СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ БАЛЛОНОВ, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
METHOD OF PRESSURISED CYLINDER DISPOSAL

Изобретение относится к области утилизации использованных баллонов, находящихся под давлением, способом ударного нагружения, у которых не представляется возможным произвести стравливание давления без разрушения баллонов.
Используемые в ракетной технике в качестве аккумуляторов давления баллоны заправляются азотом, гелием и другими рабочими телами под давлением 200-400 ат. Такие баллоны представляют большую опасность, если из них это давление после гарантийного срока эксплуатации не удалось сбросить по различным причинам (например, поломка сбрасывающей давление арматуры).
Утилизация таких баллонов представляет большие трудности и должна проводиться с соблюдением техники безопасности.
Известен способ утилизации баллонов с остатками взрывоопасных и токсичных веществ [1], при котором подлежащие утилизации баллоны заполняют полностью водой, устанавливают в горловину резьбовую пробку и закручивают ее до предельных осевых нагрузок на резьбовые соединения, замораживают воду и охлаждают баллон со льдом до разрушения стенок баллона, после чего раскрывают баллон по месту разрушения стенок и удаляют лед с остатками взрывоопасных и токсичных веществ.
Однако этот способ применим только при наличии возможности заполнения водой баллона и требует дополнительных затрат и оборудование для проведения замораживания воды.
Известен также способ разрушения корпусов, преимущественно осколочно-фугасных снарядов [2], включающий охлаждение корпуса до температуры ниже уровня хрупко-вязкого перехода материала корпуса и приложение к корпусу разрушающей импульсной нагрузки, при этом охлаждение корпуса производят до температуры 153-133K, а разрушающую нагрузку прикладывают ударом на копре с минимальной скоростью, определяемой соотношением
<mrow><mi>V</mi><mo>=</mo><mi>K</mi><mo>'</mo><mo>⋅</mo><msqrt><mrow><mi>k</mi><mi>c</mi><mi>V</mi><mo>⋅</mo><mi>δ</mi><mo>⋅</mo><mi>L</mi><mo>/</mo><mi>m</mi></mrow></msqrt></mrow>
где K' - экспериментальный коэффициент, зависящий от калибра и конструкции снаряда, а также материала корпуса;
kcV - ударная вязкость материала корпуса;
δ - среднее значение толщины стенки корпуса;
L - длина образующей корпуса;
m - масса ударника копра.
Приведенный выше способ имеет следующие недостатки:
- корпус предварительно необходимо заправить водой;
- заправленный корпус надо охладить до низких температур.
Несмотря на указанные недостатки, приведенный выше способ может быть принят за прототип.
Техническим результатом, направленным на устранение указанных недостатков, является создание способа утилизация находящихся под давлением баллонов, из которых по каким-либо техническим причинам не удалось произвести стравливание давления.
Этот технический результат достигается тем, что подлежащие утилизации баллоны жестко закрепляют на основании бронекабины, а затем конусным ударником копра, движущегося с заданной скоростью, прикладывают к корпусам баллонов импульсную разрушающую нагрузку для начального разрушения стенки баллонов. Дальнейшее разрушение баллонов осуществляют за счет давления газа, находящегося внутри баллонов.
Предлагаемый способ утилизации баллонов прост в реализации и не требует применения специального охлаждающего оборудования.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на Фиг.1 показан механизм разрушения находящегося под давлением баллона.
Патентуемый способ реализуется следующими операциями. Баллон 1 жестко закрепляется на основании бронекабины. Конусным ударником копра 2, движущимся со скоростью
<mrow><mi>V</mi><mo>=</mo><msqrt><mrow><mfrac><mrow><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>σ</mi><mi>т</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>σ</mi><mi>в</mi></msub><mo stretchy="false">)</mo><mo>⋅</mo><msub><mi>ε</mi><mi>в</mi></msub></mrow><mi>m</mi></mfrac><mo>⋅</mo><mi>π</mi><mo>⋅</mo><msup><mi>δ</mi><mn>3</mn></msup><mo>⋅</mo><mi>t</mi><msup><mi>g</mi><mn>2</mn></msup><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mi>α</mi><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></msqrt></mrow>
,
где m - масса копра;
α - угол раствора конуса ударной части копра;
δ - толщина стенки баллона;
в
ε - деформация разрыва материала баллона;
в
σ - предел прочности материала баллона (напряжение разрыва);
т
σ - предел текучести материала баллона,
создают разрушающую импульсную нагрузку для начального разрушения стенки корпуса, а дальнейшее разрушение корпуса баллона осуществляют за счет находящегося в баллоне давления.
Предлагаемый способ утилизации баллонов прост в реализации и не требует применения специального оборудования.
Источники информации
1. Патент RU 2317889. Способ утилизации баллонов. Кл. МПК B26F 3/02, B23D 27/00 (2006.01). Приоритет от 12.04.2006 г.
2. Патент RU 2062441. Способ разрушения корпусов преимущественно осколочно-фугасных снарядов. Кл. F42B 33/06 (2006.01). Приоритет от 26.08.1993 г.