CN103673788A

CN103673788A - 一种压装炸药用装药装置

Info

Publication number: CN103673788A
Application number: CN201310654294.5A
Authority: CN
Inventors: 王利侠; 周涛; 贾铭; 刘丰旺; 贺海民; 王海民; 唐光远
Original assignee: Xian Modern Chemistry Research Institute
Current assignee: Xian Modern Chemistry Research Institute
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2033-12-05
Also published as: CN103673788B

Abstract

本发明涉及一种压装炸药用装药装置，适用于改善压装药柱的密度均匀性，改进压药前初始装药形状和装药质量，提高石油射孔弹所形成的聚能射流在大炸高条件下的侵彻能力和破甲稳定性。该装置由容器、密封块、拉杆、物料分散体、定位盖板和刮药板组成，通过容器内的拉杆缓慢向上运动控制装药粉料流动性能，使得药料依靠自重力下沉并沿周向通孔匀速流入其下压药模套内，克服压药时不加控制的将药料直接倒入压药模套内明显的影响药柱密度分布均匀性的缺点，达到松散炸药在模套内堆积的高度一致性、初始松装药密度和颗粒分布一致性，提高射孔弹压装药柱的装药质量和密度均匀性，满足各种条件下射孔弹药毁伤威力要求。

Description

一种压装炸药用装药装置

技术领域

本发明涉及炸药成型技术，具体涉及一种压装炸药用装药装置。

背景技术

随着石油勘探和开发工作的不断深入，需要勘探与开采的储油岩层不断加深，原油获取已向更深目的层发展。为此，要求石油射孔弹不仅必须具有更为强大的破甲能力，而且同时适应于大炸高（＞10倍装药直径）条件下的使用要求。有关研究表明，要达到上述使用要求及侵彻效果，应使射孔破甲弹研究达到精密装药、精密加工和精密装配的技术目标，才能使其所形成的射流在给定大炸高空间内延伸时能严格保持沿轴线方向的准直性，即使射流由于拉伸断裂成不连续的颗粒状，这些颗粒也仍能沿着原有直线轨迹继续向前运动，而且作用于前导射流已开孔的孔底，形成侵彻深度的叠加效果。

射孔破甲弹精密装药的实质是提高装药质量，具体体现在对装药密度及其密度均匀性提高上。压装药柱密度与压药压力和温度有直接的关系，同时与压制工艺、炸药的物理性质（如炸药晶体、松装密度和炸药颗粒的机械强度等）紧密相关；装药密度均匀性（即周向密度均匀性、径向密度均匀性和轴向密度均匀性）与初始装药形状和质量、压药工艺等也有密切关系。根据经典射流破甲理论，装药密度对射流破甲威力大小有重要影响，装药密度均匀性进而对所形成的射流质量和破甲穿深稳定性影响不可忽视，应该足够重视。因此，为提高石油射孔弹对储油岩层穿孔能力，改进其装药密度均匀性对增强射孔弹侵彻威力及其穿孔效能是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提出了一种压装炸药用装药装置，以改善压装药柱的密度均匀性，改进初始装药形状和提高装药质量，克服压药时不加控制的将欲成型的造型粉状药料直接倒入压药模套内明显影响药柱密度分布均匀性的缺点：一是倒入的松散料体炸药在模套内堆积的高度分布不一致，二是初始松装药密度和颗粒分布不一致。

为此，本发明提供的压装炸药用装药装置包括：

容器，用于盛放散粒体炸药，该容器底壁设有散粒体炸药流出的通孔；

物料分散体，位于所述通孔下方，用于将从通孔中流出的散粒体炸药均匀分散地流入模套内。

优选的，所述物料分散体上设有承料工作面，该承料工作面为圆锥面，所述散粒体炸药下落在该圆锥面上后均匀分散地落入模套内。

优选的，所述圆锥面底面直径为通孔外切圆直径的1.05～1.1倍。

优选的，所述圆锥面顶距离容器的垂直高度为容器直径的20%～30%。

优选的，所述通孔的个数为2n个，其中，n≥3,多个通孔位于同一圆周且均匀分布，所述通孔的直径为容器内直径的5%～10%。

优选的，所述容器内侧壁与底壁之间设有过渡斜面，以使散粒体炸药在容器中流畅的向下流动。

进一步，所述容器中安装有可沿容器轴向活动的装药控制装置，该装药控制装置用于在装药开始时密封通孔和在装药过程中调整控制散粒体炸药的流动性。

优选的，所述装药控制装置包括：

密封块，用于密封通孔；

拉杆，固定安装在密封块上，用于推拉密封块。

优选的，所述密封块上设有上表面以及与上表面相对的下表面，所述上表面为圆锥面，物料经过该圆锥面时流畅向下运动，下表面设有通孔密封凸块。

进一步，所述装置还包括刮药板和容器盖板，刮药板活动式套装在拉杆上，通过上下移动对容器内的粉状炸药表面进行刮平处理，所述定位盖板安装在容器上端，且拉杆穿过该定位盖板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）使用压装炸药用装药控制装置，使射孔弹压制成型药柱周向密度极差≤0.006g/cm³；压制成型径向密度极差≤0.009g/cm³；压制药柱轴向密度极差≤0.012g/cm³；使压制药柱全方位密度极差≤0.015g/cm³。

（2）使用压装炸药用装药控制装置和采用合理压药工艺，使石油射孔破甲弹的药柱整体密度及密度均匀性达到相应技术指标要求，并保证其大炸高条件下射流穿孔威力和穿深效果。

本发明具有结构简单，制造容易，作用效果明显等优点，适用于包含石油射孔弹在内的各种类型压装成型装药。

附图说明

以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步解释说明。

图1压装装药装置总结构剖面示意图；

图2装置容器结构剖面示意图；

图3压装装药装置使用过程剖面状态图；

图中各代码表示：1-容器、2-通孔、3-物料分散体、4-模套、5-散粒体炸药、6-密封体、7-拉杆、8-过渡弧面、9-刮料板。

具体实施方式

本发明的压装炸药用装药装置利用容器底部均布的多个周向通孔和置于其下端的一个分料锥面，不仅可以使散粒体炸药，在径向上靠自重对称地流入模套内，并呈“V”型分布，而且炸药药料流入时的冲击力几乎相等，从而解决了射孔弹压装药料直接倒入模套而引起的一系列问题，获得满意且满足技术要求的装药密度均匀性和破甲试验的侵彻效果。

参考图1至图3，本发明的压装炸药用装药控制装置主要由容器1和物料分散体3组成，物料分散体3安装于容器1下方。

为控制粉体的流动性，装置还可包括密封块6和拉杆7组成的装药控制装置。

容器1下装物料分散体3；密封块6和拉杆7以连为一体的配合形式放置于容器1内腔，通过拉杆7缓慢向上运动控制装药粉料流动性能，使得药料沿周向通孔2匀速流入其下压药模套4内；

压药操作前将组装好的装药装置放置于压药模套上，并与之配合到位，见附图1所示。

其中：

本发明的容器1可为空腔圆柱体结构，可由高强度铝合金材料通过机加工制得，用以盛装加入的粉状药料、固定下端部物料分散体3等，其圆柱体底部周向均布2n（n≥3）个通孔2，通孔偶数分布有利于药料向下流动、堆积的成型性和对称性；通孔2直径可选Ф5mm～Ф50mm，用于粉体药料均匀顺畅通过，通孔2孔径取本体内腔直径5%～10%，如果孔径太小直径大于2mm的造型粉炸药颗粒就会相互搭桥而无法顺畅通过，孔太大时其数目排列会减少影响炸药粉匀速地流入模套内，且无法形成明显“V”型分布，影响射孔弹成型后装药的径向、轴向密度均匀性。

容器1内腔直径为Ф50mm～Ф1000mm，高度为80mm～1600mm，壁厚为容器直径3%～5%。一般情况下，弹径小于Ф50mm的射孔弹装药压药成型时密度均匀性较好控制，可不采用装药装置，只有大直径射孔弹装药为了提高射流穿孔深度，必须要控制其装药质量，取容器高度为其直径1.5倍～2倍，因为炸药造型粉的松装密度比成型装药密度至少低50%。

容器1底部中间有一截锥形凸台，装配时可与上密封块能中心定位，底面下端中心部位预留一直径Ф5mm～Ф30mm圆柱孔，装配时与物料分散体3以螺纹形式连接。圆柱孔孔径为容器1内腔直径6%～10%，如果孔太小使螺钉杆过细可降低螺纹连接稳定性、可靠性，影响装置使用性能。

为使药料全部顺利流入模套，容器1内腔中圆柱面内侧壁与底面呈倾斜过渡，斜面与水平夹角≥30°。

本发明的密封块6可为底部带锥形空腔的圆锥体，锥形空腔形状与容器1圆柱形底部的截锥形凸台外形一致，两者之间配合间隙≤0.05mm，以提高两者间装配的同轴度，改善模套内堆积药粉的高度一致性、对称性，达到提高射孔弹装药质量的目的。

密封块6可由铝合金材料通过机加工制得，锥体上端Ф6mm～Ф50mm的小孔，用以与拉杆下凸台紧配合连接并固焊，使之成为一整体。如果孔太小使连接螺杆细小而使装置使用稳定性、牢固性降低，影响使用可靠性。

本发明的提升拉杆7为一长杆状圆柱体，通过机加工铝制而成，其直径为容器内腔直径6%～～20%，腔体直径小取其上限，腔体直径大可取下限，最小直径应不低于Ф10mm，以保证下端凸台尺寸并与密封块紧配合连接，提升拉杆7高度随容器高度而定，装配好后高出本体容器高度≥10mm，以便于提升操作。

本发明的物料分散体3用高强度铝合金，通过机加工制得，以承托下行药料和冲击力作用，使散药料沿锥面周向边缘均匀装入其下模套中，并呈“V”型分布，提高药料颗粒周向、径向分配的均匀性、一致性，实现各向药粒颗粒级配的合理分布。固定到位的物料分散体3底平面距离容器1的垂直高度为本体直径20%～30%，物料分散体3底面直径取容器底面上所有通孔外切圆直径的1.05～1.1倍。

本发明的装药装置还可包括容器盖板10和刮药板9，刮药板9配合套装在拉杆7上，可自由上下位移，对随机倒进容器内的粉状炸药表面可旋转刮平处理，在容器1上端放置定位盖板10，对拉杆7起到径向定位作用。

本发明的定位盖板10可为铝制带中心孔结构，放置于容器上端，对拉杆7起到径向定位作用；中心孔直径大小为与拉杆7单侧向间隙小于0.1mm。

本发明的刮药板9可由环氧酚醛塑料制得的轴对称薄片状，板厚度2～10mm，只要满足平面度和使用强度要求就可以。为避免使用过程产生静电而发生爆炸危险，刮药板选材尽量使用非金属材料，除环氧酚醛塑料材质外，可用木质材料，保证质轻又安全的使用要求。

以下是发明人提供的实施例，以对本发明的技术方案作进一步解释说明。

实施例1：

该实施例的装置中容器1外径为Ф100mm，内径为Ф96mm，下端配合模套内径为Ф90mm，底部周向均布10个、直径Φ12mm的通孔。

装入该实施例装置压装的松散炸药为塑料粘结炸药（含RDX95%），配合专用模具、采用合适的压制工艺，将炸药压装成带聚能孔穴和隔板孔穴的装药柱；对药柱采用切割破碎取样法，每块试样的长、宽、高均约15mm，受试药柱由上而下依次取样5层，每层对称地取样4～10块，由此分别构成10组周向密度差，8组径向密度差，8组轴向密度差及一组全方位密度极差；块状药柱密度测定用液体静力称量法进行试验，测得的压制药柱周向密度极差≤0.0045g/cm³；压制成型径向密度极差≤0.008g/cm³；压制药柱轴向密度极差≤0.011g/cm³；使压制药柱全方位密度极差≤0.012g/cm³。使用该压制装药的射孔弹药在10倍装药直径炸高条件下能达到要求的侵彻威力和穿深稳定性。

实施例2

该实施例的装置容器外径为Ф150mm，内径为Ф140mm，下端配合模套内径为Ф128mm，底部周向均布10个、直径Φ15mm的通孔。

装入该实施例装置压装装药的松散炸药为塑料粘结炸药（含HMX96%），配合专用模具、采用一定压制工艺，将炸药压装带聚能孔穴和隔板孔穴的药柱装药；对药柱采用切割破碎取样法，每块试样的长、宽、高均约15mm，受试药柱由上而下依次取样6层，每层对称地取样6～14块，由此分别构成8组周向密度差，8组径向密度差，10组轴向密度差及一组全方位密度极差；块状药柱密度测定用液体静力称量法进行试验，测得的压制药柱周向密度极差≤0.0046g/cm³；压制成型径向密度极差≤0.0086g/cm³；压制药柱轴向密度极差≤0.010g/cm³；使压制药柱全方位密度极差≤0.0118g/cm³。使用该压制装药的射孔弹药在12倍装药直径大炸高条件下侵彻威力和破孔稳定性能达到要求。

实施例3：

该实施例装置容器外径为Ф180mm，内径为Ф170mm，下端配合模套内径为Ф158mm底部周向均布14个、直径Φ16mm的通孔。

装入该实施例装置压装的松散炸药为塑料粘结炸药（含HMX96%），配合专用模具、采用一定压制工艺，将炸药压装成带聚能孔穴和隔板孔穴的装药柱；对药柱采用切割破碎取样法，每块试样的长、宽、高均约15mm，受试药柱由上而下依次取样7层，每层对称地取样6～14块，由此分别构成12组周向密度差，14组径向密度差，12组轴向密度差及一组全方位密度极差；块状药柱密度测定用液体静力称量法进行试验，测得的压制药柱周向密度极差≤0.0048g/cm³；压制成型径向密度极差≤0.0088g/cm³；压制药柱轴向密度极差≤0.0118g/cm³；使压制药柱全方位密度极差≤0.0139g/cm³，使压制装药的射孔弹药在15倍装药直径大炸高条件下能达到侵彻威力和穿深稳定性要求。

Claims

1.一种压装炸药用装药装置，其特征在于，装置包括：

2.如权利要求1所述的压装炸药用装药装置，其特征在于，所述物料分散体上设有承料工作面，该承料工作面为圆锥面，所述散粒体炸药下落在该圆锥面上后均匀分散地落入模套内。

3.如权利要求2所述的压装炸药用装药装置，其特征在于，所述圆锥面底面直径为通孔外切圆直径的1.05～1.1倍。

4.如权利要求2所述的压装炸药用装药装置，其特征在于，所述圆锥面顶距离容器的垂直高度为容器直径的20%～30%。

5.如权利要求1所述的压装炸药用装药装置，其特征在于，所述通孔的个数为2n个，其中，n≥3,多个通孔位于同一圆周且均匀分布，所述通孔的直径为容器内直径的5%～10%。

6.如权利要求1所述的压装炸药用装药装置，其特征在于，所述容器内侧壁与底壁之间设有过渡斜面，散粒体炸药可向下流畅的流经该过渡斜面。

7.如权利要求1所述的压装炸药用装药装置，其特征在于，所述容器中安装有可沿容器轴向活动的装药控制装置，该装药控制装置用于在装药开始时密封通孔和在装药过程中调整控制散粒体炸药的流动性。

8.如权利要求1所述的压装炸药用装药装置，其特征在于，所述装药控制装置包括：

密封块，用于密封通孔；

拉杆，固定安装在密封块上，用于推拉密封块。

9.如权利要求8所述的压装炸药用装药装置，其特征在于，所述密封块上设有上表面以及与上表面相对的下表面，所述上表面为圆锥面，物料经过该圆锥面时流畅向下运动，下表面设有通孔密封凸块。

10.如权利要求1所述的压装炸药用装药装置，其特征在于，所述装置还包括刮药板和容器盖板，刮药板活动式套装在拉杆上，通过上下移动对容器内的粉状炸药表面进行刮平处理，所述定位盖板安装在容器上端，且拉杆穿过该定位盖板。