ЯЩИК ДЛЯ БОЕПРИПАСОВ Российский патент 2006 года по МПК F42B39/00 

Изобретение относится к области машиностроения, к хранению и транспортировке боеприпасов и может быть использовано для создания ящиков для хранения артиллерийских выстрелов.

Известна тара для хранения и транспортировки боеприпасов по патенту Великобритании №20921992 МКИ B 65 D 8/04, контейнер для цилиндрических изделий по А.С. СССР №1477628 МКП⁴ F 42 B 39/00.

Также известен деревянный ящик для боеприпасов, содержащий скрепленные между собой и днищем боковые и торцевые стенки и шарнирно соединенную с одной из боковых стенок крышку, снабженную замками для соединения с другой по ГОСТ 1704-80 (ст. В СЭВ 093-81 тип 1, 2, 3).

Недостатком известного ящика является низкая надежность его работы из-за малого срока службы древесины, а также неудовлетворительные огнестойкие свойства в критичных условиях (при пожаре в арсенале для ящика, расположенного в штабеле) и высокий расход материала вследствие применения материала одинаковой толщины.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка ящика для боеприпасов повышенной надежности работы.

Технический результат, который может быть получен при решении технической задачи, заключается в повышении срока службы ящика, в повышении его огнестойких свойств в критичных условиях (при пожаре в арсенале для ящика, расположенного в штабеле) и снижении расхода материала.

Поставленная задача с достижением технического результата решается тем, что ящик для боеприпасов содержит скрепленные между собой и днищем боковые и торцевые стенки и шарнирно соединенную с одной из боковых стенок крышку, снабженную замками для соединения с другой, а стенки, днище и крышка выполнены из огнестойкого термоизолирующего композиционного материала, при этом

где δ_ст.- толщина боковых и торцевых стенок, мм,

δ_кр. - толщина днища и крышки, мм,

F_ст.- суммарная площадь боковых и торцевых стенок, м²,

F_кр. - площадь крышки, м² (F_кр.=F_дн.),

b=1,0...1,7 - опытный коэффициент, зависящий от величины зазора между ящиками в штабеле, материала и конструкционных параметров ящика-наличия утолщений основного материала, тепловых мостов в виде металлических крепежных элементов, причем в качестве композиционного материала используется базальтопластик.

Отличительными признаками являются следующие признаки:

- стенки, днище и крышка выполнены из огнестойкого термоизолирующего композиционного материала, - признак существенный, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключается в применении нового материала, причем максимальный эффект от применения нового материала достигается в сочетании с последующим признаком, признак позволяет повысить срок службы ящика и довести его огнестойкость в критичных условиях до заданного времени, достаточного до момента начала тушения;

- стенки, днище и крышка выполнены толщиной δ_ст.; δ_дн.=δ_кр., при этом

где δ_ст.- толщина боковых и торцевых стенок, мм,

δ_кр. - толщина днища и крышки, мм,

F_ст.- суммарная площадь боковых и торцевых стенок, м²,

F_кр. - площадь крышки, м² (F_кр=F_дн),

b=1,0...1,7 - опытный коэффициент, зависящий от величины зазора между ящиками в штабеле, материала и конструкционных параметров ящика - наличия утолщений основного материала, тепловых мостов в виде металлических крепежных элементов - признак существенный, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключается в новом соотношении размеров, связан с предыдущим признаком. Для подтверждения существенности признака необходимо рассмотреть условия прогрева ящика в критичных условиях (при пожаре в арсенале для ящика, расположенного в штабеле), характеризующихся более интенсивной теплопередающей средой со стороны стенок.

Процесс прогрева ящика теплопередающей средой описывается уравнением:

с решением:

где С_з - суммарная теплоемкость заряда и стенок ящика;

Т_с, Т_з - температура среды, заряда;

К_с-з - теплопередающая способность поверхностей ящика (характеризует количество теплоты в единицу времени, поступившее к заряду при температурном перепаде ΔТ=Т_с-Т_з=1°С);

где F₁ - суммарная площадь стенок;

f₂ - суммарная площадь крышки и днища;

δ₁ - толщина материала стенок;

δ₁ - толщина материала крышки и днища;

λ - коэффициент теплопроводности материала ящика;

α - коэффициент теплоотдачи внешних поверхностей ящика.

Оптимальная тара должна обеспечивать одинаковую теплозащиту заряда с любого направления теплопередающей среды различной интенсивности, т.е. количество теплоты, поступающее к заряду от боковых внутренних поверхностей и верхних, и нижних внутренних поверхностей тары должно быть одинаковым. Практически для оптимального ящика должно выполняться условие

или:

где b=f(K_c-з, α, λ) - опытный коэффициент, учитывающий более интенсивную теплопередающую среду со стороны боковых стенок, зависящий от параметров теплопередающей среды (К_с-з) (в основном от величины зазора между крышкой и днищем соседних ящиков в штабеле), материала и конструкционных параметров ящика (λ и α) (наличия утолщений основного материала, тепловых мостов в виде металлических крепежных элементов), например увеличение зазора между крышкой и днищем снижает коэффициент b, наличие утолщений на днище или крышке снижает, а на стенках увеличивает b и, наоборот, наличие металлических элементов на днище или крышке увеличивает, а на стенках снижает коэффициент b;

- в качестве композиционного материала используется базальтопластик - признак существенный, аналогичен первому признаку.

Таким образом, существенные отличия от прототипа заключаются в том, что ящик изготовлен для критичных условий (пожара в арсенале при расположении ящиков в штабелях) из огнестойкого материала не изменяющего своих свойств и толщины от выгорания, с новым соотношением толщин материала, заданным математической формулой, теплопередающих элементов ящика.

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие технического решения критерию «новизна».

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением технического результата и характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данное техническое решение является результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению надежности работы тары для боеприпасов без использования известных проектировочных решений, рекомендаций, материалов и обладает неочевидностью, что свидетельствует о его соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид ящика, на фиг.2 - ящик в теплопередающей среде, на фиг.3 - схема прогрева заряда, на фиг.4 - график T=f(t).

Ящик 1 для боеприпасов 2, содержащий скрепленные между собой и днищем 3 боковые 4 и торцевые 5 стенки и шарнирно 6 соединенную с одной из боковых стенок крышку 7, снабженную замками 8 для соединения с другой. Стенки 4 и 5, днище 3 и крышка 7 выполнены из огнестойкого термоизолирующего композиционного материала, например базальтопластика 9, при этом

где δ_ст.- толщина боковых 4 и торцевых 5 стенок, мм,

δ_кр. - толщина днища 3 и крышки 7, мм,

F_ст.- суммарная площадь боковых 4 и торцевых 5 стенок, м²,

F_кр. - площадь крышки 7, м²,

b=1,0...1,7 - опытный коэффициент, зависящий от величины зазора между ящиками в штабеле, материала и конструкционных параметров ящика 1.

Вариант исполнения ящика заключается в том, что стенки 4 и 5, днище 3 и крышка 7 выполнены из стеклопластика 9.

Работает ящик следующим образом. Имеется теплопередающая среда Т_с, α_с.Процесс прогрева заряда описан уравнениями

Решение представлено формулой

;

и графиком T=f(t), (см. фиг.2).

Вариант исполнения - ящик для артвыстрела (0,3×0,5×1,5) м, при b=1,04, δ_кр.=5 мм, δ_ст.=6 мм. Исследованиями установлено, что для Т_с≈800°С при t_зад.=10 мин, Т_з≈300°С получена на всех поверхностях имитатора заряда, при этом зазор между днищем и крышкой соседних ящиков в штабеле, заданный конструкцией элементов взаимной фиксации, составил ≈30 мм.

Использование предлагаемого технического решения позволит повысить надежность работы тары для боеприпасов, значительно увеличить срок ее службы и снизить материалоемкость. В связи с этим новое техническое решение затребовано промышленностью, что соответствует и критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.

Изобретение относится к области машиностроения, к хранению и транспортировке боеприпасов и может быть использовано для создания ящиков для хранения артиллерийских выстрелов. Ящик для боеприпасов содержит скрепленные между собой и днищем боковые и торцевые стенки и шарнирно соединенную с одной из боковых стенок крышку, снабженную замками для соединения с другой. Стенки, днище и крышка выполнены из огнестойкого термоизолирующего композиционного материала. В качестве композиционного материала используется базальтопластик. Соотношение толщин стенок, днища и крышки задано формулой. Технический результат заключается в повышении надежности работы тары для боеприпасов, увеличении срока ее службы и снижении материалоемкости. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Ящик для боеприпасов, содержащий скрепленные между собой и днищем боковые и торцевые стенки и шарнирно соединенную с одной из боковых стенок крышку, снабженную замками для соединения с другой, отличающийся тем, что стенки, днище и крышка выполнены из огнестойкого термоизолирующего композиционного материала, при этом

где δ_ст - толщина боковых и торцевых стенок, мм;

δ_кр - толщина днища и крышки, мм;

F_ст - суммарная площадь боковых и торцевых стенок, м²;

F_кр - площадь крышки, м²;

b=1,0...1,7 - опытный коэффициент, зависящий от материала и конструкционных параметров ящика - утолщений основного материала и тепловых мостов в виде металлических крепежных элементов.