СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА ИЗ КОРПУСА БОЕПРИПАСА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2001 года по МПК F42B33/00 

Изобретение относится к способам извлечения взрывчатого вещества (ВВ) из корпуса боеприпаса (БП), подлежащего утилизации, с последующей его переработкой в изделия и дальнейшего использования материалов конструктивных элементов и корпуса БП, очищенного от ВВ, в промышленности.

В качестве примера реализации извлечения ВВ из корпуса БП может служить способ расснаряжения [Ю.Г.Щукин, Б.Н.Кутузов. Промышленные взрывчатые вещества на основе утилизированных боеприпасов. М.: Недра, 1998], согласно которому осуществляют вскрытие корпуса и последующее извлечение ВВ с помощью струи воды высокого давления. Суть метода заключается в образовании открытой поверхности заряда ВВ и в последующем его размывании струей воды высокого давления.

Недостатком данного способа является необходимость последовательного размывания поверхности заряда ВВ, что приводит к увеличению времени и энергоемкости процесса извлечения взрывчатого снаряжения.

Прототипом изобретения является способ извлечения ВВ из корпусов БП [Патент RU N 2127419, МКИ 6 F 42 В 33/00, C 06 B 21/00. Способ расснаряжения боеприпасов. - 1998], по которому осуществляют получение потока водных ледяных гранул и его подачу на поверхность ВВ расснаряжаемого БП. Поток водных ледяных гранул формируют путем предварительного образования водного скоростного потока и последующего его охлаждения или путем предварительного охлаждения газового потока и последующего смешения полученного охлажденного газового потока со струей воды.

Недостатком данного способа является достаточно большие энергозатраты и сложное создание необходимого режима для получения потока водных ледяных гранул и обеспечение его подачи с достаточными параметрами для разрушения материала ВВ.

Задачей настоящего изобретения является существенное упрощение технологии извлечения ВВ и повышение производительности очистки корпусов БП от ВВ при обеспечении безопасности, непрерывности и экологичности процесса расснаряжения БП и сокращение расходов на восстановление утилизируемого ВВ для дальнейшего повторного его использования в промышленности.

Поставленная задача решается тем, что в способе извлечения взрывчатого вещества из корпусов боеприпасов, включающем вскрытие корпуса и взаимодействие скоростного потока жидкости с взрывчатым веществом, извлечение взрывчатого вещества осуществляют его гидрорезкой. При этом в теле ВВ гидрорезкой формируют осевой канал и винтовой паз, достигающий поверхности каморы боеприпаса, с образованием винтового тела ВВ с толщиной витков, достаточной для их разрушения под действием гидродинамического давления струи.

Формируемый винтовой паз может быть выполнен косым с углом наклона к оси, равным α = 20-70^o.

Как вариант, для достижения большей производительности, после вскрытия корпуса в теле ВВ гидрорезкой формируют осевой канал и многозаходные винтовые пазы, достигающие поверхности каморы боеприпаса, с образованием винтовых тел взрывчатого вещества с толщиной витков, достаточной для разрушения их под действием гидродинамического давления струи. Формируемые винтовые пазы могут быть выполнены косыми с углами наклона к их оси, равными α = 20-70^o.

Наиболее целесообразно выполнение двух винтовых пазов, при этом формируют пересекающиеся левый и правый винтовые пазы с углами наклона к их оси, равными α = 20-70^o. Оптимальное значение суммы углов наклона обоих винтовых пазов к их оси равно 90^o. Следует отметить, что наиболее эффективное извлечение ВВ достигается при углах наклона α = β = Δ =45^o, что позволяет достигать захвата большего объема разрушаемого ВВ потоком при минимальной линии реза.

Во всех случаях толщина витков винтового тела взрывчатого вещества должна быть равной Δ = 2 - 10 мм.

На фиг. 1 представлена схема извлечения ВВ из корпуса БП, показывающая процесс формирования в теле ВВ осевого канала и нарезания наклонных винтовых пазов с помощью пересекающихся левого и правого потоков жидкости.

На фиг. 2 схематично представлен косой винтовой паз в теле ВВ БП.

На фиг. 3 представлен пример схемы насадки и расположенные в ней осевое и боковые отверстия.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 - 3, где представлена схема расснаряжения БП, включающая корпус БП 1, подводящий канал жидкости 2, насадку 3, имеющую осевой 4 и боковые 5 сопла с выходными отверстиями диаметром d₀, посредством которых происходит формирование осевого канала 6 и нарезание пересекающихся левого 7 и правого 8 косых винтовых пазов в теле ВВ 9.

Способ осуществляется следующим образом.

По подводящему каналу трубки 2 водный поток подается в насадку 3, где происходит разделение потока на осевой и боковые. Струи воды, проходя через осевое 4 и боковые сопла 5 с выходными отверстиями диаметром do, воздействуют на тело ВВ 9. Сформированные потоки осуществляют гидрорезание тела ВВ путем формирования в нем осевого канала 6, имеющего диаметр (3-4)d₀, и, за счет совместного осевого движения насадки 3 и ее вращения, винтовых пазов, достигающих поверхности каморы БП и имеющих ширину h=(3-4)d₀, что приводит к образованию винтового тела ВВ толщиной его витков, равной Δ, достаточной для их разрушения, под действием гидродинамического давления скоростной струи. Толщина витков Δ нарезаемого винтового тела зависит от прочностных характеристик материала ВВ 9, диаметра выходных отверстий сопел d₀ и магистрального давления P₀.

Нарезание винтовых пазов 7 и (или) 8 осуществляется с углом наклона к оси, равным α = 20-70^o, причем целесообразнее гидрорезку ВВ производить путем формирования пересекающихся двух косых винтовых пазов левого 7 и правого 8, сумму углов наклона которых к оси предпочтительнее брать 90^o. Следует отметить, что гидрорезание пазов в материале ВВ происходит из-за отрыва мельчайших частиц от основной массы разрушаемого материала и вызвано преимущественно возникновением и развитием микротрещин. Поэтому при гидрорезании на хрупкое разрушение материала существенно влияют механическое воздействие скоростного потока жидкости и гидравлические удары, способствующие проникновению жидкости в трещины. При этом следует отметить, что дальнейшее разрушение нарезаемого винтового тела правым потоком происходит как за счет левого потока, так и за счет заполнения жидкостью образовавшихся пазов, что способствует развитию микротрещин и снижению прочности материала ВВ. Происходит все большее разрыхление зоны реза и откол частиц образовавшегося винтового тела. С целью повышения производительности способа извлечения ВВ возможно формирование многозаходных винтовых пазов (не показано).

Полученную в результате разрушения заряда смесь воды с частицами заряда собирают в резервуаре, затем смесь фильтруют, и очищенная вода используется для дальнейшего расснаряжения БП, что обеспечивает непрерывный процесс извлечения ВВ, а отфильтрованное ВВ направляют на дальнейшую переработку.

Пример. Фугасный артиллерийский снаряд, подлежащий утилизации, калибра 76 мм, содержащий 8,3 кг тротила, имеющего плотность ρ = 1600 кг/м³, вскрывали со стороны головной части путем отвинчивания взрывателя. В процессе расснаряжения использовалось магистральное давление P₀, равное 60 МПа, скорость вращения подводящего канала ω = 1 об/с, скорость подачи V_п = 6,5 мм/с. Водным потоком, истекающим через осевое и боковые отверстия сопел с диаметром, равным d₀= 0,6 мм, воздействовали на ВВ, формируя при этом осевой канал и винтовые пазы шириной h порядка 2 мм и длиной примерно 45 мм. Толщина витков образуемого винтового тела ВВ при этом составила Δ = 5 мм, что обеспечило его надежное разрушение. При этом отработанная струя воды производит разрушение винтового тела ВВ путем распирания стенок образованного винтового канала, что приводит к образованию на поверхности канала микротрещин и способствует дополнительному разрушению ВВ. В результате процесс расснаряжения осуществлялся за время, равное 40 с. Собранное ВВ отфильтровывалось и в неизменном химическом составе было готово к повторному использованию.

Преимущество предложенной технологии утилизации БП заключается в использовании для разрушения материала ВВ процесса гидрорезки, при этом происходит нарезание винтовых пазов в материале ВВ, достаточных для стабильного разрушения на частицы ВВ диаметром 2-10 мм, что и позволяет производить процесс расснаряжения БП за более короткое время.

Вместе с тем воздействие водного потока на заряд ВВ носит инертный, с точки зрения химической реакции, характер, т.е. не приводит к изменениям химической формулы частиц ВВ и, соответственно, к изменению их физических свойств. Удаление воды не вызывает трудностей и может быть достигнуто путем выпаривания.

Таким образом, данное изобретение представляет собой безопасный, высокопроизводительный и экологичный способ извлечения ВВ из корпуса БП, позволяющий сократить время извлечения заряда ВВ при относительно небольшом расходе воды.

Изобретение относится к технологии извлечения взрывчатого вещества из корпусов боеприпасов. Способ извлечения взрывчатого вещества из корпусов боеприпасов заключается во вскрытии корпуса и гидрорезке взрывчатого вещества путем формирования в нем осевого канала и винтового паза, достигающего поверхности каморы боеприпаса, с образованием винтового тела взрывчатого вещества с толщиной витков, достаточной для разрушения под действием гидродинамического давления струи. В другом варианте осуществления способа формируют осевой канал и многозаходные винтовые пазы. При этом предпочтительно формировать пересекающиеся левый и правый винтовые пазы. Винтовые пазы могут быть выполнены косыми с углами наклона к их оси, равными α = 20-70^o а сумма углов наклона винтовых пазов к их оси равна 90^o. Толщина витков винтового тела взрывчатого вещества равна Δ = 2 - 10 мм. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ извлечения взрывчатого вещества из корпусов боеприпасов, включающий вскрытие корпуса и взаимодействие скоростного потока жидкости с взрывчатым веществом, отличающийся тем, что извлечение взрывчатого вещества осуществляют гидрорезкой взрывчатого вещества путем формирования в нем осевого канала и винтового паза, достигающего поверхности каморы боеприпаса, с образованием винтового тела взрывчатого вещества с толщиной витков, достаточной для разрушения под действием гидродинамического давления струи. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формируют косой винтовой паз с углом наклона к оси, равным α = 20-70°. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что толщина витков винтового тела взрывчатого вещества равна Δ = 2 - 10 мм. 4. Способ извлечения взрывчатого вещества из корпусов боеприпасов, включающий вскрытие корпуса и взаимодействие скоростного потока жидкости с взрывчатым веществом, отличающийся тем, что извлечение взрывчатого вещества осуществляют гидрорезкой взрывчатого вещества путем формирования в нем осевого канала и многозаходных винтовых пазов, достигающих поверхности каморы боеприпаса, с образованием винтовых тел взрывчатого вещества с толщиной витков, достаточной для разрушения под действием гидродинамического давления струи. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что формируют пересекающиеся левый и правый винтовые пазы. 6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что винтовые пазы выполняют косыми с углами наклона к их оси равными α = 20-70°. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что сумма углов наклона винтовых пазов к их оси равна 90° . 8. Способ по любому из пп.4 - 7, отличающийся тем, что толщина витков винтового тела взрывчатого вещества равна Δ = 2 - 10 мм.