Щит специальный локализующий
SPECIAL LOCALIZATION SHIELD

Изобретение относится к области пиротехнического производства, а более конкретно к снаряжению и сборке пиротехнических изделий и пиротехнических составов (далее - пиротехнических изделий) в интересах выполнения государственного оборонного заказа и продукции гражданского назначения.
При снаряжении и сборке пиротехнических изделий выполняются следующие операции:
подготовка деталей и узлов к снаряжению; сборка деталей и узлов пиротехнических изделий;
окончательная сборка пиротехнических изделий (окраска, лакировка, маркировка);
проверка качества собранной продукции;
укупорка.
Также сборка пиротехнических изделий включает и такие операции, как вставка звездок, замедлителей, парашютов, прокладок, пыжей и других деталей, их досыпку, насыпка запрессованных пиротехнических таблеток в корпуса изделий (или их узлов). Указанные технологические операции относятся к категории опасных и особо опасных.
Корпуса, детали и другие элементы пиротехнических изделий, а также пиротехнические составы, скомплектованные в партии, доставляют в сборочные мастерские. Во всех сборочных мастерских имеются изолированные от общих помещений сборочные кабины, в которых выполняются пожаро- и взрывоопасные сборочные технологические операции (например, насыпка пороха в вышибной заряд, проверка у электровоспламенителей величины сопротивления и целостности мостика и т.д.). Указанные технологические операции в сборочных кабинах выполняется ручным способом с применением для защиты работников щитов специальных (см. фиг. 1).
Уровень данной области техники характеризует выбранный в качестве наиболее близкого аналога по технической сущности и числу совпадающих признаков щит специальный /1/, разработанный в АО «ФНПЦ «НИИ прикладной химии» на основе комплекса научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по защите работников пиротехнического производства при выполнении опасных и особо опасных технологических операций.
Щит специальный (см. фиг. 1, где а - лицевая сторона, б - обратная сторона) включает каркас щита 1, рамку 2 и подвесной пенал 3. Каркас щита специального оборудован двумя рабочими отверстиями 4, рамка 2 выполняет функцию смотрового окна. Подвесной пенал 3 выполнен в виде прямоугольной металлической конструкции, причем верхняя ее часть представляет собой ровную поверхность, расположенную ниже рабочих отверстий 4.
Технологические операции по подготовке деталей и узлов пиротехнических изделий к снаряжению, а также сборка деталей и узлов пиротехнических изделий (окраска, лакировка, маркировка пиротехнических изделий, проверка качества собранной продукции, укупорка и т.д.) осуществляются работниками пиротехнического производства следующим образом. Корпуса, детали и другие элементы пиротехнических изделий, скомплектованные в партии, привозят в сборочные мастерские /2/. Часть технологических операций, в т.ч. и относящиеся к категории опасных и особоопасных, выполняется ручным способом с применением щитов специальных /1/. Для этого пиротехнические изделия или их элементы в строго определенном количестве транспортируются на поддонах в сборочные кабины и устанавливаются на стеллажах. Работник берет по одному пиротехническому изделию или их элементу и устанавливает с обратной стороны на верхнюю часть подвесного пенала 3, которая, как отмечено выше, представляет из себя ровную поверхность. Далее работник перемещается к лицевой стороне щита специального. Осуществляя визуальный контроль через смотровое окно 2 работник выполняет необходимую технологическую операцию ручным способом с помощью двух рабочих отверстия 4, оборудованных в каркасе 1 щита специального. При этом считается, что работник защищен каркасом щита от опасных факторов при срабатывании пиротехнического изделия в нештатном режиме. После завершения выполнения технологической операции работник устанавливает пиротехническое изделие на рабочую поверхность подвесного пенала 3. Далее работник перемещается к обратной стороне щита специального, берет пиротехническое изделие и устанавливает его на поддон с готовыми пиротехническими изделиями в сборочной кабине. После выполнения необходимой технологической операции со всеми пиротехническими изделиями последние транспортируются к месту проведения следующей технологической операции, также возможно продолжение следующих технологических операций и в данной сборочной кабине.
Пиротехнические изделия при определенных условиях способны воспламеняться и взрываться в процессе производства /3/, в том числе во время выполнения технологических операций ручным способом с применением щитов специальных, что неоднократно наблюдается в практическом производстве. В данном случае работники действуют в соответствии с инструкцией и обязаны как можно скорее поставить сработавшее в аварийном режиме пиротехническое изделие на рабочую поверхность подвесного пенала 3, покинуть сборочную кабину и осуществить ее блокировку от других помещений. В данном случае опасная зона будет ограничена стенами сборочной кабины. Недостатком щита специального /1/ является то, что сработавшее пиротехническое изделие, находясь на рабочей поверхности подвесного пенала, оказывает негативное воздействие как на находящееся в сборочной кабине оборудование, так и на другие находящиеся в сборочной кабине пиротехнические изделия, а также оказывает воздействие непосредственно на внутреннюю поверхность (стены, потолок, полы) самой сборочной кабины. Опасными факторами при срабатывании пиротехнических изделий в аварийном режиме, которые оказывают негативное воздействие, являются пламя и высокотемпературная струя продуктов сгорания, разбрасываемые пожароопасные элементы конструкции (горящие таблетки и раскаленные шлаки), элементы изделия, движущиеся за счет начальной скорости выброса или под действием реактивной силы.
Опасность пламени или высокотемпературной струи продуктов сгорания пиротехнических изделий заключается в возможности воспламенения других компонентов и материалов, а также других пиротехнических изделий, находящихся в данной сборочной кабине.
Опасность нештатного движения пиротехнического изделия за счет реактивной тяги, или за счет начальной скорости выброса заключается также в возможности инициирования находящихся в данной сборочной кабине других пиротехнических изделий, нанесении существенного материального ущерба непосредственно самой сборочной кабине и технологическому оборудованию.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование известного щита специального для расширения его функциональных признаков. Предлагаемое изобретение позволяет достичь технический результат, выраженный:
в локализационной способности щита специального при срабатывании пиротехнического изделия в аварийном режиме путем локализации опасных факторов в замкнутом объеме;
в повышении эффективности защиты работающего персонала от опасных факторов аварийно работающих пиротехнических изделий за счет сбрасывания сработавшего пиротехнического состава (изделия) в локализационную емкость с последующей его тушением (нейтрализацией);
в снижении материального ущерба за счет практического исключения повреждений внутренней поверхности сборочной кабины, размещенного в ней другого технологического оборудования, а также за счет исключения возможности аварийного срабатывания других пиротехнических изделий;
в исключении возможности срабатывания автоматической системы пожаротушения и следовательно, исключения поступления огнетушащего состава в сборочную кабину (в противоположном случае требуется сбор и очистка оборудования и непосредственно самой кабины от огнетушащего состава).
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном щите специальном, включающим каркас щита, рамку и пенал подвесной, согласно изобретению, подвесной пенал выполняется в виде воронкообразной раковины или желоба с наклонными стенками с расположенным в нижней части отверстием диаметром не менее d≥d' см, где d' - максимальный габаритный размер пиротехнических изделий в данной сборочной кабине, а вход в указанное отверстие закрывается обратным клапаном с регулируемым противовесом, выход данного отверстия герметично соединен гофр-трубой с локализующей емкостью, а гофр-труба оборудована вентиляционным патрубком, соединенным с системой вытяжной вентиляции. Локализующая емкость заполнена нейтрализатором или огнетушащим веществом пиротехнического изделия, в вентиляционном патрубке установлены фильтрующие элементы газовоздушной среды от сработавшего в нештатном режиме пиротехнического изделия, горизонтальная технологическая рабочая площадка установлена ниже рабочих проемов каркаса щита, но выше воронкообразной раковины или желоба с наклонными стенками.
Отличительные признаки предложенного технического решения расширили функциональные возможности применяемого в сборочных кабинах при снаряжении и сборке пиротехнических изделий щита специального более простой конструкции.
Выполнение подвесного пенала в виде воронкообразной раковины или желоба с наклонными стенками с расположенным в нижней части отверстием диаметром не менее d≥d' см, где d' - максимальный габаритный размер пиротехнических изделий в данной сборочной кабине, обеспечивает эффективное и быстрое удаление сработавшего в аварийном режиме пиротехнического изделия из внутреннего объема сборочной кабины.
Обратный клапан с регулируемым противовесом, его месторасположение в нижней части воронкообразной раковины или желоба, а также его герметичное соединение гофр-трубой с локализующей емкостью обеспечивают в минимальное время проход сработавшего в аварийном режиме пиротехнического изделия в гофр-трубу и дальнейшее его движение в направлении локализующей емкости.
Оборудование гофр-трубы вентиляционным патрубком, соединенным с системой вытяжной вентиляции обеспечивает вентиляцию газовоздушной среды из ограниченного объема.
Заполнение локализующей емкости нейтрализатором или огнетушащим веществом пиротехнического изделия обеспечивают нейтрализацию сработавшего в аварийном режиме пиротехнического изделия.
Установка в вентиляционном патрубке фильтрующих элементов газовоздушной среды от сработавшего в аварийном режиме пиротехнического изделия обеспечивают очистку вентилируемой газовоздушной среды от вредных примесей.
Установка горизонтальной технологической рабочей площадки ниже рабочих проемов каркаса щита, но выше воронкообразной раковины или желоба с наклонными стенками позволяют за минимальное время осуществлять локализацию сработавшего в аварийном режиме пиротехнического изделия с последующей его нейтрализацией.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решается не суммой эффектов, а новым эффектом суммы признаков.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности существенный признаков формулы.
На  фиг. 2 схематично изображен щит специальный локализующий. Щит специальный локализующий содержит подвесной пенал 1, который выполняется в виде воронкообразной раковины или желоба с наклонными стенками 2 с расположенным в нижней части отверстием 3 диаметром не менее d≥d' см, где d' - максимальный габаритный размер из числа собираемых пиротехнических изделий в данной сборочной кабине, при этом вход в указанное отверстие закрывается обратным клапаном 4 с регулируемым противовесом 10, а выход данного отверстия герметично соединен гофр-трубой 5 с локализующей емкостью 6.
Гофр-труба 5 оборудуется вентиляционным патрубком 14 и он конструктивно соединен с системой вытяжной вентиляции, а локализующая емкость 6 заполнена нейтрализатором или огнетушащим веществом 11 пиротехнического изделия. Также в вентиляционном патрубке установлены фильтрующие элементы 12 газовоздушной среды от сработавшего в аварийном режиме пиротехнического изделия.
Технологическую рабочую площадку 7, на которой работник будет непосредственно выполнять технологическую операцию с пиротехническим изделием, устанавливают несколько ниже рабочих проемов 8 каркаса 9 щита, но выше воронкообразной раковины или желоба 1 с выполненными наклонными стенками 2.
Пиротехническое производство с применением щита специального локализующего осуществляется следующим образом (см. фиг. 2).
1. Вариант штатной работы пиротехнического изделия. Работник берет по одному пиротехническому изделию и устанавливает на технологическую рабочую площадку 7, которая представляет из себя ровную рабочую поверхность. Далее работник перемещается к лицевой стороне каркаса 9 щита специального локализующего. Осуществляя визуальный контроль через смотровое окно 13 работник выполняет необходимую технологическую операцию ручным способом через два рабочих отверстия 8, оборудованных в каркасе 9 щита специального локализующего. При этом считается, что работник защищен каркасом 9 щита специального локализующего от опасных факторов при срабатывании пиротехнического изделия в аварийном режиме. После завершения выполнения технологической операции работник устанавливает пиротехническое изделие на технологическую рабочую площадку 7. Далее работник перемещается к обратной стороне, берет пиротехническое изделие и устанавливает его на поддон с готовыми пиротехническими изделиями в сборочной кабине. После того, как необходимая технологическая операция будет выполнена со всеми пиротехническими изделиями последние транспортируются к месту проведения следующей технологической операции, также возможно продолжение следующих технологических операций и в данной сборочной кабине.
2. Вариант срабатывания пиротехнического изделия в аварийном режиме. Работник берет по одному пиротехническому изделию и устанавливает на технологическую рабочую площадку 7. Далее работник перемещается к лицевой стороне каркаса 9 щита специального локализующего. Осуществляя визуальный контроль через смотровое окно 13 работник выполняет необходимую технологическую операцию ручным способом через два рабочих отверстия 8, оборудованных в каркасе 9 щита. При этом считается, что работник защищен каркасом 9 щита от опасных факторов при срабатывании пиротехнического изделия в аварийном режиме. При выполнении технологической операции происходит аварийное срабатывание пиротехнического состава. Работник инстинктивно разжимает пальцы рук и сбрасывает пиротехническое изделие с технологической рабочей площадки 7 в воронкообразную раковину или желоб 1 с наклонными стенками 2 с расположенным в их нижней части отверстием 3 диаметром не менее d≥d' см, где d' - максимальный габаритный размер из изготавливаемых пиротехнических изделий в данной сборочной кабине, и в соответствии с производственной (должностной) инструкцией обязан покинуть сборочную кабину.
Работающее в аварийном режиме пиротехническое изделие по наклонным стенкам 2 воронкообразной раковины или желоба 1 скатывается к отверстию 3, далее собственным весом открывает обратный клапан 4, попадает в гофр-трубу 5 и далее через гофр-трубу попадает в локализующую емкость 6. Огнетушащая или нейтрализующая жидкость 11, которой заполнена локализующая емкость 6, осуществляет тушение (нейтрализацию) аварийно работающего пиротехнического изделия.
Одновременно с применением вытяжной вентиляции осуществляется откачка газовоздушной смеси из объема, который ограничен внутренними поверхностями обратного клапана 4, гофр-трубой 5 и локализующей емкостью 6. При этом осуществляется очистка газовоздушной смеси при помощи фильтра 12, установленного в вентиляционном патрубке 14.
Опытная проверка предложенного щита специального локализующего показала его работоспособность в автономном тестовом режиме и надежность локализации пиротехнических изделий и пиротехнических составов при их срабатывании в аварийном режиме в технологическом потоке пиротехнического производства.
Сравнение технического решения данного изобретения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.
Предложенные отличия щита специального локализующего, которые прямо не следуют из постановки технической задачи, не являются очевидными для специалиста по производству пиротехнических изделий.
Изготовление совокупности структурных элементов в их взаимосвязи предложенного щита специального локализующего возможно осуществлять на действующем производстве заявителя, а оснащение щитом специальным локализующим целесообразно на всех производствах пиротехнических изделий серийно действующих предприятий отрасли боеприпасов и спецхимии.
Из вышеуказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.
Литература
1. Документация «Щит специальный. 6238-19.000», АО «ФНПЦ «НИИ прикладной химии», Сергиев Посад, 1984, с. 3.
2. А.А. Шидловский «Основы пиротехники». М., Машиностроение, 1973, с. 320.
3. Н.М. Вареных и др. «Основы современной пиротехники». Казань, изд. КНИТУ, 2014, с. 385 - с. 387.