ЛИНЕЙНЫЙ ЗАРЯД Российский патент 2000 года по МПК F42B3/93 C06C5/04 

Изобретение относится к зарядам для взрывных работ, а именно к взрывной резке металлических и железобетонных конструкций различной конфигурации и формы.

Известен удлиненный кумулятивный заряд, предназначенный для взрывной резки стальных конструкций (плоских заготовок определенной толщины), описанный в заявке ЕПВ N 0263204, МКИ F 42 B 1/02 под названием "Удлиненный кумулятивный заряд". Заряд представляет собой брусок, выполненный из композитной смеси ВВ и пластичного материала первого типа, имеющий V-образный паз, покрытый облицовкой. Облицовка представляет собой композитную смесь металла и пластичного материала второго типа или может быть выполнена целиком из металла, например, меди. Заряд устанавливается на поверхности разрезаемого объекта таким образом, чтобы между поверхностью объекта и внешней кромкой облицовки имелось определенное (оптимальное) расстояние.

Недостатком данного заряда является то, что для достижения режущего эффекта необходимо тщательно выдерживать требуемое расстояние между поверхностью объекта и внешней кромкой облицовки, что возможно только при условии идеально плоской поверхности объекта. В случае нелинейности поверхности режущая способность заряда резко падает, т.к. отсутствие гибкости у заряда не позволяет скорректировать дефекты поверхности. Недостатком является также небольшая режущая способность заряда. В связи с этим с увеличением толщины разрезаемого объекта увеличиваются габариты заряда, и резка является нецелесообразной как с экономической, так и экологической точки зрения. Кроме того заряд нельзя использовать для резки цилиндрических объектов, поверхностей, имеющих радиусы, кривизну, нелинейность.

Ближайшим техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является удлиненный заряд, описанный в патенте Российской Федерации N 2003031, кл. F 42 B 1/02 под названием "Способ разделения стального листа", реализующий данный способ. Удлиненный гибкий заряд ВВ имеет сечение в виде прямоугольника с длинами большей и меньшей сторон, равными соответственно 1,3-1,9 и 0,5-1,0 толщины разрезаемого листа. Заряд устанавливают на поверхности разрушаемого объекта большей стороной к плоскости объекта. Недостатком такого устройства является низкая эффективность режущего действия (взрывной резки) заряда для стальных объектов больших габаритных размеров и резкое увеличение массы ВВ в заряде с увеличением толщины разрушаемого объекта.

Задачей настоящего изобретения является создание линейного заряда с повышенной эффективностью взрывной резки стальных и железобетонных конструкций различной конфигурации, толщины и профиля.

Сущность изобретения заключается в том, что в линейном заряде, содержащем инициирующий элемент и заряд ВВ в виде ленты, согласно изобретению, по оси симметрии выполнен ряд сквозных одинаковых отверстий и симметричных относительно нее, а инициирующий элемент расположен на одном из концов ленты на ее оси симметрии.

Кроме того линейный заряд снабжен инертными элементами, расположенными в сквозных отверстиях заряда и выполненными из конструкционных инертных материалов (например, пенопласт, оргстекло).

Кроме того, линейный заряд снабжен защитным покрытием, закрывающим поверхность ВВ и непрепятствующим изменению формы заряда ВВ.

Технический результат выражается в формировании взрывного возбуждения волн напряжения в материале разрушаемого объекта, формирующих растягивающие усилия, превышающие динамический предел прочности материала разрушаемого объекта. В результате того, что этот процесс носит ярко выраженный динамический характер, разрушение происходит с образованием трещины, возникающей в плоскости симметрии объекта, а непрерывная последовательность столкновений детонационных волн при взрыве последующих элементов заряда приводит к тому, что зарождающаяся очередная трещина соединяется с предыдущей и создает эффект "бегущей" по объекту трещины в плоскости симметрии, соответствующей оси симметрии заряда.

Наличие признаков, отличающих заявляемое изобретение от прототипа, позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "новизна".

На чертеже представлен общий вид линейного плоского заряда.

Линейный заряд (см. чертеж) содержит инициирующий элемент КД (капсюль детонатор), расположенный на одном из концов заряда на ее оси симметрии и заряд ВВ в виде ленты 1 с выполненными по оси симметрии рядом сквозных одинаковых отверстий 2, симметричных относительно нее, при этом размер отверстия по оси ленты a = 15 мм, расстояние между отверстиями: b = 5 мм, ширина отверстия c = 50 мм. Размеры приведены для стального листа толщиной Δ = 50 мм.
В сквозных отверстиях 2 могут быть расположены инертные элементы из конструкционных инертных материалов, например пенопласт, оргстекло.

Линейный заряд располагают без зазоров на поверхности разрушаемого объекта 5.

Работает устройство следующим образом. При инициировании капсюлем детонатором заряда ВВ начинает распространяться детонация со скоростью D (D км/с - скорость детонации для данного ВВ). Достигая точек B и B' детонационный процесс начинает распространяться как параллельно оси заряда, так и в направлении к оси симметрии. Распространение детонационного процесса по элементу 3 к оси заряда приводит к тому, что в определенный момент времени на границе 4 (по оси заряда) происходит столкновение детонационных волн. Это приводит к распространению вглубь материала разрушаемого объекта 5 волнового процесса взаимодействия ударных волн с четко выраженной границей. В результате этого взаимодействия в материале разрушаемого объекта 5 возникает определенное взаимодействие ударных волн, приводящее к возникновению волн напряжения, формирующих растягивающие усилия, превышающее предел прочности материала разрушаемого объекта 5. Процесс разрушения носит ярко выраженный динамический характер и происходит с образованием трещины, возникающей в плоскости симметрии объекта 5. Непрерывная последовательность столкновений детонационных волн при срабатывании последующих элементов 3 линейного заряда приводит к тому, что в плоскости симметрии разрушаемого объекта 5 происходит последовательное образование трещин под каждым из следующих друг за другом элементов 3. В результате этого создается эффект бегущей по объекту 5 трещины в плоскости симметрии, соответствующей оси симметрии заряда и образующейся вследствие как растягивающих и сдвиговых напряжений, превышающих предел прочности материала объекта 5, так и вследствие кинетической составляющей энергии разрушения отделяемых друг от друга частей объекта 5.

Таким образом, предлагаемый линейный заряд позволил повысить эффективность устройства, превышающего по режущему действию аналогичные, основанные на кумулятивном эффекте. Данный заряд позволил значительно упростить всю конструкцию в целом, исключив, например, как отдельный конструктивный элемент специальную многоточечную систему инициирования, которая является сложным в технологическом отношении и дорогим элементом. При этом форма заряда в виде ленты с отверстиями значительно снизит расход ВВ, не уменьшая при этом его эффективности. Кроме того предлагаемое изобретение обеспечивает эффективную взрывную резку стальных, железобетонных конструкций различной конфигурации, толщины и профиля.

Изобретение относится к зарядам для взрывных работ, а именно для взрывной резки металлических и железобетонных конструкций различной конфигурации и формы. Изобретение направлено на повышение эффективности взрывной резки. Предлагаемый линейный заряд содержит инициирующий элемент и заряд ВВ в виде ленты с рядом сквозных одинаковых отверстий, расположенных по оси симметрии и симметричных относительно нее. В сквозных отверстиях могут быть расположены инертные элементы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Линейный заряд, содержащий инициирующий элемент и заряд ВВ в виде ленты, отличающийся тем, что по оси симметрии выполнен ряд сквозных одинаковых отверстий, симметричных относительно нее, а инициирующий элемент расположен на одном из концов ленты на ее оси симметрии. 2. Линейный заряд по п.1, отличающийся тем, что он снабжен инертными элементами, расположенными в сквозных отверстиях заряда и выполненными из конструкционных инертных материалов. 3. Линейный заряд по п.1, отличающийся тем, что он снабжен защитным покрытием.