Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к конструкциям зарядов направленного действия, и может быть использовано для дробления горных пород, металлических конструкций, а также в качестве элемента конструкции скважинного заряда.

Предшествующий уровень техники

Известен заряд направленного действия, включающий цилиндрический корпус с взрывчатым веществом внутри и торцевой кумулятивной воронкой, узел инициирования заряда, оппозитный кумулятивной воронке, трубчатую сетчатую вставку, коаксиально установленную внутри корпуса (SU 145385).

Известен заряд направленного действия, включающий заряд взрывчатого вещества, размещенный в полом корпусе, состоящем из наружной оболочки, конусообразной кумулятивной выемки с центральным отверстием в вершине, крышки с цилиндрической втулкой со сквозным отверстием и инициатора (GB 1243647).

Известен заряд направленного действия, включающий заряд взрывчатого вещества, размещенный в полом корпусе, состоящем из наружной оболочки, конусообразной кумулятивной выемки с центральным отверстием в вершине, крышки с цилиндрической втулкой со сквозным отверстием и инициатора, отличающийся тем, что наружная оболочка и конусообразная кумулятивная выемка выполнены неразъемными, конусообразная кумулятивная выемка выполнена из сопряженных между собой продольных элементов, ориентированных вершинами к центральному отверстию выемки, и снабжена трубчатым элементом с осевым каналом, нижняя часть трубчатого элемента сопряжена с конусообразной кумулятивной выемкой посредством продольных элементов, а осевой канал сообщен с центральным отверстием и выполнен с переменным сечением, нижняя часть, примыкающая к центральному отверстию, выполнена конической, а верхняя - цилиндрической, причем трубчатый элемент выполнен с выступающей над крышкой частью. Сквозное отверстие цилиндрической втулки крышки выполнено в виде встречно направленных вершинами усеченных конусов (RU 2192609).

Известен заряд взрывчатого вещества, содержащий корпус с заключенным в нем взрывчатым веществом и детонатор, размещенный в горловине корпуса, отличающийся тем, что детонатор выполнен в виде детонирующего шнура, проходящего через резьбовую втулку в горловине и имеющего узел внутри корпуса. Хвостовая часть заряда снабжена гнездом под соединительную втулку для сбора зарядов в гирлянду (RU 10451).

Известен заряд, содержащий корпус, в днище которого размещена с возможностью демонтажа шашка взрывчатого вещества (ВВ), противоположная днищу верхняя часть выполнена цилиндрической, а на внутренней поверхности шашки установлена с возможностью демонтажа кумулятивная воронка, при этом корпус снабжен резьбовой втулкой, соединенной с его верхней частью резьбовым соединением. Нигде не предусмотрена и ничем не подтверждается возможность ее демонтажа и/или демонтажа (извлечения) шашек ВВ 204 и/или ВВ 214 для раздельного транспортирования ВВ и металлических частей (US 2013112411, прототип).

Возможность демонтажа резьбовой втулки и, следовательно, шашки ВВ может только фантазийно предполагаться в связи с наличием резьбового соединения, которое не обязательно должно являться разборным. При этом не предусмотрены какие-либо конструктивные элементы для установки съемно-надевного средства поворота, без которого невозможно осуществить вращение (завинчивание-свинчивание) резьбовой втулки без опасности повреждения частей заряда, включая шашку ВВ. Возможность демонтажа резьбовой втулки и, следовательно, шашки ВВ, а также их неоднократного монтажа никаким образом не оговорена в описании известного заряда и не основана на чертежах. Но даже, если предположить такую возможность, недостатками известного заряда является сложность монтажа и демонтажа резьбовой втулки, так как она не возможна без деформации размещенного на ней дополнительного взрывчатого вещества и без неконтролируемой деформации основной шашки ВВ. Сама по себе резьбовая деталь (втулка 222) не имеет частей или поверхностей для удерживания ее при навинчивании/свинчивании с корпусом. Это также исключает возможность ее гарантированной установки с упором в кумулятивную воронку без неконтролируемой деформации шашки ВВ, допускает нестабильность характеристик зарядов из-за влияния разброса параметров сборки. Вообще отсутствует возможность визуального контроля состояния шашки ВВ и воронки после сборки, хранения, транспортирования, монтажа-демонтажа шашки ВВ.

В результате изложенного в известном заряде имеет место сложность и низкая надежность фиксации шашки взрывчатого вещества требующая выполнения операции прессования шашки взрывчатого вещества (ВВ) и кумулятивной воронки, требующей высокой квалификации персонала и сложного оборудования, фиксации воронки нанесением краски, а также высокая сложность расснаряжения заряда - извлечения запрессованной шашки ВВ после истечения срока хранения или для периодической выборочной проверки физико-химических свойств ВВ. Шашка ВВ может изготавливаться прессованием непосредственно в корпус заряда, как отдельно, так и совместно с кумулятивной воронкой. В любом случае формирование и фиксация шашки ВВ в корпусе является ответственной контролируемой операцией, поскольку шашка ВВ удерживается в корпусе только силами трения. Воронка в этом случае фиксируется, например, краской. Допустимый технологический разброс размеров корпуса, воронки и шашки ВВ должен быть минимальным для обеспечения гарантированной фиксации шашки ВВ и воронки в корпусе. При выполнении сборки необходимо контролируемое усилие прессования. Процесс сборки заряда должен осуществляться на производственном предприятии, обладающем специальным оборудованием и квалифицированным персоналом. По этому транспортирование зарядов для хранения на арсенал производится только в собранном виде. Поскольку транспортируемый заряд снаряжен шашкой В В, к транспортированию предъявляются требования по обеспечению безопасного транспортировании ВВ по ГОСТ 14839.20-77 "Вещества взрывчатые промышленные. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение". Масса металла корпуса заряда в несколько раз больше, чем масса ВВ в нем, однако всю эту массу необходимо транспортировать с соблюдением требований ГОСТ 14839-77, что требует соответствующих оборудованных защитными устройствами транспортных средств (вагонов, автомобилей) и подготовленного сопровождающего персонала.

Таким образом, при использовании конструкции известных зарядов необходимо учитывать:

- сложность оснастки, оборудования и процесса прессования (изготовления) зарядов;

- неконтролируемая деформация (нарушение целостности, геометрии) тонкостенной воронки при прессовании заряда;

- неконтролируемая адгезия (сцепление) шашки ВВ к корпусу заряда и кумулятивной воронки к шашке ВВ;

нестабильность характеристик зарядов из-за влияния разброса параметров сборки;

- невозможность оперативной разборки зарядов без специального оборудования, вследствие чего утилизация бракованных и пришедших в негодность изделий, чаще всего производится сжиганием или подрывом на специальных полигонах;

- невозможность или сложность вторичного использования деталей разобранных зарядов.

Раскрытие сущности изобретения

Техническая задача, на решение которой направленно заявленная изобретение, заключается в создании эффективной конструкции зарядов, отвечающих современным требованиям и расширении арсенала эффективных конструкций зарядов.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи состоит в повышении безопасности и упрощении технологии изготовления, транспортирования и утилизации зарядов.

При этом уменьшается сложность монтажа и демонтажа резьбовой втулки, так как она возможна без неконтролируемой деформации шашки ВВ. У резьбовой втулки обеспечена поверхность (внутренняя поверхность отверстия непосредственно в резьбовой втулке) для удерживания ее при навинчивании/свинчивании с корпусом. Это также обеспечивает возможность ее гарантированной установки с упором в кумулятивную воронку без неконтролируемой деформации шашки ВВ, исключает нестабильность характеристик зарядов из-за влияния разброса параметров сборки. Кроме того, имеется возможность визуального контроля состояния шашки ВВ и воронки после сборки, хранения, транспортирования, монтажа- демонтажа шашки ВВ.

Благодаря возможности исключить операцию прессования, так как шашка ВВ и воронка однозначно фиксируются от перемещения в корпусе с помощью резьбовой детали (втулки, крышки), с обеспечением возможности раздельного хранения и транспортирования компонентов зарядов, а также возможности демонтажа и повторного использования их составляющих. Фиксация шашки ВВ и кумулятивной воронки в корпусе определяется не запрессовкой и/или адгезией, а наличием установленной на резьбе детали (втулки). Снаряжение и расснаряжение заявляемого заряда (извлечение шашки ВВ и воронки из корпуса) выполняются максимально быстро, просто и безопасно, так как для этих операций не требуется больших механических воздействий на взрывчатое вещество. Технологический разброс размеров корпуса и шашки ВВ для обеспечения усилия прижима может быть достаточно большим, поскольку величина поля допустимых отклонений размеров может варьироваться в более широких пределах. Шашка ВВ может транспортироваться отдельно от корпуса, чем существенно сокращается объем груза, к которому предъявляются требования по безопасности по ГОСТ 14839-77.

Сущность изобретения состоит в том, что заряд содержит корпус, в сужающемся днище которого размещена шашка взрывчатого вещества, на внутренней поверхности шашки установлена кумулятивная воронка, а противоположная днищу верхняя часть выполнена цилиндрической с резьбой и снабжена резьбовой втулкой, при этом резьбовая втулка выполнена с выемками по периферии для установки съемно-надевного средства поворота и со сквозным отверстием, имеющим диаметр, меньший внутреннего диаметра кумулятивной воронки, и установлена с упором в кумулятивную воронку.

В частных случаях реализации верхняя часть корпуса выполнена с наружной резьбой, а упорная резьбовая втулка - с внутренней резьбой, и с выемками в виде глухих отверстий под шипы съемно-надевного средства поворота.

В иных случаях реализации верхняя часть корпуса выполнена с внутренней резьбой, а упорная резьбовая втулка - с внешней резьбой и с выемками в виде радиальных пазов под выступы съемно-надевного средства поворота.

Предпочтительно, корпус выполнен с возможностью его неподвижной установки, а резьбовое соединение резьбовой втулки с верхней частью корпуса зафиксировано от самоотвинчивания.

Предпочтительно, днище корпуса и наружная поверхность шашки выполнены коническими, шашка выполнена полой с конической внутренней поверхностью, кумулятивная воронка выполнена с цилиндрическим пояском в верхней части и с большей высотой, чем шашка взрывчатого вещества. Краткое описание чертежей

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами:

На чертеже фиг.1 изображена схема заряда и его сборки в случае наружной резьбы на корпусе; на фиг.2 - схема заряда и его сборки в случае внутренней резьбы на корпусе; на фиг.З - установка съемно-надевного средства поворота на заряд, выполненный по фиг.1 ; на фиг.4 - установка съемно-надевного средства поворота на заряд, выполненный по фиг.2.

Детальное описание изобретения

Заряд содержит корпус (металлический, стеклянный или пластиковый), в днище (нижней части корпуса) 1 которого размещена шашка 2 взрывчатого вещества, а противоположная днищу 1 верхняя часть 5 выполнена цилиндрической. Заряд снабжен упорной резьбовой втулкой (съемно-надевной крышкой) 4, а верхняя часть 5 корпуса выполнена с резьбой для установки на нее упомянутой резьбовой втулки 4 до упора в кумулятивную воронку 3 при ее наличии, или в шашку 2.

Отверстие 7 в днище 1, служащее для передачи детонации и взвода заряда, может быть не сквозным или заглушено вкладышем (не изображен).

В случае реализации, приведенном на фиг.1, верхняя часть 5 корпуса выполнена в форме стакана (крышки) с наружной резьбой, а упорная резьбовая втулка 4 - с внутренней резьбой и с упором (упорным уступом) 6. Выемки выполнены в виде глухих цилиндрических отверстий 8 под цилиндрические шипы 9 съемно-надевного средства 10 поворота.

Резьбовая втулка (прижимная шайба) 4 в этом случае навинчена на верхнюю часть 5 корпуса.

В случае реализации, приведенном на фиг.2, верхняя часть 5 корпуса выполнена с внутренней резьбой, а упорная резьбовая втулка 4 - выполнена в форме цилиндрической прижимной шайбы (крышки) с внешней (наружной) резьбой. Резьбовая втулка (прижимная шайба) 4 в этом случае завинчена в верхнюю часть 5 корпуса. Выемки выполнены в виде диаметрально противоположных сквозных радиальных (поперечных) пазов 12 под выступы 13 съемно-надевного средства 14 поворота.

Резьбовые соединения могут герметизироваться прокладками, сальниками или герметиками (не изображено).

Днище 1 и верхняя часть 5 корпуса могут быть выполнены в виде одной детали или составной. Втулка 4 также может быть выполнена в виде одной детали или составной, сплошной или со сквозным осевым отверстием.

Днище 1 корпуса и наружная поверхность шашки 2 выполнены, как правило, коническими.

Шашка 2 выполнена, как правило, полой с конической внутренней поверхностью.

На внутренней поверхности шашки 2, как правило, установлена тонкостенная коническая кумулятивная воронка 3. Шашки BB 2 изготавливаются самостоятельно.

Шашка 2 может представлять собой, как заранее изготовленные из взрывчатого вещества (ВВ) изделия (прессованные, формованные путем выплавки или полимеризации, изготовленные токарным способом), так и изделия из пластичного взрывчатого вещества (ВВ),

Сборка заряда производится следующим образом.

В случае исполнения по фиг.1 в конус днища 1 корпуса заряда, вкладывается шашка 2 взрывчатого вещества, в конус шашки 2 вставляется кумулятивная воронка 3, затем на верхнюю часть 5 корпуса по резьбе навинчивается втулка 4, до тех пор, пока торец воронки 3 при ее наличии, или шашки 2 не упрется в специальный уступ 6 втулки 4. Навинчивание производится съемно-надевным инструментом 10, цилиндрические шипы 9 которого вставляются для этого в отверстия 8.

Съемно-надевной инструмент 10 представляет собой круглую шайбу с квадратным отверстием 11 под ключ и двумя шипами 9. Шипы 9 шайбы вставляются в отверстия 8, а в квадратное отверстие 11 вставляется ключ и производится закручивание/откручивание .

В случае исполнения заряда по фиг.2 в конус днища корпуса 1 заряда, вкладывается шашка 2 взрывчатого вещества, в конус шашки 2 вставляется кумулятивная воронка 3, затем в верхнюю часть 5 корпуса заряда ввинчивается втулка 4, до тех пор, пока не упрется в торец кумулятивной воронки 3 при ее наличии, или в торец шашки 2. Ввинчивание производится съемно-надевным инструментом 14, выступы 13 которого вставляются для этого в пазы 12.

Съемно-надевной инструмент 14 представляет собой пластину с длиной, соответствующей наружному диаметру втулки 4. Выступы 13 вставляются в пазы 12, большая полка пластины опирается на стенки корпуса 1, во избежание перекашивания, проваливания внутрь заряда. По центру пластины инструмента 14 крепится квадрат, на который вставляется ключ и производится закручивание/откручивание. Для выполнения операции установки втулки 4 корпус 1 выполняется с возможностью его неподвижной установки (фиксации), т.е. целесообразно зафиксировать корпус 1 на рабочем месте. Например, на поверхности корпуса 1 (на наружной конической или цилиндрической части) делают две параллельные проточки для фиксации с помощью внешних средств. В иных случаях используют специальное приспособление, внутрь которого помещается нижняя часть корпуса 1 и фиксируется от проворачивания болтом через сквозное радиально направленное отверстие с резьбой (не изображено).

Таким образом, при каждом из указанных исполнений по фиг.1 и по фиг.2 шашка 2 однозначно фиксируется в корпусе за счет соединения резьбы верхней части 5 корпуса с резьбой втулки 4.

При этом шашка 2 взрывчатого вещества и кумулятивная воронка 3 вставляются в корпус (оболочку) свободно или с минимальным усилием, не требующим промышленного мощного прессового оборудования. Сборка заряда может производиться, как вручную, так и с помощью устройств с контролируемым усилием затягивания резьбы втулки 4 на корпусе заряда, с последующей контровкой втулки 4, например, кернением в резьбу (ЗАКОНТРИТЬ contrer. проф. Застопорить, сделать неподвижным) от самоотвинчивания. Также на витки соединения резьбовой втулки 4 с верхней частью 5 корпуса может быть нанесено склеивающее вещество, например, герметик или клей, что препятствует несанкционированной разборке заряда.

Шашка может первоначально фиксироваться в корпусе при помощи резьбовых, шпоночных или других способов (не изображено).

Доставку корпусов и шашек ВВ на место хранения (арсенал) целесообразно производить по отдельности, так как заявляемая конструкция допускает простую, не требующую промышленного оборудования и высокой квалификации персонала, сборку зарядов на месте хранения или эксплуатации.

Основную часть массы и объема транспортируемого груза составляют неснаряженные корпуса, к транспортированию которых не предъявляются требования по безопасности взрывчатых веществ, и могут использоваться транспортные средства общего назначения. Шашки ВВ транспортируются самостоятельно, специальным транспортом, с соблюдением требований к 00279

10 транспортированию ВВ. Масса шашек ВВ в несколько раз меньше массы корпусов и для их транспортирования требуется значительно меньше специальных транспортных средств (специально оборудованных вагонов, автомобилей) и обученного сопровождающего персонала. Для некоторых ВВ возможно транспортирование шашки ВВ в воде или специальной инертной жидкости, что исключает несанкционированный доступ и механические воздействия на ВВ на транспорте.

Использование зарядов производится обычным способом по их прямому назначению для выполнения различных инженерных задач или в качестве боеприпасов. При использовании зарядов взрывчатое вещество взрывается, выделяя тепло и образуя сильно нагретые газы. Обладающие большим давлением газы производят разрушающее действие, сопровождаемое распространением так называемой ударной волны. Кумулятивные заряды, при взрыве которых благодаря наличию воронки 3 образуется направленная струя с высокой ударной концентрацией, обеспечивающая пробивное действие на значительную глубину, применяются для пробивания больших толщ броневых и железобетонных сооружений.

Разборка заряда производится в обратном порядке, причем для данной конструкции обеспечены:

- возможность после удаления втулки 4 технологически несложного выполнения сборки и извлечения (и даже вытряхивания) шашки 2 без разрушения, что позволяет проводить более детальное изучение (плотность, геометрию, скорость детонации и т.п.) для определения целесообразности утилизации или возможности дальнейшего использования партии зарядов;

- корпус (1,5) заряда, взрывчатое вещество шашки 2 и воронка 3 (в случае кумулятивного заряда) легко разделяются, могут использоваться повторно или утилизироваться раздельно;

- взрывчатое вещество шашки 2 при установке в корпус и при извлечении из него не подвергается физико-химической модификации;

- при данной конструкции заряда обеспечивается, при необходимости, гарантия утилизации всего материала ВВ шашки 2, а также повторное использование деталей. 2016/000279

11

Таким образом, в предлагаемой конструкции обеспечены безопасность и упрощение технологии изготовления и расснаряжения заряда, безопасность хранения и транспортирования, стабильность свойств ВВ, с возможностью полноценного повторного использования деталей после разборки.

Опытные образцы устройства подтвердили достижение технического результата и целесообразность использования изобретения.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение реализуется с помощью современного оборудования, имеющегося в промышленности.