Многоканальное устройство для раскалывания разрядом монолитных конструкций

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСКАЛЫВАНИЯ РАЗРЯДОМ МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ(71) Заявитель Учреждение образования Гродненский государственный университет имени Янки Купалы(72) Авторы Тарковский Викентий Викентьевич Балыкин Александр Сергеевич Яничкин Валентин Викторович Леванович Андрей Викторович Рыбачок Александр Игоревич Филипович Сергей Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Гродненский государственный университет имени Янки Купалы(57) Многоканальное устройство для раскалывания разрядом монолитных конструкций,содержащее систему электропитания, разрушающий сосуд, помещенный в зарядный шпур, образованный в разрушаемом объекте, и заполненный разрушающим веществом разрушающий сосуд снабжен уплотнительной пробкой, через которую пропущен закрепленный в ней кабель, состоящий из множества металлических жил, расположенных параллельно друг другу и закрытых оболочкой, концевая часть которой отрезана с оголением концов металлических жил оголенные концы металлических жил погружены в разрушающее вещество и используются в качестве электродов, отличающийся тем, что конец внутренней жилы замыкается с концом внешней жилы посредством тонкой металлической проволоки.(56) 1. Патент РБ 7578, МПК Е 21 С 37/18, 2010. Полезная модель относится к горному делу и строительству, в частности к устройствам для раскалывания разрядом монолитных конструкций из кирпича, бетона, горных пород, и может быть использована при проведении аварийно-спасательных работ в условиях чрезвычайных ситуаций. В качестве прототипа выбрано разрядное разрушающее устройство, которое применяется для разрушения бетонных зданий под действием энергии, образующейся при электрическом разряде 1. Данное разрядное разрушающее устройство содержит систему электропитания, разрушающий сосуд, предназначенный для помещения в зарядный шпур,образуемый в разрушаемом объекте, два электрода, концы которых погружены в разрушающее вещество, причем концевая часть оболочки коаксиального кабеля, состоящего из внутренней и внешней металлических жил, расположенных коаксиально и закрытых оболочкой, отрезана для оголения концов внутренней и внешней металлических жил, а оголенные концы внутренней и внешней металлических жил погружены в разрушающее вещество и использованы в качестве электродов. Недостатками известного устройства являются высокие энергетические потери, а также тот факт, что при разрушении крупногабаритной монолитной конструкции данным устройством отсутствует возможность задания места прохождения линии раскола, что в свою очередь может привести к травмированию людей разлетающимися осколками. Техническая задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании устройства, позволяющего снизить энергетические потери энергии разряда, а также локализовать место пробоя вплоть до обеспечения геометрии разрядного канала. Решение поставленной задачи достигается благодаря тому, что в известной конструкции для раскалывания разрядом монолитных конструкций, содержащей систему электропитания, состоящую из блока питания, снабженного клеммами, конденсатора,обеспечивающего возможность разряда или подвода электроэнергии, предварительно заряженной или накопленной в нем в течение короткого периода времени, к электродам, цепи регулирования зарядки, разрядника, разрушающего сосуда, помещенного в зарядный шпур, образованный в разрушаемом объекте, и заполненный разрушающим веществом разрушающий сосуд снабжен уплотнительной пробкой, через которую пропущен закрепленный в ней кабель, состоящий из множества металлических жил, расположенных параллельно друг другу и закрытых оболочкой концевая часть оболочки отрезана с оголением концов металлических жил, оголенные концы металлических жил погружены в разрушающее вещество и используются в качестве электродов, предусмотрены следующие отличия. Электроды выполнены путем обнажения соосно расположенных концов внутренней и внешней металлических жил, которые погружены в разрушающее вещество, а конец внутренней жилы замыкается с концом внешней жилы посредством тонкой, проводящей электрический ток проволоки, представляющей собой взрывающийся тепловой элемент. Благодаря наличию проводящего ток элемента (проволоки), замыкающего электроды,искровой разряд между электродами заменяется тепловым взрывом, чем заранее задается путь разрядного канала и его конфигурация. Использование теплового взрыва позволяет полностью устранить стример, а значит, снизить энергетические потери, а также обеспечивает получение локализованных направленных ударов по любому ранее заданному контуру. Работа устройства поясняется фигурой. На фигуре представлена общая конструкция многоканального устройства для раскалывания разрядом монолитных конструкций. В ка 2 90272013.02.28 честве монолитной конструкции представлен объект 1. Как показано на фигуре, многоканальное устройство для раскалывания разрядом монолитных конструкций имеет разрушающий сосуд 2, помещенный в зарядный шпур 3, образованный в разрушаемом объекте 1, и заполненный разрушающим веществом 4. В разрушающий сосуд 2 вставлена уплотнительная пробка 10, через которую пропущен закрепленный в ней кабель 5. Кабель 5 состоит из множества (на фигуре двух) металлических жил 7, расположенных параллельно друг другу и закрытых оболочкой 6. Концевая часть оболочки 6 отрезана с оголением концов металлических жил 7, оголенные концы металлических жил 7 погружены в разрушающее вещество 4 и используются в качестве электродов 8. Концы металлических жил 7 замыкаются посредством тонкой, проводящей электрический ток проволоки 9. Между электродами 8 расположена система электропитания 11 для снабжения электроэнергией. Система электропитания 11 состоит из блока питания 14, который соединен с клеммами 12, расположенными на других концах металлических жил 7 конденсатора 13, который параллельно соединен между блоком питания 14 и клеммами 12 цепи регулирования зарядки 15, которая присоединена между блоком питания 14 и конденсатором 13 для регулирования количества электроэнергии (уровня заряженного напряжения),накопленного в конденсаторе 13 и разрядника 16, который подсоединен между цепью регулирования зарядки 15 и одной из клемм 12. При включении разрядника 16 после накопления в течение короткого периода времени электроэнергии в конденсаторе 13 электрический импульс проходит через тонкую металлическую проволоку 9, соединяющую электроды 8. Такое кратковременное выделение в металлической проволоке 9 большого количества тепловой энергии приводит к образованию плазменного шнура, который затем расширяется. Ограниченные разрушающим веществом 4 пар и плазма образуют цилиндрическую полость, представляющую собой кавитационный пузырь. Этот цилиндрический пузырь растет до максимального размера и через несколько сотен микросекунд схлопывается и происходит взрыв, который в свою очередь влечет за собой раскалывание объекта 1. Таким образом, благодаря наличию тонкой металлической проволоки 9, замыкающей электроды 8, искровой разряд между электродами 8 заменяется тепловым взрывом. Использование теплового взрыва позволяет полностью устранить стример, а значит, снизить энергетические потери, а также обеспечивает получение локализованных направленных ударов по любому ранее заданному контуру. Благодаря применению данного устройства появляется возможность задавать линию раскола в крупногабаритных объектах, а также в кратчайшие сроки, без риска для жизни и здоровья людей, находящихся вблизи и под завалами, без ущерба для окружающей среды разрушать громоздкие конструкции из бетона и скальных пород для безопасного разбора завалов при проведении аварийно-спасательных работ. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3