ВЗРЫВОТЕХНИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2023 года по МПК F42B39/00 F42D5/45 G01N3/313 

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности при обращении с взрывчатыми веществами (ВВ) и взрывными устройствами (ВУ), в частности к комплексам для многократных подрывов при проверке на пригодность к взрыву зарядов ВВ и ВУ. Назначение взрывотехнического экспериментального комплекса (ВЭК) - проведение экспериментальных подрывов в рамках производства взрывотехнических экспертиз и исследований.

Из предшествующего уровня техники известны комплексы аналогичного назначения.

Так, например, комплекс для взрывных испытаний по патенту CN207163950 (публик. 30.03.2018), включающий многоразовый горизонтальный контейнер с системой забора и выпуска воздуха, установленный на опоре, в цилиндрической части корпуса выполнено оптическое окно для визуализации и определения невзорвавшихся объектов. Данное техническое решение нельзя использовать в качестве малогабаритной конструкции для многократных подрывов осколочных ВУ, достаточно сложно в эксплуатации и материалоемко, что является существенным недостатком.

Комплекс для взрывных испытаний по патенту CN214097233 (опублик. 31.08.2021), включающий многоразовый вертикальный контейнер, внутренняя полость которого снабжена опорой для размещения объектов подрыва с возможностью регулировки по высоте, не обеспечивает стойкость силового корпуса к осколочному воздействию и полный доступ в его внутреннюю полость, что существенно снижает функциональные возможности комплекса.

Известный комплекс для экспериментальной отработки взрывных устройств по патенту RU2443971 (опублик. 27.02.2012, патентообладатель РФ в лице Госкорпорации «Росатом» и ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»), содержащий взрывозащитную камеру (ВЗК), выполненную в виде герметичного силового контейнера, который выполнен с возможностью размещения двух взрывных устройств, каждый со своими комплектами измерительных датчиков, кабелями линии подрыва и измерительными методиками.

Недостатком известного устройства является техническая сложность проведения многократных подрывов, замены выработавших ресурс внутренних элементов и сравнительная высокая стоимость экспериментальной отработки взрывного устройства. Данное техническое решение нельзя использовать в качестве малогабаритной конструкции для многократных подрывов осколочных ВУ, достаточно сложно в эксплуатации и материалоемко, что является существенным недостатком.

Наиболее близким аналогом по решаемой задаче и количеству сходных признаков к новому результату интеллектуальной деятельности является комплекс по патенту на изобретение RU 2698372 (опублик. 26.08.2019 «Вакуумный взрывотехнический комплекс», заявитель ООО «Криминалистическая техника»). Комплекс по патенту RU 2698372 служит для многократных подрывов при проверке на пригодность к взрыву или уничтожении ВВ и безоболочечных ВУ с максимально допустимой массой ВВ до 200 г в тротиловом эквиваленте (с созданием вакуума), оболочечных боеприпасов и ВУ толщиной оболочки до 2 мм и массой ВВ до 140 г в тротиловом эквиваленте (гранаты типов РГД-5, РГД-33, М-39, М-34) с использованием дополнительных сменных обечаек (с созданием вакуума), средств инициирования с максимальной массой снаряжения инициирующих и бризантных ВВ до 2 г в тротиловом эквиваленте. Комплекс включает технологический стол, на столешнице которого размещена горизонтальная вакуумная камера, внутренняя полость которой снабжена элементами для размещения объектов подрыва. Для крепления выпуклых торцовых крышек к корпусу вакуумной камеры применяют откидные болты с гайками. В состав комплекса входит вертикальная малая взрывная камера со сменными завинчиваемыми крышками под разные запалы, в которых выполнены отверстия для установки электродетонаторов (ЭД). ЭД для подключения проводов к контактам опускают в отверстие крышки, установленной на малой камере, которую помещают в полость вакуумной камеры, с последующим после подключения извлечением ЭД из малой камеры. Эта операция необходима для защиты от осколков, в случае срабатывания ЭД от статического электричества. В тумбе технологического стола размещена вакуумная система с насосом, системой шлангов с вентилями, которая предназначена для создания разреженья воздуха в полости вакуумной камеры. Комплекс снабжен блоком управления с цепью подрыва.

Основными требованиями к конструкции ВЗК многоразового использования являются: полное демпфирование ударно-волнового импульса давления от продуктов взрыва; сохранение целостности конструкции и заданной степени герметичности при действии импульсных и квазистатических нагрузок, осколков и иных факторов взрыва; предотвращение опасного воздействия взрыва на окружающую среду. К обязательным требованиям также относятся удобство и безопасность эксплуатации ВЗК, включающие такие виды работ, как помещение в ВЗК и извлечение из нее взрывоопасного объекта; погрузка, транспортировка и разгрузка ВЗК; проведение в ней взрывов, газообразные продукты которых создают в полости ВЗК избыточное давление; стравливание газов (СО, CO2, NO и других) из ВЗК, содержащих в виде примесей и аэрозолей вредные и токсичные вещества; вентиляция и очистка полости ВЗК; дефектоскопия (при необходимости); замена выработавших ресурс элементов и некоторые другие виды работ. Требованием для материала силового корпуса является обеспечение его циклической прочности.

Перечисленные требования в наиболее близком аналоге выполняются частично.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных и эксплуатационных возможностей.

Указанный технический результат достигается за счет того, что взрывотехнический экспериментальный комплекс, включающий горизонтальную взрывозащитную камеру с торцевыми крышками и внутренней полостью, снабженной элементами для размещения объекта подрыва, и цепь подрыва со средством подрыва, включает новые признаки, а именно: комплекс снабжен еще одной взрывозащитной камерой, имеющей меньший типоразмер, и мобильным вытяжным навесом для удаления токсичных продуктов взрыва, камера меньшего типоразмера, выполнена также, как и камера большего типоразмера - с цилиндрическим силовым корпусом и плоскими торцевыми съемными крышками, которые крепятся к фланцам корпуса с помощью кольцевых бандажей, выполненных из двух полуколец, скрепленных болтовыми соединениями, камера большего типоразмера снабжена штуцером, перекрываемым двухходовым вентилем, для сброса избыточного давления продуктов взрыва после срабатывания объекта подрыва и осуществления контроля давления газов в полости камеры, а также визуального осмотра полости и объекта исследования с использованием электронного видеоэндоскопа, при этом на станине камеры установлены поворотные кронштейны для перемещения массивных крышек в горизонтальной плоскости, в крышках выполнены ниши для размещения средств подрыва (электродетонатора), а в корпусе - закрывающиеся отверстия для герметичных узлов ввода электрических проводов подрыва.

ВЗК двух типоразмеров - малая и большая ВЗК, входящие в ВЭК, предназначены для локализации поражающих факторов взрыва в замкнутом объеме ВЗК при проведении взрывотехнических экспертиз и исследований различных ВУ.

Для ВЗК, входящих в ВЭК выбрана конструктивно-компоновочная схема силового корпуса, состоящая из цилиндрического корпуса и плоских днищ - съемных крышек, установленных на торцах корпуса. Такая схема позволяет при снятых крышках обеспечить доступ ко всему внутреннему пространству цилиндрического корпуса, например, для оснащения его сменными элементами, крепления технологической оснастки, установки объекта в полость камеры. Крышки крепятся к фланцам корпуса с помощью охватывающего бандажа (бугельное соединение), состоящего из двух полуколец П-образного сечения, скрепленных болтовыми соединениями. Этот способ крепления крышек к корпусу обеспечивает их надежное соединение и удобство эксплуатации при открывании-закрывании. Обе камеры оснащаются сменной противоосколочной защитой.

Вакуумная система, имеющаяся в аналоге, в заявляемом изобретении не применяется, так как реализованные прочностные свойства камер позволяют проводить подрывы зарядов ВВ и ВУ без вакуумирования, что упрощает подготовку взрывного испытания и сокращает время его проведения, обеспечивает улучшенные эксплуатационные возможности.

На фиг. 1 изображена структурная схема ВЭК.

На фиг. 2, 3 - конструктивно-компоновочная схема ВЗК-200ГР, где: 1 - цилиндрический корпус, 2 - крышка; 3 - бугель; 4 - поворотный кронштейн; 5 - закрывающиеся отверстия; 6 - блок клапанный; 7 - обойма; 8 - сменные защитные экраны; 9 - ниша для размещения ЭД; 10 - станина; 11 - датчик давления; 12 - болт заземления.

На фиг. 4, 5 - варианты установки ВЗК-5ГР на рабочем столе.

На фиг. 6 - мобильный вытяжной навес.

Примером конкретного выполнения заявляемого устройства может служить ВЭК для проведения экспериментальных подрывов в рамках производства взрывотехнических экспертиз и исследований с целью установления пригодности к взрыву зарядов ВВ, боеприпасов и ВУ, за исключением зарядов ВВ, боеприпасов и ВУ кумулятивного действия.

В состав ВЭК (фиг. 1 поз. 1) входят следующие составные части:

- малая взрывная камера ВЗК-5ГР (фиг. 2 поз. 2), технологическое основание (стол) (фиг. 2 поз. 3) и комплект запасных частей ЗИП-0-5ГР (фиг. 2 поз. 4);

- большая взрывная камера ВЗК-200ГР (фиг. 2 поз. 5), технологическое основание (стол) (фиг. 2 поз. 6) и комплект запасных частей ЗИП-О-200ГР (фиг. 2 поз. 7);

- мобильный вытяжной навес (фиг. 2 поз. 8) для удаления токсичных продуктов взрыва, в который входят колпак, в виде прямоугольного раструба с цилиндрическим выходным патрубком, устанавливаемый на каркасе, снабженном поворотными блокирующимися колесами;

- комплект гермопроходников для ВЗК-200ГР (фиг. 2 поз. 9) содержит запасные гермопереходники в количестве, необходимом для эксплуатации камер в течение назначенного ресурса - 1000 подрывов;

- комплект принадлежностей для ВЗК-200ГР (фиг. 2 поз. 10) предназначен для монтажа датчика давления Piezus Octo 3420-G-S-4000-C-201-F-00, необходимого для контроля давления внутри ВЗК-200ГР после срабатывания объекта подрыва;

- комплект полок для ВЗК-200ГР (фиг. 2 поз. 11) предназначен для позиционирования объекта подрыва;

- конденсаторный взрывной прибор типа КВП-4/100 (фиг. 2 поз. 12) предназначен для электропитания цепи подрыва, в том числе для инициирования электродетонаторов типа ЭД-8, ЭДП и аналогичных, а также проверки целостности цепи подрыва;

- электронный эндоскоп IRIS/46-100 (фиг. 2 поз. 13) предназначен для осмотра внутреннего пространства ВЗК-200ГР через специальные диагностические отверстия, без открывания крышки камеры;

- набор инструмента (фиг. 2 поз. 14) для монтажных работ;

- цепь подрыва из пары проводов марки СПП-1 (или его аналога) (фиг. 2 поз. 15) и размыкателя дверного (фиг. 2 поз. 16) для обеспечения безопасности при проведении взрывных работ;

- моментные ключи с диапазонами контролируемого усилия затяжки болтовых соединений 5-25 Нм (фиг. 2 поз. 17) и 70 - 340 Нм (фиг. 2 поз. 18).

Силовые контуры камер (корпуса, крышки, бугели) изготовлены из легированных сталей, таких как сталь 20, 09Г2С, 10Г2ФБЮ, трубная сталь класса прочности не ниже К60, обладающих повышенной прочностью, энергоемкостью под нагрузкой, термо- и коррозионной стойкостью.

Эксплуатационные характеристики камер позволяют проведение всего цикла подготовки к подрыву и сам подрыв исследуемых ВУ одним специалистом (оператором) вручную.

Применение ВЭК заключается в следующем.

ВЗК-200ГР (фиг. 2, 3) предназначена для проведения многократных подрывов конструктивно оформленных зарядов ВВ и ВУ без осколочного корпуса с массой заряда ВВ не более 200 г в ТЭ, осколочных гранат Ф-1, РГД-5, РГД-33, РГ-42, М-39, М-24, РГН, РГО и других осколочных гранат и осколочных ВУ с массой снаряжения ВВ не более 140 г в ТЭ, за исключением боеприпасов и ВУ кумулятивного действия.

Устройство выполнено следующим образом.

ВЗК-200ГР состоит из цилиндрического корпуса (поз. 1 фиг. 2) и плоских съемных крышек (поз. 2 фиг. 2), установленных на торцах. Объект подрыва размещают во внутренней полости ВЗК в центре обоймы (поз. 7 фиг. 2). Крышки крепят к фланцам корпуса через герметизирующую прокладку с помощью бугелей (поз. 3 фиг. 2), две ниши (поз. 9 фиг. 2) размещают средства инициирования (ЭД) заряда ВВ перед установкой его на объект подрыва.

Для обеспечения возможности обслуживания камеры одним оператором, без применения дополнительных механизмов, крышки ВЗК-200ГР перемещаются в горизонтальной плоскости на поворотных кронштейнах (поз. 4 фиг. 2), закрепленных на станине (поз. 10 фиг. 2); для удержания бугелей в поднятом положении при запирании бугельного затвора предусмотрены пенопластовые упоры.

В цилиндрическом корпусе камеры выполнены четыре закрывающихся отверстия (поз. 5 фиг. 2) (по два на левой и на правой сторонах корпуса, если смотреть с торца камеры), в два из которых устанавливают герметичные узлы ввода электрических проводов подрыва (гермопроходники), еще в одно - шаровый кран для быстрого сброса давления продуктов взрыва, а в оставшееся устанавливается заглушка и после ее извлечения производят безопасный визуальный осмотр отказавших объектов подрыва с использованием электронного эндоскопа.

Технические характеристики камеры ВЗК-200ГР приведены в таблице 1.

ВЗК-5ГР (фиг. 4, 5) предназначена для многократных подрывов средств инициирования (электровоспламенители (ЭВ), ЭД, капсюли-детонаторы (КД)), взрыватели ручных гранат (типов УЗРГ, УЗРГМ, УДЗ, Ковешникова), запалов ручных гранат (РГД-33, РПГ-40), предохранительно-пусковых механизмов типа У-515, У-517, а также запалов имитационных пиротехнических гранат (ЗИПГ) различных модификаций, взрывателей артиллерийских выстрелов, минных взрывателей и прочих ВУ общей массой заряда с учетом бризантных и инициирующих ВВ не более 5 г в тротиловом эквиваленте (ТЭ) в корпусе, дающем осколки.

Устройство ВЗК-5ГР выполнено таким образом, что позволять осуществлять подрыв ВУ дистанционно в трех различных вариантах:

- вариант №1: испытание ВУ, в котором его конструкцией предусмотрен электрический запуск путем подачи напряжения на концы его выводов;

- вариант №2: испытание ВУ, приводимых в действие путем извлечения предохранительных чек (шплинтов);

- вариант №3: испытание ВУ, приводимых в действие дополнительным электродетонатором, устанавливаемым в контакте с испытуемым зарядом ВУ или в массу ВВ на пластине-свидетеле внутри камеры.

Технические характеристики ВЗК-5ГР приведены в таблице 2.

Мобильный вытяжной навес (фиг. 6) предназначен для установки над взрывными камерами с целью эффективного удаления токсичных продуктов взрыва из рабочей зоны после проведения испытаний.

Проведенные испытания показали, что заявляемый ВЭК полностью соответствует своему предназначению, а конструкции ВЗК, входящие в его состав, обеспечивают выполнение заявленных требований к конструкциям ВЗК многоразового использования.

Предлагаемый ВЭК может быть использован для проведения испытаний зарядов ВВ и ВУ в специализированных взрывотехнических центрах, при проведении экспериментальных работ с взрывоопасными объектами, для разборки и уничтожения ВУ.

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности при обращении с взрывчатыми веществами (ВВ) и взрывными устройствами (ВУ), в частности к комплексам для многократных подрывов при проверке на пригодность к взрыву зарядов ВВ и ВУ. Назначение взрывотехнического экспериментального комплекса (ВЭК) - проведение экспериментальных подрывов в рамках производства взрывотехнических экспертиз и исследований. Комплекс снабжен двумя взрывозащитными камерами (ВЗК) двух типоразмеров и мобильным вытяжным навесом для удаления токсичных продуктов взрыва. Обе ВЗК выполнены с цилиндрическим силовым корпусом и плоскими торцевыми съемными крышками, которые крепятся к фланцам корпуса с помощью кольцевых бандажей и выполнены из двух половин, скрепленных болтовыми соединениями. ВЗК большего типоразмера снабжена штуцером, перекрываемым двухходовым вентилем, для плавного сброса избыточного давления продуктов взрыва после срабатывания объекта подрыва и осуществления контроля давления газов в полости камеры. На станине камеры установлены поворотные кронштейны для перемещения крышек в горизонтальной плоскости, в крышках выполнены ниши для размещения средств подрыва - электродетонатора, а в корпусе - закрывающиеся отверстия для герметичных узлов ввода электрических проводов подрыва и визуального осмотра полости камеры с использованием электронного видеоэндоскопа. Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение эксплуатационных возможностей. 6 ил., 2 табл.

Взрывотехнический экспериментальный комплекс, включающий горизонтальную взрывозащитную камеру с торцевыми крышками и внутренней полостью, снабженной элементами для размещения объекта подрыва, и цепь подрыва со средством подрыва, отличающийся тем, что комплекс снабжен еще одной взрывозащитной камерой, имеющей меньший типоразмер, и мобильным вытяжным навесом для удаления токсичных продуктов взрыва, камера меньшего типоразмера выполнена так же, как и камера большего типоразмера - с цилиндрическим силовым корпусом и плоскими торцевыми съемными крышками, которые крепятся к фланцам корпуса с помощью кольцевых бандажей и выполнены из двух половин, скрепленных болтовыми соединениями, камера большего типоразмера снабжена штуцером, перекрываемым двухходовым вентилем, для плавного сброса избыточного давления продуктов взрыва после срабатывания объекта подрыва и осуществления контроля давления газов в полости камеры, при этом на станине камеры установлены поворотные кронштейны для перемещения крышек в горизонтальной плоскости, в крышках выполнены ниши для размещения средств подрыва, а в корпусе - закрывающиеся отверстия для герметичных узлов ввода электрических проводов подрыва и визуального осмотра полости камеры с использованием электронного видеоэндоскопа.