КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ И ХРАНЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК F42B39/14 

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности, машиностроения, и т.д. и может быть использовано для повышения безопасности при транспортировании и хранении взрывчатых материалов (ВМ).

Известен контейнер, в качестве которого может служить корпус мины, позволяющий уменьшить чувствительность ее к взрыву других мин при хранении и транспортировании. Корпус смягчает передачу импульса давления на ВМ мины. С этой целью корпус выполнен в виде оболочки, уменьшающей давление и снижающей энергию. Внутри нее между оболочкой и ВМ предусмотрен демпфирующий слой, химически стойкий против ВМ. Помимо морских мин корпус можно применять для разрывных зарядов или контейнеров с ВМ. (патент Германии по заявке N 301394, кл. F 42 B 22/00, F 42 D 5/00, опубл. 17.12.92).

Однако в связи с тем, что демпфирующий слой прилегает непосредственно к заряду ВМ, это ограничивает выбор материала демпфирующего слоя из числа материалов, химически стойких к ВМ.

Кроме того, известен контейнер для перевозки и хранения ВМ или изделий из ВМ, являющийся прототипом предлагаемого изобретения и содержащий высокопрочный наружный корпус, промежуточный защитный слой и внутренний корпус (патент EP по заявке N 0299902, кл. F 42 B 37/02, опубл. 18.01.89).

Промежуточный защитный слой состоит из смеси, содержащей вермикулит в связующем веществе. Эффективность защитного слоя обеспечивается тем, что он, заполняя промежуток между изделием и наружным корпусом, поглощает энергию взрыва, прежде чем она передастся наружному корпусу. Слой смеси распределяет усилие от взрыва на большую площадь поверхности наружного корпуса и обеспечивает сопротивление проникновению осколков.

Однако, указанный контейнер для перевозки и хранения ВМ обладает недостатком, заключающимся в низком защитном эффекте, поскольку вермикулитовый защитный слой почти не оказывает сопротивления проникающему действию осколков, что в свою очередь приводит к сравнительно низкой безопасности перевозки и хранении ВМ.

Анализ приведенного уровня техники свидетельствует о целесообразности создания контейнера для перевозки и хранения ВМ с более высокой безопасностью.

Это достигается тем, что в известном контейнере для перевозки и хранения ВМ, содержащем наружный корпус, промежуточный защитный слой и внутренний корпус, промежуточный защитный слой выполнен из одного или нескольких керамических элементов, имеющих скорость звука, превышающую скорость детонации во ВМ.

На фиг. 1 приведен предлагаемый контейнер, общий вид; на фиг. 2-5 показаны варианты выполнения промежуточного защитного слоя.

Контейнер (фиг. 1) содержит наружный корпус 1, промежуточный защитный слой 2, внутренний корпус 3, люк для загрузки и выгрузки 4, подъемные приспособления 5, негорючий связующий наполнитель 6 (фиг. 2-5). Промежуточный защитный слой 2 выполнен из одного или нескольких керамических элементов (фиг. 2-5). Керамические элементы могут быть выполнены из различных материалов, имеющих скорость упругих волн, превышающую скорость детонации ВМ, например, карбидов, оксидов, нитридов, силицидов и т.п. Наиболее технологичные материалы самосвязанный карбид кремния и керамика на основе окиси алюминия. Керамические элементы могут быть в форме пластин с наклонными отверстиями, расположенными в шахматном порядке и заполненных негорючим связующим наполнителем (фиг. 2 и 3) или в форме трубчатых элементов (фиг. 4 и 5), заполненных аналогичным наполнителем. На фиг. 3 показано выполнение промежуточного слоя из двух слоев. Количество слоев может быть и большим. На фиг. 4 и 5 показаны варианты выполнения промежуточного слоя из трубчатых элементов. Наружный корпус контейнера изготавливается из листовой стали, алюминиевого сплава или пластика, согласно стандартам отрасли, в которой он используется. Внутренний корпус из материала стойкого к ВМ.

Контейнер функционирует следующим образом: при возникновении аварийной ситуации (попадание быстролетящего предмета, авария транспортного средства, падение с высоты и т.д.) возникает ударная волна, распространяющаяся по корпусу контейнера к ВМ. При распространении по керамическим элементам промежуточного слоя эта волна трансформируется в опережающую основное возмущение волну сжатия без ударного фронта. Действительно, поскольку высокомодульная керамика, на ряду с высокими значениями скорости звука, обладает значениями упругого предела Гюгонио (для карбида кремния стержневая скорость звука около 11 км/с, упругий предел Гюгонио около 8 ГПа), то ударная волна будет распространяться по упругому материалу. Известно, что распространение сильного разрыва по упругому материалу невозможно (Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М. Наука, 1979, с.465) и разрыв будет размываться в изоэнтропическую волну сжатия без ударного фронта, которая обладает сильным пассивирующим действием на ВМ. Пришедшее следом основное возмущение в виде ударной волны или быстролетящего предмета будет воздействовать на ВМ со значительно пониженной восприимчивостью к инициированию детонации. В экспериментах наблюдалось отсутствие детонации после нагружения волной сжатия через керамический элемент заряда флегматизированного гексогена ударной волной через воздушный промежуток величиной 10 мм, отделяющий его от активного заряда флегматизированного гексогена (I.A. Balagansky, E.F. Gryaznov. Desensitization of RDX Charges after Preshocking by a Compression Wave in a SiC Ceramic Rod.// Proc. of the ZEL'DOVICH MEMORIAL. Int. Conf. on Combustion. Moscow, 1994. V.2. P.476 478). При обычных условиях детонация устойчиво возбуждается через воздушный промежуток до 75 мм, через промежуток из воды, стали или алюминия до 15 20 мм.

Кроме того, керамические элементы обеспечивают повышение защищенности от проникающего действия быстролетящих предметов. Таким образом выполнение защитного слоя из элементов керамики, имеющих скорость звука, превышающую скорость детонации во ВМ, обеспечивает значительное повышение безопасности при хранении и перевозке ВМ по сравнению с прототипом.

В случае возникновения пожара керамика за счет высокой жаропрочности и низкой теплопроводности обеспечит также защиту от возникновения загорания ВМ.

Использование: повышение безопасности при транспортировке и хранении взрывчатых материалов. Сущность изобретения: наружний корпус 1, промежуточный защитный слой 2, выполненный из одного или нескольких керамических элементов со скоростью звука, превышающей скорость детонации во взрывчатом материале, внутренний корпус 3. 5 ил.

Контейнер для перевозки и хранения взрывчатых материалов, содержащий наружный корпус, промежуточный защитный слой и внутренний корпус, отличающийся тем, что промежуточный защитный слой выполнен по меньшей мере из одного керамического элемента, имеющего скорость звука, превышающую скорость детонации во взрывчатом материале.