CS222948B1 - Válcový nebo kuželový kontejner pro dynamické zatěžování látek - Google Patents

Abstract

Vynález ae týká válcového nebo kuželového kontejneru pro dynamické zatěžování látek, sestávajícího z tělesa s pracovní dutinou a alespoň jedné zátky. Podstatou vynálezu je, že pracovní dutina, umístěná v podélné ose tělesa, má stupňovitě se zmenšující průměr, přičemž poměr nejmenšího a největšího průměru je roven nejvýše 2/3 a délka druhého, případně dalších stupňů je nejméně-rovna 1/5 jejich průměru.

Description

Vynález ee týká válcového nebo kuželového kontejneru pro dynamické zatěžování látek, odolného proti rázovému namáhání, sestávajícího z tělesa, pracovního prostoru a zátky nebo zátek, případně vložky·

V poslední době se stále více využívá vysokých dynamických tlaků generovaných detonací trhavin k ovlivnění fyzikálně ohemických a mechanických vlastností různýoh látek, k přípravě supertvrdých materiálů, ke změně krystalických modifikací probíhajících za vysokých tlaků apod· Zatěžované látky Jsou přitom umístěny ve vhodných kovových kontejnerech, které musí být dostatečně odolné vůči rázovému namáhání, aby nedošlo k jejich porušení a úniku zatěžované látky· Silné rázové vlny, jejichž amplituda tlaku se obvykle pohybuje v rozmezí 10 - 10² GPajse generují buč přímo detonací kontaktní trhavinové nálože vysokobrizantní trhaviny, nebo vznikají v důsledku nárazu tuhého tělesa urychleného detonací trhavin na vysokou rychlost na stěnu kontejneru· Nejracionálnější způsob zatěžování je ve válcově symetrickém uspořádání a proto se nejčastěji používá· Konstrukce doposud nejčastěji používaného kontejneru pro tento způsob se skládá z kovového válcového nebo kuželového tělesa, v jehož ose je vyvrtána válcová dutina jednotného průřezu· Do této dutiny se obvykle vkládá z důvodů zvýšení odolnosti ještě další kovový válec s dutinou rovněž jednotného průřezu, která se plní zatěžovanou látkou· Dutiny jsou uzavřeny kovovými zátkami·

Základní nevýhodou této konstrukce je malá odolnost vůči rázovému namáhání, nebot zejména při větších průměrech vnitřního válcového prostoru dochází velmi často k utržení dna kontejneru v místě ukončení dutiny, a to zvláště tehdy, když stlačitelnost zatěžované látky je podstatně vyšší než stlačit elnost materiálu kontejneru· Stejnou nevýhodu mají i kon- 2 222 948 tejnery, které jsou vyrobeny z bezešvých tlustostěnných trubek a v nichž je zatěžovaná látka uzavřena z Čela i dna válcovými kovovými zátkami·

Uvedená nevýhody odstraňuje válcový nebo kuželový kontejner pro dynamická zatěžování látek, sestávající z tělesa s pracovní dutinou a alespoň jedná zátky, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pracovní dutina umístěná v podél né ose tělesa má stupňovitě se zmenšující průměr, přičemž poměr nejmenšího a největšího průměru je roven 2/3 a délka druhého případně dalších stupňů je nejméně rovna 1/5 jejich průměru·

Odolnost těohto kontejnerů je výrazně vyšší než u dosavad nich typů a dalších velkou výhodou je to, že v jedné výbuchové operaci lze ovlivnit vysokým dynamických tlakem podstatně větší množství zkoušené látky·

Na přiloženém výkrese jsou zobrazeny příklady provedení kontejnerů podle vynálezu, kde znázorňuje obr· 1 podélný řez tělesem s pracovní dutinou uzavřenou zátkou, obr· 2 podélný řez těleeem tvořeným tlus.tostěnnou trubkou s profilovanou vložkou a zátkami·

Systém dutin se stupňovitě se snižujícím průměrem lze vytvořit buň vyvrtáním v homogenním tělese, nebo také umístěním profilované vložky do tlustostěnné bezešvé trubky uzavřené zátkou· Provedení kontejneru podle prvého způsobu je patrno z obr· 1, kde v tělese JL kontejneru je upravena válcová pracovní dutina £ se stupňovitě se snižujícím průměrem pro zatěžovanou látku· Pracovní dutina i je uzavřena kovovou zátkou 4· Druhý způsob je znázorněn na obr· 2· Těleso ,1 kontejneru je vytvořeno z tlustostěnné bezešvé trubky do níž je vložena profilovaná vložka zajištující stupňovité snížení průměru pracovní duřtiny Z pr© zatěžovanou látku· Kovovými zátkami 2l 3^e pracovní dutina Z uzavřena· Těleso i kontejneru může být buň válcové, nebo ve tvaru rotačního komolého kužele·

Význam stupňovitého snížení průměru dutiny spočívá v tom, že se poruší stabilita vlnové konfigurace a na rozdíl od dosa-. vadních konstrukcí se podstatně sníží střihové namáhání stěny v místě ukončení dutiny· Toto střihové namáhání vzniká jako

- 3 222 948 důsledek odlišné akustické impedance materiálu kontejneru a zatěžované látky· Akustická impedance je součin rychlosti zvuku a hustoty· Přechod mezi jednotlivými průměry dutiny je obvykle kuželový a je dán zakončením nástroje, nejčastěji vrtáku·

Příklad 1

Kontejner je vyroben z tyče z uhlíkové konstrukční oceli o průměru 35 mm a celkové délce 500 mm· V ose tyče jsou vyvrtány válcové pracovní dutiny £ o stupňovitě zmenšených průměrech po řadě 20 mm, 16 mm, 12 mm, 9 mm a 6 mm a o jejich déloe po řadě 320 mm, 50 min, 40 mm, 15 ron a 10 mra· Pracovní dutina Z o celkovém pracovním objemu ca 115 cnP se vyplní zatěžovunou látkou, jejíž akustická impedance je 6x nlžěí než akustická impedance oceli· Shora se pracovní dutina £ uzavře ocelovou zátkou £ a kontejner se obklopí válcovou náloží vysokoimpulsní trhaviny o detonačním tlaku 20 GPa· Po detonaci nálože je kontejner neporučen a ovlivněná látka je získána k dalšímu zpracování* Při použití kontejneru stejných vnějších rozměrů a s jednotnou válcovou pracovní dutinou £ o průměru 12 mm, déloe 440 mm a pracovním objemu 50 cíp dojde po detonaci nálože k utržení dna kontejneru v místě ukončení pracovní dutiny £ a k úniku zatěžované látky·

Příklad 2

Kontejner je vyroben z ocelové tlustostěnné bezešvé trubky £ o vnějším průměru 25 mm a vnitřním průměru 15 mm, jeho celková délka je 1000 mm· Ve dně tlustostěnné bezešvé trubky £ uzavřené kovovou zátkou £ se umístí ocelové profilovaná vložka o vnějším průměru 15 mm, do níž jsou vyvrtány stupňovité válcové pracovní dutiny £ o průměru jednotlivých stupňů po řadě 12 mm, mm a 6 mm a délce po řadě 80 mm, 60 mm a 20 mm· Celkový využitelný objem pracovní dutiny £ je ca 145 cnP a naplní se látkou, jejíž akustická impedance je 3x nižší než akustická impedance oceli· Kontejner se obklopí válcovou náloží trhaviny o detonačním tlaku 12 GPa. Po detonaci je kontejner celistvý a ovlivněná látka je získána zpět k dalšímu zpracování·

Claims (1)

1. Válcový nebo kuželový kontejner pro dynamické zatěžování látek,sestávající z tělesa a pracovní dutinou a alespoň jedné zátky, vyznačující se tím, že pracovní dutina (2)/umístěné v podélné ose tělesa (1), má stupňovitě se zmenšující průměr, přičemž poměr nejmenšího a největšího průměru je roven nejvýše 2/3 a délka druhého, případně dalších stupňů je nejméně rovna 1/5 jejich průměru.