Взрывной патрон для крепления труб в отверстиях конструкций

 

Использование: в машиностроении, в частности, для крепления труб, патрубков, втулок большого диаметра в отверстиях кон1 струкций с малой толщиной стенки. Сущность изобретения: заряд взрывчатого вещества имеет форму кольца, толщина стенки которого увеличивается от среднего сечения к торцам, а детонирующий шнур на участке контакта с зарядом изогнут по кольцу и расположен на внутренней поверхности заряда. Взрывной патрон содержит цилиндрический корпус, выполненный из двух коаксиальных цилиндров: внешнего цилиндра 1 и внутреннего цилиндра 2, которые снабжены крышками 3 и 4. В пространстве между цилиндрами 1 и 2 размещен рабочий заряд 5, выполненный в форме кольца со стенкой переменной толщины, увеличивающейся от среднего сечения к торцам. Детонирующий шнур 6 установлен на оси корпуса, а контактирующий с зарясл С 1 со со сл ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 В 21 0 26/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4827211/27 (22) 21,05.90 (46) 07.05.92. Бюл. hh 17 (71) Волгодонское производственное объединение "Атоммаш" (72) В.Е.Константинов и Е.А.Тарасов (53) 621.7.044 (088.8) (56) 1. Запрессовка труб с применением источников импульсного давления. ГОСТ

23693-79, с.12.

2. Степанов В.Г., Шавров И.А. Высокоэнергетические методы обработки металлов. — М.: Машиностроение, 1975, с.147. (54) ВЗРЫВНОЙ ПАТРОН ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ТРУБ В ОТВЕРСТИЯХ КОНСТРУКЦИЙ (57) Использование: в машиностроении, в частности, для крепления труб, патрубков, втулок большого диаметра в отверстиях конА Ы 1731359 А1 струкций с малой толщиной стенки. Сущность изобретения: заряд взрывчатого вещества имеет форму кольца, толщина стенки которого увеличивается от среднего сечения к торцам, а детонирующий шнур на участке контакта с зарядом изогнут по кольцу и расположен на внутренней поверхности заряда. Взрывной патрон содержит цилиндрический корпус, выполненный иэ двух коаксиальных цилиндров: внешнего цилиндра 1 и внутреннего цилиндра 2, которые снабжены крышками 3 и 4. В пространстве между цилиндрами 1. и 2 размещен рабочий заряд 5, выполненный в форме кольца со стенкой переменной толщины, увеличивающейся от среднего сечения к торцам. Детонирующий шнур 6 установлен на оси корпуса, а контактирующий с заря4

1731359 дом взрывчатого вещества участок детонирующего шнура изогнут по кольцу и расположен на внутренней поверхности заряда в плоскости его поперечного сечения. При инициировании свободного конца шнура 6 образуется распространяющаяся по шнуру детонирующая волна, обеспечивающая

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для крепления труб, патрубков, втулок большого диаметра в отверстиях, например, пустотелых конструкций с малой толщиной стенки.

Известны взрывные патроны, содержащие корпус, выполненный в виде центрирующей втулки, детонирующий шнур, используемый в качестве рабочего заряда, расположенный по оси втулки, а его инициирование производится с одного конца (1).

Недостатком известных взрывных патронов является ограниченная область применения, так KdK в качестве рабочего заряда применяется детонирующий шнур, имеющий постоянные размеры (радиус, массу взрывчатого ьещества (В B) на единицу длины), а следовательно, и постоянные газодинамические параметры (давление взрыва, скорость детонации и т.д.).

Такие взрывные патроны применяются в основном для запрессовки труб конкретн ых размеров. Увел ич ение диаметра ил и толщины стенки трубы приводит к снижению качества запрессовки, так как мощности одного детонирующего шнура, применяемого в качестве рабочего заряда в таких патронах, недостаточно для получения надежного крепления труб в отверстиях изделий. Таким образом, применять данные взрывные патроны для труб большого диаметра нецелесообразно.

Известна конструкция взрывного патрона для запрессовки труб в трубных решетках теплообменных аппаратов, содержащего цилиндрический корпус, рабочий заряд ВВ, расположенный по оси корпуса, детонирующий шнур для инициирования рабочего заряда с одного конца (2).

Однако такой взрывной патрон также имеет ограниченную область применения из-за осевого расположения заряда, так как при уменьшении толщины трубной решетки и риходится умен ьш ать длину рабочего заряда, Сохранение длины заряда приводит к раздутию труб за трубной решеткой, а уменьшение длины рабочего заряда способствует быстрому спаду давления, ответст5

45 инициирование рабочего заряда 5 по всей внутренней поверхности одновременно.

Импульс давления взрыва, действующий на боковую поверхность трубы, поддерживается постоянным на всем участке эапрессовки за счет переменной толщины заряда 6, 2 ил. венного за запрессовку труб, в продуктах взрыва под действием волн разряжения, образующихся на торцах заряда после его детонации. Это приводит к тому, что при толщинах трубных решеток, сравнимых с наружным диаметром труб, качественного и надежного крепления труб такими взрывными патронами получить не удается.

В случае одновременного увеличения диаметра запрессовываемой трубы и уменьшения толщины трубной решетки указанные явления проявляются в еще большей степени. Кроме того, увеличение диаметра запрессовываемой трубы, как правило, приводит к увеличению толщины стенки корпуса патрона, а зто усложняет операцию очистки труб от остатков корпуса патронов после запрессовки.

Цель изобретения — расширение области применения взрывных патронов.

Указанная цель достигается тем, что во взрывном патроне для крепления труб в отверстиях конструкций, содержащем цилиндрический корпус с зарядом взрывчатого вещества и установленный по оси корпуса детонирующий шнур, контактирующий с зарядом взрывчатого вещества, заряд взрывчатого вещества выполнен в форме кольца со стенкой переменной толщины, увеличивающейся от среднего значения к торцам, а контактирующий с зарядом взрывчатого вещества участок детонирующего шнура изогнут по кольцу и расположен на внутренней поверхности заряда в плоскости его поперечного сечения, Предлагаемое расположение детонирующего шнура на внутренней поверхности заряда в плоскости его поперечного сечения при подрыве обеспечивает детонацию обеим половинкам заряда одновременно, что, в свою очередь, обеспечивает симметричное относительно середины заряда распределение импульса давления взрыва на боковую поверхность запрессовываемой трубы. Так как образующийся в среднем сечении импульс давления взрыва уменьшается по направлению к краям заряда, причем сначала падение импульса происходит медленно, 1731359 стиях7и8крышки3 и в пазу 9, выполненном 45 на наружной поверхности внутреннего цилиндра 2 глубиной примерно 1/3 диаметра детонирующего шнура, Взрывной патрон работает следующим

55 затем становится более быстрым за счет истечения продуктов взрыва под действием волн разряжения, возникающих на краях заряда после его детонации, то с целью выравнивания по всему участку запрессовки величины импульса давления на боковую поверхность трубы толщина заряда выполнена переменной и увеличивается от середины к его краям, что обеспечивает запрессовку труб большого диаметра на всем участке запрессовки с одинаковым качеством. Рабочий заряд формируется корпусом патрона, выполненным в виде двух коаксиальных цилиндров, на торцы которых для предотвращения высыпания заряда одеты крышки. Для одновременного по всей внутренней поверхности инициирования заряда в среднем сечении детонирующий шнур должен иметь скорость детонации приблизительно в 2,5 — 3 раза больше скорости детонации рабочего заряда, На фиг.1 представлен взрывной патрон, продольное сечение; на фиг.2 — сечение А — А на фиг.1.

Цилиндрический корпус взрывного патрона, который формирует рабочий заряд, выполнен в виде двух коаксиальных цилиндров: внешнего 1 и внутреннего 2, оба цилиндра изготовлены, например, из полиэтилена высокого давления литьем в пресс-форму и снабжены крышками 3 и 4, одна из которых, например крышка 3, изготовлена заодно с внутренним цилиндром 2

В пространстве между цилиндрами разме. щен рабочий заряд 5, в качестве которого, например, использован сыпучий патронированный аммонит М6ЖВ, имеющий скорость детонации 1800 — 2000 м/с при плотности 0,8 — 0,9 г/см, Инициирование з заряда 5 осуществляется одновременно по всей его внутренней поверхности в среднем сечении А — А с помощью детонирующего шнура 6 марки ДША, имеющего скорость детонации 6500 — 7200 м/с. Детонирующий шнур 6 закреплен с помощью клея в отверобразом.

Патрон устанавливают в трубу так, что его рабочий заряд 5 совпадает с участком эапрессовки трубы. Производят инициирование конца В детонирующего шнура 6 (фиг.1). Возникшая детонационная волна, распространяясь по шнуру 6, достигает сечения А-А, где происходит инициирование другого конца С шнура 6. Детонация по шнуру 6 распространяется как вправо, так и

300 влево, обеспечивая инициирование рабочето заряда 5 по всей внутренней поверхности одновременно. В результате детонации рабочего заряда 5, возникшей в среднем сечении, импульс давления взрыва, действующий на боковую поверхность трубы, поддерживается примерно постоянным на всем участке запрессовки за счет-переменной толщины рабочего заряда 5, которая увеличена от середины к его краям, и тем самым компенсируется спад импульса давления взрыва у краев заряда после его детонации.

Толщина стенки внутреннего цилиндра с учетом расстояния до детонирующего шнура 6, который на участке от передней крышки 3 и сечением А-А расположен по оси патрона, и такой, чтобы предотвратить передачу детонации от боковой поверхности шнура 6 через стенку внутреннего цилиндра 2 к рабочему заряду 5.

Пример. В устройстве для выема каналов нейтронного измерения (КНИ) необходимо закрепить втулки с внутренним диаметром 237 мм и толщиной стенки 14 мм в отверстие глубиной 311 мм. Запрессовка втулок в устройство КНИ осуществлена предлагаемым взрывным патроном, который имеет следующие параметры:

Наружный диаметр корпуса, мм 236,5

Рабочий заряд длиной, мм

Толщина заряда в среднем сечении, мм 6

Толщина заряда, равномерно увеличенная к краям, мм До 10

Используется детонирующий шнур марки ДША, После запрессовки втулка выдержала испытания на прочность, которое оценивается усилием на выдавливание ее из отверстия, это усилие составило приблизительно

3000 кгс, что в 10 раз больше необходимых требований нормативной документации, Таким образом, применение предлагаемого взрывного патрона позволяет расширить область применения взрывного метода запрессовки труб, втулок, патрубков, имеющих большой наружный диаметр, в том числе на коротких участках запрессовки, сравнимых с диаметром, а также упростить операцию очистки труб, втулок, патрубков от остатков корпуса патрона после запрессовки.

Формула изобретения

Взрывной патрон для крепления труб в отверстиях конструкций, содержащий цилиндрической корпус с зарядом взрывчато1731359

Составитель И. Иконникова

Редактор И. Шмакова Техред М,Моргентал Корректор О. Кундрик

Заказ 1535 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 го вещества и установленный по оси корпуса детонирующий шнур, контактирующий с зарядом взрывчатого вещества, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения области применения, заряд взрывчатого вещества выполнен в форме кольца со стенкой переменной толщины, увеличивающейся от среднего сечения к торцам, а контактирующий с зарядом взрывчатого вещества участок детонирующего шнура изогнут по кольцу и

5 расположен на внутренней поверхности заряда в плоскости его поперечного сечения.