УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДНЯТИЯ ТЯЖЕСТИ (ПИРОДОМКРАТ)

При проведении аварийно-спасательных работ часто приходится иметь дело с нештатными ситуациями, когда требуется быстро, в очень короткие, сжатые сроки сдвинуть или приподнять объемные, достаточно тяжелые, непосильные для прямого физического воздействия людей куски завалов, затонувшей техники, судов и пр.
Предлагаемая полезная модель относится к устройствам по переносу, передвижке, подъему различных грузов, которые в технике обозначены классом «домкратов», и может быть использована при аварийно-спасательных работах, преимущественно, как средство, способное произвести оперативную работу по разборке завалов, возникших в результате катастроф, террористических актов, подъему затонувших судов, нитей трубопроводов со дна водоемов, рек, морей.
Известны домкраты: винтовой (А.с. СССР №1674350, опубл. 05.05.74 г., А.с. СССР №2335834, опубл. 15.04.79 г., А.с. СССР №4401155, опубл. 07.11.91 г, А.с. СССР №4891045, опубл. 30.11.93 г.), рабочим телом которого является винт. Недостатками винтовых домкратов являются: потребность больших усилий, прилагаемых к головке винта, чтобы совершить поднятие или передвижку груза на один шаг резьбы; недолговечность работы резьбового устройства; длительность процесса поднятия или опускания груза; сложность подведения к домкрату устройства, способного выполнять работы по подъему груза автономно, т.е. на расстоянии от тела воздействия; ненадежность обеспечения безопасности при длительном его использовании.
Известны домкраты: гидравлический (А.с. СССР №2715552, опубл. 23.06.81 г., А.с. СССР №3743005, опубл. 07.03.86 г., А.с. СССР №4679827, опубл. 15.04.91 г.), рабочим телом которого является жидкость. Недостатками гидравлических домкратов являются: очень медленный процесс создания нужного давления в жидкости для поднятия или передвижки груза на
заданное расстояние; низкий ресурс времени использования прокладок герметизации при работе клапанов и поршней домкрата; большая ненадежность домкрата, связанная с возможностью течи рабочей жидкости через уплотнения при большом давлении; сложность подведения к домкрату устройств, способных выполнять работы по подъему груза на расстоянии от тела воздействия; ненадежность обеспечения безопасности при длительном его использовании.
Известны домкраты: термомеханический (А.с. СССР №3979137, опубл. 07.04.88 г., А.с. СССР №4647737, опубл. 07.05.91 г., А.с. СССР №4903501, опубл. 15.11.93 г), рабочим телом которого являются материалы с эффектом памяти формы. Недостатками термомеханических домкратов являются: длительность времени создания необходимых высоких давлений и температур, при которых возможны поднятие или передвижка нужных грузов; конструктивная сложность устройств и высокая стоимость рабочего тела; сложность применения устройств для передвижки или поднятия грузов на большие расстояния; сложность подведения к домкрату устройств для автономного управления.
Известны домкраты: пневматический (А.с. СССР №5030492, опубл. 15.04.94 г.), рабочим телом которого являются воздух, газ, вырабатываемый при химических реакциях. Недостатками пневматических домкратов являются: при длительном использовании домкрата в нагрузке возможен прорыв сжатых газов из рабочей камеры через уплотнения; высокие весогабаритные параметры пневматических устройств, которые не позволяют использовать их при аварийно-спасательных работах; невысокая надежность в обеспечении безопасности при длительном использовании; потребность в достаточно большом времени для достижения эффекта передвижки тяжести на нужное расстояние; сложность подведения к домкрату устройств, способных выполнять работы по подъему груза автономно; использование в качестве рабочего тела при проведении аварийно-спасательных работ в замкнутых пространствах экологически опасных химических веществ и газов.
Известен также способ для подъема грузов (А.с. СССР №5030492, опубл. 15.04.94 г.), включающий подготовку и установку подъемного устройства, подачу в несущую оболочку рабочего агента осуществляют газогенерированием твердого топлива на основе азидов (тетрозолятов) щелочных, щелочноземельных металлов. Данный способ обеспечивает подъем груза, но не может быть использован при аварийно-спасательных работах, т.к. требует длительное время для перезарядки, очистки камеры рабочего тела от остатков химической реакции, утилизации продуктов реакций.
Прямых аналогов предлагаемого пиродомкрата из источников информации не выявлено.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является сокращение времени и материальных затрат, создание условий комфортной работы при подъеме или передвижке тяжести, управление работами на расстоянии (автономно) за счет упрощения конструкции рабочего тела домкрата, повышения его надежности и экологической безопасности при использовании.
Технический результат достигается и заключается в простоте конструкции предлагаемой полезной модели, основная часть которой выполнена по тем же технологиям, по которым выполняются казенная часть с гильзоприемником и зарядным устройством обычных серийных огнестрельных орудий. Конструкция полезной модели содержит станину, лафет, гильзу с зарядом взрывчатого вещества, поршень со штоком, которые после взрыва заряда за счет выделения большой кинетической энергии позволяют передать штоку через поршень мощный импульс силы, способный передвинуть или поднять большие грузы. Комфорт использования устройства достигается тем, что предлагаемая конструкция домкрата за счет выполнения его в виде орудийного ствола с казенной частью, гильзоприемником, замковым затвором, с зарядом с капсюлем-детонатором, который может быть приведен в действие автоматически и автономно с помощью
радиоуправляемого сигнала, позволяют создавать в весьма малые промежутки времени нужные давления для передвижки поршня и штока, находящегося в тесном контакте с грузом, что упрощает управление рабочим телом домкрата. Устройство (пиродомкрат) может быть использовано при построении батарей для одновременного приведения их в действие при поднятии или сдвиге сверхтяжелых грузов. В качестве рабочего тела в пиродомкрате могут быть использованы как серийные, экологически чистые взрывчатые вещества, так и горючие газы, баллоны со сжатым газом. Пиродомкрат совершает кратковременное механическое действие на груз, подлежащий поднятию или передвижке. Пиродомкрат легко разбирается на основные детали, может храниться и транспортироваться к месту применения в разобранном виде, что повышает удобство при его использовании.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг.2 - использование устройства в виде батареи.
Устройство (Фиг.1) для поднятия тяжести состоит из станины 1, из лафета 2, закрепленного на шарнире 12 и выполненного заодно с казенной частью 4 ствола, замком-затвором 3, в казенной части гильзоприемником 5, гильзой 6, камерой 14 для заряда взрывчатого вещества, капсюлем-детонатором 13, пыжом-уплотнителем 15, поршнем-снарядом 16, штоком 9, шлицами на штоке 7 и выступом упором на штоке 18, регулировочным винтом прижатия 11 на штоке, имеется дульное отверстие 17 на стволе 8 для выхода газов, продуктов взрыва и фиксаторы 10 крайних положений штока 9.
Гильза 6 после использования может быть удалена из гильзоприемника 5 при перезарядке пиродомкрата за счет шарнирной связи 12 лафета 2 и станины 1, а также способности замка - затвора 3 быть в открытом и закрытом состоянии.
Устройство для поднятия тяжести (пиродомкрат) используют следующим образом.
В случае необходимости произвести поднятие тяжести или передвижку ее на некоторое расстояние станина 1 домкрата закрепляется на мощном неподвижном упоре, например, земля или фундамент, затем казенная часть 4 домкрата заряжается тарированным зарядом в гильзе 5, 6, 13, 14, 15, запирается замком 3, шарниром 12, упорным регулировочным винтом 11 прижимается к грузу, который надо привести в движение. Затем управляемым приспособлением подается сигнал к детонатору и производится выстрел. Газы, которые образуются в результате взрыва взрывчатых веществ, имея одну степень свободы, направленную по оси ствола домкрата, давят на пыж-прокладку 15, поршень-снаряд 16 и приводят в движение шток 9 вместе с грузом. По достижению максимального уровня выхода штока - дульного отверстия 17 шток останавливается на фиксаторах максимального выхода штока. Процесс передвижки или подъема груза закончен, отработанные газы - продукты взрыва удаляются через дульное отверстие 17.
После проведения работ по передвижке и поднятию груза с помощью регулирующих болтов освобождают фиксаторы 10 и шток 9 возвращают в исходное положение.
Так как в качестве рабочего тела в пиродомкрате используются экологически чистые взрывчатые вещества, то работа пиродомкрата является экологически безопасной.
При транспортировке к месту работ или утилизации на хранение пиродомкрат допускает простой разбор на основные детали: станину 1; лафет 2; ось шарнира 12; гильзу 6 с зарядом 14 и пыжом-уплотнителем 15; капсюль-детонатор 13; поршень-снаряд 16; шток 9; винт прижатия 11.
Предлагаемая конструкция может быть использована в виде объединения пиродомкратов в батарею (Фиг.2).
Предлагаемая полезная модель позволяет осуществлять подъемы грузов в 20-100 тонн на высоту 60-200 метров (в зависимости от конструкции ствола и казенной части устройства) при тарированном в соответствии с нагрузкой
заряде патрона, что позволяет повысить эффективность подъема грузов при использовании пиродомкрата в аварийно-спасательных работах.
В этом случае пиродомкраты собираются в батареи, приводятся в боевую готовность, скрепляются с грунтом в последовательности создания необходимой подъемной силы для поднятия или сдвига большого груза. Затем производится одновременный выстрел всей батареи, или поочередные выстрелы по секциям, или по отдельным домкратам секций, и поднимаемый или сдвигаемый груз принимает в пространстве нужное положение.
На Фиг.2 имеется оснастка площадок - приемников груза батареи пиродомкратов с лебедками, которые способны стравливать инерцию движущегося вверх поднимаемого груза. Такая конструкция позволяет поднимать затонувшие грузы со дна глубоких водоемов, болот и пр. Возможны и другие варианты применения предлагаемого полезного устройства.