Невзрывчатое разрушающее устройство

 

Использование: ремонт подин печей графитации, замена футеровки печей в цветной металлургии и др. отраслях разрушением материалов. Сущность изобретения: невзрывчатое разрушающее устройство содержит оболочку 1, вставленную в канал 2 разрушаемого материала. В верхнюю часть пространства оболочки включен рабочий состав в виде хладагента 3. Внутреннее пространство оболочки наполнено водой 8. За счет расширения замерзающей под действием хладагента воды с одновременным расширением оболочки происходит разрушение материала на отдельные кусочки в канале. Невзрывчатое разрушающее устройство исключает утекание воды и предотвращает выталкивание рабочего состава из каналов, просверленных или прорезанных для разрушения материала. Устройство обеспечивает процесс разрушения материала по безлюдной технологии. 6 ил.

Изобретение относится к оборудованию для невзрывчатого и экологически чистого разрушения материалов, может быть использовано при ремонте подин печей графитации, замене футеровки печей в цветной металлургии и др. отраслях.

Известно невзрывчатое разрушающее вещество НРС-1, представляющее собой порошок, полученный из карбонатных пород после отжига, затем измельченных с добавками. Будучи смешанное с водой, вещество затвердевает и увеличивает свой объем.

Наиболее близким к изобретению является невзрывчатое разрушающее устройство типа мины Луи Буссенара, включающее оболочку с рабочим составом - известью и водой [1] . Оболочка выполнена из тонкой бумаги или светлой ткани и вставляется в канал разрушаемого угольного пласта или другого материала. Оболочку наполняют при помощи ручного насоса водой. Известь вступает в химическую реакцию, разбухает и разрушает материал.

Недостатки известного устройства следующие: вода вследствие нарушения герметичности оболочки при ее разрыве в момент расширения утекает и засоряет материал известью; рабочий состав при реакции с водой выталкивается через открытое отверстие канала.

Изобретение решает задачу исключения утекания воды через поры разрушаемого материала и предотвращения выталкивания рабочего состава из канала через открытое отверстие.

Это достигается тем, что невзрывчатое разрушающее устройство, включающее оболочку, в которой размещен рабочий состав и вода, отличается тем, что оболочка выполнена с возможностью расширения, а в качестве рабочего состава используют хладагент, который отделен от воды и размещен (локально) в верхней части оболочки.

В изобретении оболочка изготовлена таким образом, что имеет способность расширяться. Это достигается за счет применения растягивающегося эластичного материала, например резины, вставляемой в канал разрушаемого материала. При расширении рабочего состава с водой пространство внутри резиновой оболочки увеличивается, но герметичность не нарушается.

Аналогичный эффект может быть получен и конструктивным усовершенствованием - введением складок при применении нерастягивающегося эластичного материала, например полиэтиленовой пленки. В момент расширения рабочего состава с водой складки распрямляются, герметичность оболочки не нарушается.

В качестве рабочего состава принят хладагент, который может быть получен в нужном количестве. Этот хладагент размещают для замораживания воды в канале по месту, не выходя существенно за пределы канала, т. е. локально в верхней части пространства оболочки. Такое конструктивное решение позволяет в начальный период технологического процесса сформировать ледяную пробку, герметизирующую открытое отверстие канала, так как хладагент в первую очередь замораживает воду вверху канала, затем замораживается сверху-вниз остальной объем воды в канале. Этот отличительный признак предотвращает выталкивание рабочего состава из канала при дальнейшем замерзании средних и нижних слоев воды, которое приводит к разрушению материала за счет расширения замерзающей воды в канале.

На фиг. 1 изображен процесс получения жидкого рабочего состава для устройства; на фиг. 2 - устройство, установленное для разрушения огнеупорной футеровки печи; на фиг. 3 - схема процесса получения твердого рабочего состава для устройства в начальный момент прессования; на фиг. 4 - схема процесса получения твердого рабочего состава при окончании процесса прессования; на фиг. 5 - устройство, установленное для разрушения спекшейся массы "козла" на подине печи графитации обожженных заготовок электродов, план; на фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 5.

Невзрывчатое разрушающее устройство содержит оболочку 1, вставленную в канал 2 разрушаемого материала. В верхнюю часть пространства оболочки включен жидкий рабочий состав 3 в металлической чашке 4, прикрытой крышкой 5, по-возможности теплоизолирующей, или твердый рабочий состав 6, помещенный на желобок 7 из металлической сетки. Внутреннее пространство оболочки наполнено водой 8.

Разрушаемыми материалами являются, например, огнеупорная футеровка 9 обжиговой печи КС-5, спекшаяся масса "козла" (графита) 10 и т. п.

Для изготовления рабочих составов 3 и 6 устройства применен искусственный снег 11, полученный из жидкого углекислого газа 12, находящегося в баллоне 13 с вентилем 14; при этом использованы бумажный цилиндр 15 длиной 300-400 мм и диаметром 40 мм, двухслойный брезентовый мешок 16 с отверстием 17 для извлечения "снега" 11, завязанным тесьмой 18.

Для изготовления искусственного хладоносителя в виде жидкого рабочего состава 3 применен ацетон 19, находящийся в металлической ванне 20, имеющей тепловую изоляцию 21 из нескольких слоев асботкани на эпоксидной смоле, с теплоизолирующей крышкой 22.

Для изготовления искусственного хладоносителя в виде твердого рабочего состава 6 применено приспособление цилиндрической формы, состоящее из донышка 23, пуансона 24 и матрицы 25 со свободно размещенными параллельно вертикальными ребрами 26 внутри, установленными в пазах донышка 23 (все детали приспособления изготовлены из капролона).

Для обеспечения герметичности оболочки 1 применен растягивающийся эластичный материал, например полиэтиленовая пленка обязательно с преднамеренно сформированными складками 27.

Подготовка невзрывчатого разрушающего устройства к работе заключается в получении "снега" 11 из жидкого углекислого газа 12 (фиг. 1).

К выводному отверстию наклонно поставленного баллона 13 с находящимся в нем жидким углекислым газом 12 вентилем 14 вниз подвязывают бумажный цилиндр 15, на который надевают брезентовый мешок 16 с завязанным тесьмой 18 отверстием 17 с обратной стороны. Вентиль 14 приоткрывают. При вытекании жидкого углекислого газа 12 в мешок 16 часть его превращается в "снег".

П р и м е р 1. Ванну 20, имеющую тепловую изоляцию 12, наполняют ацетоном 19. Развязывают тесьму 18 и из мешка 16 через отверстие 17 высыпают "снег" 11 в ацетон 19. Ванну 20 закрывают крышкой 22, в ванне охлаждается смесь "снега" с ацетоном, которую принимают за жидкий рабочий состав.

На подготовленной к выполнению работ верхней площадке футеровки 9 печи просверливают вертикальные цилиндрические каналы 2 (фиг. 2). В каждый канал вставляют оболочку из резины, которую наполняют водой 8. Жидкий рабочий состав 3 (искусственный хладоноситель из охлажденного ацетона 19) наливают в чашку 4, подходящую по размерам для установки локально в верхней части пространства оболочки 1 (канала 2). Чашку 4 накрывают крышкой 5 и устанавливают в верхней части канала 21. Далее процесс разрушения футеровки 9 осуществляется по принципу безлюдной технологии: за счет расширения замерзающей воды 8 в каналах 2 отделенные куски футеровочной массы падают внутрь печи.

П р и м е р 2. "Снегом" 11 наполняют матрицу 25 с вертикальными ребрами 26 внутри, установленными в пазах донышка (фиг. 3, 4). "Снег" прессуют пуансоном 24, затем приспособление из донышка 23, пуансона 24, матрицы 25 и ребер 26 разбирают, при этом получают полоски твердого рабочего состава 6 из "сухого льда".

Алмазным диском прорезают вертикальные каналы 2 вглубь спекшейся массы "козла" 10 по направлениям вдоль-поперек (фиг. 5, 6). В каналы 2, преимущественно через один, вставляют целостные оболочки 1 из полиэтиленовой пленки, обязательно с преднамеренно сформированными складками 27. Оболочки 1 наполняют водой 8, в каждую оболочку устанавливают желобок 7 из металлической сетки так, чтобы он находился в воде локально в верхней части пространства оболочки (канала 2). На желобок 7 помещают полоску "сухого льда" твердого рабочего состава 6 (для уменьшения теплоотдачи в атмосферу прикрывают теплоизолирующим материалом).

Далее процесс разрушения спекшейся массы "козла" 10 осуществляется по принципу безлюдной технологии: за счет расширения замерзающей воды 8 в каналах 2 отделенные куски "козла" сдвигаются в сторону не заполненных водой каналов с одновременным распрямлением складок 27 оболочки из полиэтиленовой пленки.

Предложенное невзрывчатое разрушающее устройство исключает утекание воды и предотвращает выталкивание рабочего состава из каналов, просверленных или прорезанных для разрушения материала.

Устройство является экологически чистым в работе, так как исключает химическую реакцию с выделением ее продуктов в атмосферу. Процесс разрушения материала устройство обеспечивает по безлюдной технологии. (56) Изобретатель и рационализатор. 1984, N 7, с. 8, 9.

Формула изобретения

НЕВЗРЫВЧАТОЕ РАЗРУШАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, включающее оболочку, в которой размещены рабочий состав и вода, отличающееся тем, что оболочка выполнена с возможностью расширения, а в качестве рабочего состава используют хладагент, который отделен от воды и размещен в верхней части оболочки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6