УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗРЫВНОГО ОБЖАТИЯ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2013 года по МПК B01J3/08 F42B1/02 

Описание патента на изобретение RU2497581C1

Область техники

Изобретение относится к области взрывной обработки материалов и может использоваться для прессования порошков, получения новых материалов с уникальными свойствами, возбуждения в материалах различных реакций с выделением дополнительной энергии, исследования свойств веществ под действием высокого давления.

Уровень техники

Известно устройство для воздействия на вещество ударными волнами высокого давления, представляющее собой цилиндрический заряд взрывчатого вещества (ВВ), в центре которого аксиально размещен блок обжимаемого материала, и торцевое инициирующее устройство (см, например, [1, 2]).

Нагружение блока обжимаемого материала в известных устройствах производится скользящей детонационной волной (ДВ), распространяющейся вдоль оси цилиндрического заряда ВВ, что не позволяет реализовать потенциальные возможности взрывного нагружения.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для взрывного обжатия материалов, содержащее цилиндрический заряд ВВ, в центре которого аксиально размещен блок обжимаемого материала, а с наружной боковой поверхности с зазором установлен металлический лайнер, снабженный листовым метательным зарядом и торцевой детонационной разводкой [3].

В указанном устройстве нагружение блока обжимаемого материала производится сходящейся к оси симметрии цилиндрического заряда ДВ, что приводит к повышению давления обжатия.

Однако и данное устройство не реализует все потенциальные возможности взрывного нагружения.

Раскрытие изобретения

Решаемой технической задачей настоящего изобретения является существенное повышение давления при взрывном обжатии материалов - нагружение обжимаемого материала очень высоким давлением со всех сторон одновременно.

Указанная задача решается с помощью устройства, содержащего цилиндрический заряд ВВ, в центре которого аксиально размещен блок обжимаемого материала, а с наружной боковой поверхности с зазором установлен металлический лайнер, снабженный листовым метательным зарядом и торцевой детонационной разводкой, при этом в него введена аналогичная детонационная разводка на втором торце заряда, а металлический лайнер выполнен с возможностью обеспечения фазовой скорости возбуждения детонации вдоль боковой поверхности цилиндрического заряда ВВ U=(1,3…1-6)1)D, где D - скорость детонации заряда.

Перечень чертежей

Фиг.1 - конструкция предлагаемого устройства;

Фиг.2 - схема формирования и распространения ДВ в цилиндрическом заряде;

Фиг.3 - варианты (а, б) выполнения металлического лайнера.

Осуществление изобретения

На чертежах цифрами обозначены:

1 - цилиндрический заряд;

2 - блок обжимаемого материала;

3 - металлический лайнер;

4 - зазор;

5 -- листовой метательный заряд;

6 - торцевые детонационные разводки;

7 - капсюль-детонатор;

8 - сходящиеся к оси симметрии конические фронты ДВ;

9 - плоские фронты маховских ДВ;

10 - цилиндрический фронт маховской ДВ;

11 - малое основание конического металлического лайнера;

12 - большое основание конического металлического лайнера;

α - угол схлопывания ДВ.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, которое состоит из цилиндрического заряда 1, в центре которого аксиально размещен блок обжимаемого материала 2, металлического лайнера 3, установленного у боковой поверхности заряда с зазором 4, листового метательного заряда 5 и двух аналогичных торцевых детонационных разводок 6 с капсюлями-детонаторами 7.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

После одновременного срабатывания детонаторов 7 через детонационные разводки 6 инициируется с обоих торцов листовой метательный заряд 5. При распространении детонации (фиг.2) по листовому метательному заряду 5 металлический лайнер 3 метается на боковую поверхность цилиндрического заряда 1, при этом в последнем формируются две сходящиеся и охлопывающиеся на оси симметрии ДВ с коническими фронтами 8. Если угол схлопывания волн а лежит в пределах 40°…50° (в зависимости от характеристик ВВ цилиндрического заряда [4]), то при отражении от оси симметрии и взаимодействии волн между собой образуются сходящиеся две плоские 9 и одна цилиндрическая 10 маховские ДВ, параметры которых в несколько раз выше, чем в падающих волнах 8. В результате блок обжимаемого материала 2 нагружается очень высоким давлением со всех сторон одновременно.

Металлический лайнер может быть выполнен не только в форме цилиндра (фиг.1), но также в форме двух усеченных конусов (фиг.3), соединенных между собой на середине высоты цилиндрического заряда большими 11 (фиг.3,а), либо малыми 12 (фиг.3,б) основаниями.

Если фазовую скорость возбуждения детонации вдоль боковой поверхности цилиндрического заряда обозначить через U, то для угла схлопывания а можно записать sinα=D/U, где D - скорость детонации заряда ВВ. Отсюда следует, что U=D/sinα и для удовлетворения условиям возникновения маховских ДВ должно выполняться соотношение U=(1,3…1,6)D.

Изменяя соотношение масс листового метательного заряда и металлического лайнера, а также форму последнего, всегда можно удовлетворить полученному соотношению.

Таким образом, выполнение устройства по предлагаемому техническому решению позволяет нагружать блок обжимаемого материала очень высоким давлением со всех сторон одновременно.

Источники информации:

1. Патент RU 2082278 от 07.09.1994, МПК В01J 3/08. Устройство для воздействия на вещество ударными волнами высокого давления.

2. Патент US 4490329 от 25.12.1984, МПК В22F 1/00. Implosive consolidation of a particle mass including amorphous material.

3. Патент US 7513198 от 07.04.2009, МПК F42В 10/00. Super compressed detonation method and device to effect such detonation (прототип).

4. Физика взрыва / Под ред. Л.П. Орленко. - Изд. 3-е, испр. - В 2 т. Т.1. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 832 с.

Похожие патенты RU2497581C1

название год авторы номер документа
ОСКОЛОЧНО-ФУГАСНЫЙ БОЕПРИПАС НАПРАВЛЕННОГО ДЕЙСТВИЯ 2010
  • Карманов Евгений Вячеславович
  • Меньшаков Сергей Степанович
  • Охитин Владимир Николаевич
RU2427785C1
Устройство формирования высокоскоростного удлиненного оперенного элемента, в том числе самозакручивающегося 2018
  • Колпаков Владимир Иванович
  • Круглов Павел Владимирович
  • Меньшаков Сергей Степанович
  • Охитин Владимир Николаевич
RU2693207C1
ОСКОЛОЧНО-ФУГАСНЫЙ БОЕПРИПАС 2010
  • Грязнов Евгений Федорович
  • Меньшаков Сергей Степанович
  • Охитин Владимир Николаевич
RU2464523C2
ОСКОЛОЧНО-ФУГАСНЫЙ БОЕПРИПАС НАПРАВЛЕННОГО ДЕЙСТВИЯ 2011
  • Меньшаков Сергей Степанович
  • Охитин Владимир Николаевич
RU2492415C1
КОМБИНИРОВАННАЯ КУМУЛЯТИВНАЯ ОБЛИЦОВКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ КОМПАКТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 2014
  • Ладов Сергей Вячеславович
  • Федоров Сергей Владимирович
  • Баянова Яна Михайловна
RU2549505C1
ФОТОДИССОЦИОННЫЙ КВАНТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР 2014
  • Меньшаков Сергей Степанович
  • Охитин Владимир Николаевич
RU2565847C1
КОМБИНИРОВАННАЯ КУМУЛЯТИВНАЯ ОБЛИЦОВКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ КОМПАКТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 2014
  • Ладов Сергей Вячеславович
  • Федоров Сергей Владимирович
  • Баянова Яна Михайловна
RU2564428C1
УЧЕБНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗРЫВНЫХ ПРОЦЕССОВ 2008
  • Одинцов Владимир Алексеевич
RU2373489C1
Осколочно-фугасный боеприпас 2017
  • Меньшаков Сергей Степанович
  • Охитин Владимир Николаевич
RU2679830C1
КОМБИНИРОВАННАЯ КУМУЛЯТИВНАЯ ОБЛИЦОВКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ КОМПАКТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 2015
  • Ладов Сергей Вячеславович
  • Федоров Сергей Владимирович
  • Никольская Яна Михайловна
RU2596168C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 497 581 C1

Реферат патента 2013 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗРЫВНОГО ОБЖАТИЯ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области взрывной обработки материалов и может использоваться для прессования порошков, получения новых материалов с уникальными свойствами, возбуждения в материалах различных реакций с выделением дополнительной энергии, исследования свойств веществ под действием высокого давления. В устройстве для взрывного обжатия материалов, содержащем цилиндрический заряд ВВ, в центре которого аксиально размещен блок обжимаемого материала, с наружной боковой поверхности с зазором установлен металлический лайнер, снабженный листовым метательным зарядом и торцевой детонационной разводкой, введена аналогичная детонационная разводка на втором торце заряда, а металлический лайнер выполнен с возможностью обеспечения фазовой скорости возбуждения детонации вдоль боковой поверхности цилиндрического заряда ВВ U=(1,3…1,6)D, где D - скорость детонации заряда. Устройство позволяет нагружать блок обжимаемого материала предельно высоким давлением со всех сторон одновременно. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 497 581 C1

1. Устройство для взрывного обжатия материалов, содержащее цилиндрический заряд взрывчатого вещества, в центре которого аксиально размещен блок обжимаемого материала, а с наружной боковой поверхности с зазором установлен металлический лайнер, снабженный листовым метательным зарядом и торцевой детонационной разводкой, отличающееся тем, что в него введена аналогичная детонационная разводка на втором торце заряда, при этом металлический лайнер выполнен с возможностью обеспечения фазовой скорости возбуждения детонации вдоль боковой поверхности цилиндрического заряда взрывчатого вещества U=(1,3-1,6)D, где D - скорость детонации заряда.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что металлический лайнер выполнен в форме двух усеченных конусов, соединенных между собой одинаковыми основаниями на середине высоты цилиндрического заряда взрывчатого вещества.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2497581C1

US 7513198 B2, 07.02.2005
ВЗРЫВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ВЕЩЕСТВА (ЗАРЯД СТАНЮКОВИЧА-ОДИНЦОВА) 2005
  • Станюкович Кирилл Петрович
  • Одинцов Владимир Алексеевич
RU2284447C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ 2009
  • Оголихин Виктор Михайлович
  • Шемелин Сергей Дмитриевич
RU2404035C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ВЕЩЕСТВА 1988
  • Павловский А.И.
  • Долотенко М.И.
  • Быков А.И.
  • Карпиков А.А.
SU1588243A1
КРУПИН А.В
и др
Процессы обработки металлов взрывом
- М.: МЕТАЛЛУРГИЯ, 1996, с.267-270
US 4490329 A, 25.12.1984
JP 59007433 A, 14.01.1984.

RU 2 497 581 C1

Авторы

Бойко Михаил Михайлович

Воронков Сергей Иванович

Грязнов Евгений Федорович

Давыдов Виталий Юрьевич

Климачков Сергей Ильич

Никитина Елена Викторовна

Охитин Владимир Николаевич

Перевалов Илья Александрович

Даты

2013-11-10Публикация

2012-06-29Подача