Способ расснаряжения боеприпасов


 


Владельцы патента RU 2553491:

Федеральное казенное предприятие "Научно-исследовательский институт "Геодезия" (ФКП "НИИ "Геодезия") (RU)

Изобретение относится к способам расснаряжения подлежащих утилизации боеприпасов. Способ расснаряжения подлежащих утилизации боеприпасов с использованием в качестве рабочего инструмента для измельчения заряда взрывчатого вещества потока гранул замороженного хладоагента включает подачу на поверхность взрывчатого вещества аэрозольного потока жидкости и потока гранул углекислоты. В качестве жидкости используется углекислота, подачу потоков жидкости и гранул углекислоты осуществляют порционно и поочередно с различным массовым расходом, гранулы получают из предварительно охлажденной углекислоты, исходно находящейся в жидкой фазе. В результате при расснаряжении боеприпаса получают сухое порошкообразное взрывчатое вещество, пригодное к непосредственному применению, упрощается процесс получения гранул углекислоты, расширяется диапазон применения способа. 1 ил.

 

Изобретение относится к способам расснаряжения подлежащих утилизации боеприпасов с использованием в качестве рабочего инструмента для измельчения заряда взрывчатого вещества (ВВ) потока гранул замороженного хладоагента.

Известен способ расснаряжения боеприпасов /1/, в соответствии с которым свободная поверхность ВВ, находящегося в корпусе боеприпаса, обрабатывается скоростным потоком водных ледяных гранул, полученных путем предварительного смешения предварительно охлажденной струи воды и потока газа до образования аэрозольного потока и последующего его охлаждения, или путем предварительного смешения потока газа и хладагента и последующего смешения полученной смеси со струей воды.

Существенным недостатком данного способа является «засорение» извлеченного из боеприпаса ВВ гранулами льда, которые при последующем таянии практически превращают ВВ в суспензию. Т.е. исключается возможность использования ВВ без предварительной сушки, требующей дополнительных энергетических затрат и соответствующего специального технологического оборудования. Кроме того, способ практически неприменим для расснаряжения боеприпасов, содержащих в составе заряда ВВ гидрореагирующие компоненты.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ расснаряжения боеприпасов /2/, при осуществлении которого поверхность находящегося в корпусе ВВ обрабатывают одновременно водным аэрозольным потоком и гранулами углекислоты. Поток гранул углекислоты, как следует из описания, «формируют путем эжекционного смешения охлажденного потока воздуха и жидкой углекислоты». А далее «в результате взаимодействия мельчайших аэрозольных капель воды с поверхностью гранул твердых частиц углекислоты происходит кристаллизация жидкости с образованием ледяной оболочки на поверхности гранул углекислоты, приводящая к увеличению объема воды, так как плотность льда ниже плотности воды. В то же время твердое ядро углекислоты данной оболочки резко нагревается (за счет аномально высокой теплоемкости воды), в результате происходит резкое выделение газообразной углекислоты. Под действием давления выделяемой газообразной углекислоты происходит разрушение микровзрывом ледяной оболочки жидкости на поверхности гранул углекислоты. Использование суммарного действия эффекта гранул углекислоты, приводящее к микровзрыву ледяной оболочки у поверхности ВВ, обеспечивает выполнение работы по разрушению (фрагментизации) снаряжения БП, что способствует интенсификации процесса вымывания заряда ВВ из корпуса БП».

К недостаткам данного способа можно отнести следующее. Во-первых, наличие воды в качестве компонента рабочего тела не исключает последующего процесса предварительной сушки ВВ, требующего дополнительных энергетических затрат и соответствующего специального технологического оборудования. Во-вторых, предложенная схема устройства для осуществления данного способа предполагает, судя по описанию, сначала испарить жидкую углекислоту, за счет чего ее охладить, и уже затем снова сконденсировать и заморозить до состояния гранул. Т.е. налицо наличие лишнего межфазного перехода для исходно жидкого продукта. В-третьих, для осуществления способа предполагается осуществление весьма сложного с позиций термодинамики механизма взаимодействия рабочих тел с поверхностью обрабатываемого ВВ. Также в способе-аналоге не решен вопрос его применимости для расснаряжения боеприпасов, содержащих в составе заряда ВВ гидрореагирующие компоненты.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеотмеченных недостатков способа-аналога, а именно - получение при расснаряжении боеприпаса сухого порошкообразного ВВ, пригодного к непосредственному применению, упрощение процесса получения гранул углекислоты, а также расширение диапазона применимости способа.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе расснаряжения боеприпасов, включающем подачу на поверхность взрывчатого вещества аэрозольного потока жидкости и потока гранул углекислоты, в соответствии с изобретением подачу потоков жидкости и гранул углекислоты осуществляют порционно и поочередно с различным массовым расходом, причем в качестве жидкости используют углекислоту, а гранулы получают из предварительно охлажденной углекислоты, исходно находящейся в жидкой фазе.

Исходная очередность подачи на поверхность ВВ аэрозольного потока жидкости и потока гранул углекислоты несущественна, т.к. в любом случае их воздействие на обрабатываемый объект будет взаимно дополняться с увеличением положительного результата послойного разрушения открытой поверхности ВВ. Так, например, в случае первичной подачи порции аэрозольного потока жидкой фазы отдельные капли жидкости, взаимодействуя с поверхностью благодаря большой скорости соударения вследствие частичного проявления кумулятивного эффекта сначала образуют на поверхности некоторую совокупность мелких кратеров с вымыванием ВВ, после чего вследствие высокой разности температур между ВВ и потоком аэрозоли происходит практически взрывное испарение капли, приводящее как к разрушению поверхностного слоя, так и к некоторому охлаждению и охрупчиванию слоя неразрушенного глубжележащего, т.е. - к его разупрочнению. Наряду с этим при охлаждении указанного слоя ВВ осуществляется процесс термоусадки, т.е. некоторое изменение его размеров в осевом и радиальном направлениях, что ослабляет механические связи с частицами ВВ «следующего» более глубжележащего слоя.

При последующей подаче потока гранул углекислоты последние разрушают поверхностный слой ВВ как за счет высокоскоростного удара, так и за счет практически взрывной сублимации гранул за счет тепла, выделяемого при ударе и высокой разности температур между ВВ и гранулами.

Затем на поверхность ВВ подают следующую порцию аэрозольного потока, вслед за ней порцию гранул и т.д. до полного извлечения всего ВВ из корпуса боеприпаса.

В связи с тем, что плотность углекислоты в жидком и твердом состоянии различна, - соответственно ρж=1020,4 кг/м3 (при -17,78°C) и до ρт=1561,8 кг/м3 в спрессованном состоянии (при -78,33°C), для одноразовой обработки единицы площади обрабатываемой свободной поверхности заряда ВВ боеприпаса, требуются, естественно, различные массовые расходы порций разнофазных потоков рабочего тела. При этом для «покрытия» единицы поверхности, при приблизительно равных размерах капель жидкости в аэрозольном потоке и гранул, и соответственно приблизительно равных единичных первичных пятнах контакта при их взаимодействии с обрабатываемой поверхностью заряда, порционный массовый расход потока гранул должен превышать расход капельно-жидкого потока приблизительно в ρтж=1561,8/1020,4≈1,5 раза, т.к. в случае равных массовых расходах количество гранул будет меньше количества капель жидкости.

Для обеспечения лучших термодинамических условий сохранения капель жидкой углекислоты при выходе из распыляющей форсунки и последующем движении в аэрозольном потоке до обрабатываемой поверхности ВВ, а также - условий для получения гранул, углекислоту и транспортный агент - сжатый воздух, перед использованием целесообразно охладить.

Сущность изобретения поясняется схемой на фиг.1, на которой представлен вариант устройства для расснаряжения боеприпасов во взаимодействии с расснаряжаемым объектом.

Устройство для обеспечения предлагаемого способа содержит емкость с углекислотой 1 и источник сжатого воздуха 2, соединенные с соответствующими магистралями клапанами 3 и 4, камеру предварительного охлаждения 5 с теплообменными устройствами, клапан подачи в камеру хладагента 6, быстродействующий управляемый клапан 7 подачи жидкой углекислоты в корпус форсунки 8 посредством сопла 9, быстродействующий управляемый клапан 10 подачи в корпус форсунки сжатого воздуха, быстродействующий управляемый клапан 11 подачи жидкой углекислоты посредством сопла 12 в корпус расширительной камеры 13, снабженной на входе соплом Лаваля 14, быстродействующий управляемый клапан 15 подачи в сопло Лаваля расширительной камеры сжатого воздуха. Расснаряжаемый боеприпас 16, содержащий ВВ 17, устанавливается очком каморы напротив выходных отверстий корпуса форсунки 8 и расширительной камеры 13 с возможностью регулируемого вращения относительно собственной оси, а также управляемого продольного и углового позиционирования относительно формируемых устройством потоков - аэрозольного 18 или твердофазного (гранулы) 19 (для упрощения устройства ориентации боеприпаса на схеме не показаны).

Данная схема устройства приведена исключительно в качестве примера и не является единственно возможной для осуществления способа. Например, вместо систем управляемых быстродействующих клапанов 7, 10 и 11, 15 могут быть использованы двухходовые краны и т.п., например, многоходовые золотниковые устройства.

Способ осуществляется следующим образом (в качестве примера условно считается первичной подача на обрабатываемый объект аэрозольной струи, исходно все клапаны закрыты). При открытии клапанов 3 и 4 жидкая углекислота из емкости 1 и сжатый воздух из источника 2 поступают в теплообменные устройства камеры предварительного охлаждения 5. Одновременно часть потока углекислоты посредством клапана 6 подается во внутреннюю полость камеры, где она испаряется, обеспечивая при этом падение температуры внутри камеры до -78°C (при атмосферном давлении), за счет чего проходящие через теплообменные устройства камеры потоки сжатого воздуха и жидкой углекислоты охлаждаются. Далее открываются быстродействующие клапаны 7 и 10, благодаря чему жидкая углекислота подается в сопло 9, расположенное в корпусе форсунки 8, и одновременно в полость корпуса форсунки подается поток сжатого воздуха, в результате чего на выходе из форсунки формируется высокоскоростной аэрозольный поток жидкой углекислоты 18, взаимодействующий с открытой поверхностью ВВ 17, находящегося в корпусе боеприпаса 16. По истечении заданного интервала времени, необходимого для формирования однократного порционного аэрозольного потока с заданным массовым расходом, быстродействующие клапаны 7 и 10 закрываются, открываются клапаны 11 и 15. Предварительно охлажденная жидкая углекислота подается в полость расширительной камеры 13 посредством сопла 12. Одновременно предварительно охлажденный сжатый воздух по своей магистрали подается в сопло Лаваля 14, пройдя сквозь него, адиабатно расширяется внутри камеры, охлаждается дополнительно и приобретает сверхзвуковую скорость порядка 300-500 м/с. Выходящая из сопла 12 жидкая углекислота также дополнительно охлаждается и при эжекционном взаимодействии с потоком воздуха переходит в кристаллическое состояние с образованием потока мелких гранул, подаваемого на открытую поверхность предварительно обработанную аэрозольным потоком. По истечении заданного интервала времени, необходимого для формирования однократного порционного потока гранул с заданным массовым расходом, быстродействующие клапаны 11 и 15 закрываются, открываются клапаны 7 и 10, и цикл повторяется вплоть до полного расснаряжения боеприпаса. Перед повтором цикла боеприпас в случае необходимости может быть повернут относительно собственной оси и переориентирован. Провзаимодействовавшие с поверхностью ВВ капли аэрозольного потока углекислоты испаряются, а гранулы сублимируют с образованием газообразного CO2. Извлекаемое из боеприпаса 16 сухое ВВ в порошкообразном состоянии 20 собирается в приемную емкость 21. Управление работой системы клапанов устройства при осуществлении способа легко может быть автоматизировано средствами пневмоавтоматики или электроавтоматики (во взрывозащищенном исполнении).

Таким образом, использование при извлечении ВВ из корпусов расснаряжаемых боеприпасов в качестве рабочего тела последовательно подаваемых разнофазных потоков углекислоты позволяет получить более простой механизм разрушения слоя ВВ, по сравнению со способом-прототипом, и в итоге получить порошкообразное сухое ВВ, пригодное к непосредственному применению, при этом предварительное охлаждение жидкой углекислоты, в свою очередь, существенно упрощает процесс получения гранул. Вследствие химической пассивности используемой в качестве рабочего тела углекислоты способ может быть использован для расснаряжения боеприпасов, содержащих в составе заряда ВВ гидрореагирующие компоненты.

Наряду с вышеотмеченными преимуществами способ имеет высокую пожаро- и взрывобезопасность, т.к. процесс осуществляется в среде охлажденного углекислого газа, получаемого при испарении капель аэрозоли жидкой углекислоты и сублимации ее гранул.

Источники информации

1. Патент РФ №2127419, F42B 33/00, C06B 21/00, 1999 г.

2. Патент РФ №2127420, F42B 33/00, C06B 21/00, 1999 г. (прототип).

Способ расснаряжения боеприпасов, включающий подачу на поверхность взрывчатого вещества аэрозольного потока жидкости и потока гранул углекислоты, отличающийся тем, что подачу потоков жидкости и гранул углекислоты осуществляют порционно и поочередно с различным массовым расходом, причем в качестве жидкости используют углекислоту, а гранулы получают из предварительно охлажденной углекислоты, исходно находящейся в жидкой фазе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам расснаряжения боеприпасов, снаряженных желтым фосфором. Способ расснаряжения боеприпасов, снаряженных желтым фосфором, заключается в предварительной физико-химической модификации желтого фосфора - преобразовании в красный фосфор посредством полимеризации непосредственно в герметичном корпусе боеприпаса, последующей разгерметизации корпуса и извлечении полученного красного фосфора.

Пулю деформируют в направлении к продольной оси симметрии, нарушают плотность монтажа элементов пули, подвергают множественным соударениям, выбивают элементы пули (сердечник, свинцовую рубашку) из оболочки и проводят их магнитное разделение.

Изобретение относится к области ракетной техники. Сущность изобретения - способ, включающий механическую разрезку топливной массы на отдельные элементы с поперечным сечением в виде секторов протягиванием по оси корпуса режущей головки, имеющей кольцевую и радиальную режущие кромки, с последующим удалением топливных элементов.

Изобретение относится к военной технике, в частности к утилизации артиллерийских снарядов, срок хранения которых истек. Система утилизации артиллерийских снарядов сформирована в технологическую линию, состоящую из площадок фиксирования снарядов, извлечения взрывателей, вскрытия снарядов и топки тепловой электростанции, соединенных транспортером и расположенных друг от друга на расстоянии, безопасном по детонации, причем работы со снарядами выполняются роботами.

Изобретение относится к области уничтожения дымных ружейных порохов (ДРП) и может быть реализовано с использованием в качестве средства инициирования взрывчатых веществ.

Способ включает тепловое и плазмохимическое воздействие на взрывчатое вещество боеприпаса плазменной струи плазмотрона с дугой косвенного действия, использующего в качестве плазмообразующей среды водяной пар, газификацию заряда взрывчатого вещества под оболочкой боеприпаса путем паровой плазмохимической конверсии с получением неконденсирующихся в атмосферных условиях газообразных продуктов, которые выводят из внутреннего пространства боеприпаса для последующей переработки.

Изобретения относятся к способу и устройству для утилизации взрывоопасных предметов и могут быть использованы при утилизации боеприпасов, содержащих взрывчатые вещества, в состав которых входят хлорорганические соединения.

Изобретение относится к области утилизации зарядов из баллиститных порохов с последующей переработкой их в конверсионные промышленные вещества. Установка для измельчения зарядов из баллиститных порохов содержит станину, узел загрузки, состоящий из бункера с желобом, узел резки с режущими пластинами, узел охлаждения.

Изобретение относится к области утилизации твердого ракетного топлива. Способ отрезания фрагмента заряда включает в себя движение на заданную длину заряда, остановку движения заряда, отрезание фрагмента заряда ножом, связанным с поршнем гидроцилиндра.
Изобретение относится к области утилизации боеприпасов. Боеприпас погружают в сосуд с жидким азотом, выдерживают его там до приобретения металлом корпуса температуры хладноломкости.
Изобретение относится к технологии изготовления мелко- и среднезерненых пироксилиновых порохов, а именно к вытеснению легколетучего (спиртоэфирного) растворителя из пороховых элементов.

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к технологии изготовления функциональных штучных пироэлементов для насыпного снаряжения различных пиротехнических изделий, фейерверочных, сигнальных, дымообразующих, воспламенительных и др.

Роторная дробилка предназначена для дробления полимерных материалов естественного и искусственного происхождения трубчатой формы, а также в целлюлозно-бумажной промышленности и в производстве бездымных порохов, в частности, при утилизации морально устаревших, списанных или снятых с вооружения трубчатых порохов.

Изобретение относится к патронированию взрывчатых веществ (ВВ) для горнодобывающей промышленности. Способ патронирования порошкообразных ВВ включает формирование вертикально ориентированной оболочки патрона из термопластичной пленки на формообразующей трубе, патронирование с использованием вращающегося нагнетающего шнека, расположенного внутри формообразующей трубы, путем периодического наполнения непрерывно протягиваемой оболочки ВВ и запечатывания торцов патронов герметизирующими клипсами, обжим оболочки в жгут, наложение клипс и разрезание жгута при отключенном нагнетающем шнеке.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способам изготовления крупногабаритных зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ) методом свободного литья.
Изобретение относится к производству сферических порохов для стрелкового оружия. Способ получения наполненного сферического пороха включает приготовление порохового лака при перемешивании нитратцеллюлозных ингредиентов в воде с этилацетатом (ЭА), диспергирование лака, обезвоживание и удаление этилацетата отгонкой, при этом в качестве нитратов целлюлозы используют баллиститные нитроглицериновые пороха, трубчатые динитродиэтиленгликолевые пороха или возвратно-технологические отходы, которые первоначально загружают в воду при перемешивании в количестве 30-40% от их общей массы, дозируют 1,8-2,0 об.ч.

Изобретение относится к области уничтожения дымных ружейных порохов (ДРП) и может быть реализовано с использованием в качестве средства инициирования взрывчатых веществ.
Изобретение относится к метательным зарядам. Блочный метательный заряд содержит непластифицированные нитраты целлюлозы (НЦ), водорастворимое полимерное связующее, дифениламин (ДФА) и возможно энергонасыщенную массу (на основе нитроглицерина, высокоэтерифицированных НЦ, дифениламина и централита II) и активный наполнитель из бризантных взрывчатых веществ и/или порохов и/или пороховой крошки.
Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия, в том числе для 7,62 мм спортивного патрона. Согласно способу получения сферического пироксилинового пороха в реактор заливают воду, загружают нитроцеллюлозу и возвратно-технологические отходы от предшествующих операций, при перемешивании заливают растворитель - этилацетат, загружают к массе нитроцеллюлозы дифениламин, ведут приготовление порохового лака, а затем после ввода защитного коллоида - клея мездрового и декстрина, ведут дробление порохового лака на сферические частицы, вводят сернокислый натрий и ведут перемешивание, отгонку растворителя из пороховых элементов ведут по температуре теплоносителя, подаваемого в рубашку реактора, при этом температуру теплоносителя поднимают до 82-86°С и ведут выдержку, отгоняют 70-75 мас.% растворителя, после чего температуру теплоносителя поднимают до 94-98°С и ведут выдержку до достижения температуры смеси в реакторе 94-96°С.

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ получения сферического пороха включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание и отгонку этилацетата из пороховых элементов с последующей промывкой, сортировкой пороха по фракциям и сушкой, при этом из напорной емкости водно-пороховую суспензию с концентрацией пороха 25-30 мас.% с помощью эрлифта или секторного питателя подают на плоский качающийся грохот, установленный под водой на глубине 200-300 мм от верхнего зеркала воды, состоящий из переменного набора сеток, установленных с наклоном от 3 до 10° относительно горизонтальной плоскости, совершающий возвратно-поступательное движение 40-60 колебаний в минуту.

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения гранулированных материалов из расплавов и растворов, и может найти применение в химической и других отраслях промышленности. В предлагаемом способе гранулирования расплавов, включающем подачу расплава продукта в жидкую инертную среду в виде струй, истекающих из калиброванных отверстий, с установленными в них иглами, инертная среда представляет собой расплав. Температура плавления инертной среды ниже температуры плавления гранулированного материала. Охлаждение полученных гранул продукта происходит в инертной жидкости до температуры (20-30)°C. Плотность инертной жидкости выше плотности инертной среды и меньше плотности гранул продукта. Температура расплава продукта составляет (1,05-1,25) температуры плавления гранулированного материала, а температура инертной среды составляет (1,05-1,15) температуры ее плавления. Техническим результатом изобретения является повышение качества получаемого гранулированного продукта и производительности процесса гранулирования расплава за счет контакта капель расплава продукта с нагретой ниже температуры плавления гранулированного материала инертной средой в виде расплава. 3 табл.
Наверх