Способ извлечения взрывчатого вещества из корпуса боеприпаса (варианты)

 

Изобретение относится к технологии извлечения взрывчатого вещества из корпусов боеприпасов. Способ извлечения взрывчатого вещества из корпусов боеприпасов заключается во вскрытии корпуса и гидрорезке взрывчатого вещества путем формирования в нем осевого канала и винтового паза, достигающего поверхности каморы боеприпаса, с образованием винтового тела взрывчатого вещества с толщиной витков, достаточной для разрушения под действием гидродинамического давления струи. В другом варианте осуществления способа формируют осевой канал и многозаходные винтовые пазы. При этом предпочтительно формировать пересекающиеся левый и правый винтовые пазы. Винтовые пазы могут быть выполнены косыми с углами наклона к их оси, равными α = 20-70^o а сумма углов наклона винтовых пазов к их оси равна 90^o. Толщина витков винтового тела взрывчатого вещества равна Δ = 2 - 10 мм. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способам извлечения взрывчатого вещества (ВВ) из корпуса боеприпаса (БП), подлежащего утилизации, с последующей его переработкой в изделия и дальнейшего использования материалов конструктивных элементов и корпуса БП, очищенного от ВВ, в промышленности.

В качестве примера реализации извлечения ВВ из корпуса БП может служить способ расснаряжения [Ю.Г.Щукин, Б.Н.Кутузов. Промышленные взрывчатые вещества на основе утилизированных боеприпасов. М.: Недра, 1998], согласно которому осуществляют вскрытие корпуса и последующее извлечение ВВ с помощью струи воды высокого давления. Суть метода заключается в образовании открытой поверхности заряда ВВ и в последующем его размывании струей воды высокого давления.

Недостатком данного способа является необходимость последовательного размывания поверхности заряда ВВ, что приводит к увеличению времени и энергоемкости процесса извлечения взрывчатого снаряжения.

Прототипом изобретения является способ извлечения ВВ из корпусов БП [Патент RU N 2127419, МКИ 6 F 42 В 33/00, C 06 B 21/00. Способ расснаряжения боеприпасов. - 1998], по которому осуществляют получение потока водных ледяных гранул и его подачу на поверхность ВВ расснаряжаемого БП. Поток водных ледяных гранул формируют путем предварительного образования водного скоростного потока и последующего его охлаждения или путем предварительного охлаждения газового потока и последующего смешения полученного охлажденного газового потока со струей воды.

Недостатком данного способа является достаточно большие энергозатраты и сложное создание необходимого режима для получения потока водных ледяных гранул и обеспечение его подачи с достаточными параметрами для разрушения материала ВВ.

Задачей настоящего изобретения является существенное упрощение технологии извлечения ВВ и повышение производительности очистки корпусов БП от ВВ при обеспечении безопасности, непрерывности и экологичности процесса расснаряжения БП и сокращение расходов на восстановление утилизируемого ВВ для дальнейшего повторного его использования в промышленности.

Поставленная задача решается тем, что в способе извлечения взрывчатого вещества из корпусов боеприпасов, включающем вскрытие корпуса и взаимодействие скоростного потока жидкости с взрывчатым веществом, извлечение взрывчатого вещества осуществляют его гидрорезкой. При этом в теле ВВ гидрорезкой формируют осевой канал и винтовой паз, достигающий поверхности каморы боеприпаса, с образованием винтового тела ВВ с толщиной витков, достаточной для их разрушения под действием гидродинамического давления струи.

Формируемый винтовой паз может быть выполнен косым с углом наклона к оси, равным α = 20-70^o.

Как вариант, для достижения большей производительности, после вскрытия корпуса в теле ВВ гидрорезкой формируют осевой канал и многозаходные винтовые пазы, достигающие поверхности каморы боеприпаса, с образованием винтовых тел взрывчатого вещества с толщиной витков, достаточной для разрушения их под действием гидродинамического давления струи. Формируемые винтовые пазы могут быть выполнены косыми с углами наклона к их оси, равными α = 20-70^o.

Наиболее целесообразно выполнение двух винтовых пазов, при этом формируют пересекающиеся левый и правый винтовые пазы с углами наклона к их оси, равными α = 20-70^o. Оптимальное значение суммы углов наклона обоих винтовых пазов к их оси равно 90^o. Следует отметить, что наиболее эффективное извлечение ВВ достигается при углах наклона α = β = Δ =45^o, что позволяет достигать захвата большего объема разрушаемого ВВ потоком при минимальной линии реза.

Во всех случаях толщина витков винтового тела взрывчатого вещества должна быть равной Δ = 2 - 10 мм.

На фиг. 1 представлена схема извлечения ВВ из корпуса БП, показывающая процесс формирования в теле ВВ осевого канала и нарезания наклонных винтовых пазов с помощью пересекающихся левого и правого потоков жидкости.

На фиг. 2 схематично представлен косой винтовой паз в теле ВВ БП.

На фиг. 3 представлен пример схемы насадки и расположенные в ней осевое и боковые отверстия.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 - 3, где представлена схема расснаряжения БП, включающая корпус БП 1, подводящий канал жидкости 2, насадку 3, имеющую осевой 4 и боковые 5 сопла с выходными отверстиями диаметром d₀, посредством которых происходит формирование осевого канала 6 и нарезание пересекающихся левого 7 и правого 8 косых винтовых пазов в теле ВВ 9.

Способ осуществляется следующим образом.

По подводящему каналу трубки 2 водный поток подается в насадку 3, где происходит разделение потока на осевой и боковые. Струи воды, проходя через осевое 4 и боковые сопла 5 с выходными отверстиями диаметром do, воздействуют на тело ВВ 9. Сформированные потоки осуществляют гидрорезание тела ВВ путем формирования в нем осевого канала 6, имеющего диаметр (3-4)d₀, и, за счет совместного осевого движения насадки 3 и ее вращения, винтовых пазов, достигающих поверхности каморы БП и имеющих ширину h=(3-4)d₀, что приводит к образованию винтового тела ВВ толщиной его витков, равной Δ, достаточной для их разрушения, под действием гидродинамического давления скоростной струи. Толщина витков Δ нарезаемого винтового тела зависит от прочностных характеристик материала ВВ 9, диаметра выходных отверстий сопел d₀ и магистрального давления P₀.

Нарезание винтовых пазов 7 и (или) 8 осуществляется с углом наклона к оси, равным α = 20-70^o, причем целесообразнее гидрорезку ВВ производить путем формирования пересекающихся двух косых винтовых пазов левого 7 и правого 8, сумму углов наклона которых к оси предпочтительнее брать 90^o. Следует отметить, что гидрорезание пазов в материале ВВ происходит из-за отрыва мельчайших частиц от основной массы разрушаемого материала и вызвано преимущественно возникновением и развитием микротрещин. Поэтому при гидрорезании на хрупкое разрушение материала существенно влияют механическое воздействие скоростного потока жидкости и гидравлические удары, способствующие проникновению жидкости в трещины. При этом следует отметить, что дальнейшее разрушение нарезаемого винтового тела правым потоком происходит как за счет левого потока, так и за счет заполнения жидкостью образовавшихся пазов, что способствует развитию микротрещин и снижению прочности материала ВВ. Происходит все большее разрыхление зоны реза и откол частиц образовавшегося винтового тела. С целью повышения производительности способа извлечения ВВ возможно формирование многозаходных винтовых пазов (не показано).

Полученную в результате разрушения заряда смесь воды с частицами заряда собирают в резервуаре, затем смесь фильтруют, и очищенная вода используется для дальнейшего расснаряжения БП, что обеспечивает непрерывный процесс извлечения ВВ, а отфильтрованное ВВ направляют на дальнейшую переработку.

Пример. Фугасный артиллерийский снаряд, подлежащий утилизации, калибра 76 мм, содержащий 8,3 кг тротила, имеющего плотность ρ = 1600 кг/м³, вскрывали со стороны головной части путем отвинчивания взрывателя. В процессе расснаряжения использовалось магистральное давление P₀, равное 60 МПа, скорость вращения подводящего канала ω = 1 об/с, скорость подачи V_п = 6,5 мм/с. Водным потоком, истекающим через осевое и боковые отверстия сопел с диаметром, равным d₀= 0,6 мм, воздействовали на ВВ, формируя при этом осевой канал и винтовые пазы шириной h порядка 2 мм и длиной примерно 45 мм. Толщина витков образуемого винтового тела ВВ при этом составила Δ = 5 мм, что обеспечило его надежное разрушение. При этом отработанная струя воды производит разрушение винтового тела ВВ путем распирания стенок образованного винтового канала, что приводит к образованию на поверхности канала микротрещин и способствует дополнительному разрушению ВВ. В результате процесс расснаряжения осуществлялся за время, равное 40 с. Собранное ВВ отфильтровывалось и в неизменном химическом составе было готово к повторному использованию.

Преимущество предложенной технологии утилизации БП заключается в использовании для разрушения материала ВВ процесса гидрорезки, при этом происходит нарезание винтовых пазов в материале ВВ, достаточных для стабильного разрушения на частицы ВВ диаметром 2-10 мм, что и позволяет производить процесс расснаряжения БП за более короткое время.

Вместе с тем воздействие водного потока на заряд ВВ носит инертный, с точки зрения химической реакции, характер, т.е. не приводит к изменениям химической формулы частиц ВВ и, соответственно, к изменению их физических свойств. Удаление воды не вызывает трудностей и может быть достигнуто путем выпаривания.

Таким образом, данное изобретение представляет собой безопасный, высокопроизводительный и экологичный способ извлечения ВВ из корпуса БП, позволяющий сократить время извлечения заряда ВВ при относительно небольшом расходе воды.

Формула изобретения

1. Способ извлечения взрывчатого вещества из корпусов боеприпасов, включающий вскрытие корпуса и взаимодействие скоростного потока жидкости с взрывчатым веществом, отличающийся тем, что извлечение взрывчатого вещества осуществляют гидрорезкой взрывчатого вещества путем формирования в нем осевого канала и винтового паза, достигающего поверхности каморы боеприпаса, с образованием винтового тела взрывчатого вещества с толщиной витков, достаточной для разрушения под действием гидродинамического давления струи.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формируют косой винтовой паз с углом наклона к оси, равным α = 20-70°.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что толщина витков винтового тела взрывчатого вещества равна Δ = 2 - 10 мм.

4. Способ извлечения взрывчатого вещества из корпусов боеприпасов, включающий вскрытие корпуса и взаимодействие скоростного потока жидкости с взрывчатым веществом, отличающийся тем, что извлечение взрывчатого вещества осуществляют гидрорезкой взрывчатого вещества путем формирования в нем осевого канала и многозаходных винтовых пазов, достигающих поверхности каморы боеприпаса, с образованием винтовых тел взрывчатого вещества с толщиной витков, достаточной для разрушения под действием гидродинамического давления струи.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что формируют пересекающиеся левый и правый винтовые пазы.

6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что винтовые пазы выполняют косыми с углами наклона к их оси равными α = 20-70°.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что сумма углов наклона винтовых пазов к их оси равна 90° .

8. Способ по любому из пп.4 - 7, отличающийся тем, что толщина витков винтового тела взрывчатого вещества равна Δ = 2 - 10 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3