СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЗРЫВНОГО УСТРОЙСТВА С КУМУЛЯТИВНЫМ ЗАРЯДОМ Российский патент 1998 года по МПК F42B1/36 

Изобретение относится к способам изготовления взрывных устройств (ВУ) с кумулятивным зарядом (КЗ) и предназначено для дробления массивных металлических объектов, например, стальных и шлакочугунных скрапов, которые в значительном количестве подучаются в качестве отходов литейного производства стали и чугуна.

В настоящее время известны способы взрывной разделки массивных металлических объектов, включающие стадии предварительного формирования шпуров, их зарядку вторичными взрывчатыми вещества (ВВ) иди зарядами из них, забойку свободного объема шпуров и одновременно подрыв зарядов. По данному способу шпуры получают бурением с применением перфораторов для бурения по шлаку или прожигают резаками типа кислородное копье [1].

Основным недостатком этого способа является его низкая производительность, определяемая необходимостью привязки к источнику кислорода, действующим металлургическим производствам, в условиях которых проведение взрывных работ ограничивается максимально допустимыми массами ВВ. В связи с этим недостатком в последнее время для разрушения крупногабаритных отходов металлургического производства используют взрывные технологии, предполагающие применение взрывных устройств, эффективное действие которых не требует предварительных работ (получение шпуров, а также использование энергетических и кислородных магистралей). Таким образом, основным достоинством данной технологии является возможность ее реализации в местах, удаленных от промышленных объектов.

Для реализации данной технологии необходим ассортимент ВУ с кумулятивным зарядом, которые конструктивно представляют собой корпус с размещенным в нем зарядом и металлическую облицовку определенной конфигурации, из которой в результате воздействия продуктами детонации, формируется высокоскоростной ударник, обеспечивающий надлежащее разрушение.

Основной проблемой широкого внедрения рассматриваемой технологии является высокая стоимость ВУ.

В то же время существует важная проблема утилизации морально и физически устаревших боеприпасов, для решения которой получили широкое распространение следующие способы: высверливание, резание и дробление заряда; разрушение ультразвуком; разрушение гидравлической струей; разрушение кавитацией, выплавление с использованием теплоносителей; низкотемпературное воздействие на заряд; применение растворителей, применение реагентов.

Общим недостатком перечисленных способов является достаточно сложная технология разделения корпусов боеприпасов (БП) и взрывного снаряжения (ВС), а также проблематичность полного и эффективного использования полученных компонентов в промышленности.

В качестве примера реализации утилизации БП может служить способ расснаряжения [2], согласно которому осуществляют силовое воздействие на разрывной заряд БП с помощью поворотного скалывающего инструмента при периодическом приложении к нему статических нагрузок. В результате удается извлечь ВВ без изменения его свойств, что позволяет повторно использовать энергетические наполнители и другие элементы БП для изготовления изделий народнохозяйственного назначения (перфораторов, торпед, зарядов для дробления кумулятивных резаков и т.д.).

К недостаткам данного способа утилизации БП следует отнести сложность технологии и сложность получения конструкций изделий из утилизируемых материалов для дальнейшего использования в промышленности. Это связано с тем, что изготовление нового изделия в данном случае должно включать всю совокупность технологических операций, как и при изготовлении из исходного сырья.

Известен способ изготовления взрывных устройств с кумулятивным зарядом, принятый за прототип [3]. Сущность данного способа заключается в формировании кумулятивного заряда требуемой конфигурации, в размещении полученного заряда ВВ в корпусе, в формировании металлической кумулятивной оболочки, установке облицовки в кумулятивную выемку заряда ВВ и сборке взрывного устройства, включая размещение инициирующего устройства со стороны противоположной кумулятивной выемки.

Задача изобретения - снижение себестоимости ВУ, используемых для дробления массивных металлических объектов.

Для достижения поставленной задачи в способе изготовления взрывного устройства с кумулятивным зарядом, включающем формирование кумулятивной выемки в заряде ВВ, облицовку ее металлической воронкой и установку инициирующего устройства со стороны противоположной кумулятивной воронки, в качестве исходного полуфабриката используют фугасный боеприпас, подлежащий утилизации, с одной из сторон которого вскрывают в радиальном сечении корпус с зарядом ВВ, в котором коаксиально корпусу формируют кумулятивную выемку, облицовывают ее металлической воронкой, а со стороны противоположной вскрытой стороне в корпусе устанавливают инициирующее устройство.

На фиг. 1 - 5 представлены этапы процесса изготовления взрывного устройства. Исходный фугасный боеприпас 1, подлежащий утилизации, содержит корпус 2 с зарядом взрывчатого вещества 3 и взрыватель 4. Выбор БП фугасного действия обусловлен такими его конструктивными особенностями, как относительно тонкостенный корпус и достаточно большой объем заряда ВВ.

Способ осуществляется следующим образом.

Из фугасного боеприпаса 1 извлекают взрыватель 4. Затем с одной из сторон фугасного боеприпаса 1 (головной или задней части) осуществляют вскрытие корпуса в радиальном сечении, проходящем через заряд ВВ. Процедура вскрытия определяется конструктивными особенностями БП и может быть реализована различными путями, например, путем свинчивания головного обтекателя или ввинтного дна, либо путем разрезания корпуса вместе с зарядом ВВ механическим или гидромеханическим способом, посредством режущего инструмента. В нашем случае головная часть БП 1 отсекается в плоскости радиального сечения I-I, обнажая торец 5 заряда ВВ 3 (фиг. 2).

После вскрытия корпуса 2 на открытой торцевой поверхности 5 заряда ВВ 3 формируют кумулятивную выемку 6, располагаемую коаксиально по отношению к корпусу 2. Формирование выемки 6 также может быть реализовано различными путями, например, путем выдавливания заряда ВВ 3 на прессовом оборудовании или путем механического выдавливания в заряде ВВ 3 соответствующей полости. В последнем случае на вскрытый торец 5 заряда ВВ воздействуют режущим инструментом, осевое и вращательное движение которого обеспечивает формирование кумулятивной выемки 6 соответствующего профиля образующей. Затем кумулятивную выемку 6 облицовывают металлической воронкой 7 соответствующего профиля путем установки и фиксации ее в кумулятивной выемке 6, при этом внешняя поверхность воронки 7 ответна внутренней поверхности выемки 6 (фиг. 3 и 4). Затем в БП 1 со стороны противоположной вскрытой стороне устанавливают инициирующее устройство 8. В нашем случае инициирующее устройство устанавливают в донной части корпуса 2 (фиг. 5).

Пример реализации предлагаемого способа.

Фугасный артиллерийский снаряд, подлежащий утилизации, калибра 203 мм, содержащий 23,4 кг тротила, вскрывали со стороны головной части путем ее отворачивания. Затем на вскрытом торце заряда ВВ формировали коническую осесимметричную кумулятивную выемку с углом раствора 30^o, боковая поверхность которой сопряжена с внутренней поверхностью корпуса. Изготавливали воронку из стали, например Ст 20. Толщина стенки кумулятивной конической воронки 2,5 мм, причем наружная поверхность воронки ответна форме выемки в заряде ВВ. Кумулятивную облицовку устанавливали в кумулятивной выемке заряда ВВ и фиксируют с помощью резьбового кольца, который вворачивают в корпус снаряда, используя для этой цели штатную резьбу, предназначенную для крепления головной части снаряда. В донной части корпуса снаряда просверливали сквозное отверстие, нарезали в нем резьбу и вворачивали типовое инициирующее устройство. В результате получали ВУ, содержащее 15,8 кг тротила (с учетом потерь ВВ, оставшегося в привинтной головной части и удаленного при формировании кумулятивной выемки). Затем осуществляли испытание ВУ для разрушения крупногабаритных чугунных глыб, например весом 10 т, имеющих форму усеченного конуса высотой до 1 м, в результате которого достигали разрушение глыбы на фракции весом до 3 т тремя взрывными устройствами.

Изобретение обеспечивает повышение эффективности взрывных работ, направленных на разрушение крупногабаритных отходов металлургического производства. Повышение эффективности достигали за счет существенного снижения себестоимости взрывного устройства, изготавливаемого из боеприпасов подлежащих утилизации. При этом параллельно решается важная задача касающаяся технологии утилизации при соблюдении экологических норм.

Источники информации.

1. Густавсон Р. Шведская техника взрывных работ, - М.: Недра, 1977, с. 248 - 251, с. 264.

2. Заявка на изобретение РФ N 94009499/02 МКИ⁶ F 42 B 33/06, 1994.

3. Патент EP, 0494469 B1 МКИ⁶ F 42 B 1/036. Способ сборки снаряда с кумулятивным зарядом, содержащего точный метательный заряд. 1991.

Изобретение относится к способам изготовления взрывных устройств с кумулятивным зарядом. Подлежащий утилизации фугасный боеприпас вскрывают с одной из сторон в радиальном сечении. Коаксиально корпусу в заряде взрывчатого вещества формируют кумулятивную выемку и облицовывают ее металлической воронкой. В корпусе со стороны, противоположной вскрытой стороне, устанавливают инициирующее устройство. 5 ил.

Способ изготовления взрывного устройства с кумулятивным зарядом, включающий формирование кумулятивной выемки в заряде взрывчатого вещества, облицовку ее металлической воронкой и установку инициирующего устройства со стороны, противоположной кумулятивной воронке, отличающийся тем, что для изготовления взрывного устройства используют фугасный боеприпас, подлежащий утилизации, с одной из сторон которого вскрывают в радиальном сечении корпус с зарядом взрывчатого вещества, в котором коаксиально корпусу формируют кумулятивную выемку, облицовывают ее металлической воронкой, а со стороны, противоположной вскрытой стороне, в корпусе устанавливают инициирующее устройство.