PT87744B - Processo para a compressao quase isostatica de cargas explosivas de precisao, e dispositivo para a sua preparacao - Google Patents

Description

A invenção refere-se também à utilização técnica

da câmara de pressão e a meios já conhecidos para o seu serviço. Serve para um aumento da qualidade na fabricação, e a um aumento de potência de cargas assim produzidas.

A presente invenção refere-se a um processo para a compressão quase isostática de explosivos de alta potêncic., com elevada exactidão mássica e alta homogeneidade, no qual a forma interna ou a forma externa são definidas por um corpo de forma invariável com elevada qualidade de superfície e que, pelo menos parcialmente, ê simétrico segundo um eixo de rotação e que possui uma elevação terminal relativamente ao eixo de rotação. São também objecto da invenção um dispositivo e a utilização do processo.

A compressão isostática tem aplicação sobretudo em metalúrgia. Em geral existem moldes de compressão metálicos que são accionados por óleos hidráulicos ou óleos de silicones, por meio de condutas e dispositivos mais ou menos complicados. São conhecidas prensas isostáticas a quente e a frio. No campo da preparação de explosivos são empregues prensas isostáticas frias. Estas serviam sobretudo para a pré-fabricação e preparação de cargas explosivas de precisãc para sistemas especiais de armas.

objectivo da invenção é revelar um processo e um dispositivo que permitem a preparação de cargas explosivas de precisão sobretudo nas suas zonas críticas. Por meio daqueles deve ser possível preparar cargas pirotécnicas com qualquer formato, e também com uma ou várias cavidades abertas, de elevada homogeneidade e com reduzidas tensões internas que actuam como fontes potenciais de pertubações.

Isto é conseguido limitando-se, num primeiro passo do processo, a forma interna ou a forma externa por meio de um invólucro elástico, aplicando-se este, de forma envol vente, à maior parte da zona marginal do molde interno ou do molde externo e comprimindo-o mecânicamente de modo que resulte daqui um molde carregável, enchendo, num segundo passo do processo, a cavidade do molde com um explosivo em pó e evacuando o espaço interno e o explosivo, hem como o espa ço exterior do molde, fechando, num terceiro passo do proces so, a câmara interna e colocando o molde cheio numa câmara de pressão cheia com líquido e fazendo actuar no interior da câmara de pressão uma pressão, aumentando continuamente esta pressão até se alcançar um valor previamente fixado de densidade e da consistência do explosivo pretendido, e, finalmente, por remoção contínua da pressão, conduzindo o molde cheio à pressão normal, e retirando o bloco comprimido para o trabalho mecânico final.

A fórmula elevação terminal relativamente ao eixo de rotação utilizada no texto da reivindicação 1 tem em conta a circunstância de a acção isostática da prensa sobre o explosivo não se fazer, na forma interna ou externa, para lelamente ao eixo e que, ao remover-se a tensão de um bloco moldado deste tipo, se formariam tensões internas prejudiciais .

Isto obriga a uma configuração da carga explosiva de modo que na zona crítica a forma interna ou externa que actua como bigorna não possua qualquer superfície disposta perpendicularmente, ou quase perpendicularmente, em relação ao eixo de simetria de rotação.

Deste modo são eliminados efeitos marginais preju diciais (perturbações locais da homogeneidade do explosivo) através da descompressão elástica do explosivo comprimido ao longo das superfícies interna ou externa, ou oposta ao

líquido que produz a pressão de compressão. Esta exigência permite no entanto a preparação de cargas explosivas de pre cisão modernas, cuja zona funcional decisiva possui predominantemente forma cónica, em sino, ou esférica. A forma cilín drica externa, derivada frequentemente da introdução da carga explosiva no corpo da munição, é facilmente obtida por trabalho mecânico posterior, por exemplo por torneamento.

Nas restantes reivindicações anexas estão descritas variantes construtivas vantajosas do objectivo da inven ção.

Revelou-se favorável, de acordo com a reivindicação 2, utilizar como fluído de pressão a água, a qual garan te uma transmissão de pressão perfeita, simples e segura.

Revelaram-se vantajosas para produção de cargas ex plosivas de alta pressões referidas na reivindicação 3, de 1000 a 5000 bar.

aumento de pressão deve ser realizado continuamente para que não se forme no interior do corpo de explosi vo qualquer atrito inadmissível, com o perigo de detonação. Revelaram-se convenientes aumentos de pressão de 800 a 1200 bar por minuto, tendo-se destacado como óptimo o valor médio de 1000 bar no que se refere à realização do processo.

Analogamente, e pelas mesmas razões, a remoção da pressão não deve ser realizada por saltos. A decompressão dc fluído de pressão até à pressão atmosférica, de acordo com a reivindicação 5, deve realizar-se no decurso de 20 a 100 segundos, preferivelmente no decurso de menos do que 60 segundos, o que permite curtos tempos de trabalho sem o receio das consequências.

Revelou-se favorável um dispositivo de construção simples de acordo com a reivindicação 6 cuja construção, devido às suas formas geométricas simples, garante uma alta

margem de segurança de trabalho.

dispositivo de acordo com a reivindicação 7 é particularmente económico e pode ser construído sem conhecimentos especiais de construções de aparelhos.

Deu também bom resultado um colar roscado simples, de acordo com a reivindicação 8, tal como ê usado, genericamente, na construção de condutas tubulares comerciais.

O dispositivo utiliza vantajosamente, para enchimento do explosivo um pó e para aplicação do vácuo, uma man ga elástica correspondente à reivindicação 9·

Na prática o processo revelou-se particularmente vantajoso para a preparação de cargas de acordo com a reivin dicação 10, as quais, em comparação com cargas preparadas de forma tradicional, por exemplo por compressão, produzem um aumento da acção destrutiva de blindagens.

Serão agora descritas mais pormenorizadamente variantes construtivas da invenção com base nos desenhos anexos. Em todos os desenhos são utilizados os mesmos numeros de referência para componentes com a mesma função.

Os desenhos mostram:

A fig. 1, uma câmara de pressão com um molde representado esquematicamente para exemplo, a fig. 2, um molde acabado, tal como é usado para a preparação de um componente de explosivo para um míssil de defesa antitanque, a fig. 5, um molde pàra uma carga de transferência para uma carga Ôca convencional e a fig. 4, um outro molde para cargas de projécteis.

Na fig. 1 designa-se por 1 a forma interna e parcialmente a forma externa para a preparação de um corpo ex- 6 plosivo 2 característico do objectivo da invenção. Os compo nentes individuais da forma 1, as partes la, lb e ld, são construídas com simetria de rotação relativamente ao eixo A e estão montadas na sua posição por meio de um parafuso de ligação lf. 0 explosivo 2 está limitado por um invólucro elástico 3 de borracha sintética (neopreno). Este invólucro 3 contacta de forma autovedante nas zonas marginais maiores 1', com os 2 diâmetros maiores, e encerra as faces frontais da forma interna/externa 1. Existe uma abertura de carga 3 fechada por uma tampa cónica 4 que, tal como o resto do mol de 6, é actuada pela pressão p reinante numa câmara de pres são 7· A câmara de pressão 7 consiste essencialmente num tu bo de pressão 8, num cilindro de rotação construído em mat£ rial altamente resistente, de aço inoxidável, que está fechado na sua face frontal inferior 9. Na sua face oposta es tá enroscado uma tampa roscada 10 por meio da sua rosca externa 13, numa rosca interna 14- do tubo de pressão 8. Deste modo a câmara interna da câmara de pressão 7 fica fechada de forma estanque a fluídos e à pressão através da flange de vedação 12. Para facilitar a manipulação existe uma pega 11 na tampa roscada 10. No centro da tampa roscada 10 está montada, de forma estanque, uma conduta 15, por meio da qua se faz passar água como fluído de pressão. Na face frontal interior 9 existe um dreno 16, igualmente montado ao centro o qual permite a retirada do fluído. A montagem completa se rá envolvida, nos seus componentes submetidos à pressão, po um tubo de protecção 17 sobredimensionado.

A preparação de um corpo de explosivo 2 é realiza da do seguinte modo;

A forma interna/externa 1 é construída, de forma já conhecida, com forma correspondente, nas faces interna e frontal, à carga de explosivo a produzir, num material resistente, -um aço inoxidável com superfícies polidas e dimen s5es exactas. Sobre esta forma interna/externa é então aplicado o invólucro 5· Seguidamente o explosivo 2, em forma de pó convencional, é carregado através da abertura de carga 5 (orifício) existente na face frontal da forma interna/exter na 1 e é levemente compactado por vibração.

molde 6 assim preparado é então colocado numa câmara de vácuo comercial e é aqui submetido a um vácuo de escassos milibares durante alguns minutos. Deste modo por um lado o explosivo fica isento de gases e por outro lado evacuam-se os espaços vazios dentro do molde 6. Ainda dentro de câmara de vácuo é colocada a tampa cónica 4 na abertura de carga 5 ® seguidamente estabelece-se a pressão atmos férica na câmara de vácuo e retira-se o molde 6 carregado.

Em seguida o molde 6 é colocado no interior da câmara de pressão 7, a qual é cheia parcialmente com água. Coloca-se depois a tampa roscada 10, por meio da pega 11, enroscada de forma estanque no tubo de pressão 8 e liga-se a conduta 15 e aparafusa-se uma conduta de pressão convencional ligada a uma bomba de alta pressão de vários andares co mercial. Através da conduta 15 enche-se primeiro o interior da câmara de pressão 7 completamente com água e em seguida submete-se a um aumento contínuo de pressão até ao valor de pressão p, sendo a subida de pressão de cerca de 1000 bar por minuto e alcançando a pressão p um valor máximo de 5000 bar. Depois de um tempo de permanência de alguns segundos (cerca de 10 a 40 segundos) reestabelece-se a pressão até um valor normal através de uma montagem conhecida, constituída por válvulas de descompressão e condutas de by-bass em menos do que 100 segundos.

corpo de explosivo 2 fica deste modo comprimido e pronto, pode ser retirado facilmente do molde 6, desapara fusando o parafuso de ligação lf na extremidade roscada le que se vê na fig. 1, libertando também e separando uns dos

outros os componentes da forma interna/externa 1, a parte la (núcleo), ld, lb. 0 corpo explosivo 2 agora liberto pode ser então trabalhado à sua forma externa final por meio de um trabalho mecânico corrente. A forma interna e as 2 faces frontais são de grande precisão de massa e de forma e não necessitam de qualquer tratamento posterior, mas pode eventualmente ser necessário um trabalho mecânico posterior.

Nas figs. seguintes estão representadas variantes da construção de molde 6. A estrutura principal, bem como os passos do processo, são análogos à fig. 1.

outro molde 6, da fig. 2, possui novamente uma forma interna lb, lb', mas com 2 pinos lc dispostos simetri camente um ao outro. Genericamente existem agora duas formas exteriores, uma forma exterior cónica ld e uma forma ex terior cilíndrica ld’. Se se encher este molde com uma quan tidade exactamente definida de um explosivo 2 através da coj duta de enchimento e evacuação 18, produz-se por meio deste um corpo moldado de grande precisão mássica, visto que a solicitação de pressão £ para produção da acção isostática ac radialmente sobre o invólucro 5 feito de um elastómero. Para a fixação do invólucro 3 e para vedação dispõe-se em cada caso de um colar roscado superior e um inferior 19, ou um colar elástico comercial.

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A conduta de enchimento e evacuação, igualmente construída em elastómero, está colocada solidáriamente ao invólucro 3· Depois da evacuação - tal como no 12. exemplo a conduta de enchimento e evacuação é neste caso retirada e substituída por um colar de aperto estanque ao vácuo. Também neste caso se revelaram apropriados para o efeito os dispositivos comerciais.

A variante de um molde da fig. 3 é composta também pelas partes individuais lb e ld. A parte média lb pos- 9 -

sui uma cavidade lb ’ que forma uma haste na carga de explosivo pronta 2. Adicionalmente existem elementos de reforços 31 a 36, bem como 2 elementos de zona marginal 37 θ 38, que no todo distribuem ou nivelam a pressão que actua sobre o invólucro 3, visto que esta actua sobre o explosivo 2 em sentido axial, como está representado na fig. 3· molde 6 da fig. 4 encerra uma forma interna/externa lc essencialmente construída com a forma de um segmen to esférico. Existe também um elemento de zona periférica 38 que, por um lado, centra a forma lc e, por outro lato, garante uma fixação segura da zona periférica maior 1' da forma interna/externa lc. Também neste caso está aplicado um colar roscado 19·

Os exemplos de construção discutidos acima demons tram a universalidade do objecto da invenção. Ele permite, por exemplo, a realização o mais precisa possível de formas de cargas ocas determinadas por cálculo com uma forte acção de destruição de blindagens. A utilização de meios tradicio nais de produção de pressão, bem como a utilização da água como fluído de pressão, garantem uma elevada segurança de serviço e uma utilização muito produtiva dos meios de serviço.

dispositivo utilizado para a realização do processo de acordo com a invenção pode ser construído das mais diversas formas; prevê-se também a utilização, em vez do açi inoxidável para a câmara de pressão, plásticos ou laminados armados.

Claims (8)

1. REIVINDICAÇÕES :

   1&. - Processo para a compressão quase isostática de substâncias explosivas de alta potência, de alta precisão mássica e elevada homogeneidade, em que a forma interna ou a forma externa (1) são definidas por meio de um corpo de forma invariável com elevada qualidade superficial e que, pe lo menos parcialmente, é simétrico relativamente a um eixo de rotação e possui uma saliência terminal relativamente ao eixo de rotação (A), caracterizado pelo facto de, num primeiro passo do processo, a forma interna ou a forma externa sei^em limitadas por um invólucro elástico (5) e este ser aplicado de forma envolvente e comprimido mecanicamente contra a forma interna ou a forma externa na maior parte da zona periférica (1'), de modo a obter-se um molde (6) carregável; se encher num segundo passo do processo, a cavidade do molde com uma substância explosiva (2) em pó e se submeter a vácuo o espaço interno e o explosivo (2), bem como o espaço exterior do molde; num terceiro passo do processo, se fechar a cavidade interna e se levar o molde cheio (6) a uma câmara de pressão (7) cheia com um fluído e se fazer actuar sobre o interior da câmara de pressão (7) nma pressão (p), se elevar continuamente a pressão (p) até se alcançar um valor definido pela densidade e consistência do explosivo a obter, e finalmente se reestabelecer a pressão normal no molde cheio (6) mediante uma descompressão contínua e se retirar o bloco moldado para se efectuar o trabalho mecânico final.
2. 2â. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se introduzir na câmara de pressão água como meio de pressão.

   - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de o meio de pressão ser introduzido com uma pressão (p) de 1000 até 5000 bar na cama11 ra de pressão (7)·
3. 4ã. - Processo ou 3, caracterizado pelo de pressão ser realizada nuto, até 800 a 1200 bar de acordo com as reivindicações 1 facto de a subida de pressão do me: continuamente, no decurso de 1 mi
4. 5^· - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o meio de pressão ser reconduzi do à pressão normal na câmara de pressão (7) no decurso de 20 a 100 segundos.
5. 6®. - Dispositivo para a realização do processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores 2 a 5, caracterizado pelo facto de a câmara de pressão (7) ser um cilindro de rotação montado verticalmente, feito de matéria altamente resistente, cuja face frontal interior (9) é fixa e cuja face superior é fechada com uma tampa roscada (10), e existir uma conduta (15) para o meio de pressão no centro da tampa roscada (10) e uma conduta de drenagem (16) dispo^ ta no centro da face fechada (9)·
6. 7^a· - Dispositivo para a realização do processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o invólucro elástico (3) ser feito de um elastómero e sei· simétrico segundo um eixo de rotação, cuja maior zona periférica (l¹) é construída como fecho de molde da forma interna ou externa (3)·
7. 8&. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de possuir um colar roscado (19) que aperta o elastómero mecanicamente sobre a forma interna ou externa (1) na sua maior zona periférica (1').
8. 9^a· - Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de numa das suas faces terminais do invólucro elástico (5) uma tubuladura de enchimento e aplicação de vácuo (18).