Moŝnoe, kompaktnoe èlektrogidravličeskoe ustrojstvo dlâ raskalyvaniâ obʺektov iz betona i gornyh porod pri provedenii spasatelʹnyh rabot

• Autorzy: Tarkovskiy V. V. , Vasilevich A. E. , Balykin A. S. , Stakheyko P. N. , Levanovich A. V. , Sakovich E. I. , Filipovich S. M. , Skripko A. N.

Identyfikatory

DOI

10.12845/bitp.40.4.2015.7

Warianty tytułu

EN

A powerful and Compact Electro-hydraulic Device for Demolishing Concrete Structures and Mining Rocks during Rescue Operations

PL

Kompaktowe narzędzie elektrohydrauliczne o dużej mocy do rozbijania obiektów z betonu i skał kopalnianych podczas działań ratowniczych

• Języki publikacji: RU

Abstrakty

EN

Aim: To ensure the safety of people during rescue operations who are engaged with the removal of rubble from destroyed buildings. Introduction: There are a large number of approaches used in dismantling and demolishing concrete structures during rescue operations. These include: explosives, pneumatic and hydraulic equipment, and petrol power cutters. Each of the known methods, in addition to advantages, has disadvantages. Therefore, there is a need to develop new and effective methods of dismantling and demolishing concrete structures. The authors propose utilization of an electro-hydraulic approach based on the use of plasma energy, which is generated when an electrical discharge occurs in a receptacle filled with water. A concrete structure is perforated with cylindrical holes, which are then filled with water. Special electrodes are inserted into the holes. After the insertion of special electrodes an electrical discharge is generated. This leads to the formation of an expanding plasma. Induced shock waves combined with water cause a mechanical stress to the structure being demolished. To achieve this goal it was necessary to address the following: – Perform an analysis of possible alternative devices, bearing in mind the purpose – Develop and prototype elements of the device – Produce and assemble elements of the device and test the laboratory model . – Analyze results of laboratory tests, eliminate identified defects, refine and adjust electric circuit and construction of the device. – Finalise a working model of the device and perform field trials. Conclusions: The developed device may be used to break up standard bricks and building structures. Power of the device can vary, depending on the size of the structure, which is being dismantled. An industrial sized device may be transported by a vehicle with a light duty chassis. Implications for practice: Protection of life and health of people, near to or buried under rubble. Ability to demolish bulky concrete structures. Elimination of harmful substance emissions. Avoidance of impact from shock and acoustic waves, flying debris and ability to set a course for a breach in a wall.

PL

Cel: Zagwarantowanie bezpieczeństwa ludzi w czasie odgruzowywania zniszczonych budynków podczas działań ratowniczych. Wstęp: Istnieje wiele metod rozbiórki i rozbijania konstrukcji z betonu podczas prowadzenia działań ratowniczych (np. użycie materiałów wybuchowych, sprzętu i narzędzi pneumatycznych i hydraulicznych oraz palnika benzynowego do cięcia tlenem itd.). Każda ze znanych metod ma nie tylko zalety, ale też i wady. Dlatego konieczne jest opracowanie nowych skutecznych metod niszczenia konstrukcji betonowych. W artykule autorzy zaproponowali wykorzystywanie metod elektrohydraulicznych, opartych na energii plazmy powstającej podczas wyładowania elektrycznego w przestrzeni wypełnionej wodą. W konstrukcji betonowej znajdują się otwory strzałowe, które wypełnia się wodą. Po wprowadzeniu do otworów specjalnych elektrod przeprowadza się wyładowanie elektryczne. Prowadzi ono do wytworzenia się powiększającej się plazmy. Fale uderzeniowe z wodą prowadzą do naprężenia mechanicznego niszczonego obiektu. Aby osiągnąć wyznaczony cel, należało: – przeprowadzić analizę możliwych alternatywnych wariantów urządzenia, biorąc pod uwagę jego przeznaczenie; – opracować i przygotować modele konkretnych mechanizmów i bloków urządzenia; – przygotować i przeprowadzić połączenie mechanizmów i bloków urządzenia, przeprowadzić prace montażowe i badania laboratoryjne modelu urządzenia; – przeprowadzić analizę badań laboratoryjnych urządzenia, wyeliminować wykryte wady, dopracować i poprawić schemat elektryczny i konstrukcję urządzenia; – opracować model urządzenia i przeprowadzić jego badania w terenie. Wnioski: Opracowane urządzenie może być używane do rozbijania standardowych bloczków i konstrukcji budowlanych. Moc urządzenia może być dostosowana do rozmiaru niszczonej konstrukcji. Model przemysłowy urządzenia może być przewożony samochodem z podwoziem o małej nośności.

Słowa kluczowe

EN

electric thermal conductor explosion; electrohydraulic effect; electrical discharge technique; plasma; shock wave

PL

elektryczny wybuch cieplny przewodnika; efekt elektrohydrauliczny; metoda wyładowania elektrycznego; plazma; fala uderzeniowa; granica wyładowania

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 4
• Strony: 91--105
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Tarkovskiy V. V.

• The Establishment Educational “Yanka Kupala State University of Grodno” of the Ministry for Educational of the Republic of Belarus, Grodno

autor

Vasilevich A. E.

• The Establishment Educational “Yanka Kupala State University of Grodno” of the Ministry for Educational of the Republic of Belarus, Grodno

autor

Balykin A. S.

• The Establishment Educational “Yanka Kupala State University of Grodno” of the Ministry for Educational of the Republic of Belarus, Grodno

autor

Stakheyko P. N.

• The Establishment Educational “Yanka Kupala State University of Grodno” of the Ministry for Educational of the Republic of Belarus, Grodno

autor

Levanovich A. V.

• The scientific and practical center of establishment "Grodno regional department of the Ministry for Emergency Situations" of the Republic of Belarus, Grodno

autor

Sakovich E. I.

• The scientific and practical center of establishment "Grodno regional department of the Ministry for Emergency Situations" of the Republic of Belarus, Grodno

autor

Filipovich S. M.

• The scientific and practical center of establishment "Grodno regional department of the Ministry for Emergency Situations" of the Republic of Belarus, Grodno

autor

Skripko A. N.

• The Establishment «Research Institute of Fire Safety and Emergencies» of the Ministry for Emergency Situations of the Republic of Belarus, Minsk

Bibliografia

• [1] Usov А.F., Tsukerman А., Sravnitel’nyy analiz effektivnosti sposobov dezintegratsii gornykh porod i rud, MGGU, Issue 7, Moskva 2002, 132–136.
• [2] Merkelo А.А, Osobennosti i klassifikatsiya nevzryvnykh sposobov razrusheniya materialov, Portal magistrov DonNTU [elect. resource], Donetsk 2002, http://masters.donntu.edu.ua/2002/ggeo/merkelo/diss/lib/merkelo.rtf, [accessed 26.01.09].
• [3] Cheys U., Kratkiy obzor issledovaniy po vzryvayushchimsya provolochkam, [w:] Vzryvayushchiyesya provolochki, Inostrannaya literatura, Moskva 1963, 9–17.
• [4] Yutkin L.А., Elektrogidravlicheskiy effekt i ego primeneniye v promyshlennosti, Mashinostroyeniye, Moskwa 1986.
• [5] Rukhadze А.А., Shmigelya I.S. (red.), Elektricheskiy vzryv provodnikov, Mir, Moskva 1965, 360.
• [6] Burtsev V.А., Kalinin N.V., Luchinskiy А.V., Elektricheskiy vzryv provodnikov i ego primeneniye v elektrofizicheskikh ustanovkakh, Energoizdat, Moskva 1990, 217.
• [7] Tarkovskiy V.V., Balykin А.S., Yanichkin V.V., Innovatsionnoye ispol’zovaniye elementov elektropitaniya moshchnykh lazerov dlya sozdaniya elektrogidravlicheskogo teplovogo vzryva, Materialy VIII Mezhdunarodnoy konferentsii „Lazernaya fizika i opticheskiye tekhnologii”, Institut fiziki im. B.I. Stepanova Аkademii Nauk Belarusi, Minsk 2010, 213–216.
• [8] Yutkin L.А., Elektrogidravlicheskaya obrabotka metallov, [w:] Elektrorazryadnaya obrabotka materialov. Mashinostroyeniye, Leningrad 1971.
• [9] Vorob’yev А.А., Vorob’yev G.А., Chepikov А.T., Zakonomernosti proboya tverdogo dielektrika na granitse razdela s zhidkim dielektrikom pri deystvii impul’sa napryazheniya, Svidetel’stvo na otkrytiye No. А-122 ot 29.04.1998 s prioritetom ot 14.12.1961.
• [10] Semkin B.V., Usov А.F., Kurets V.I., Semkin B.V., Osnovy elektroimpul’snogo razrusheniya materialov, Nauka, Sankt Petersburg, 1995, 276.
• [11] Goldfarb V., Bundy R., Dunton A., Shneerson G., Krivosheev S., Adamian Yu., Digest of Technical Papers 11th IEEE International Pulsed Power Conference, USA, Baltimore 1998, V.2, 1078–1085.
• [12] Аnufrik S.S., Tarkovskiy V.V., Mnogotselevaya universal’naya lazernaya sistema na osnove rastvorov krasiteley, materialy III-y konferentsii po lazernoy fizike i spektroskopii, Institut fiziki im. B.I.Stepanova Аkademii nauk Belarusi, Minsk 1997, 196–199.
• [13] Tarkovskiy V.V., Balykin А.S., Yanichkin V.V., Innovatsionnoye ispol’zovaniye elementov elektropitaniya moshchnykh lazerov dlya sozdaniya elektrogidravlicheskogo teplovogo vzryva, materialy VIII Mezhdunarodnoy konferentsii „Lazernaya fizika i opticheskiye tekhnologii”, Institut fiziki im. B.I. Stepanova Аkademii nauk Belarusi, Minsk 2010, 213–216.
• [14] Yanichkin V.V., Balykin А.S., Tarkovskiy V.V., Pat. 7578 RB, MPK6 E21C 37/18. Ustroystvo dlya raskalyvaniya razryadom monolitnykh konstruktsiy, zayavitel’ i patentoobladatel’ GrGU im. Ya. Kupaly, No. U20101083, 30.10.2011, Issue 5 (82), 261.
• [15] Tarkovskiy V.V., Yanichkin V.V., Balykin S.А., Levanovich А.V., Rybachok А.I., Filippovich S.M., Pat. 8879 BY, MPK6 E21C37/18. Mnogokanal’noye ustroystvo dlya raskalyvaniya razryadom monolitnykh konstruktsiy, No. u20120482, 17.07.2012.
• [16] Levanovich А.V., Rybachok А.I., Filipovich S.M., Tarkovskiy V.V., Razrusheniye betonnykh, zhelezobetonnykh i kamennykh konstruktsiy metodom elektrogidravlicheskogo teplovogo vzryva pri provedenii avariyno-spasatel’nykh rabot, materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii „CHS: teoriya i praktika”, Gomel’ 16 maya 2013, 177–179.
• [17] Tarkovskiy V.V. i.a., Ustroystvo dlya raskalyvaniya betonnykh i kamennykh konstruktsiy pri provedenii avariyno-spasatel’nykh rabot, „Vestnik GrGU” Issue 1 2012, pp. 90–99.
• [18] Levanovich А.V. i.a., Elektrogidravlicheskiye tekhnologii dlya MChS, „Chrezvychaynyye situatsii: obrazovaniye i nauka” Vol. 7, Issue 1, 2012, pp. 39–44.
• [19] Tarkovskiy V.V., Balykin А.S., Yanichkin V.V., Levanovich А.V., Rybachok А.I., Filipovich S.M., Pat. 9812 BY, MPK6 E21C37/18. Mobil’naya ustanovka dlya razrusheniya monolitnykh konstruktsiy, No u20130502, zayavl. 11.06.2013; zayavitel’ i patentoobladatel’ GrGU im. Ya.Kupaly.