Способ гашения ударных волн
Изобретение относится к взрывной обработке металлов. Цель изобретения - повышение эффективности. Сущность изобретения заключается в том что на подготовленное к сварке или штамповке изделие устанавливают заряд BB, вокруг которого помещают оболочку, состоящую из двух металлических полуцилиндров диаметром, равным 20-30 эквивалентным радиусам заряда, с толщиной стенки, равной 0,05-0,1 эквивалентного радиуса заряда, при этом используют газосодержащую среду с объемным содержанием конденсированной фазы, равным 0,01-0,5. В качестве газосодержащей среды можно применять снег или опилки. При этом реализуются условия эффективного затухания ударной волны. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к взрывной обработке металлов. Целью изобретения является повышение эффективности гашения ударных волн. На фиг.1 приведена схема осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 то же, вид спереди. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Деталь 1, подлежащая приварке, с зарядом 2 взрывчатого вещества предварительно устанавливают на поверхности 3, к которой необходимо осуществить приварку. Защитную оболочку 4, состоящую из двух металлических полуцилиндров диаметром, равным 20-30 эквивалентным радиусам заряда, с толщиной стенки, равной 0,05-0,1 эквивалентного радиуса заряда, устанавливают относительно свариваемых образцов так, чтобы заряд 2 BB располагался симметрично относительно оси цилиндра, образуемого оболочкой. Свободный край уплотняющего материала 5, закрепленного в нижней части полуцилиндров, располагают по земле к оси цилиндра. Посредствам уплотняющих резиновых прокладок 6, установленных в местах соединения полуцилиндров, добиваются их плотного соединения между собой м производят заполнение образованного объема газосодержащей средой 7. К свободному концу детонирующего шнура подключают зажигательную трубу и осуществляют инициирование заряда ВВ. Для осуществления эффективного гашения ударных волн используют газосодержащую среду с объемным содержанием конденсированной фазы, равным 0,01-0,5. Концентрационные пределы газосодержащей среды определяются оптимальным значением понижения давления ударной волны на фиксированном расстоянии. Уменьшение объемного содержания несжимаемой фазы ниже 1% (0,01) приводит к возрастанию скорости звука, а значит ударная волна в такой среде ослабевает медленнее. При увеличении объемного содержания несжимаемой фазы более 50% (0,5) происходит уменьшение коэффициента гашения ударной волны. Это связано с понижение интенсивности передачи энергии, определяющей давление, в тепловую энергию конденсированной фазы. Оптимальные размеры оболочки, образованной двумя металлическими полуцилиндрами, выбраны из условия обеспечения затухания давления ударной волны. Минимальный диаметр цилиндрической оболочки определяется тем, что до некоторого расстояния, пока скорость распространения ударной волны высока, уменьшение давления по сравнению с давлением в воздухе оказывается незначительным. Дальнейшее увеличение расстояния ведет к быстрому нарастанию коэффициента затухания давления ударной волны с последующим выходом на постоянную величину. Эта величина составляет примерно 20-30 эквивалентных радиусов заряда ВВ. Следовательно, дальнейшее увеличение размера оболочки нецелесообразно, что и определяет ее диаметр. Толщина металлической оболочки определяется исходя из требований ее неразрушаемости под действием образующихся осколков. Верхний предел толщины устанавливается из соображений экономии металла и веса конструкции. С увеличением энергии взрыва энергия осколков, образующихся при осуществлении сварки взрывом, увеличивается. При этом металлическая оболочка не будет разрушаться, если с увеличением навески BB одновременно пропорционально увеличивать и толщину стенки оболочки. Экспериментально установлено, что толщина металлической оболочки должна быть не менее 0,05-0,1 радиуса эквивалентного заряда. Таким образом, уменьшением диаметра оболочки менее 20 радиусов эквивалентного заряда в значительной степени увеличивается давление на стенку оболочки, что приводит к ее разрушению. Увеличение толщины стенки оболочки более 0,1 радиуса эквивалентного заряда влечет за собой резкое утяжеление конструкции и снижение действия газосодержащей среды. Увеличение диаметра оболочки более 30 радиусов эквивалентного заряда ведет к понижению давления на стенку оболочки, однако делает конструкцию громоздкой и трудноприменяемой в эксплуатации. Поэтому целесообразно применять за оптимальную величину диаметр оболочки, равный 25 радиусам эквивалентного заряда. Пример. Предлагаемый способ был применен при ведении работ по приварке взрывом рельсовых стыковых соединителей в условиях действующих железных дорог. Работы проводили как в районе станций (большое скопление людей), так и в районах жилых и административных застроек. На стыке рельсов, на их боковой грани, устанавливают соединитель, на котором располагают заряд из аммонита 6ЖВ сосредоточенной массой 40 г. Устанавливают защитный материал, предлагающий попадание каких-либо веществ в сварочный зазор. Вокруг заряда BB устанавливают предварительно изготовленную оболочку, состоящую из двух металлических полуцилиндров диаметром 50 см с толщиной 1,6 мм. так, чтобы заряд находился строго по центру. После этого оболочки плотно соединяют между собой. Свободный край уплотняющего материала располагают по земле к оси цилиндра. Образованную полость на высоту оболочки заполняют газожидкостной пеной или снегом, содержание конденсированной фазы в которых от 0,01 до 0,5 (опилками, пористыми высокомолекулярными веществами) и производят инициирование заряда. Преимуществом предлагаемого способа, является то, что с помощью металлических оболочек возможно устранять разлет осколков, движущихся вдоль оси изделия. Применение неразрушаемых металлических оболочек в сочетании с газожидкостной пеной позволяет многократно их использовать, значительно сократить радиус опасной зоны, снизить давление ударной волны, а уровень звукового давления привести в соответствие с требованиями санитарных норм.
Формула изобретения
1. Способ гашения ударных волн при взрывной обработке металлов, при котором на пути ударных волн создают завесу из газосодержащей среды, заключенной в оболочку, охватывающую заряд взрывчатого вещества, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, берут оболочку, состоящую из двух металлических полуцилиндров диаметром, равным 20 30 эквивалентным радиусам заряда, с толщиной стенки, равной 0,05 0,1 эквивалентного радиуса заряда, при этом используют газосодержащую среду с объемным содержанием конденсированной фазы, равным 0,01 0,5. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве газосодержащей среды берут снег. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве газосодержащей среды берут опилки.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000
Извещение опубликовано: 10.11.2000
