СПОСОБ РАССНАРЯЖЕНИЯ БОЕПРИПАСОВ Российский патент 1998 года по МПК F42B33/06 C06B21/00 

Изобретение относится к способам расснаряжения боеприпасов и предназначено для извлечения компонентов взрывчатых веществ (ВВ) с возможностью последующей их переработки в изделия и промышленные ВВ, и дальнейшего использования материалов конструкционных элементов очищенного корпуса в народном хозяйстве.

Известен способ выплавления ВВ из боеприпасов [1] По этому способу выплавление ВВ из корпуса боеприпаса производят с помощью горячего воздуха, нагретого до 130^oC.

В известном способе прототипе [2] в качестве теплоносителя используют инертные по отношению к компонентам взрывчатого вещества жидкости, причем теплоноситель подается в корпус боеприпаса под давлением через насадки.

Недостатком известного способа является невозможность выбора интервалов оптимальных параметров расснаряжения боеприпасов в струйном режиме, обеспечивающих повышение эффективности и массовой производительности способа.

Решаемой изобретением задачей является определение оптимальных режимных параметров способа, обеспечивающих возможность получения для различных рецептур ВВ высокой производительности способа, в том числе, при организации непрерывного процесса расснаряжения боеприпаса под воздействием теплоносителя, нагретого до 80 130^oC, в качестве теплоносителя используют инертные по отношению к компонентам взрывчатых веществ жидкости, при вводе которых в корпус боеприпаса сначала образуют зону затопления поверхности взрывчатого вещества теплоносителем, затем путем подачи струй теплоносителя в затопленную зону через насадки с диаметрами отверстий 0,1 10 мм под давлением 0,1 50 атм производят извлечение компонентов взрывчатых веществ и удаление их из корпуса, а контакт зоны затопления и поверхности размываемого взрывчатого вещества поддерживают до полного окончания процесса извлечения.

Использование в качестве рабочего тела инертных по отношению к компонентам взрывчатых веществ жидкостей (полиметилсилоксаны, расплавы тротила, парафина, церезина, расплавы и растворы солей и т.п.) позволяет поддерживать безопасность технологического процесса на требуемом уровне и существенно повышает производительность извлечения по сравнению с прототипом. Коэффициенты теплоотдачи жидкостей в сотни раз выше коэффициентов теплоотдачи воздуха или газовых сред при одной и той же температуре.

Создание зоны затопления поверхности взрывчатого вещества теплоносителем позволяет осуществлять полный контакт поверхности утилизируемого заряда и рабочей среды и в максимальной степени использовать тепловую энергию инертной жидкости и механическую энергию, проходящих затопленную зону струй.

Использование отверстий насадки с диаметрами 0,1 10 мм и давлений рабочей жидкости в диапазоне 0,1 50 атм позволяет оптимизировать технологические параметры процесса расснаряжения в зависимости от рецептуры утилизируемого ВВ и способа или приема создания зоны затопления.

Например, использование отверстий с малым диаметром (0,1 3,0 мм) позволяет в наибольшей степени сохранить механическую энергию струй, проходящих к поверхности заряда ВВ через затопленную зону, и в значительной мере увеличить эффективность боеприпасов, наполненных высоковязкими литьевыми составами и прессованными материалами с невысоким (5 10 мас.) содержанием плавкого компонента. Использование отверстий с диаметрами 3,0 10,0 мм вследствие увеличения расхода рабочей жидкости и интенсификации теплообмена наиболее эффективно для зарядов, содержащих повышенное (70 100 мас.) количество плавкого компонента.

Нижний предел используемого давления 0,1 атм обусловлен минимальной кинематической энергией струи, необходимой для удаления остатков ВВ из корпуса боеприпаса. Увеличение давления до 10 50 атм эффективно при расснаряжении боеприпасов, снаряженных высоковязкими литьевыми или прессованными взрывчатыми веществами.

Использование отверстий насадки с диаметрами более 10 мм приводит к значительному расходу рабочей жидкости, а применение давлений свыше 50 атм представляется опасным в случае применения в качестве теплоносителя расплава тротила.

Сохранение контакта зоны затопления и поверхности размываемого заряда до полного окончания процесса извлечения в сочетании с подачей струй теплоносителя в затопленную зону гарантирует полную и качественную очистку корпуса боеприпаса от взрывчатых веществ, в том числе от высоковязких литьевых смесей и прессованных материалов.

В качестве инженерных приемов и способов, позволяющих поддерживать на поверхности заряда достаточное для образования зоны затопления количество теплоносителя, могут быть приведены следующие.

Тепловой способ. Боеприпас расположен вертикально заливочным отверстием вверх и герметично связан переходником с насадкой, имеющей отверстия диаметром 5 10 мм и обеспечивающей значительный расход рабочей жидкости. При подаче через насадку инертного теплоносителя, имеющего заданную температуру, сначала образуют зону затопления, занимающую объем от насадки до поверхности заряда, затем под давлением 0,1 0,2 атм постоянно обновляют рабочую среду в зоне теплообмена и вытесняют смесь отработавшего теплоносителя и извлеченных компонентов через сливной массопровод, соединенный с переходником.

Применение гидрозатвора. Боеприпас расположен вертикально заливочным отверстием вниз. Насадка имеет отверстия диаметром 0,1 0,5 мм, рабочие давления в диапазоне 0,1 0,5 мм, рабочие давления в диапазоне 1 30 атм. Сливной массопровод, выходящий из переходника, соединен с обогреваемой емкостью, расположенной выше корпуса боеприпаса, вследствие чего зона затопления между насадкой и поверхностью извлекаемого ВВ сохраняется до окончания процесса расснаряжения.

Увеличение гидродинамического сопротивления слива. В этом случае для создания зоны затопления суммарная площадь сечения отверстий насадки должна быть в несколько раз больше, чем суммарная площадь наименьшего свободного сечения слива.

Например, для насадки с 5-ю отверстиями диаметром 4 мм суммарная площадь сечения в 5 раз больше, чем полная площадь свободного сечения массопровода с внутренней перегородкой, имеющей 15 отверстий диаметром 1 мм. Интервал применяемых давлений 1 30 атм.

Расчетный способ (по С. С.Шавловскому). Боеприпас расположен горизонтально. В этом случае для создания постоянного контакта зоны затопления и поверхности ВВ по известным в литературе методикам (С.С.Шавловский. Основы динамики струй при разрушении горного массива. М. "Наука", 1979) рассчитывают их начальную скорость струи, рабочее давление, диаметр отверстий насадки. Наибольшей эффективности извлечения достигают при выполнении условия x 1,4 b, где x ширина зоны затопления, b-диаметр воронки для отдельно взятой струи. Для теплоносителей, используемых при расснаряжении, диаметры отверстий составляют 0,1- 2 мм, рабочее давление 50 30 атм.

Пример 1. Боеприпас, наполненный смесью тротила и гексогена, расположен вертикально по заливочным отверстиям вверх. Полиметил-силоксановая жидкость (ПМС-100, ПМС-200) с температурой 90^oC самотеком поступает из первичного нагревателя в обогреваемый нагнетатель, откуда теплоноситель подают в корпус боеприпаса под давлением 0,1 атм через насадку с двумя отверстиями диаметром 10 мм. Образующуюся в корпусе смесь полиметилсилоксана, тротила и гексогена постоянно вытесняют поступающим через насадку теплоносителем в сливной обогреваемый трубопровод и отстойник-кондиционер, где отделяют частицы гексогена. Далее смесь полиметилсилоксана и тротила подают в сборник тротила, где при температуре 75^oC окончательно разделяют теплоноситель и ВВ. Очищенный полиметилсилоксан вводят в первичный нагреватель, обеспечивая непрерывный цикл расснаряжения, а извлеченные компоненты ВВ( по мере их накопления в отстойнике и сборнике) направляют на последующую переработку. Массовая производительность способа по данному варианту до 100 т/ч выплавленного ВВ.

Пример 2. Боеприпас, наполненный прессованным флегматизированным гексогеном, расположен горизонтально. Расплав тротила с температурой 110^oC самотеком поступает из плавителя в нагреватель, откуда теплоноситель подают в корпус боеприпаса под давлением 50 атм через насадку с 5-ю отверстиями диаметром 0,1 мм. Отработавшая в корпусе смесь тротила и гексогена поступает в сепаратор, где происходит отделение частиц гексогена. Излишки тротила из сепаратора поступают в нагнетатель для обеспечения непрерывного цикла расснаряжения.

Производительность по данному варианту до 120 кг/ч извлеченного ВВ.

Пример 3. Боеприпас, наполненный смесью тротила и алюминия, расположен вертикально заливочным отверстием вниз. Расплав тротила с температурой 130^oC поступает из плавителя в нагреватель, откуда теплоноситель подают в корпус боеприпаса под давлением 4,0 атм через насадку с отверстиями диаметром 0,5 мм. Отработавшая в корпусе смесь тротила и алюминия поступает через сливной массопровод в обогреваемый гидрозатвор, затем в сепаратор, где происходит отделение частиц алюминия. Излишки тротила из сепаратора поступают в нагреватель для продолжения цикла. Производительность по данному варианту до 200 кг/ч извлеченного ВВ.

Сущность изобретения: способ заключается в подаче в корпус боеприпаса инертного по отношению к компонентам взрывчатого вещества (ВВ) теплоносителя, нагретого до 80 - 130^oC, в виде струй в предварительно созданную зону затопления поверхности ВВ. Струи подают через насадки с диаметрами отверстий 0,1 - 10 мм под давлением 0,1 - 50 атм, контакт зоны затопления и поверхности размываемого ВВ поддерживают до полного окончания процесса извлечения ВВ из боеприпаса. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ расснаряжения боеприпасов, основанный на извлечении взрывчатого вещества из корпуса боеприпаса при воздействии инертного по отношению к компонентам взрывчатого вещества жидкого нагретого теплоносителя путем подачи теплоносителя через насадки с отверстиями, отличающийся тем, что в корпусе боеприпаса сначала образуют зону затопления поверхности взрывчатого вещества теплоносителем, затем путем подачи струй теплоносителя в затопленную зону через насадки с диаметрами отверстий 0,1 10,0 мм под давлением 0,1 50,0 атм производят извлечение компонентов взрывчатых веществ. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температура подаваемого теплоносителя 80 130^oС.