SE534177C2 - Gasgenerator för klyvning och sönderdelning av material - Google Patents

Description

534 'iïí Emellertid, dessa föregående/ovarmämnda gasgeneratorer kan ha flera nackdelar, speciellt vid arbeten med horisontella hål. När man använder en sådan gasgenerator i djupa borrhål kan ett tryckförrnedlande medel såsom sand kan användas. Sand placeras på borrhålens botten, det kan utföras genom att använda pappersrör fyllda med sand och som är t.ex. ca 0,25 m långa.

Antalet pappersrör som krävs bestäms av borrhålens dj up. För 1,5 m djupa hål behövs ca åtta sådana rör. Det kan vara svårt att automatisera en sådan packningsßrfarande speciellt av djupa horisontella hål efiersom ett stort antal sandrör krävs.

Redogörelse för uppfinningen/ Sammanfattning Det är ett ändamål med uppfinningen att få fram en gasgenerator där de ovannämnda nackdelarna reduceras samtidigt som fördelarna bibehålls.

Följaktligen generellt är en gasgenerator för en skonsam sönderklyvning av berg, stenblock och liknande objekt framställd, således generellt för sönderbrytning av naturliga och artificiella objekt.

Generellt är en gasgenerator designad att ha två separata huvudkaviteter eller utrymmen eller allmänt två delar. I den första delen eller första huvudutryrnrnet finns ett material för förbränning i ett skonsamt mod. Den första delen kan Lex. utformas enligt det citerade ryska patentet 2211923 och/ eller så kan den första kaviteten kan vara fylld med ett material som beskrivs i det ryska patentet 2153069 eller i det ryska patentet 21523 76. Den första delen kan också vara designad till stor del som är beskrivet i det citerade svenska patentet 0201972-7.

Den andra kaviteten i den andra delen är fylld med en vätska som huvudsakligen är icke samrnantryckbar vätska, t.ex. vatten. Vätskan är avskärmad från den första kavitetens kropp med den första delens och den ßrsta kavitetens bottenplatta.

Gasgeneratom kan ha fördelar såsom reducerad tid som används för laddning av horisontella hål eftersom huvuddelen av borrhälet är fylld med den delen av gasgeneratom som är fylld med vätska. Dessutom tack vare tryckspridningseffekten från delen som är fylld med vatten kan en mindre mängd av sprängärnne användas. Till exempel, för borrhålen längre än 2,5 m har det tidigare föreslagits att två gasgeneratorer med vikt av 120 och 90 gr skall användas medan med gasgeneratom som är beskriven här är en komposition med vikt på 150 gr placerad i gasgeneratorns bränsleområde tillräckligt. Naturligtvis kan användning av en långsammare ñrbränningsprocess i jämförelse med de konventionella sprängämnen ha fördelar såsom allmänt ”mjukare” operation , d.v.s. lägre ljudnivå, mindre avvikelse av den faktiskt skapade sprickan från den planerade spräckningslirrjen.

Kortfattad beskrivning av ritningar Uppfinningen skall nu beskrivas genom icke begränsande utforrnningar med hänvisning till de medföljande ritningarna, i vilka: - Bild l är en tvärsnittlig ritning av gasgeneratom, - Bild 2 är en bild som är lik Bild 1 men med en alternativ utformning av gasgeneratorn, - Bild 3 och 4 liknar Bild 1 men med gasgeneratorer gjorda av två avtagbara delar 534 '177 - Bild 5 är en schematisk ritning av ett objekt som skall klyvas Detaljerad beskrivning Vid klyvning av berg som vid tunnelbygge kan hålen (1) borras som det är tecknad på Bild 5.

I hålen är gasgeneratom (3) införd för att placeras på något djup i hålen. Gastrycket, som genereras när gasgeneratom är antänd för att brinna, fördelas till väggarna av borrhålen (1) med ett flytande medel(5) som är placerad i utrymmet mellan gasgeneratom och borrhålets botten/spets och hålets mynning är proppad med en plugganordning (7). Det flytande medlet kan vara huvudsakligen en icke sammantryckbar vätska såsom vatten. Om området i hålet som är lämnad för en plugganordning har en betydande längd, t.ex. omkring 1,5 m för ett hål med diameter på 32 mm(l W), kan plugganordningen göras av t.ex. vanlig sand som kan ha partikelstorlek i orruådet 0,5-2 mm och är sammanpackad upp till hålets mynning.

Det kan vara problematiskt att tillföra det flytande medlet (5) in i borrhålen, särskilt när de är huvudsakligen horisontella eller riktade uppåt, sett från deras mynníngar eller öppningar.

Dessutom i några fall kan sådana huvudsakligen horisontella hål och hålen riktade uppåt ha en betydande längd, t.ex. 3-5 m som gör tillföring av vätskan ärmu svårare.

Ett sätt att lösa det här problemet är att inkorporera det flytande medlet (5) in i gasgeneratom (3). Följaktligen är gasgeneratom förlängd ßr att inkludera både den första delen (1 l) som innehåller det första huvudutrymmet eller kavitet (12) och den andra delen(l3) som inkluderar det andra huvudutrymmet eller kavitet (14), se Bildl och 2.

I första delen (11) av första huvudutrymmet(12) är material för förbränning i ett skonsamt mod tillgodosedd. Den första delen kan t.ex. konfigureras huvudsakligen som är beskrivet i det citerade ryska patentet 2211923 eller i det citerade svenska patentet 0201972-7 och/eller den första kaviteten kan fyllas med material som är beskrivet i ryska patent 2153069 eller 2152376. Som man ser på bilderna, kan den första delen bestå av ett flertal parallella kanaler (15) som tillsammans formar den första kaviteten (12) och som är fyllda med en lämplig komposition. F yllningen kan t.ex. inkludera ett lämpligt oxidationsmedel såsom en eller flera klorater och/eller perklorater av alkaliska metaller och jordmetaller, t.ex. natriurnklorat NaClO3, och några brännbara material såsom kolväteblandning och/eller en lämplig polymer, t.ex. kolvätepolymer som polyeten, polypropen och/eller polystyren. Dessutom om det önskas eller är lämpligt kan väggarna (17), (19) av kanalerna (15) göras av ett brännbart material.

Kanalema i botten av den första huvudkaviteten (12) är tillslutna med en bottenplatta (21) och övre del av den första huvudkaviteten är tillsluten med en topplatta (23). I topplattan, t.ex. i utrymmet (25) som är stängd med en topplugg (27), kan en tändare arrangeras.

Kanalernafl 5) kan vara utformade av ett flertal av rör placerade sida vid sida med varandra, t.ex. rör som har ett cirkulär tvärsnitt. Alternativt kan kanalema ha en polygonforrn, som kvadratisk eller allmänt rektangulärt tvärsnitt utformade av raka skiljeväggar som perpendikulärt korsar varandra eller en bikakastruktur/celler eller formad som en dragspellilcriande struktur eller konugerade band/hinna arrangerade inuti den yttre väggen (17). 5351 TT? Den andra kaviteten (14) i den andra delen (13) är fylld med vätska, t.ex. vatten. Väggarna (30) av den andra delen kan göras av något lärnpligt material som är ogenomtränglig för den använda vätskan. T.ex. impregnerat papper, polymeriskt material eller metall som aluminium kan användas åtminstone delvis i den andra delen. Den andra kaviteten är avgränsad från den första kaviteten (13) med den första kavitetens bottenplatta (21).

Som det visas på Bild 1 kan de yttre väggarna av den första och den andra kaviteterna (12), (14) formas av ett odelat gemensamt rör (17) som således kan göras som ett stycke och/eller av endast ett material. Röret har en botten (18) som samtidigt formar botten eller inre ändan av den andra kaviteten. En alternativ variant är att de yttre väggarna kan utformas som en rörformig struktur utformad av den första rördelen (17') utsträckt över den första kaviteten (12) och den andra rördelen (1 7") som är en väsentlig del av den yttre väggen av den andra kaviteten (14). De två rördelarna kan tillverkas av olika material, t.ex. så att den andra rördelen har väggar som är tunnare än den första rördelens väggar. Följaktligen kan den andra rördelen (17") t.ex. vara hopfällbar så att den kan ßrvaras, när den inte innehåller någon vätska, i hopvikt eller ihoprullat tillstånd.

Kavitetemas (12, 14) storlek bestäms av hålets djup och fastheten på materialet som skall sönderbrytas. Till exempel, storleken på kavitet (12) för granit kunde fastställas att innehålla 90 gr av bränslet för ett 1,5 meterdjup hål (1) placerad bakom pluggen (7), vid håldiarneter på 32mm.

Bottenplattans (21) material skall väljas för att tillåta en långvarig kontakt med oxidationsmedlet, det kan t.ex. användas polyeten, polypropen, polystyren mm. Passande kan sådana polymerer användas i deras utvidgade eller skummade tillstånd, såsom skumplast i polyeten, polypropen, polystyren mm för att minska gasgeneratorns (3) vikt. Bottenplattan måste isolera den första och den andra kaviteterna tätt ifiårr varandra, speciellt för att det inte skall finnas någon risk ñr vätskan som finns i den andra kaviteten att tränga sig igenom in i den första kaviteten.

Den första delen (11) av gasgeneratom (3) kan laddas på ett följande sätt: 1. Bottenplattan (21) placeras på den höjden som bestäms av mängden av kompositionen som skall fylla i den första kaviteten (12). 2. Laddning av rören, bikupestrukturen eller korrugerade band/folie, vilkas väggar syns på (19), av en passande längd. 3. Laddning med en erforderlig enligt beräkningar mängd av oxidationsmedlet in i kanalerna (15) och vid behov med ett brännbart medel/ärnne. 4. Topplattan (23) monteras ovanpå rören, bikupestrukturen mm. 5. En enkel topplugg (27) monteras.

När gasgeneratom skall användas av slutanvändaren kan han demontera den enkla toppluggen och istället installera en amran topplugg som är integrerad med en tändare (29) eller möjligen en tändare som är gjord som en separat enhet och sen återrnontera den enkla topplugget.

Tändaren är monterad med elektriska kablar, inte visade, för aktivering. Sedan, den ädiga hopsättningen, bestående av de två delarna (1 l), (13), kaviteten (14) av den andra delen fylld LT! 34 1?7 med vätskan, införs med hjälp av t.ex. en träkäpp, inte visad, in i ett borrat hål (1) tills den är stoppad av kontakten mellan den inre sidan eller botten av den andra delen och hålens botten/ spets, de elektriska kablarna skall vara spända över hela operationen. I fall en plugganordning gjord av sandfyllning används skall den totala längden av gasgeneratom inklusive delen som är fylld med vätska beräknas på så sätt att det skall finnas en längd på minst 1,5 meter av fi-i utrymme från gasgeneratoms (3) topp och bergyt an av berget. Slutligen iförs sand för packning av hålet i det tumrna rummet i hålets mynning enligt den beprövade teknologin. Till exempel, pappersrör, inte visade, fyllda med sand och som är 0,25m långa kan användas. Det första pappersröret införs för att komma i kontakt med redan införd gasgenerator (3) men utan att använda hög tryckkraft. Efierföljande pappersrör införs med högre tryckkrafi , med hjälp av t.ex. en träkäpp som kraftigt sammanpressar sanden för att bryta pappersornslag och att få ett fast fäste i borrhålet (1). Om det är ett kortare fri utrymme vid borrhålets (1) öppning kan sand också användas men hålet måste säkert tillslutas direkt vid mynningen genom att pressa in t.ex. en träplugg.

Det är också möjligt att gasgeneratom levereras till slutanvändaren utan vätskan fylld i den andra delen (13). Då, innan operationen att sätta gasgeneratorn i aktiverad tillstånd genom att montera en tändare (29), fyller slutanvändaren den andra kaviteten (14) med vätskan, t.ex. vatten, på ett lämpligt sätt.

De två delarna (l 1, 13) av gasgeneratom kan vara fast/styvt hopbyggda med varandra som syns på Bild l eller de kan vara separata delar som är avtagbara från varandra som syns på Bild 3 och Bild 4. Den andra delen (13) kan t.ex. ha en utskjutande del (33) som kan vara avtagbart monterat till bottnen av den första delen (1 1). Den utskjutande delen kan införas in i mottagande fördjupning som kan formas genom att bottenplattan (21) av den första delen är indragen från den nedre kanten av de yttre väggarna (17) av den första delen, se Bild 3.

Alternativt kan den andra delen (13) ha sin egen topplugg som inkluderar den projicerande delen (33), se Bild 4. Den mottagande fördjupning kan också vara formad genom att istället för bottenplattan (21) använda en bottenförslutande struktur (2l') utformad som en upp och nedvänd kopp, se också Bild 4. Den utskjutande delen (33) kan om det behövs eller krävs säkras i den mottagande fördjupningen på ett passande sätt, t.ex. genom att använda maka projektioner och fördjupningar som fäster de två delarna till varandra med en snäpp funktion eller genom att förse med samverkande streck, säkrings medel schematiskt angivna med de tjocka linjerna (35).

Tjockleken på den fatformade topportionen/delen (37) av den projicerande delen som, när de två delarna (l 1, 13) har monteras in i varandra, kommer i kontakt med bottenplattan (21) eller fatformade toppdelen (39) av den bottenförslutande strukturen (2l') kan vara designat för att inte vara för fast eller tjock så att den kan lätt brytas med trycket som uppstår när bränslet i den första delen är antänt. Till exempel den kan ha tjocklek mellan 0,2 och 1,0 mm, specifikt i området mellan 0,2 och 0,5 mm.

Claims (10)

1. 534 17? Patentkrav 1.

2. En gasgenerator anordning för klyvning eller sönderdelning av naturliga och artificiella objekt införd i ett borrhål och antänd för att starta en brinnreaktion i ett deflagrations- eller non-detonations mod i anordningen, brinnreaktionen åtföljs med gasutvecklingen och därvid motsvarande tryck, en gasgenerator anordning bestående av ett oxidationsmedel och en brärmbar blandning eller material, kännetecknad av att gasgeneratorn (3) består av en första del (l l) som innehåller en första huvudkavitet (12) och en andra del (13) som innehåller en andra huvudkavitet (14), att oxidationsmedlet och den brännbara blandningen ryms i den första delen och åtminstone delvis i den första huvudkaviteten, att en vätska (S), synnerligen vatten, innehålls av den andra huvudkaviteten (14), och att den första och den andra huvudkavitetema (12,l4) är separerade fiån varandra av en bottenplatta (21) av den första delen (l 1), då bottenplattan(2l) formar botten av den första huvudkaviteten ( 12).

3. En gasgenerator anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att den första huvudkaviteten (l2)inkluderar ett flertal av parallella kanaler (15), som i synnerhet formade av ett flertal av parallella rör eller som har en tvärsnitt av väsentligen reguljär polygonisk form, för att forma i synnerhet en kvadratisk eller bar-mönster eller en bikakasnuktur, eller formad av ett korrugerad band/hinna infört i den första huvudkaviteten (12).

4. En gasgenerator anordning enligt något av kraven 1-2, kännetecknad av att de yttre väggarna (17) av den första och den andra huvudkaviteterna (12, 14) är formade av ett enhetligt rör som sträcks över syrmerlígen hela den ßrsta och den andra huvudkavitetema (1 l, 13).

5. En gasgenerator anordning enligt något av kraven 1-2, kännetecknad av att den första och den andra delarna (11, 13) är löstagbart monterade till varandra En gasgenerator och anordning enligt något av kraven 4, kännetecknar! av att bottenplattan (2l)har en form av en upp och nedvänd kopp som år åtminstone delvis införd in i den ñrsta delens (1 l) kropp, det inre utrymmet av kopputformningen är anpassad att ta emot topportionen (33) av den andra delen (13).

6. En gasgenerator anordning enligt något av kraven 1-5, kännetecknad av att väggarna (30) av den andra huvudkaviteten (14) är gjorda av material som är ogenomträngliga för vätskan (5) som innehålls däri, väggarna(30) i synnerhet åtminstone delvis gjorda av irnpregnerad papper, ett polymennaterial eller metall som aluminium.

7. En gasgenerator anordning enligt något av kraven 1-6, kännetecknar! av att oxidationsmedlet består av en eller flera klorater och/eller perklorater av alkaiska metaller och j ordmetaller , i synnerhet natriumklorat NaClO3.

8. En gasgenerator anordning enligt något av kraven 1-7, känneteeknad av att den brännbam blandningen eller materialet innehåller en kolväteblandning och/eller en polymer såsom en kolvätepolymer, i synnerhet polyeten, polypropen och/eller polystyren. 535! ”FTF

9. En gasgenerator anordning enligt något av kraven 1-8, kännetecknar] av att den brännbara blandningen eller materialet är ånninstone delvis innehållen(?) i den första huvudkaviteten (12).

10. En gasgenerator anordning enligt något av kraven 1-9, kännetecknad av att den brännbara blandningen eller materialet är åtminstone delvis inkluderat i materialet av väggarna (l 7,19) av den första huvudkaviteten (12).