-400 mm and a diameter of 40 mm, a two-layer canvas bag 16 with an opening 17 for removing “snow” 11 tied with a braid 18.

Для изготовления искусственного хладоносителя в виде жидкого рабочего состава 3 применен ацетон 19, находящийся в металлической ванне 20, имеющей тепловую изоляцию 21 из нескольких слоев асботкани на эпоксидной смоле, с теплоизолирующей крышкой 22. For the manufacture of an artificial coolant in the form of a liquid working composition 3, acetone 19 is used, which is located in a metal bath 20 having thermal insulation 21 from several layers of asbotkany on epoxy resin, with a heat-insulating cover 22.

Для изготовления искусственного хладоносителя в виде твердого рабочего состава 6 применено приспособление цилиндрической формы, состоящее из донышка 23, пуансона 24 и матрицы 25 со свободно размещенными параллельно вертикальными ребрами 26 внутри, установленными в пазах донышка 23 (все детали приспособления изготовлены из капролона). For the manufacture of an artificial refrigerant in the form of a solid working composition 6, a cylindrical shape device was used, consisting of a bottom 23, a punch 24 and a matrix 25 with vertical ribs 26 inside freely mounted parallel to each other and installed in the grooves of the bottom 23 (all parts of the device are made of caprolon).

Для обеспечения герметичности оболочки 1 применен растягивающийся эластичный материал, например полиэтиленовая пленка обязательно с преднамеренно сформированными складками 27. To ensure the tightness of the casing 1, a stretchable elastic material is applied, for example, a plastic film with necessarily deliberately formed folds 27.

Подготовка невзрывчатого разрушающего устройства к работе заключается в получении "снега" 11 из жидкого углекислого газа 12 (фиг. 1). Preparation of non-explosive destructive devices for work is to obtain "snow" 11 from liquid carbon dioxide 12 (Fig. 1).

К выводному отверстию наклонно поставленного баллона 13 с находящимся в нем жидким углекислым газом 12 вентилем 14 вниз подвязывают бумажный цилиндр 15, на который надевают брезентовый мешок 16 с завязанным тесьмой 18 отверстием 17 с обратной стороны. Вентиль 14 приоткрывают. При вытекании жидкого углекислого газа 12 в мешок 16 часть его превращается в "снег". A paper cylinder 15 is tied down to the outlet of the obliquely positioned balloon 13 with the liquid carbon dioxide 12 located therein and the valve 14, on which a canvas bag 16 is put on with a hole 17 tied with braid 18 on the back side. The valve 14 is ajar. When liquid carbon dioxide 12 flows into the bag 16, part of it turns into “snow”.

П р и м е р 1. Ванну 20, имеющую тепловую изоляцию 12, наполняют ацетоном 19. Развязывают тесьму 18 и из мешка 16 через отверстие 17 высыпают "снег" 11 в ацетон 19. Ванну 20 закрывают крышкой 22, в ванне охлаждается смесь "снега" с ацетоном, которую принимают за жидкий рабочий состав. Example 1. A bath 20 having thermal insulation 12 is filled with acetone 19. The band 18 is untied and snow is poured from the bag 16 through the hole 17 into acetone 19. The bath 20 is closed with a lid 22, the mixture is cooled in the bath snow "with acetone, which is taken as a liquid working composition.

На подготовленной к выполнению работ верхней площадке футеровки 9 печи просверливают вертикальные цилиндрические каналы 2 (фиг. 2). В каждый канал вставляют оболочку из резины, которую наполняют водой 8. Жидкий рабочий состав 3 (искусственный хладоноситель из охлажденного ацетона 19) наливают в чашку 4, подходящую по размерам для установки локально в верхней части пространства оболочки 1 (канала 2). Чашку 4 накрывают крышкой 5 и устанавливают в верхней части канала 21. Далее процесс разрушения футеровки 9 осуществляется по принципу безлюдной технологии: за счет расширения замерзающей воды 8 в каналах 2 отделенные куски футеровочной массы падают внутрь печи. On the upper platform of the lining 9 of the furnace prepared for work, vertical cylindrical channels 2 are drilled (Fig. 2). A rubber shell is inserted into each channel, which is filled with water 8. The liquid working composition 3 (artificial coolant made from cooled acetone 19) is poured into a cup 4, which is suitable in size for installation locally in the upper part of the shell 1 (channel 2). The cup 4 is covered with a lid 5 and installed in the upper part of the channel 21. Further, the process of destruction of the lining 9 is carried out according to the principle of unmanned technology: by expanding the freezing water 8 in the channels 2, the separated pieces of the lining mass fall into the furnace.

П р и м е р 2. "Снегом" 11 наполняют матрицу 25 с вертикальными ребрами 26 внутри, установленными в пазах донышка (фиг. 3, 4). "Снег" прессуют пуансоном 24, затем приспособление из донышка 23, пуансона 24, матрицы 25 и ребер 26 разбирают, при этом получают полоски твердого рабочего состава 6 из "сухого льда". PRI me R 2. "Snow" 11 fill the matrix 25 with vertical ribs 26 inside, installed in the grooves of the bottom (Fig. 3, 4). "Snow" is pressed with a punch 24, then the device from the bottom 23, the punch 24, the matrix 25 and the ribs 26 are disassembled, and strips of solid working composition 6 are made of "dry ice".

Алмазным диском прорезают вертикальные каналы 2 вглубь спекшейся массы "козла" 10 по направлениям вдоль-поперек (фиг. 5, 6). В каналы 2, преимущественно через один, вставляют целостные оболочки 1 из полиэтиленовой пленки, обязательно с преднамеренно сформированными складками 27. Оболочки 1 наполняют водой 8, в каждую оболочку устанавливают желобок 7 из металлической сетки так, чтобы он находился в воде локально в верхней части пространства оболочки (канала 2). На желобок 7 помещают полоску "сухого льда" твердого рабочего состава 6 (для уменьшения теплоотдачи в атмосферу прикрывают теплоизолирующим материалом). The vertical channels 2 are cut with a diamond disk into the sintered mass of the “goat” 10 in the longitudinal and transverse directions (Figs. 5, 6). Integral shells 1 of a plastic film, necessarily with deliberately formed folds 27, are inserted into channels 2, mainly through one, Shells 1 are filled with water 8, a groove 7 from a metal mesh is installed in each shell so that it is locally in the water in the upper part of the space shell (channel 2). A strip of “dry ice” of solid working composition 6 is placed on the groove 7 (to reduce heat transfer to the atmosphere, they are covered with a heat insulating material).

Далее процесс разрушения спекшейся массы "козла" 10 осуществляется по принципу безлюдной технологии: за счет расширения замерзающей воды 8 в каналах 2 отделенные куски "козла" сдвигаются в сторону не заполненных водой каналов с одновременным распрямлением складок 27 оболочки из полиэтиленовой пленки. Further, the process of destruction of the sintered mass of the “goat” 10 is carried out according to the principle of uninhabited technology: due to the expansion of the freezing water 8 in the channels 2, the separated pieces of the “goat” are shifted towards the channels that are not filled with water while straightening the folds 27 of the plastic film sheath.

Предложенное невзрывчатое разрушающее устройство исключает утекание воды и предотвращает выталкивание рабочего состава из каналов, просверленных или прорезанных для разрушения материала. The proposed non-explosive destructive device eliminates the leakage of water and prevents the expulsion of the working composition from channels drilled or cut to destroy the material.

Устройство является экологически чистым в работе, так как исключает химическую реакцию с выделением ее продуктов в атмосферу. Процесс разрушения материала устройство обеспечивает по безлюдной технологии. (56) Изобретатель и рационализатор. 1984, N 7, с. 8, 9. The device is environmentally friendly in operation, as it eliminates a chemical reaction with the release of its products into the atmosphere. The device provides the process of material destruction by unmanned technology. (56) Inventor and rationalizer. 1984, N 7, p. 8, 9.

Claims

NON-EXPLOSIVE DESTRUCTIVE DEVICE, including a shell in which the working composition and water are located, characterized in that the shell is expandable, and the refrigerant is used as the working composition, which is separated from the water and placed in the upper part of the shell.