СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КАПСЮЛЕЙ ИЗ ГИЛЬЗ СТРЕЛКОВЫХ ПАТРОНОВ Российский патент 2013 года по МПК F42B33/04 

Изобретение относится к области утилизации боеприпасов, в частности к технологии расснаряжения оружейных патронов стрелковых калибров.

В соответствии с современными тенденциями, исходя из экономических и экологических позиций, патроны, подлежащие утилизации, предпочтительно не уничтожать, например путем сжигания, а разбирать с сохранением максимально неповрежденных составных частей, - пуль, гильз, пороховых зарядов, капсюлей-воспламенителей, - что позволит использовать их как для повторного снаряжения, так и для иных народнохозяйственных потребностей.

Важной задачей при подобном подходе к утилизации патронов стрелкового оружия является разборка системы «гильза-капсюль», т.е. извлечение неотстрелянных капсюлей-воспламенителей из гильз, освобожденных от пуль и пороха.

Известен способ извлечения отстрелянных капсюлей из гильз охотничьих и спортивных патронов /1/, включающий операции помещения гильзы сначала в калиброванную по отверстию втулку, затем совместно с втулкой - в толстостенный стакан-матрицу с отверстием в днище, центрирования дульца гильзы посредством дополнительной втулки в пробке с отверстием, равным внутреннему диаметру дульца, крепление пробки на горловине стакана, заполнения полости гильзы жидкостью, введения сквозь отверстие пробки в гильзу до соприкосновения с жидкостью ударного поршня, и, наконец получения в полости гильзы повышенного давления путем удара по головке поршня.

Импульс давления в жидкости воздействует сквозь запальные отверстии в донце гильзы на капсюль, капсюль извлекается.

Главным недостатком данного способа является сложность механизации и автоматизации процесса при необходимости расснаряжения большого количества патронов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ одновременного извлечения инициирующего взрывчатого вещества и корпусов капсюлей из гильз патронов стрелкового оружия, подвергающихся промышленной утилизации /2/. В соответствии с данным способом внутреннюю полость гильзы заполняют водой, в которой создают повышенное давление, достаточное для экстракции инициирующего взрывчатого вещества совместно с корпусом капсюля. Повышенное давление воды в полости гильзы создают путем введения в эту полость через дульце гильзы цилиндрического поршня, прилегающего своей наружной поверхностью к внутренней поверхности дульца гильзы.

Данный способ, в соответствии с его описанием, достаточно легко механизируется и автоматизируется, однако, не лишен отдельных недостатков:

1) Необходимо максимальное заполнение рабочей жидкостью полости гильзы вплоть до дульца, что влечет большой ее расход.

2) Для подачи поршня в полость гильзы необходимо обеспечить строгую соосность самого поршня и дульца.

3) Осуществление способа требует прилегания наружной поверхности поршня к внутренней поверхности дульца гильзы, что не всегда осуществимо, т.к. в предварительном процессе извлечения пули из патрона цилиндричность дульца может быть нарушена. А это перед применением способа потребует восстановления дульца, т.е. дополнительных трудозатрат.

4) В случае перехода на гильзы другого калибра потребуется достаточно трудоемкая переналадка оборудования, - необходимо будет заменить поршни, а также величину их рабочего хода.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков способа-аналога для создания гибкой автоматизированной системы расснаряжения патронов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном способе извлечения капсюлей из гильз стрелковых патронов, включающем операции заполнения внутренней полости гильзы рабочей жидкостью, и последующее создание в ней повышенного давления, достаточного для экстракции инициирующего взрывчатого вещества совместно с корпусом капсюля, в соответствии с изобретением, повышенное давление в полости гильзы создают путем осуществления в жидкости или на ее поверхности импульсного электрического разряда.

При электрическом пробое жидкости вокруг канала разряда возникает зона высокого давления, диаметр которой пропорционален мощности импульса. По мере удаления от разряда высокое гидравлическое давление падает приблизительно пропорционально квадрату расстояния от канала разряда.

Поэтому, для осуществления предлагаемого способа, рабочей жидкостью необходимо будет заполнять только придонную часть полости гильзы, что значительно снизит как ее расход, так и время на выполнение данной операции.

Жидкость, получив ускорение от расширяющегося с большой скоростью канала разряда, перемещается от него во все стороны, образуя на месте разряда кавитационную полость, и вызывает первичный гидравлический удар. Затем кавитационная полость также с большой скоростью схлопывается, создавая второй (кавитационный) гидравлический удар.

При осуществлении разряда на поверхности жидкости зона высокого давления возникает в зоне контакта стримера разряда с поверхностью жидкости и кавитационный эффект будет проявляться в меньшей степени. В этом случае гидравлический удар будет направлен от поверхности вглубь жидкости.

Таким образом электрическая энергия разряда в жидкости или на ее поверхности может быть преобразована в механическую, необходимую для извлечения капсюля из гнезда в донной части гильзы, причем непосредственно, без промежуточных механических звеньев и с высоким кпд.

Описанный разряд легче возникает в диэлектрических жидкостях, а в жидкостях с ионной проводимостью происходит на малой длине разрядного (искрового) промежутка и сопровождается обильным газо- и парообразованием. Механическое воздействие на объекты, помещенные вблизи канала разряда для жидкостей с ионной проводимостью меньше, чем в среде жидких диэлектриков. Поэтому наряду с водой, как описано в изобретении-прототипе, в качестве рабочей жидкости могут использоваться и диэлектрические жидкости такие, как углеводороды и их смеси (например, керосин), галогенированные углеводороды (перфторгексан) и т.п.

При использовании в качестве рабочей жидкости углеводородов процесс разряда осуществляемый под слоем жидкости пожаробезопасен, т.к. в разрядной полости кислород будет отсутствовать.

Электрический разряд может быть осуществлен в разрядном промежутке двухполюсного электрода, подаваемого в придонную область полости гильзы под слой рабочей жидкости. При этом поперечные размеры электрода могут быть существенно меньше калибра дульца, таким образом отпадает потребность в его строгом осевом позиционировании относительно отверстия дульца.

Двухполюсный электрод может содержать как минимум один проводник в виде трубки, или же быть выполненным в виде двух взаимно изолированных коаксиальных трубок, внутренняя из которых служит для подачи рабочей жидкости в полость гильзы, при этом толщина межэлектродной изоляции подбирается по величине разрядного зазора в рабочей жидкости.

Также можно использовать и однополюсный электрод, а в качестве второго - внутреннюю донную часть гильзы. В этом случае для обеспечения безопасности процесса разряд следует осуществлять вне запальных отверстий, например, вблизи стенки гильзы. Для ускорения проведения процесса электрод целесообразно также выполнить трубчатым, заполняя через отверстие трубки полость гильзы рабочей жидкостью.

Высокое напряжение, необходимое для осуществления разряда в жидкости может быть получено как с помощью традиционных конденсаторных схем, используемых в промышленности, так и с помощью, например, общераспространенной автомобильной системы зажигания.

Изобретение поясняется следующей графической информацией.

На фиг.1 показан механизм процесса электрического разряда в жидкости, на фиг.2 - на поверхности жидкости.

На фиг.3-5 - варианты конструкции двухполюсного электрода.

На фиг.6 - вариант исполнения трубчатого однополюсного электрода.

На фиг.7 и 8 - принципиальные схемы получения высокого напряжения для разряда в жидкости.

На фиг.9 - пример процесса осуществления способа.

Электрический разряд в жидкости осуществляется следующим образом (фиг.1): в жидкость 1 погружаются разнополярные электроды 2 и 3, разделенные разрядным промежутком (зазором) d. При подаче на электроды достаточной разности потенциалов происходит пробой разрядного промежутка с образованием стримера (искры) 4, вблизи которого образуется кавитационная полость повышенного давления 5.

При электрическом разряде на поверхности жидкости, схематично показанном на фиг.2, разнополярные электроды 2 и 3, разделенные разрядным промежутком (зазором) d, касаются поверхности жидкости 1. При подаче на электроды достаточной разности потенциалов пробой разрядного промежутка с образованием стримера (искры) 4, осуществляется по поверхностному слою жидкости. Кавитационная полость повышенного давления 5 в данном случае распространяется от поверхности вглубь жидкости. На обоих фигурах стрелками показано условное направление фронта распространения области высокого давления от разряда.

На фиг.3 показан вариант исполнения рабочей части разрядного двухполюсного электрода. Электрод содержит линейные проводники 2 и 3, защищенные от внешней среды слоем изоляции 6. Друг от друга проводники отделены слоем изоляции 7, толщина которой d подбирается по величине разрядного зазора в рабочей жидкости.

Рабочая часть разрядного двухполюсного электрода, представленного на фиг.4, также содержит проводники 2 и 3, защищенные от внешней среды слоем изоляции 6. Проводник 2 - линейный, а проводник 3 выполнен в виде трубки. Толщина d слоя изоляции 7 между проводниками, также определяется по величине разрядного зазора в рабочей жидкости.

Разрядный двухполюсный электрод, показанный на фиг.5, выполнен в виде двух коаксиальных трубчатых проводников 2 и 3. Внешний проводник покрыт слоем изоляции 6, между трубками имеется слой изоляции 7 толщиной d.

На фиг.6 показан однополюсный электрод. Здесь трубка - проводник 2 покрыта слоем изоляции 6. Отверстие трубки служит для заполнения полости гильзы рабочей жидкостью.

На фиг.7 изображена принципиальная электрическая схема для получения разряда в жидкости, содержащая формирующий промежуток. Схема содержит источник питания на основе высоковольтного трансформатора Тр с зарядным сопротивлением R в первичной обмотке, выпрямитель V, рабочую емкость - конденсатор C и формирующий искровой промежуток ФП. Напряжение на конденсаторе C повышается до значения, при котором происходит пробой воздушного формирующего промежутка ФП. Вся энергия, запасенная в конденсаторе посредством проводников разрядника 2 и 3 мгновенно поступает на разрядный зазор d в жидкости 1, где выделяется в виде короткого электрического импульса 4 большой мощности. Затем процесс повторяется с частотой, зависящей от заданной емкости С и напряжения на вторичной обмотке трансформатора.

На фиг.8 изображена принципиальная электрическая схема для получения разряда в жидкости на основе автомобильной системы зажигания.

При замкнутых контактах выключателя и прерывателя ток низкого напряжения от аккумулятора протекает по первичной обмотке катушки зажигания. Распределитель приводится во вращение от самостоятельного привода (на схеме не показан). При размыкании контактов прерывателя, механически связанного с распределителем, во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ток высокого напряжения. По высоковольтным проводам ток высокого напряжения подается на крышку распределителя, от которой распределяется по соответствующим свечам зажигания. Процесс разряда в жидкости будет осуществляться синхронно частоте вращения контакта-бегунка распределителя. Если электроды отдельных свечей замкнуть накоротко (воздушный межэлектродный зазор отсутствует), то разряд будет осуществляться без преодоления формирующего промежутка непосредственно в жидкости. При наличии же зазора между электродами свечей, он будет выполнять роль формирующего промежутка, в этом случае для соответствующего накопления энергии в схему может быть дополнительно включен конденсатор C.

Ввиду того, что представленные на фиг.7, 8 схемы легко регулируются, имеется возможность процесс извлечения капсюля осуществлять не одним разрядом достаточной мощности, а проводя в рабочей жидкости серию «маломощных» разрядов за малый промежуток времени, с частотой, равной или близкой к резонансной для системы «гильза-капсюль», что будет способствовать быстрому извлечению капсюля, при одновременном снижении токовой нагрузки на элементы схемы.

На фиг.9 представлен пример процесса осуществления способа. Последовательность операций и межоперационных переходов дана по стрелкам слева направо.

Гильза 8 с запрессованным в ее донную часть капсюлем-воспламенителем 9 фиксируется на подвижном основании многопозиционного подающего устройства 10 (транспортера, конвейера, роторного автомата и т.п.), имеющего отверстие для последующего прохода капсюля, и подается в заданную позицию для заполнения придонной полости рабочей жидкостью 1. В придонную область полости гильзы вводится электрод-разрядник с проводниками 2 и 3. На проводники разрядника подается высоковольтное напряжение, обеспечивающее пробой 4 разрядного промежутка с одновременным образованием кавитационной полости 5. Разряд в жидкости вызывает гидравлический удар, под действие которого капсюль извлекается из гильзы и падает в емкость с рабочей жидкостью (для упрощения не показана).

Для подтверждения работоспособности способа был поставлен эксперимент с использованием системы зажигания автомобиля ВА3-2104 и отстрелянных гильз калибра 7,62 автоматных патронов для АК-47. Т.е., по сравнению с вышеописанным, в более жестких условиях, т.к. колпачок отстрелянного капсюля развальцован продуктами выстрела. При запущенном двигателе один из высоковольтных проводов с крышки распределителя использовался для осуществления разряда в придонной области полости гильзы. В качестве рабочих жидкостей использовались дистиллированная вода и керосин. При частоте вращения двигателя около 1000 об/мин среднее время извлечения капсюля составило порядка 1…2 секунд.

Таким образом предлагаемый способ достаточно прост в реализации и может быть использован при создании гибких автоматизированных систем расснаряжения патронов стрелкового оружия.

Источники информации, принятые во внимание при описании заявки

1. Патент ФРГ №3428296, F42B 33/04, 1986 г.

2. Патент РФ №2422762, F42B 33/04, 2007 г. (прототип)

Изобретение относится к способу извлечения капсюлей из гильз стрелковых патронов. Способ заключается в заполнении внутренней полости гильзы рабочей жидкостью и последующем создании в ней повышенного давления, достаточного для экстракции инициирующего взрывчатого вещества совместно с корпусом капсюля. Для обеспечения возможности создания гибких автоматизированных систем расснаряжения патронов стрелкового оружия повышенное давление в полости гильзы создают путем осуществления в жидкости или на ее поверхности импульсного электрического разряда или серии разрядов с частотой, равной или близкой к резонансной, для системы «гильза-капсюль». Повышается производительность процесса извлечения капсюлей из гильз. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ извлечения капсюлей из гильз стрелковых патронов, включающий операции заполнения внутренней полости гильзы рабочей жидкостью и последующего создания в ней повышенного давления, достаточного для экстракции инициирующего взрывчатого вещества совместно с корпусом капсюля, отличающийся тем, что повышенное давление в полости гильзы создают путем осуществления в жидкости или на ее поверхности импульсного электрического разряда, причем разряд осуществляется в разрядном промежутке двухполюсного электрода или двухполюсного электрода, содержащего как минимум один проводник в виде трубки, служащей для подачи рабочей жидкости в полость гильзы, или в разрядном промежутке, образованным однополюсным электродом и донной частью гильзы, единичным импульсом, или же в виде серии разрядов с частотой, равной или близкой к резонансной, для системы «гильза-капсюль».

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочей жидкости используют воду или диэлектрическую жидкость, например жидкие углеводороды или их смеси, галогенированные углеводороды.