Способ и устройство получения порошка, пригодного для получения промышленных зарядов взрывчатых веществ из шашек бризантных взрывчатых веществ утилизированных боеприпасов Российский патент 2023 года по МПК C06B21/00 F42B33/06 

Заявляемая группа изобретений относится к промышленности по переработке бризантных взрывчатых веществ, а в частности к переработке шашек, изготовленных на основе флегматизированных высокоплавким воском бризантных взрывчатых веществ (неполимерной основы), таких как гексоген или октоген. Расширяющаяся потребность в расснаряжении и конверсии дефектных и изготовленных много лет назад зарядов, срок хранения которых истекает, в частности, артилерийских, и потребность в соответствующем оборудовании, а также экономическая необходимость повторного использования неизрасходованных ценных веществ, требуют расширения арсенала и усовершенствования способов и технических средств, предназначенных для реализации данного назначения.

В настоящее время в процессе утилизации боеприпасов (расснаряжения) образуются наряду с металлическими и отходы бризантных ВВ. Они представляют куски прессованного ВВ различной формы, загрязненные снаружи бумагой маслом и т.п. Применение их в таком виде не представляется возможным. В основной своей массе их уничтожают (сжигают) или отправляют на предприятия отрасли для переработки.

Переработка шашек производится, как правило, на гидравлических прессах дистанционно. Шашки дробятся между плит пресса мелкая фракция просеивается крупные куски прессуются повторно. Или же на «мельницах», представляющих бой сито, по которому катятся радиальные валы, измельчающие куски ВВ. Таким образом, для переработки требуется транспортировать отходы на специализированные предприятия, дорогостоящее оборудование и производительность невысокая и нередки возгорания ВВ. Стоимость переработанного таким образом ВВ сопоставима со свежеизготовленным материалом.

Известны способы ликвидации зарядов ТРТ путем сжигания зарядов обладают принципиальными недостатками: высокая стоимость очистки продуктов сгорания при сжигании крупногабаритных зарядов и высокая пожаровзрывоопасность уничтожения, особенно при уничтожении дефектных зарядов (RU №№ 2021560, 2087804).

Известно устройство и способ для утилизации баллиститных ракетных твердых топлив, состоящее из заряда и ножа, дополнительно содержит лоток для зарядов, ванну с водой, толкатель, гидроцилиндр с плитой, решетку, шнек для подачи крошки, сито для отделения крошки, емкость для приема крошки. Крошка и вода захватывается шнеком и поднимается на верх, где крошка с водой попадают на сито с размерами ячейки 2×2 мм, вода сливается вниз и вновь попадает в ванну с водой, крошку подают в емкость, после чего высушивают в сушке с кипящем слоем при температуре 80°С (RU № 122474).

Известны способ и устройство утилизации зарядов твердого топлива для изготовления зарядов промышленных взрывчатых веществ, при котором производят расснаряжение заряда, скрепленного с корпусом с неотделяемым днищем, устанавливают на устройство вращения и, в процессе вращения, отделяют предсопловую часть корпуса. Затем с помощью установки гидрорезки заряд РТ разрезают на части в виде колес и после этого измельчают в крошку долю заряда под вырезанным кольцом корпуса. Полученную крошку заряда вместе с выработанной после гидрорезки водой либо используют в качестве компонентов для изготовления ПВС, либо сжигают в печи. (RU № 2143660).

Известно изготовление кумулятивного промышленного заряда методом совместного прессования, утилизированного смесевого бризантного взрывчатого вещества (ВВ) и облицовки в корпус. ВВ для прессования заряда изготовлено методом механического измельчения - раздавливания на прессе деталей из бризантного ВВ после окончания их гарантийного срока хранения. Гранулы ВВ изготавливают из деталей, извлеченных из изделий, снятых с эксплуатации, а также после окончания их гарантийного срока хранения. Изготовление утилизированного бризантного взрывчатого вещества производят методом механического измельчения деталей, например, раздавливанием на прессе до получения частиц (гранул) необходимых размеров. Полученные после измельчения деталей гранулы ВВУ различной формы и размеров просеивают на ситах (RU № 2298762, прототип)

Недостатками известных технических решений являются:

- необходимость применения сложного и дорогостоящего оборудования;

- низкая экономичность в связи с уничтожением веществ, пригодных для дальнейшего использования;

- высокая энергоемкость процесса утилизации зарядов;

- отсутствие возможности оперативного визуального контроля процесса утилизации;

- необходимость сложной транспортировки зарядов взрывчатых веществ из мест хранения на место расснаряжения и изготовления промышленных зарядов.

Для реализации известных решений требуется гидравлический пресс в кабине с дистанционным управлением низкая производительность высокая возможность возгорания и взрыва. Возможно выполнять только на специализированных предприятиях

Техническая проблема, на решение которой направлено настоящее техническое решение заключается в расширении арсенала и повышении эффективности таких технических средств, которые обеспечивают утилизацию зарядов на основе бризантных взрывчатых веществ, и их повторного использования для изготовления зарядов промышленных взрывчатых веществ.

Технический результат, достигаемый за счет использования заявленного технического решения, заключается в создания альтернативного способа и устройства для реализации назначения, заключающегося в утилизации зарядов на основе бризантных взрывчатых веществ, с возможностью изготовления зарядов промышленных взрывчатых веществ из утилизированных зарядов. Заявляемые способ и устройство не требуют сложного оборудования, не требуют транспортирования утилизируемых зарядов в взрывопожароопасном состоянии, позволяют визуально контролировать реализацию такого процесса и свести к минимуму потери ценных взрывчатых веществ. Таким образом, заявляемая группа технических решений позволяет безопасно перерабатывать полученные в процессе утилизации боеприпасов взрывчатые материалы практически на месте их хранения, без сложного технологического оборудования. При этом получить продукт, сравнимый по качеству с исходным материалом, пригодный для производства практически всех промышленных зарядов кумулятивных перфораторов, который можно отправлять потребителям или же для изготовления продукции на месте.

Сущность изобретения в части способа состоит в том, что осуществляют получение промышленных взрывчатых (порошкообразных) веществ из из шашек бризантных взрывчатых веществ утилизированных боеприпасов, при котором демонтированная из боеприпаса утилизируемая шашка, представляющая собой спрессованные между собой, покрытые флегматизатором кристаллы взрывчатого вещества, из группы: гексоген или октоген, разогревают до температур, не приводящим к химическим изменениям веществ составляющих шашку в течение от 5 до 15 минут в негорючей жидкости до температуры плавления флегматизатора, при которой шашка становится рыхлой, подвергают механическому воздействию с усилием не более 1 кг/см² и диспергируют через сито с ячейками не менее 0,8 мм и не более 1,5 мм, в результате чего получают порошок пригодный для получения промышленных взрывчатых материалов

В одних частных случаях реализации способа разогрев утилизируемой шашки производят в негорючей жидкости до температуры 70-80°С, а перед механическим диспергированием проводят удаление влаги с ее поверхности, вытиранием разогретой шашки досуха тряпичной салфеткой с последующим немедленным диспергированием через сито и получением сухого порошка.

В других частных случаях реализации способа разогрев утилизируемой шашки производят в негорючей жидкости до температуры 70-80°С, а механическое диспергирование через сито проводят непосредственно в горячей воде.

Изготовление зарядов изделий промышленных взрывчатых веществ из полученного порошка может производиться прессованием или путем смешивания с расплавом ТРИНИТРОТОЛУОЛа или ДИНИТРОТОЛУОЛа (ДНТ или ТНТ), или путем добавления в другие бризантные ВВ.

Сущность изобретения в части устройства состоит в том, что устройство для реализации способа получения промышленных взрывчатых веществ из утилизированных боеприпасов состоит из стола с вмонтированным в него ситом, установленную рядом ванну с водой, нагреваемую через водяную рубашку посредством циркуляции в ней горячей воды, температура которой обеспечивается автоматически управляемым котлом, и помещенные в ванну корзины, дно и стороны которых выполнены в виде сита, а также средства создания давления для продавливания веществ из утилизированных боеприпасов через сито, причем стол ванна и корзина изготовлены из искробезопасных материалов и заземлены.

Способ и устройство для получения зарядов промышленных взрывчатых веществ из зарядов бризантных ВВ утилизируемых боеприпасов осуществляются следующим образом.

Шашка, выполненная на основе бризантных взрывчатых веществ, извлекается из корпусов боеприпасов, подлежащих переработке при снятии с вооружения, непосредственно на соответствующем месте хранения. Перед переработкой шашка очищается от загрязнений, разделяется, при необходимости, на куски и помещают в ванну на сито. Шашки ВВ из транспортной тары перемещаются в сетчатые корзины.

Такая шашка, представляет собой спрессованные между собой, покрытые флегматизатором (типа парафина: например церезин) кристаллы взрывчатого вещества, из группы: гексоген или октоген. Корзины помещаются в ванную с горячей водой. Ванна нагревается дистанционно через водяную рубашку. Шашку разогревают (до температур в пределах 70-80°С, не приводящих к химическим изменениям веществ составляющих шашку) в течение от 5 до 15 минут в негорючей жидкости до температуры плавления флегматизатора, при которой шашка становится рыхлой. После разогрева (в зависимости от размера) шашки извлекаются из горячей воды, очищаются от загрязнений снаружи. Помещаются на стол для диспергации. Не допуская остывания шашку подвергают механическому воздействию давлением с необходимым для диспергации путем продавливания усилием не более 1 кг/см² (гарантирующим, что ВВ от него не возгорится) и диспергируют через сито с оптимальными ячейками не менее 0,8 мм и не более 1,5. Вручную или с помощью скалки шашки разминаются и просеиваются через сито в тару, без разложения взрывчатого вещества. В результате образуется порошок, пригодный для повторного прессования - изготовления зарядов - промышленных взрывчатых материалов

В одних частных случаях реализации разогрев утилизируемой шашки производят в негорючей жидкости до температуры 70-80°С, а перед механическим диспергированием проводят удаление влаги с ее поверхности, вытиранием разогретой шашки досуха тряпичной салфеткой с последующим немедленным диспергированием через сито и получением сухого порошка.

В других частных случаях реализации разогрев утилизируемой шашки производят в негорючей жидкости до температуры 70-80°С, а механическое диспергирование через сито проводят непосредственно в горячей воде, через сито - «ложное дно». Непосредственно после этого, в той же емкости шашку подвергают механическому воздействию давлением. Это тоже самое, как если кастрюлю поместить дуршлаг, в дуршлаг поместить шашку, после нагрева протереть ее через сито прямо в воде, порошок собирается на дне кастрюли), с последующей просушкой полученного порошка.

Для реализации предлагаемого способа получения промышленных взрывчатых веществ из утилизированных боеприпасов служит устройство, состоящее из стола с вмонтированным в него ситом с оптимальными ячейками не менее 0,8 мм и не более 1,5 мм, установленную рядом ванну с водой, нагреваемую через водяную рубашку посредством циркуляции в ней горячей воды, температура которой обеспечивается автоматически управляемым котлом, и помещенные в ванну корзины, дно и стороны которых выполнены в виде сита с ячейками ~ 6 мм, а также средства создания давления для продавливания веществ из утилизированных боеприпасов через сито, причем стол ванна и корзина изготовлены из искробезопасных материалов и заземлены.

В частных случаях изготовление зарядов изделий промышленных взрывчатых веществ из полученного порошка производится всеми доступными (или обычными) способами, такими как прессование. В других частных случаях изготовление шашек производят путем смешивания с расплавом ТРИНИТРОТОЛУОЛа и ДИНИТРОТОЛУОЛа (ДНТ или ТНТ) или добавлением в другие бризантные ВВ.

Устройство может быть размещено в транспортном, например, морском контейнере.

Основными конструктивными элементами при любом осуществлении способа и устройства являются ванна с горячей водой и стол с встроенным ситом с оптимальными ячейками не менее 0,8 мм и не более 1,5 мм. Таким образом, заявляемое устройство реализуется непосредственно на любом объекте хранения утилизированных боеприпасов с помощью универсального оборудования, широко распространенного в промышленности.

Изготовление зарядов изделий промышленных взрывчатых веществ осуществляют всеми обычными для данных веществ технологиями.

В одних случаях изготовления зарядов изделий промышленных взрывчатых веществ производят из раздробленной массы (порошок ВВ) с помощью прессового оборудования.

В других случаях раздробленная масса (порошок ВВ) может быть использована для изготовления зарядов изделий промышленных взрывчатых веществ путем ее смешения с расплавом ТРИНИТРОТОЛУОЛа или ДИНИТРОТОЛУОЛа, или добавлением в другие бризантные ВВ непосредственно в местах ее получения. В этих случаях смешивают порошок с расплавом ТНТ или ДНТ, получают пластичную вязко-текучую смесь и разливают по формам. ТНТ или ДНТ остывает, получается шашка промышленного заряда нужной формы и веса. Также добавляют, при необходимости, полученный при утилизации шашки ВВ порошок гексогена в смеси для твердых ракетных топлив на основе полимеров для модификации их рабочих характеристик.

Осуществление заявляемых способа и устройства основаны на следующих предпосылках.

Шашки бризантного ВВ (например, на основе гексогена или октогена) изготавливаются методом прессования порошкообразных флегматизированных ВВ (кристаллы ВВ, покрытые специальным воском WAX по англ.). При этом частицы ВВ слипаются, удаляется воздух, достигается плотность шашки, близкая к плотности кристаллического ВВ (примерно в два раза выше насыпной плотности порошкового состояния). Тем самым обеспечиваются надежность срабатывания и другие взрывчатые характеристики ВВ. При температурах от -50 до +50С это твердые как камень материалы, способные сдетонировать при ударе.

Так как кристаллы ВВ в шашках находятся без доступа света, воздуха, влаги и других факторов, а также покрыты тонким слоем воска (парафина) свойства ВВ практически не меняются.

Технология переработки шашек ВВ в пригодное для повторного использования конверсионное порошковое ВВ основана на том, что при нагреве до 70 - 80°С флегматизатор (воск), обеспечивающий монолитность и твердость шашки размягчается и шашка превращается в порошок путем легкого нажатия и просеивания через соответствующее сито с оптимальными ячейками не менее 0,8 мм и не более 1,5 мм, позволяющими в полной мере сохранить необходимые для конверсионного использования физические и химические свойства вещества, а полное разложение взрывчатого вещества при этом не происходит.

Разогрев производится в негорючей жидкости (например, в воде) до необходимой температуры, для большинства флегматизаторов не более 80С. Так как жидкость не проникает внутрь шашки, а поверхностная влага легко удаляется протиранием фланелью, получаемый в процессе порошок ВВ практически сухой.

Деформирующие механические нагрузки могут прикладываться поочередно в различных направлениях ко всем фрагментам разрушающегося изделия с частотой от 1 Гц до 3 кГц.

При нагреве (в воде) до 70-80С воск расплавляется (размягчается) утилизируемая шашка ВВ становится мягкой, рыхлой, что позволяет ее просеять, продавить (рассыпается от сжатия с усилием кисти руки) через сито. В этот момент частички ВВ остывают и воск уже не слипается, и получается порошок.

После просеивания и при необходимости просушки, полученный порошок пригоден для изготовления (прессования) других изделий.

Техническое решение позволяет не сжигать шашки ВВ, полученные при утилизации боеприпасов, а использовать полученный порошок для конверсионного производства (прессования) промышленных изделий, например, для горной и нефтяной промышленности. Конверсионные ВВ также подходят (по организационным факторам) к использованию на временных объектах - сооружение дорог, каналов, плотин, взрывов на выброс и т.д.

При этом организовать, это можно и целесообразней непосредственно в месте утилизации боеприпасов, чтобы не упаковывать, хранить, перевозить ВВ на заводы.

В результате реализации данного изобретения получают:

1.ВВ в виде порошка с потребительскими свойствами, сопоставимыми с исходными ВВ.

2.Оборудование для переработки просто в изготовлении, не требует специальных помещений проектов и т.п. Может устанавливаться как стационарно, так и в мобильных установках (например, контейнерного типа).

3.Процесс безопасен, т.к. разогрев и диспергирование шашек производится в воде.

4.Экологичен, т.к. не требует много ресурсов, как энерго, так и водных.

5.Позволяет избежать (снизить) количество операций по упаковке и транспортировке ВВ (в виде шашек).

Примечание: техническое решение предназначено для использования при утилизации зарядов, изготовленных на основе бризантных взрывчатых веществ (неполимерной основы из кристаллов, слипшихся между собой), таких как гексоген или октоген, но оно не предназначено для переработки бризантных ВВ на основе нитроцеллюлозы, представляющих собой монолитную структуру.

Таким образом, в результате реализации заявляемых изобретений осуществляется создание альтернативного способа и устройства, обладающего высокой надежностью и долговечностью, так как не допускает несанкционированного срабатывания ВВ, обеспечена возможность реализации и недорогого мелкосерийного производства в отдаленных местностях.

Группа изобретений относится к промышленности по переработке бризантных взрывчатых веществ, а в частности к переработке шашек, изготовленных на основе флегматизированных высокоплавким воском бризантных взрывчатых веществ неполимерной основы, таких как гексоген или октоген. Для получения порошка, пригодного для получения промышленных зарядов взрывчатых веществ из шашек бризантных взрывчатых веществ утилизированных боеприпасов, демонтированную из боеприпаса утилизируемую шашку, представляющую собой спрессованные между собой, покрытые флегматизатором кристаллы взрывчатого вещества из группы гексоген или октоген, разогревают до температур, не приводящих к химическим изменениям веществ, составляющих шашку, в течение от 5 до 15 минут в воде до температуры плавления флегматизатора, при которой шашка становится рыхлой. Далее подвергают механическому воздействию с усилием не более 1 кг/см². Диспергируют через сито с ячейками не менее 0,8 мм и не более 1,5 мм. Устройство для получения порошка, пригодного для получения промышленных взрывчатых веществ из утилизированных боеприпасов вышеописанным способом, состоит из стола с вмонтированным в него ситом, ванны с водой, нагреваемой через водяную рубашку посредством циркуляции в ней горячей воды, температура которой обеспечивается автоматически управляемым котлом, и помещенной в ванну корзины. Дно и стороны корзины выполнены в виде сита с ячейками. Устройство содержит средство создания давления для продавливания материала из утилизированных боеприпасов через сито. Стол, ванна и корзина изготовлены из искробезопасных материалов и заземлены. Обеспечивается создание альтернативного способа и устройства, обладающего высокой надежностью и долговечностью, так как не допускает несанкционированного срабатывания взрывчатых веществ. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.

1. Способ получения порошка, пригодного для получения промышленных зарядов взрывчатых веществ из шашек бризантных взрывчатых веществ утилизированных боеприпасов, при котором демонтированную из боеприпаса утилизируемую шашку, представляющую собой спрессованные между собой, покрытые флегматизатором кристаллы взрывчатого вещества, из группы: гексоген или октоген, разогревают до температур, не приводящих к химическим изменениям веществ, составляющих шашку, в течение от 5 до 15 минут в воде до температуры плавления флегматизатора, при которой шашка становится рыхлой, подвергают механическому воздействию с усилием не более 1 кг/см² и диспергируют через сито с ячейками не менее 0,8 мм и не более 1,5 мм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разогрев утилизируемой шашки производят в воде до температуры 70-80°С, а перед механическим диспергированием проводят удаление влаги с ее поверхности, вытиранием разогретой шашки досуха тряпичной салфеткой с последующим немедленным диспергированием через сито и получением сухого порошка.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что разогрев утилизируемой шашки производят в воде до температуры 70-80°С, а механическое диспергирование через сито проводят непосредственно в горячей воде.

4. Устройство для получения порошка, пригодного для получения промышленных взрывчатых веществ из утилизированных боеприпасов, по пп. 1-3, состоящее из стола с вмонтированным в него ситом, ванны с водой, нагреваемой через водяную рубашку посредством циркуляции в ней горячей воды, температура которой обеспечивается автоматически управляемым котлом, и помещенной в ванну корзины, дно и стороны которой выполнены в виде сита с ячейками, а также средства создания давления для продавливания материала из утилизированных боеприпасов через сито, причем стол, ванна и корзина изготовлены из искробезопасных материалов и заземлены.