Взрывная камера



Взрывная камера
Взрывная камера
Взрывная камера
Взрывная камера
Взрывная камера

 


Владельцы патента RU 2619545:

Анпилов Сергей Михайлович (RU)

Изобретение относится к импульсной штамповке, в частности к взрывным камерам для получения сверхтвердых синтетических веществ, например ультрадисперсных алмазов. Матрица выполнена в виде силового элемента из железобетона, твердеющего под давлением, рабочая поверхность которой выполнена в виде вставки. Компенсационная прокладка установлена между вставкой и внутренней поверхностью матрицы. Между рабочей поверхностью силового элемента и заготовкой в вакуумной полости установлены уплотнительные, герметизирующие прокладки. Взрывная камера имеет гидравлическую камеру, размещенную между матрицей и корпусом для создания давления, необходимого для твердения бетона. Повышается надежность взрывной камеры. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к импульсной штамповке в области обработки материалов давлением, а именно импульсными нагрузками, передаваемыми от различных взрывных источников: электрического разряда, теплового взрыва токопроводящих элементов, заряда взрывных веществ, газовой детонации, быстрого выхлопа сжатых газов и т.п., а именно к устройствам для ударной штамповки металлических изделий различными способами объемной и листовой штамповки, в частности к взрывным камерам, предназначенным для локализации взрывов при переработке взрывчатых веществ с целью промышленного производства детонационных наноалмазов, а также для получения сверхтвердых синтетических веществ, например ультрадисперсных алмазов, и может быть использовано при взрывной обработки металлов, а именно штамповки и волочении, для получения деталей из листовых заготовок.

Основными преимуществами штамповки взрывом являются практически неограниченные энергетические ресурсы при полном отсутствии дорогостоящего и сложного прессового оборудования (это позволяет снять ограничения на размеры штампуемых изделий и штамповать детали из высокопрочных и труднодеформируемых металлов и сплавов), а также возможность быстрой организации технологического процесса за счет простой штамповой оснастки (для формообразования необходима только матрица, а функцию пуансона выполняет передающая среда).

Известно устройство для взрывной штамповки по патенту СССР №305623, кл. B21D 26/08, 1971 г., содержащую силовую камеру, образованную матрицей и корпусом, донная часть которого параллельна основанию матрицы, и патронодержатель, расположенный в корпусе. Матрица и донная часть корпуса жестко связаны между собой, а стенки корпуса составлены из отдельных элементов, соединенных между собой с помощью упругих элементов с возможностью радиального перемещения под действием энергии взрыва. Стенки камеры выполнены в виде секторов, охватывающих матрицу и донную часть камеры. Устройство снабжено обоймой, в которой заключены расположенные на одной горизонтальной оси матрица и донная часть корпуса, а стенки корпуса выполнены в виде двух плит, расположенных по торцам обоймы. Матрица и патронодержатель размещены в обойме с возможностью вертикального перемещения.

Устройство, предназначенное для гидровзрывной штамповки, может использоваться лишь несколько раз, что определяет его низкую долговечность.

Известно устройство для беспрессовой штамповки по авторскому свидетельству СССР №178348, кл. B21D, 1966 г., принятое заявителем за прототип. Оно включает бетонную матрицу, заключенную в металлический корпус с каналами для эвакуации воздуха из ее рабочей полости, протяжное и прижимное кольца. Между верхним основанием матрицы и протяжным кольцом установлен лист резины, снабженный отверстиями до 1 мм, расположенными соответственно каналам в матрице, который при вакуумировании рабочей полости матрицы плотно прилегает к ее стенкам.

Однако основным недостатком устройства является невысокая долговечность из-за отсутствия возможности регулировки напряженного состояния.

Технической задачей предлагаемого решения является создание долговечной взрывной камеры многоразового использования.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом решении матрица взрывной камеры выполнена в виде силового элемента из железобетона, твердеющего под давлением, рабочая поверхность силового элемента выполнена в виде самостоятельной вставки, а компенсационная прокладка установлена между вставной рабочей поверхностью силового элемента и внутренней поверхностью силового элемента, между рабочей поверхностью силового элемента и заготовкой в вакуумной полости установлены уплотнительные, герметизирующие прокладки, а между силовым элементом и корпусом взрывной камеры выполнена гидравлическая камера для улучшения свойств твердеющей под давлением бетонной смеси силового элемента, для создания внешнего давления в силовом элементе и возможности регулирования напряжений в силовом элементе, и в металлическом корпусе взрывной камеры, и на рабочей поверхности силового элемента при эксплуатации взрывной камеры.

Кроме того, гидравлическая камера выполнена или из эластичного материала или из листового металла для создания сверхвысоких давлений в камере.

Технический результат от использования предлагаемого решения заключается в том, что за счет улучшения свойств твердеющей под давлением бетонной смеси силового элемента для создания внешнего давления в силовом элементе и возможности регулирования напряжений в силовом элементе, и в металлическом корпусе взрывной камеры, и на рабочей поверхности силового элемента при эксплуатации взрывной камеры повышаются прочностные характеристики бетона, а следовательно, и надежность работы взрывной камеры, за счет чего увеличивается срок ее службы и улучшаются эксплуатационные качества.

На фиг. 1 взрывная камера, вид сбоку;

на фиг. 2 - взрывная камера, вид А на фиг. 1;

на фиг. 3 - взрывная камера, сечение Б-Б на фиг. 1;

на фиг. 4 - взрывная камера, сечение В-В на фиг. 2, крышка не показана;

на фиг. 5 - взрывная камера в бассейне;

на фиг. 6 - вариант взрывной камеры для получения наноматериалов.

Для любого вида штамповки взрывом характерно наличие следующих составных элементов: энергоносителя - заряда взрывчатых веществ; передающей среды, расположенной между зарядом взрывчатых веществ и заготовкой; деформируемой заготовки; матрицы или вытяжного кольца. Наибольшее распространение получила штамповка взрывом с использованием воды в качестве среды, передающей энергию взрыва от заряда взрывчатых веществ к заготовке. В зависимости от размеров изготовляемой детали используют различные технологические схемы штамповки взрывом. Штамповку крупногабаритных деталей типа днищ производят в стационарных бассейнах, в которых возможно многократное взрывание зарядов взрывчатых веществ.

В заявляемом изобретении взрывная камера содержит металлический наружный корпус 1 в форме цилиндра с дном 2 и крышкой 3, стянутые между собой резьбовым соединением 4. Внутри корпуса 1 размещен силовой элемент 5 выполненный из железобетона, твердеющего под давлением. Силовой элемент 5 выполнен с рабочей полостью 6 и с рабочей поверхностью 7 и компенсационной прокладкой 8. Рабочая поверхность 7 силового элемента 5 выполнена в виде отдельной самостоятельной вставки, а компенсационная прокладка 8 установлена между рабочей поверхностью 7 силового элемента 5 и внутренней поверхностью силового элемента 5.

Рабочая поверхность 7 силового элемента 5 и заготовка 9, помещенная в рабочую полость 6 силового элемента 5, образуют вакуумную полость 10. Между рабочей поверхностью 7 и заготовкой 9 установлены уплотнительные, герметизирующие прокладки 11.

Между силовым элементом 5 и корпусом 1 взрывной камеры выполнена гидравлическая камера 12, которая наполнена жидкостью, для улучшения свойств твердеющей под давлением бетонной смеси силового элемента 5, для создания внешнего давления в силовом элементе 5 и возможности регулирования напряжений в силовом элементе 5, и в металлическом корпусе 1 взрывной камеры, и на рабочей поверхности 7 силового элемента при эксплуатации взрывной камеры. При этом гидравлическая камера 12 может быть выполнена из эластичного материала, или из листового металла для создания сверхвысоких давлений в камере при изготовлении сложных по форме изделий из трудноштампуемого металла, или для получения сверхтвердых синтетических веществ.

Для создания вакуума в вакуумной полости 10 через корпус 1, гидравлическую камеру 12, силовой элемент 5, компенсационную прокладку 8 и рабочую поверхность 7 силового элемента 5 вовнутрь вакуумной полости 10 подведена вакуумная трубка 13.

А для заполнения гидравлической камеры 12 жидкостью в корпусе 1 установлен патрубок 14.

Предварительно, перед формообразованием для заготовки 9 изделия, внутри корпуса 1 изготавливают железобетонный силовой элемент 5 с рабочей полостью 6. В рабочую полость 6 силового элемента 5 устанавливают рабочую поверхность 7 по форме будущего изделия, выполненную в виде отдельной самостоятельной вставки, и компенсационную прокладку 8, выставляя их по центральной оси взрывной камеры. А гидравлическую камеру 12 выполняют, например, из эластичного материала, или из листового металла для создания сверхвысоких давлений, и также устанавливают ее внутри корпуса 1.

В пространство между компенсационной прокладкой 8 и гидравлической камерой 12 устанавливают расчетное количество арматуры и заливают бетон.

Устанавливают крышку 3 и закрепляют ее резьбовыми соединениями 4 с дном 2.

В гидравлическую камеру 12 через патрубок 14 подают требуемое давление жидкости (опрессовочное давление) и давление стабилизируют на время необходимое для твердения бетона.

В процессе твердения под давлением бетон набирает заданную прочность, создавая железобетонный силовой элемент 5.

После снятия опрессовочного давления бетон находится в состоянии трехосного сжатия под давлением, рабочая поверхность 7 силового элемента 5 сжата давлением, а корпус 1 растянут давлением.

После набора бетоном прочности железобетонная силовой элемент 5 изготовлен, а взрывная камера готова к работе. Теперь можно закладывать внутрь заготовку 9 и заряд взрывчатых веществ.

Взрывная камера работает следующим образом.

Начинают с того, что в гидравлическую камеру 12 нагнетают жидкость до необходимого давления, обеспечивающего оптимальные напряженные состояния силовых элементов (растяжение корпуса 1 и сжатия силового элемента 5 и рабочей поверхности 7 силового элемента 5.

В рабочую полость 6 силового элемента 5 устанавливают заготовку 9 с уплотнительными герметизирующими прокладками 11, которые с рабочей поверхностью 7 образуют вакуумную полость 10.

Через вакуумную трубку 13 откачивают воздух из вакуумной полости 10 до необходимого уровня вакуума.

Затем в рабочей полости 6 размещают и закрепляют необходимый заряд взрывного вещества.

Взрывную камеру помещают в бассейн 15 с водой, где и осуществляют подрыв заряда.

После произведенного взрыва взрывную камеру извлекают из бассейна 15 и отштампованное гидровзрывным способом изделие вынимают из взрывной камеры. А сама взрывная камера готова к многоразовому повторному циклу.

Использование предлагаемого технического решения позволило повысить надежность и увеличить срок службы взрывной камеры в результате получения более благоприятных условий работы элементов и повышении прочности бетона, повысить качество изделия в результате возможности регулирования в определенных пределах допусков деформирования заготовки.

Появилась возможность изготовления взрывных большеразмерных камер при значительно малых затратах за счет отказа в использовании крупногабаритных, дорогостоящих промышленных прессов.

А также появилась возможность регулирования деформаций рабочей поверхности силового элемента с помощью давления в гидравлической камере и возможность регулирования допусков, повышающих качество изготавливаемых изделий.

Заявленное решение позволяет индустриальными методами получать взрывные камеры нового поколения для получения новых, перспективных, наноматериалов и изделий, например взрывные камеры для промышленного производства детанационных алмазов, получения сверхтвердых синтетических веществ, ультрадисперсных алмазов (фиг. 6).

1. Взрывная камера, содержащая металлический корпус, размещенную в нем матрицу с рабочей полостью и рабочей поверхностью с выполненными в них каналами для эвакуации воздуха из рабочей полости матрицы, дно и крышку, средства крепления заряда взрывчатого вещества, компенсационную прокладку, причем матрица выполнена с возможностью образования вакуумной полости между ее рабочей поверхностью и заготовкой, отличающаяся тем, что матрица выполнена в виде силового элемента из железобетона, твердеющего под давлением, и вставки, образующей ее рабочую поверхность, компенсационная прокладка установлена между вставкой и внутренней поверхностью матрицы, при этом взрывная камера снабжена уплотнительными, герметизирующими прокладками, установленными в упомянутой вакуумной полости, и размещенной между матрицей и корпусом гидравлической камерой для создания давления, необходимого для твердения бетона.

2. Взрывная камера по п. 1, отличающаяся тем, что гидравлическая камера выполнена из эластичного материала или из листового металла.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к взрывным работам и может быть использовано для резки корпусных конструкций сложной конфигурации. Способ включает резку в два этапа.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при взрывной штамповке, в частности при изготовлении пакета крупногабаритных эквидистантных оболочек оживальной формы жидкостных ракетных двигателей.

Изобретение относится к взрывному формообразованию изделий. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении сопла камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя. .

Изобретение относится к способам соединения металлов сваркой взрывом и может быть использовано в машиностроении, металлургии и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройству для термоимпульсного удаления заусенцев, и может найти применение при зачистке заусенцев, остающихся на кромках пересечения поверхностей после механической обработки резанием.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при одновременном изготовлении нескольких деталей. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при штамповке деталей из листового материала импульсным методом. .

Изобретение относится к изготовлению кристаллизаторов, в частности трубчатых или блочных, в стенке которых имеются каналы. .
Наверх