RU2457398C1 - Mobile plant for combustion of fragments of solid-propellant rocket engines - Google Patents
Mobile plant for combustion of fragments of solid-propellant rocket engines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2457398C1 RU2457398C1 RU2011101746/03A RU2011101746A RU2457398C1 RU 2457398 C1 RU2457398 C1 RU 2457398C1 RU 2011101746/03 A RU2011101746/03 A RU 2011101746/03A RU 2011101746 A RU2011101746 A RU 2011101746A RU 2457398 C1 RU2457398 C1 RU 2457398C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granular material
- combustion
- combustion chamber
- fragment
- products
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области утилизации военной техники и боеприпасов, а именно к утилизации ракетных двигателей твердого топлива путем экологически безопасного сжигания. Двигатели твердого топлива, применяемые, например, в зенитных ракетных комплексах С-300, имеют длину до 3 м, диаметр до 0,5 м и массу заряда недетонирующего твердого ракетного топлива до 1000 кг. Они являются слишком крупными для сжигания на установках утилизации малогабаритных зарядов [1-2]. Утилизация таких двигателей на стационарных стендах для двигателей крупногабаритных ракет с массами зарядов твердого ракетного топлива до 50 т будет очень дорогой из-за транспортных расходов и низкой степени использования расходных материалов на нерасчетных режимах сжигания.The invention relates to the field of disposal of military equipment and ammunition, namely to the disposal of solid propellant rocket engines through environmentally friendly burning. Solid fuel engines, used, for example, in S-300 anti-aircraft missile systems, have a length of up to 3 m, a diameter of up to 0.5 m and a charge mass of non-detonating solid rocket fuel of up to 1000 kg. They are too large for incineration at small-sized charges utilization plants [1-2]. Utilization of such engines on stationary stands for large missile engines with masses of solid rocket propellant charges up to 50 tons will be very expensive due to transportation costs and low degree of use of consumables in off-design combustion modes.
Поэтому, более конкретно, изобретение относится к массовой утилизации сжиганием ракетных двигателей твердого топлива в полевых условиях с ограниченным обеспечением внешними ресурсами. Такие условия существуют в удаленных от населенных пунктов местах дислокации баз хранения снятых с вооружения зенитных управляемых ракет и других видов ракетной техники. Для расширения размерного диапазона утилизируемых на одной установке ракетных двигателей твердого топлива их разрезают, например гидроабразивным способом, на утилизируемые части или фрагменты примерно одинакового размера.Therefore, more specifically, the invention relates to mass utilization by burning rocket engines of solid fuel in the field with limited provision of external resources. Such conditions exist in places of deployment of bases for storage of retired anti-aircraft guided missiles and other types of rocket technology. To expand the size range of solid propellant rocket engines utilized in one installation, they are cut, for example, by a hydroabrasive method, into utilizable parts or fragments of approximately the same size.
К мобильным установкам утилизации сжиганием, кроме общих требований по безопасности и экологической чистоте выбросов, предъявляется ряд специфических требований, а именно: 1) возможность транспортировки в габаритах стандартных транспортных контейнеров для перевозки автомобильным, железнодорожным или водным транспортом; 2) минимальное время для оборудования площадки утилизации и развертывания установки в полевых условиях; 3) минимальное количество дополнительных ресурсов в виде электроэнергии, воды, сжатого воздуха и нейтрализующих агентов для обеспечения работы установки.In addition to the general requirements for safety and environmental cleanliness of emissions, a number of specific requirements are imposed on mobile waste disposal plants by burning, in particular: 1) the ability to transport standard transport containers in dimensions for transportation by road, rail or water; 2) the minimum time for the equipment of the disposal site and deployment of the installation in the field; 3) the minimum amount of additional resources in the form of electricity, water, compressed air and neutralizing agents to ensure the operation of the installation.
Известен ряд мобильных установок для сжигания отходов энергетических материалов, например твердых ракетных топлив и взрывчатых веществ.A number of mobile plants for the burning of waste energy materials, such as solid rocket fuels and explosives, are known.
Мобильный инсинератор, пригодный для сжигания взрывчатых материалов, имеет бронированные стенки, способные выдержать внутренний взрыв, первую камеру сгорания, внутри которой имеет место первичное сжигание материала, подлежащего инсинерации, вторую камеру сгорания для дожигания продуктов сгорания из первой камеры сгорания и полуприцеп с тягачом для транспортировки. Бронированные стенки могут быть выполнены из стальных пластин, усиленных полыми стальными балками. Мобильный инсинератор имеет каналы для прохода воздуха, выхлопных газов в камеры и из камер, вентилятор для создания вытяжки, систему подачи горючего и воспламенения его внутри камер, устройства сброса избыточного давления, загрузочную тележку на телескопических рельсах, на которой материал, подлежащий инсинерации, подают в открытую облицованную теплостойкой изоляцией первую камеру сгорания; внешний кожух из алюминиевых листов и систему управления, приводимую в действие от электрогенератора. Полуприцеп предпочтительно оборудован гидравлическими тормозами, успокоителем качки и горизонтирующим устройством [3].A mobile incinerator suitable for burning explosive materials has armored walls capable of withstanding an internal explosion, a first combustion chamber, inside which there is primary combustion of the material to be incinerated, a second combustion chamber for burning off the combustion products from the first combustion chamber and a semi-trailer with a tractor for transportation . Armored walls can be made of steel plates reinforced with hollow steel beams. The mobile incinerator has channels for the passage of air, exhaust gases into and out of the chambers, a fan for creating an exhaust, a fuel supply and ignition system inside the chambers, an overpressure relief device, a loading trolley on telescopic rails, on which the material to be incinerated is fed into open first lined combustion chamber lined with heat-resistant insulation; an external casing of aluminum sheets and a control system driven by an electric generator. The semi-trailer is preferably equipped with hydraulic brakes, pitch stabilizer and leveling device [3].
Этот взрывозащищенный мобильный инсинератор для опасных веществ на базе полуприцепа отвечает ряду требований по компоновке и полноте выполняемых операций от собственно сжигания до очистки продуктов сгорания. Недостатками являются низкая производительность, ручные операции по загрузке отходов и выгрузке остатков горения и отсутствие очистки от агрессивных компонентов продуктов сгорания, например хлорида водорода.This explosion-proof mobile incinerator for hazardous substances based on a semi-trailer meets a number of requirements for the layout and completeness of the operations from the actual combustion to the cleaning of combustion products. The disadvantages are low productivity, manual operations for loading waste and unloading combustion residues and the lack of purification from aggressive components of combustion products, such as hydrogen chloride.
В мобильной установке для утилизации зарядов твердого ракетного топлива, размещаемой в объемах трех железнодорожных цистерн, горизонтально расположенный заряд сжигается в корпусе РДТТ, и продукты сгорания после прохождения через охлаждающие теплоаккумулирующие устройства собираются в накопителе. В накопителе продукты сгорания нейтрализуются рассеиванием порошковых нейтрализаторов по газовому объему. После этого газы постепенно пропускаются через блок очистки и блок дожигания СО [4]. В этой конструкции учтена вероятность отсутствия воды в полевых условиях развертывания.In a mobile installation for the disposal of solid rocket propellant charges placed in the volumes of three railway tanks, a horizontally located charge is burned in the solid propellant rocket engine body, and combustion products are collected in a storage ring after passing through cooling heat storage devices. In the accumulator, the combustion products are neutralized by dispersing the powder neutralizers in the gas volume. After this, the gases are gradually passed through the purification unit and the CO afterburning unit [4]. This design takes into account the probability of lack of water in the field deployment environment.
Применение накопителя ограничивает возможности установки по сжиганию утилизируемых частей увеличенной массы и с увеличенным образованием продуктов сгорания. Охлаждающие устройства с теплоаккумулирующим материалом без его удаления после сжигания сильно снижают производительность установки.The use of the storage device limits the installation's ability to burn utilized parts of increased mass and with increased formation of combustion products. Cooling devices with heat-accumulating material without removing it after burning greatly reduce the performance of the installation.
Наиболее близким по технической сущности, достигаемому результату и принятым за прототип является установка сжигания фрагментов энергетических материалов [5]. Установка содержит шахтную камеру сжигания с слоем нагретого зернистого материала в нижней ее части и загрузочным устройством в верхней ее части, обеспечивающим направленный сброс фрагмента на слой. Верхняя часть снабжена газоотводом к аппарату очистки продуктов сжигания. Слой нагретого зернистого материала служит для приема центрированного по поверхности загружаемого фрагмента энергетического материала, содержащего негорючие структурные детали, поджига сгорающего составляющего фрагмента и улавливания негорючих структурных деталей. Под шахтной камерой сгорания с донным люком установлен сепаратор отделения негорючих структурных деталей от зернистого материала. Зернистый материал с помощью элеватора направляется в верхнюю часть шахтной камеры сжигания.The closest in technical essence, the achieved result and adopted as a prototype is a unit for burning fragments of energy materials [5]. The installation comprises a shaft combustion chamber with a layer of heated granular material in its lower part and a loading device in its upper part, providing directed discharge of the fragment onto the layer. The upper part is equipped with a gas outlet to the apparatus for cleaning combustion products. A layer of heated granular material is used to receive a surface-centered loading fragment of energetic material containing non-combustible structural parts, igniting a burning component fragment and trapping non-combustible structural parts. Under the shaft combustion chamber with a bottom hatch, a separator for separating non-combustible structural parts from granular material is installed. The granular material is sent via an elevator to the upper part of the shaft combustion chamber.
Недостатком известной установки является длительный и с большими разбросами по времени воспламенения поджиг крупного фрагмента от нагретого зернистого слоя путем контактной теплопередачи. Шахтная камера сжигания выполнена в усиленном бронезащищенном варианте, чего не требуется для сжигания недетонационноспособных твердых топлив. При круговом поперечном сечении рабочий объем камеры сжигания меньше, чем при прямоугольном поперечном сечении при тех же габаритах для транспортирования. Раздельное расположение агрегатов установки усложняет транспортирование, развертывание и обслуживание установки.A disadvantage of the known installation is long and with large variations in ignition time, the ignition of a large fragment from a heated granular layer by contact heat transfer. The mine combustion chamber is made in a reinforced armored version, which is not required for burning non-detonating solid fuels. With a circular cross section, the working volume of the combustion chamber is less than with a rectangular cross section with the same dimensions for transportation. Separate arrangement of plant aggregates complicates the transportation, deployment and maintenance of the installation.
Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является конструкция мобильной установки безопасной и экологически чистой утилизации сжиганием фрагментов ракетных двигателей твердого топлива в условиях автономной работы в полевых условиях с быстрой подготовкой к запуску в эксплуатацию, повышенной транспортабельностью, пониженным нагревом конструкции и увеличенной производительностью, не требующая сложного монтажа на рабочей площадке.The technical problem solved by the present invention is the design of a mobile installation for safe and environmentally friendly disposal by burning fragments of rocket engines of solid fuel in the field of autonomous operation in the field with quick preparation for commissioning, increased portability, reduced heating of the structure and increased productivity, which does not require complex installation on the site.
Решение поставленной технической задачи заключается в том, что в мобильной установке утилизации сжиганием фрагментов ракетных двигателей твердого топлива в полевых условиях, содержащей шахтную камеру сжигания с загрузочным устройством центрирования фрагмента на поверхности слоя зернистого материала в нижней части камеры сжигания, с донным люком удаления зернистого материала совместно с негорючими остатками фрагмента и с сепаратором разделения зернистого материала и негорючих остатков фрагмента и аппарат очистки продуктов сгорания, подсоединенный к верхней части камеры сжигания, аппарат очистки продуктов сгорания и шахтная камера сжигания, нижняя часть которой несет рыхлый слой зернистого материала, выполнены с прямоугольными поперечными сечениями и размещены в едином несущем удлиненном коробе прямоугольного поперечного сечения, устанавливаемом вертикально из транспортного горизонтального положения на автопоезде, снабженном силовыми гидравлическими приводами, в несущем удлиненном коробе корзина с активным зернистым материалом аппарата очистки продуктов сгорания в псевдоожиженном слое разделяет полости расположенной внизу камеры сжигания и над ней аппарата очистки продуктов сгорания, аппарат очистки продуктов сгорания на выходе снабжен сепарирующим отбойником и выхлопной трубой для очищенного газа, щелевые каналы, образованные стенками единого несущего короба и корзиной, пропускают в камеру сжигания отработавший и возвращенный отбойником в аппарат очистки зернистый материал для последующего удаления через донный люк камеры сжигания. Сжигаемые фрагменты получены разрезанием ракетного двигателя твердого топлива. Загрузочное устройство содержит поворотную платформу с ложементом для утилизируемой части двигателя у закрываемого заслонкой бокового люка загрузки с дистанционным управлением гидравлическими силовыми приводами поворота платформы и перемещения заслонки. Донный люк камеры сжигания выполнен двухстворчатым с дистанционным управлением гидравлическими силовыми приводами открытия и закрытия створок. Зернистым материалом охлаждения газов и тепловой защиты стенок является речной песок. Активный зернистый материал содержит реагенты нейтрализации агрессивных компонентов продуктов сгорания и окислительные агенты для дожигания продуктов неполного сгорания.The solution of the technical problem lies in the fact that in a mobile installation for the utilization of fragments of solid propellant rocket engines by burning in the field, containing a shaft combustion chamber with a loading device for centering the fragment on the surface of the layer of granular material in the lower part of the combustion chamber, together with the bottom hatch for removing granular material with non-combustible residues of the fragment and with a separator for separating granular material and non-combustible residues of the fragment and apparatus for cleaning combustion products connected to the upper part of the combustion chamber, the apparatus for cleaning the products of combustion and the shaft chamber of combustion, the lower part of which carries a loose layer of granular material, made with rectangular cross sections and placed in a single supporting elongated box of rectangular cross section, mounted vertically from the transport horizontal position on a road train equipped with power hydraulic drives, in a supporting elongated basket, a basket with active granular material from the product cleaning apparatus Gorania in the fluidized bed separates the cavities of the combustion chamber purification apparatus located below and above the combustion product purification apparatus, the combustion product purification apparatus at the outlet is equipped with a separating chipper and an exhaust pipe for purified gas, slotted channels formed by the walls of a single carrier box and a basket let spent spent fuel into the combustion chamber and granular material returned by the chipper to the cleaning apparatus for subsequent removal through the bottom hatch of the combustion chamber. Burned fragments are obtained by cutting a rocket engine of solid fuel. The loading device contains a rotary platform with a lodgement for the utilized part of the engine at the side of the loading door, which is closed by the shutter, with remote control of hydraulic power drives for turning the platform and moving the shutter. The bottom hatch of the combustion chamber is double-wing with remote control of hydraulic power drives for opening and closing the valves. The granular material for gas cooling and thermal wall protection is river sand. The active granular material contains neutralizing agents for aggressive components of combustion products and oxidizing agents for afterburning products of incomplete combustion.
Окислительными и нейтрализующими агентами являются перекисные соединения щелочных и щелочноземельных металлов. Щелевые каналы, образованные стенками единого несущего короба и корзиной, снабжены газодинамическими затворами одностороннего действия, исключающими перетекание газов из камеры сжигания в аппарат очистки продуктов сгорания.Oxidizing and neutralizing agents are peroxides of alkali and alkaline earth metals. Slotted channels formed by the walls of a single carrier duct and a basket are equipped with gas-dynamic shutters of one-way action, which exclude the flow of gases from the combustion chamber to the apparatus for cleaning combustion products.
Предназначенное для утилизации ракетное твердое топливо не детонирует и поэтому нет необходимости в усиленном бронировании камеры сжигания.Solid propellant intended for disposal does not detonate and therefore there is no need for enhanced armoring of the combustion chamber.
Сравнительный анализ существенных признаков прототипа и предлагаемого способа показывает, что отличительными признаками предложения являются те, в соответствии с которыми:A comparative analysis of the essential features of the prototype and the proposed method shows that the distinguishing features of the proposal are those in accordance with which:
- аппарат очистки продуктов сгорания и шахтная камера сжигания, нижняя часть которой несет рыхлый слой зернистого материала, выполнены с прямоугольными поперечными сечениями и размещены в едином несущем удлиненном коробе прямоугольного поперечного сечения;- the apparatus for cleaning combustion products and the shaft combustion chamber, the lower part of which carries a loose layer of granular material, is made with rectangular cross sections and placed in a single supporting elongated box of rectangular cross section;
- при транспортировке на автопоезде единый несущий удлиненный короб мобильной установки находится в горизонтальном положении и переводится в вертикальное рабочее положение с помощью силовых гидравлических приводов автопоезда,- when transporting on a road train, a single bearing elongated box of a mobile installation is in a horizontal position and is translated into a vertical working position using hydraulic power drives of the road train,
- в несущем удлиненном коробе корзина с активным зернистым материалом аппарата очистки продуктов сгорания в псевдоожиженном слое разделяет полости расположенной внизу камеры сжигания и над ней аппарата очистки продуктов сгорания;- in the elongated carrier box, the basket with the active granular material of the apparatus for cleaning the products of combustion in a fluidized bed separates the cavities of the apparatus for cleaning the products of combustion located below the combustion chamber;
- щелевые каналы, образованные стенками единого несущего короба и корзиной, пропускают в камеру сжигания отработавший и возвращенный отбойником в аппарат очистки зернистый материал для последующего удаления через донный люк камеры сжигания.- slotted channels formed by the walls of a single carrier box and a basket pass granular material that has been spent and returned by the chipper to the cleaning chamber for subsequent removal through the bottom hatch of the combustion chamber into the combustion chamber.
Сущность настоящего предложения будет более понятна из рассмотрения чертежей, гдеThe essence of this proposal will be more clear from a consideration of the drawings, where
фиг.1 представляет схемы: а) транспортного положения мобильной установки на автопоезде и б) рабочего положения мобильной установки с закреплением на площадке анкерными болтами и вантовыми растяжками;figure 1 represents the scheme: a) the transport position of the mobile installation on a road train and b) the working position of the mobile installation with fixing on the site with anchor bolts and cable-stayed braces;
фиг.2. показывает расположение основных узлов мобильной установки в едином несущем удлиненном коробе, рассчитанной на расход продуктов сгорания 2 кг/с;figure 2. shows the location of the main nodes of the mobile installation in a single long carrier box, designed for the consumption of combustion products of 2 kg / s;
фиг.3 изображает схему варианта затвора удержания активного зернистого материала от преждевременного просыпания в камеру сжигания;figure 3 depicts a diagram of a variant of the shutter retention of the active granular material from premature spilling into the combustion chamber;
фиг.4 изображает схему еще одного варианта удержания активного зернистого материала от преждевременного просыпания в камеру сжигания и следующего описания исполнения изобретения.figure 4 depicts a diagram of another embodiment of the retention of the active granular material from premature spilling into the combustion chamber and the following description of the execution of the invention.
Как показано на фиг.1, мобильная установка состоит из автопоезда в виде седельного тягача 1 с полуприцепом 2, позволяющего перевозить грузы в габаритах морского транспортного контейнера (12,19×2,44×2,59 м), и собственно установки утилизации сжиганием в объеме удлиненного короба 3, транспортируемого в горизонтальном положении. Седельный тягач 1 дополнительно оснащен гидравлической силовой установкой для приведения в действие агрегатов мобильной установки и электрогенератором (не показаны) для обеспечения работы системы управления и контроля мобильной установкой. На подготовленной площадке в вертикальное рабочее положение удлиненный короб 3 переводится с помощью гидравлических силовых приводов.As shown in figure 1, the mobile installation consists of a road train in the form of a
Полуприцеп 2 снабжен типовыми устройствами для перегрузки, установки в вертикальное положение удлиненного короба установки и посадки его на анкерные болты подготовленной рабочей площадки (не показаны). В полуприцепе также транспортируются пульт дистанционного управления, подъемник фрагментов, элеваторы загрузки зернистого материала в камеру сжигания, активного зернистого материала в корзину аппарата очистки продуктов сгорания и выгрузки отработанного зернистого материала из накопителя в контейнер, нагнетатель воздуха дожигания и разрыхления зернистого материала (не показаны).The
Схема расположения основных агрегатов предлагаемой мобильной установки в удлиненном стальном коробе 3 прямоугольного поперечного сечения, например 2×1,5 м с основной высотой 12 м, показана на фиг.2 Короб 3 выполнен из листовой стали толщиной 5 мм с усилением жесткости с помощью внешней обвязки уголковыми профилями. Масса конструкции установки в этом случае будет около 3500 кг. Проточный тракт единого удлиненного короба разделен на камеру сжигания 4 и аппарат обработки продуктов сгорания 5. Камера сжигания 4 оснащена люком загрузки с поворотной платформой 6 и ложементом 7 для фрагмента 8. При сжигании фрагмента люк 6 закрыт заслонкой 9. Донная часть камеры сжигания покрыта слоем 10 зернистого материала, который удерживается двухстворчатым люком 11. Камера сжигания 6 имеет одну съемную панель (не показана) на длинной стороне для осмотра и обслуживания. Панель является также клапаном аварийного сброса давления из камеры сжигания. По периферии донной части камеры сжигания выполнены отверстия подачи воздуха разрыхления (не показаны)The layout of the main units of the proposed mobile installation in an elongated steel box 3 of rectangular cross-section, for example 2 × 1.5 m with a main height of 12 m, is shown in FIG. 2 Box 3 is made of sheet steel 5 mm thick with reinforcing stiffness using external strapping corner profiles. The mass of the installation in this case will be about 3500 kg. The flow path of a single elongated duct is divided into a combustion chamber 4 and an apparatus for processing combustion products 5. The combustion chamber 4 is equipped with a loading hatch with a rotary platform 6 and a lodgement 7 for fragment 8. When burning a fragment, the hatch 6 is closed by a shutter 9. The bottom of the combustion chamber is covered with a layer 10 granular material, which is held by a double-leaf hatch 11. The combustion chamber 6 has one removable panel (not shown) on the long side for inspection and maintenance. The panel is also an emergency pressure relief valve from the combustion chamber. On the periphery of the bottom of the combustion chamber, loosening air supply openings (not shown) are made
Ниже двухстворчатого люка 11 размещаются наклонная решетка 12 для отделения оболочки выгоревшего фрагмента 8 от зернистого материала и выкатывания ее из установки на поддон 13 и накопитель 14 для отработавшего зернистого материала, снабженный транспортером (не показан) отгрузки зернистого материала в транспортный контейнер (не показан).Below the two-wing hatch 11, an inclined grating 12 is placed for separating the shell of the burnt fragment 8 from the granular material and rolling it out of the installation onto the pallet 13 and the spent grain storage tank 14, equipped with a conveyor (not shown) for shipping the granular material to a transport container (not shown).
Открытый проточный тракт установки из полостей камеры сжигания 4 и аппарата очистки продуктов сгорания 5 занимает высоту около 9 м. Она может быть увеличена за счет выдвижения телескопического удлинителя 15 с сепарирующим отбойником 16. Сепарирующий отбойник 16 и двухходовая выхлопная труба 17 в виде выходов двух внутренних патрубков 18 смонтированы вблизи верхнего торца телескопического удлинителя 15. Сепарирующий отбойник имеет корытообразную форму и полностью перекрывает проходное сечение телескопического удлинителя. Два внутренних патрубка 18, закрепленных на коротких сторонах короба удлинителя ниже сепарирующего отбойника, предназначены для вывода газа из фонтанирующего потока в центральной части прямоугольной полости аппарата очистки газов, где концентрация частиц твердой фазы минимальна (Pallares D., Johnsson F., Modeling Fuel Mixing in a Fluidized Bed Combustor // The 12-th International Conference on Fluidization-New Horizons in Fluidization Engineering, 2007, Article 117, рис.2). Поток твердых частиц отражается отбойником и стекает вдоль стенок короба, обтекая внутренние патрубки.The open flow path of the installation from the cavities of the combustion chamber 4 and the purification apparatus of the combustion products 5 occupies a height of about 9 m. It can be increased by extending the telescopic extension 15 with a separating chipper 16. The separating chipper 16 and the two-way exhaust pipe 17 in the form of exits of two internal pipes 18 are mounted near the upper end of the telescopic extension 15. The separating chipper has a trough-like shape and completely covers the passage section of the telescopic extension. Two internal nozzles 18, mounted on the short sides of the extension box below the separating chipper, are designed to discharge gas from the flowing stream in the central part of the rectangular cavity of the gas purifier, where the concentration of solid particles is minimal (Pallares D., Johnsson F., Modeling Fuel Mixing in a Fluidized Bed Combustor // The 12th International Conference on Fluidization-New Horizons in Fluidization Engineering, 2007, Article 117, Figure 2). The flow of solid particles is reflected by the chipper and flows down along the walls of the box, flowing around the internal nozzles.
Корзина 19 аппарата очистки газов на центральном донном входе с патрубком 20 для продуктов сгорания снабжена затвором, удерживающим активный зернистый материал 21 от преждевременного просыпания в камеру сжигания 4 до начала поступления продуктов сгорания в корзину. Варианты исполнения затвора включают: установку среза патрубка донного входа 20 под корзиной 9 с зазором по отношению к краям чашки 22 в виде обратного конуса, как показано на фиг.2; закрытие среза патрубка донного входа 20 одноразовой сгорающей мембраной 23, как показано на фиг.3; установку патрубка донного входа в слое активного зернистого материала в корзине как колпачкового питателя 24 по схеме фиг.4. Боковые стенки корзины и стенки удлиненного короба образуют щелевые каналы 26 с газодинамическими затворами (не показаны). Аппарат обработки продуктов сгорания имеет люк загрузки активного зернистого материала в корзину (не показан), а также систему подачи сжижающего газа и воздуха дожигания на дне корзины в виде двух параллельных труб с колпачковыми питателями по длине (не показана).The basket 19 of the gas purification apparatus at the central bottom inlet with a
Перед началом работы и закрытом положении заслонки 9 люка с платформой 6 фрагмент снаряда 8 с помощью внешнего погрузчика (не показан) помещают на ложемент 7, после открытия заслонки 9 и развороте платформы 6 на угол сброса фрагмент снаряда 8 выкатывается из ложемента 7 и скатывается на песчаный слой 10 камеры сжигания 4 с наклоном поверхности к оси камеры, занимая определенное положение по отношению к стенками камеры сжигания. Двухсторонний наклонный песчаный слой 10 в камере создают с помощью двухстворчатого люка 11 выгрузки зернистого материала, останавливая истечение зернистого материала при наличии еще достаточного его уровня в камере. В камеру сжигания 4 на уровне фрагмента 8 через окно с задвижкой вводят форсированный сжатым воздухом факел пламени газовой горелки (не показана). Воспламенение газа осуществляют дистанционно электрической искрой. После воспламенения фрагмента окно закрывают задвижкой, клапан газа закрывают, задвижку обдувают воздухом. Одновременно осуществляют разрыхление слоя сжатым воздухом, подаваемым через периферийные отверстия донной части камеры сжигания (не показаны).Before starting work and the closed position of the shutter 9 of the hatch with the platform 6, a fragment of the projectile 8 is placed on the lodgement 7 using an external loader (not shown), after opening the shutter 9 and the platform 6 is turned to the dump angle, the fragment of the projectile 8 is rolled out of the cradle 7 and rolled onto the sand layer 10 of the combustion chamber 4 with a slope of the surface to the axis of the chamber, occupying a certain position with respect to the walls of the combustion chamber. A two-sided inclined sand layer 10 in the chamber is created using a double-leaf hatch 11 for unloading granular material, stopping the outflow of granular material if there is still a sufficient level in the chamber. A flame torch of a gas burner (not shown), forced by compressed air, is introduced into the combustion chamber 4 at the level of fragment 8 through a window with a valve. Ignition of the gas is carried out remotely by an electric spark. After igniting the fragment, the window is closed with a valve, the gas valve is closed, the valve is blown with air. At the same time, the layer is loosened with compressed air supplied through the peripheral openings of the bottom of the combustion chamber (not shown).
Под действием внутрикамерного давления горячих газов происходит срабатывание затвора на открытие патрубка 20 центрального донного входа корзины 19 аппарата очистки продуктов сгорания 5, который пропускает продукты сгорания в слой активного зернистого материала. Газодинамические затворы в щелевых каналах 26 препятствуют проходу продуктов сгорания в аппарат очистки продуктов сгорания по щелевым каналам. Происходит псевдоожижение слоя активного зернистого материала 22 в корзине 19 и образование фонтана взвешенных частиц над корзиной. Большая поверхность взаимодействия частиц активного зернистого материала с продуктами сгорания в псевдоожиженном слое и в надслойном пространстве обеспечивает нейтрализацию и дожигание продуктов сгорания. Система подачи ожижающего газа дополнительно используется для дожигания продуктов неполного сгорания, разравнивания слоя активного зернистого материала по сечению после загрузки и, в случае необходимости, для снижения перепада давления между камерой сжигания и реактором обработки продуктов сгорания.Under the action of the in-chamber pressure of the hot gases, the shutter fires to open the
Очищенные продукты сгорания отбираются из потока внутренней циркуляции зернистого материала с помощью двух внутренних патрубков 18 двухходовой выхлопной трубы 17. В набегающем на сепарирующий отбойник 16 потоке происходит отражение зернистого материала и торможение газа. Корытообразный профиль отбойника 16 направляет зернистый материал по стенкам короба в форме нисходящего течения, которое выходит из аппарата очистки продуктов сгорания 5 по щелевым каналам 26 в камеру сжигания 4, где накапливается в слое 10. Во время нисходящего течения в тонком слое по стенкам удлиненного короба зернистый материал продолжает взаимодействовать с продуктами сгорания, осуществляя их охлаждение, дожигание и нейтрализацию.The cleaned combustion products are taken from the internal circulation flow of the granular material with the help of two internal pipes 18 of the two-way exhaust pipe 17. The flow of granular material is reflected and the gas is decelerated in the flow running on the separating bump 16. The trough-like profile of the chipper 16 directs the granular material along the walls of the duct in the form of a downward flow, which leaves the apparatus for cleaning the combustion products 5 through slotted
После сгорания фрагмента 8 дистанционно открывают двухстворчатый люк 11. Зернистый материал вместе с остатками фрагмента в виде оболочки высыпается на решетку сепаратора 12. Оболочка скатывается на поддон 13, а зернистый материал просыпается через решетку в накопитель 14. Далее зернистый материал перегружают в транспортный контейнер (не показан). Изъятие из установки горячего зернистого материала позволяет снизить нагрев конструкции и сократить время подготовки к сжиганию следующего фрагмента. Горячий зернистый материал при массовых сжиганиях может быть использован для обогрева бытовых объектов, горячего водоснабжения и т.п.After burning the fragment 8, the double-leaf hatch is opened remotely 11. The granular material, together with the remains of the fragment in the form of a shell, is poured onto the grate of the separator 12. The shell rolls onto the pallet 13, and the granular material wakes up through the grate to the drive 14. Next, the granular material is loaded into a transport container (not shown). Removing from the installation of hot granular material can reduce the heating of the structure and shorten the preparation time for burning the next fragment. Hot granular material during mass combustion can be used to heat household objects, hot water, etc.
Камера сжигания с выбранными размерами позволяет разместить в ней на рыхлом песчаном слое фрагмент снаряда длиной до 50 см. При наружном диаметре фрагмента 50 см и диаметре канала 10 см фрагмент будет иметь массу твердого топлива около 165 кг. Время горения определяется толщиной свода 20 см и будет равным 100 с при скорости горения в атмосферных условиях 0,2 см/с. Максимальное газовыделение в начальный момент будет составлять 1,868 кг/с и далее будет снижаться к концу времени горения до 0,55 кг/с. Фрагмент двигателя с диаметром канала 20 см и массой твердого топлива 144 кг обеспечит начальный расход 2,272 кг/с при времени горения 75 с. К концу горения расход снизится до 1,1 кг/с.The combustion chamber with the selected dimensions makes it possible to place a fragment of a projectile up to 50 cm long on it on a loose sand layer. With an outer diameter of the fragment of 50 cm and a channel diameter of 10 cm, the fragment will have a mass of solid fuel of about 165 kg. The burning time is determined by the thickness of the arch 20 cm and will be equal to 100 s at a burning rate in atmospheric conditions of 0.2 cm / s. The maximum gas evolution at the initial moment will be 1.868 kg / s and will further decrease by the end of the burning time to 0.55 kg / s. A fragment of the engine with a channel diameter of 20 cm and a solid fuel mass of 144 kg will provide an initial flow rate of 2.272 kg / s with a burning time of 75 s. By the end of combustion, the flow rate will decrease to 1.1 kg / s.
При расчетной нагрузке по скорости газовыделения горящих фрагментов 2 кг/с средняя скорость движения горячих газов в камере сжигания 4 будет около 3,3 м/с. В аппарате обработки продуктов сгорания 5 скорость газов снизится до 2,5 м/с вследствие охлаждения, так что время пребывания в этой камере будет более 1 с и достаточным для взаимодействия газов с активным зернистым материалом.When the calculated load on the rate of gas evolution of burning fragments is 2 kg / s, the average speed of movement of hot gases in the combustion chamber 4 will be about 3.3 m / s. In the apparatus for processing combustion products 5, the gas velocity will decrease to 2.5 m / s due to cooling, so that the residence time in this chamber will be more than 1 s and sufficient for the interaction of gases with the active granular material.
При выбранной расчетной нагрузке утилизируемый двигатель должен быть разрезан на цилиндрические фрагменты длиной до 50 см с двумя открытыми торцами.At the selected rated load, the engine to be utilized should be cut into cylindrical fragments up to 50 cm long with two open ends.
В качестве зернистого материала охлаждения газов и тепловой защиты стенок принят речной песок с расходом до 10 кг/кг топлива. При идеальном теплообмене температура газа снизится от 1600°С до примерно 300°С. Если время сжигания будет составлять 100 с, то запас песка или иного зернистого материала составит 2000 кг или 0,8 м, а высота расходуемой части слоя в аппарате обработки продуктов будет равна 0,27 м. Активный зернистый материал содержит реагенты нейтрализации агрессивных компонентов продуктов сгорания и окислительные агенты для дожигания продуктов неполного сгорания. Нейтрализующими реагентами являются известь и продукты на ее основе. Окислительными агентами могут быть дополнительно подаваемый в слой воздух, оксиды переходных металлов типа оксида железа и меди. Перекисные соединения щелочных и щелочноземельных металлов являются одновременно нейтрализующими и окислительными агентами.River sand with a flow rate of up to 10 kg / kg of fuel has been adopted as a granular material for gas cooling and thermal wall protection. With perfect heat transfer, the gas temperature will drop from 1600 ° C to about 300 ° C. If the burning time is 100 s, the supply of sand or other granular material will be 2000 kg or 0.8 m, and the height of the consumed part of the layer in the product processing apparatus will be 0.27 m. The active granular material contains neutralizing agents for aggressive components of the combustion products and oxidizing agents for afterburning products of incomplete combustion. Neutralizing agents are lime and products based on it. Oxidizing agents can be additionally supplied to the layer air, oxides of transition metals such as iron oxide and copper. Peroxides of alkali and alkaline earth metals are both neutralizing and oxidizing agents.
Для дополнительной защиты стенок короба от прямого воздействия пламени из канала фрагмента пригодна местная теплоизоляция в виде навесных плиток из стойкого к тепловым ударам материала.For additional protection of the walls of the box from direct exposure to flame from the fragment channel, local thermal insulation in the form of hinged tiles made of material resistant to thermal shock is suitable.
Поворот платформы загрузки фрагментов, перемещение заслонки и задвижки, открытие-закрытие двухстворчатого люка, работа погрузчиков и элеваторов осуществляются гидравлическими приводами с источником гидравлической энергии на тягаче автопоезда.The rotation of the loading platform for fragments, the movement of the shutter and the gate valve, the opening and closing of the double-wing hatch, the work of loaders and elevators are carried out by hydraulic drives with a source of hydraulic energy on a tractor unit.
Рыхлый слой зернистого материала обеспечивает небольшое заглубление утилизируемой части двигателя внутрь слоя и торможение перемещений утилизируемой части по слою. Взаимодействие газовых струй с зернистым материалом приводит к охлаждению газов, улавливанию конденсированных частиц продуктов сгорания и снижению тепловой нагрузки на стенки короба. Удаленный через донный люк зернистый материал после охлаждения на воздухе, очистки от растворимых и отделяемых примесей и сушки пригоден для повторного использования.The loose layer of granular material provides a slight deepening of the utilized part of the engine inside the layer and brakes the movements of the utilized part along the layer. The interaction of gas jets with granular material leads to the cooling of gases, trapping of condensed particles of combustion products and reducing heat load on the walls of the duct. The granular material removed through the bottom hatch after cooling in air, purification from soluble and separable impurities and drying is suitable for reuse.
Вертикальный единый удлиненный короб позволяет компактно разместить основные блоки мобильной установки и организовать выброс продуктов сгорания на высоте более 12 м, что существенно выше обычных построек в сельских населенных пунктах, и обеспечить рассеяние продуктов сгорания.A vertical single elongated box allows you to compactly place the main units of a mobile installation and organize the emission of combustion products at an altitude of more than 12 m, which is significantly higher than conventional buildings in rural settlements, and ensure the dispersion of combustion products.
Источники информацииInformation sources
1. RU 2267025, 2005 (Бурдюгов С.И., и др.).1. RU 2267025, 2005 (Burdyugov S.I., et al.).
2. RU 2247253, 2004 (Саков Ю.Л, Бурдюгов С.И. и др.).2. RU 2247253, 2004 (Sakov Yu.L., Burdyugov S.I. et al.).
3. US 5727481. Voorhees R.P., Voorhees J.E., Portable Armored Incinerator for Dangerous Substances, 1998.3. US 5727481. Voorhees R.P., Voorhees J.E., Portable Armored Incinerator for Dangerous Substances, 1998.
4 RU 2087804. Пак З.П., Бритарев В.В., Курилович В.Г., Артюхов А.П. и др. Установка для утилизации зарядов твердого ракетного топлива, 1997.4 RU 2087804. Pak Z.P., Britarev V.V., Kurilovich V.G., Artyukhov A.P. et al. Installation for the utilization of solid rocket fuel charges, 1997.
5. US 5582119. Barkdoll M.P. Treatment of Explosive Waste // International Technology Corporation. 1996.5. US 5582119. Barkdoll M.P. Treatment of Explosive Waste // International Technology Corporation. 1996.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011101746/03A RU2457398C1 (en) | 2011-01-19 | 2011-01-19 | Mobile plant for combustion of fragments of solid-propellant rocket engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011101746/03A RU2457398C1 (en) | 2011-01-19 | 2011-01-19 | Mobile plant for combustion of fragments of solid-propellant rocket engines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2457398C1 true RU2457398C1 (en) | 2012-07-27 |
Family
ID=46850761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011101746/03A RU2457398C1 (en) | 2011-01-19 | 2011-01-19 | Mobile plant for combustion of fragments of solid-propellant rocket engines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2457398C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4118913A (en) * | 1977-04-06 | 1978-10-10 | Package Machinery Company | Short product drop vertical form, fill and seal packaging machine |
US5458071A (en) * | 1992-06-15 | 1995-10-17 | Taas-Israel Industries Ltd. | Destruction of rocket engines |
US5582119A (en) * | 1995-03-30 | 1996-12-10 | International Technology Corporation | Treatment of explosive waste |
RU2087804C1 (en) * | 1995-02-21 | 1997-08-20 | Люберецкое научно-производственное объединение "Союз" | Plant for recovery of rocket solid propellant charges |
RU2247253C2 (en) * | 2003-04-28 | 2005-02-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Installation for reclamation of propellant charges of small-size rocket engines |
-
2011
- 2011-01-19 RU RU2011101746/03A patent/RU2457398C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4118913A (en) * | 1977-04-06 | 1978-10-10 | Package Machinery Company | Short product drop vertical form, fill and seal packaging machine |
US5458071A (en) * | 1992-06-15 | 1995-10-17 | Taas-Israel Industries Ltd. | Destruction of rocket engines |
RU2087804C1 (en) * | 1995-02-21 | 1997-08-20 | Люберецкое научно-производственное объединение "Союз" | Plant for recovery of rocket solid propellant charges |
US5582119A (en) * | 1995-03-30 | 1996-12-10 | International Technology Corporation | Treatment of explosive waste |
RU2247253C2 (en) * | 2003-04-28 | 2005-02-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Installation for reclamation of propellant charges of small-size rocket engines |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104791803B (en) | A kind of garbage combustion device and its burning process | |
US5207176A (en) | Hazardous waste incinerator and control system | |
US5495812A (en) | Plant for incinerating explosive substances | |
US6352040B1 (en) | Mobile armored incinerator | |
US3267890A (en) | Municipal incinerator | |
CN107883823B (en) | A kind of small equivalent waste propellant flash burning processing unit | |
US3884161A (en) | Waste disposal and energy recovery reactor apparatus and method | |
US3741133A (en) | Transportable incineration system | |
RU2457398C1 (en) | Mobile plant for combustion of fragments of solid-propellant rocket engines | |
US3884163A (en) | Waste disposal and energy recovery reactor apparatus and method | |
CN107101544A (en) | Ammunition priming system is special to burn car | |
US3173389A (en) | Incinerators | |
EA000230B1 (en) | Explosion, combustion and pyrolysis device for the environmentally sound disposal of hazardous material | |
CN116412403A (en) | Organic silicon three-waste incineration device and control system thereof | |
KR101170903B1 (en) | Drying system for incinerating municipal solid wastes and fire retardant wastes including high-moisture | |
KR101160469B1 (en) | Incinerator-flue gas treatment system | |
CN109210546A (en) | A kind of incineration plants material hole refuse processing method | |
WO2020017372A1 (en) | Garbage incineration facility | |
US4162654A (en) | Pollution controlled incineration system | |
US6431094B1 (en) | Reactive waste deactivation facility and method | |
EA014625B1 (en) | Neutralizer of combustible solid domestic wastes | |
RU2253797C1 (en) | Heat generator | |
JP6923209B2 (en) | Garbage incinerator | |
CN212205852U (en) | Emulsion explosive destroying device | |
RU2229060C2 (en) | Oil-slime heat treatment installation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150120 |