RU175283U1

RU175283U1 - Explosive device

Info

Publication number: RU175283U1
Application number: RU2017128259U
Authority: RU
Inventors: Алексей Николаевич Наливкин; Сергей Николаевич Красильников
Priority date: 2017-08-08
Filing date: 2017-08-08
Publication date: 2017-11-29

Abstract

Взрывное устройство относится к области взрывной техники, в частности к боеприпасам, снаряженным пластизольными взрывчатыми составами (ПЗВС). Устройство включает корпус с размещенным в нем зарядом из ПЗВС, поджимную крышку с системой температурной компенсации на основе пружинного элемента и систему инициирования, выполненную в инертном материале в виде каналов, заполненных ВВ, с общим приемным участком, при этом на внутренней поверхности поджимной крышки выполнен кольцевой выступ, между системой инициирования и зарядом помещен подслой из взрывчатого состава, а в качестве пружинного элемента используют кольцевую плоскую волновую пружину, расположенную на подслое и взаимодействующую с поджимной крышкой по кольцевому выступу. Техническим результатом заявляемого изобретения является сохранение боевых качеств изделия во всем диапазоне эксплуатационных температур и повышение технологичности изготовления. 1 ил.An explosive device relates to the field of explosive technology, in particular to ammunition equipped with plastisol explosive compositions (MES). The device includes a housing with a charge from the MES installed in it, a pressure cap with a temperature compensation system based on a spring element and an initiation system made in an inert material in the form of channels filled with explosives with a common receiving section, and an annular one is made on the inner surface of the pressure cap a protrusion, between the initiation system and the charge, a sublayer of explosive composition is placed, and an annular plane wave spring located on the sublayer and interactions is used as a spring element with a clamping cover along the annular protrusion. The technical result of the claimed invention is to maintain the combat qualities of the product over the entire range of operating temperatures and increase the manufacturability. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области взрывной техники, в частности к взрывным устройствам, снаряженным пластизольными взрывчатыми составами (ПЗВС). The invention relates to the field of explosive technology, in particular to explosive devices equipped with plastisol explosive compositions (MES).

При снаряжении взрывных устройств ПЗВС формирование заряда происходит в корпусе взрывного устройства, однако вследствие значительной разницы в величинах коэффициентов термического расширения ПЗВС и материалов элементов корпуса взрывного устройства при отрицательных эксплуатационных температурах возможен отход заряда от корпуса с образованием зазоров, способных снизить надежность инициирования или даже привести к отказу инициирования заряда, при повышенных температурах эксплуатации - расширение заряда, что приводит к интенсивному терморазложению органических составляющих ПЗВС и выделению пожаровзрывоопасных компонентов, снижающих безопасность и срок эксплуатации изделия.When an explosive device is equipped with explosive devices, charge formation occurs in the explosive device case, however, due to a significant difference in the thermal expansion coefficients of the explosive device and the explosive device case materials at negative operating temperatures, the charge can move away from the case with the formation of gaps that can reduce the reliability of initiation or even lead to failure of charge initiation, at elevated operating temperatures - expansion of the charge, which leads to intense the thermal decomposition of the organic components of the MES and the release of fire and explosion hazard components that reduce the safety and life of the product.

Задачей, стоящей в области конструирования и разработки зарядов с применением ПЗВС, является сохранение эксплуатационных характеристик в широком диапазоне эксплуатационных температур, повышение безопасности эксплуатации и увеличение срока его службы. Для этого применяют системы термокомпенсации в виде различных вкладышей, накладок, термоусадочных мешков, пружинных элементов и т.д. Так, например, известна конструкция снаряда с ПЗВС, включающая корпус, в который заливают состав и после отверждения закрывают крышкой, в которой размещен термокомпенсатор из пористой пены (заявка на изобретение US 20140076129, Rheinmetall W& M GmbH, 20.03.2014). Обеспечивается повышение надежности/стабильности срабатывания. The challenge in the field of design and development of charges with the use of MES is to maintain operational characteristics in a wide range of operating temperatures, increase operational safety and increase its service life. For this, thermal compensation systems are used in the form of various inserts, linings, shrink bags, spring elements, etc. For example, the design of a projectile with a MES is known, including a housing into which the composition is poured and, after curing, is closed with a lid in which a thermal compensator made of porous foam is placed (patent application US 20140076129, Rheinmetall W & M GmbH, 03.20.2014). Provides increased reliability / stability response.

К недостаткам данной конструкции можно отнести то, что пенный термокомпенсатор, размещенный в крышке корпуса, не обладает способностью в достаточной степени компенсировать изменение объема заряда из ПЗВС в осевом направлении, что может привести к отсутствию жесткой фиксации внутри корпуса, результатом чего является снижение надежности срабатывания. The disadvantages of this design include the fact that the foam thermal compensator located in the housing cover does not have the ability to sufficiently compensate for the change in the charge volume from the MES in the axial direction, which can lead to the absence of rigid fixation inside the housing, resulting in a decrease in the reliability of operation.

Из предшествующего уровня техники известно применение пружинящих колец (пластинчатых пружин), в частности, во фланцевых устройствах для компенсации температурных расширений деталей конструкций. Так, например, известно уплотнительное металлическое кольцо (патент на изобретение RU 2395740, публик. 27.07.2010), которое выполнено из пружинистого листового металла и имеет в поперечном сечении U-образный профиль с одной наклоненной наружу стенкой. Ненаклоненная стенка профиля по всему кольцу выполнена сплошной, а вторая стенка и радиальная часть по всему кольцу имеют вырезы по поперечному сечению, образующие на кольце отогнутые лепестки. Описаны три варианта реализации разъемного фланцевого уплотнительного устройства на базе данного уплотнительного металлического пружинящего кольца. Такая конструкция повышает герметичность фланцевых торцевых соединений с компенсацией смещений стыкуемых поверхностей соединения и может быть применена в качестве уплотнительного устройства при стыковке различных агрегатов между собой, однако применить ее в конструкции взрывного устройства не представляется возможным из-за того, что она рассчитана на компенсацию углового смещения стыкуемых деталей и не может компенсировать изменения объема заряда в процессе эксплуатации за счет малого усилия поджатия.From the prior art it is known the use of spring rings (leaf springs), in particular, in flange devices to compensate for thermal expansion of structural parts. So, for example, a sealing metal ring is known (patent for invention RU 2395740, publ. 07.27.2010), which is made of spring sheet metal and has a U-shaped cross-section with one wall inclined outward in cross section. The non-inclined profile wall along the entire ring is solid, and the second wall and the radial part throughout the ring have cuts in the cross section to form bent petals on the ring. Three embodiments of a detachable flange sealing device based on this sealing metal spring ring are described. This design increases the tightness of the flange end joints with compensation for displacements of the mating surfaces of the joint and can be used as a sealing device when connecting various units to each other, however, it is not possible to use it in the design of the explosive device because it is designed to compensate for angular displacement abutting parts and cannot compensate for changes in the charge volume during operation due to the small preload force.

Также известна металлокерамическая лопатка газовой турбины (патент на изобретение RU 2510463,27.03.2014), которая включает пластинчатую пружину, установленную между внутренней полкой силового стержня и нижней опорной полкой профилированной керамической оболочки и предназначенную для компенсации температурных расширений профилированной керамической оболочки в радиальном направлении, которую осуществляют совместно с охлаждением и включением в конструкцию упругих элементов, контактирующих с оболочкой и предназначенных для демпфирования ее колебаний. Применение пластинчатой пружины такой конструкции во взрывных устройствах приведет к увеличению их массогабаритных характеристик и ухудшению рабочих характеристик. Also known is a ceramic-metal blade of a gas turbine (patent RU 2510463,27.03.2014), which includes a leaf spring installed between the inner shelf of the power rod and the lower supporting shelf of the shaped ceramic shell and designed to compensate for thermal expansion of the shaped ceramic shell in the radial direction, which carried out in conjunction with cooling and incorporation into the design of elastic elements in contact with the shell and designed to damp it natural oscillations. The use of a leaf spring of this design in explosive devices will lead to an increase in their overall dimensions and deterioration of performance.

Из предшествующего уровня техники известно применение обычных пружин в системе компенсации температурных изменений объема ПЗВС, а применение пружинящих колец (пластинчатых пружин) для решения данной задачи не было выявлено. Так, известно взрывное устройство с ПЗВС, выбранное в качестве ближайшего аналога (патент на изобретение RU 2450235 ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 10.05.2012), которое включает корпус с поджимной крышкой и размещенным в нем зарядом из ПЗВС, систему инициирования, выполненную в инертном материале в виде каналов, заполненных взрывчатым веществом, с общим приемным участком с установленным на нем взрывателем. Поджимная крышка снабжена системой температурной компенсации, которая представляет собой упорное кольцо, закрепленное на корпусе над поджимной крышкой. По периферии упорного кольца выполнены глухие отверстия, в которых установлены пружины, взаимодействующие с поджимной крышкой. Применение системы температурной компенсации обеспечивает плотность сборки и отсутствие зазоров во всем диапазоне эксплуатационных температур и механических воздействий. Между внутренней боковой поверхностью корпуса и зарядом введена смазка или антиадгезионное покрытие, устраняющее адгезию материала корпуса и ПЗВС к материалу стенок корпуса. Повышается безопасность эксплуатации и увеличение срока службы взрывного устройства. From the prior art it is known to use conventional springs in a system for compensating temperature changes in the volume of an MES, and the use of spring rings (leaf springs) to solve this problem has not been identified. So, it is known an explosive device with MES, selected as the closest analogue (patent RU 2450235 of the Federal State Unitary Enterprise RFNC-VNIIEF, May 10, 2012), which includes a housing with a pressure cap and a charge placed in it from MES, the initiation system made in inert material in the form of channels filled with explosive, with a common receiving area with a fuse mounted on it. The pressure cap is equipped with a temperature compensation system, which is a thrust ring mounted on the housing above the pressure cap. On the periphery of the thrust ring, blind holes are made in which springs are installed, interacting with the pressure cap. The use of a temperature compensation system ensures assembly density and the absence of gaps in the entire range of operating temperatures and mechanical stresses. Between the inner side surface of the housing and the charge, a lubricant or anti-adhesive coating is introduced, which eliminates the adhesion of the material of the body and MES to the material of the walls of the body. Increases operational safety and increases the life of the explosive device.

Недостатком ближайшего аналога является то, что такая конструкция системы температурной компенсации увеличивает габариты устройства, что не позволяет использовать его для ряда конструкций, где вопрос о габаритах является актуальным. Кроме того, использование множества пружин накладывает требования на центровку при сборке устройства и усложняет конструкцию оснастки для его сборки. The disadvantage of the closest analogue is that this design of the temperature compensation system increases the dimensions of the device, which does not allow its use for a number of designs, where the question of dimensions is relevant. In addition, the use of multiple springs imposes requirements on alignment when assembling the device and complicates the design of equipment for its assembly.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является уменьшение габаритов и расширение функциональных возможностей.The technical result of the claimed utility model is to reduce the size and expand the functionality.

Указанный технический результат достигается за счет того, что во взрывном устройстве, включающем корпус с размещенным в нем зарядом из ПЗВС, систему инициирования с приемным детонационным участком, выполненную в инертном материале, поджимную крышку с упорным кольцевым фланцем, закрепленным на корпусе, снабженную системой температурной компенсации на основе пружинного элемента, новым является то, что в упорном кольцевом фланце выполнен кольцевой паз, а на наружной поверхности крышки - соответствующий ему паз, формируя кольцевую полость, при этом в качестве пружинного элемента используют одну или несколько установленных друг на друга и жестко соединенных кольцевых плоских волновых пружин, размещенных в кольцевой полости и взаимодействующих с крышкой по кольцевой поверхности паза, причем число кольцевых плоских волновых пружин выбирают в зависимости от массы и характеристик ПЗВС, применяемого для снаряжения заряда. The specified technical result is achieved due to the fact that in the explosive device, comprising a housing with a charge placed thereon from an MES, an initiation system with a receiving detonation section, made in an inert material, a pressure cap with a persistent annular flange mounted on the housing, equipped with a temperature compensation system based on the spring element, it is new that an annular groove is made in the thrust annular flange, and a groove corresponding to it on the outer surface of the lid, forming an annular cavity, in this case, one or several annular plane wave springs mounted on one another and rigidly connected to each other and mounted on the annular cavity and interacting with the cover along the annular groove surface are used as a spring element, the number of annular plane wave springs being selected depending on the mass and characteristics of the MES, used to equip a charge.

Выполнение в упорном кольцевом фланце кольцевого паза, а на наружной поверхности крышки соответствующего ему паза, формируя кольцевую полость, позволяет применить в качестве термокомпенсатора изменения объема заряда кольцевую плоскую волновую пружину. The execution in the persistent annular flange of the annular groove, and on the outer surface of the lid of the corresponding groove, forming the annular cavity, allows the use of an annular plane wave spring as a heat compensator for changing the volume of charge.

Применение в качестве термокомпенсатора изменения объема заряда одной или нескольких кольцевых плоских волновых пружин позволяет достичь требуемую компенсацию расширения/сужения заряда ВВ в осевом направлении в процессе эксплуатации при уменьшении габаритов взрывного устройства, упрощении изготовления. При этом числом кольцевых плоских волновых пружин, которое выбирают в зависимости от массы и характеристик ПЗВС, применяемого для снаряжения заряда, можно обеспечить возможность применения для различных конструкций взрывных устройств. Установка пружин друг на друга не влияет на увеличение габаритов. The use as a temperature compensator of changing the charge volume of one or several annular plane wave springs makes it possible to achieve the required compensation for expansion / contraction of the explosive charge in the axial direction during operation while reducing the size of the explosive device and simplifying manufacture. At the same time, the number of annular plane wave springs, which is selected depending on the mass and characteristics of the MES used to equip the charge, can provide the possibility of using explosive devices for various designs. The installation of springs on each other does not affect the increase in size.

Жесткое соединение пружин друг с другом позволяет исключить смещение пружин при сборке и обеспечить постоянное усилие поджатия без увеличения габаритов устройства и возможность применения в различных конструкциях, содержащих ПЗВС. A rigid connection of the springs with each other eliminates the bias of the springs during assembly and provides a constant preload force without increasing the dimensions of the device and the possibility of application in various designs containing MES.

Взаимодействие пружины с крышкой по кольцевой поверхности паза позволяет равномерно распределить усилие поджатия по поверхности крышки без увеличения габаритов устройства. The interaction of the spring with the cover on the annular surface of the groove allows you to evenly distribute the compressive force on the surface of the cover without increasing the dimensions of the device.

На фиг. изображен общий вид заявляемого устройства, где: 1 – корпус; 2 – упорный кольцевой фланец; 3 – крышка; 4 – заряд из ПЗВС; 5 – система инициирования; 6 – набор их двух кольцевых плоских волновых пружин. In FIG. depicts a General view of the inventive device, where: 1 - housing; 2 - persistent annular flange; 3 - cover; 4 - charge from MES; 5 - initiation system; 6 - a set of two annular plane wave springs.

Примером конкретного выполнения заявляемого устройства может служить взрывное устройство, снаряженное ПЗВС. В соответствии с заявляемой полезной моделью устройство включает цилиндрический корпус с поджимной алюминиевой крышкой и упорным кольцевым фланцем, соединенным с корпусом взрывного устройства. Корпус снаряжен ПЗВС - состав ОЛД-20. ПЗВС содержит пластизоль, выполняющий роль связующего и образованный жидким пластификатором и набухающим в нем полимером полиакрилового ряда, бризантное взрывчатое вещество - октоген, и порошкообразный алюминий. Состав способен при интенсивном сжатии деформироваться без нарушения сплошности. Снаряжение выполняется заливкой при нормальной температуре с последующим отверждением в изделии. Инициирование устройства осуществляют по торцовой поверхности заряда из ПЗВС, с помощью распределителя. Распределитель выполнен из инертного материала АБС-2020 и имеет приемный детонационный участок, выполненный в виде отверстия, заполненного взрывчатым составом. Распределитель приклеен к заряду из ПЗВС с помощью клея на основе эпоксидной смолы. Приемный участок имеет соединение со средством инициирования. Поджимная крышка снабжена системой температурной компенсации, которая представляет собой набор из жестко соединенных друг с другом методом пайки двух плоских волновых пружин, выполненных из стали 60С2А. В упорном кольцевом фланце выполнен кольцевой паз, а на наружной поверхности крышки выполнен соответствующий кольцевой паз для сопряжения с фланцем, формируя кольцевую полость для размещения пружин. Пружины установлены в кольцевой полости и взаимодействуют с крышкой по кольцевой поверхности паза. An example of a specific implementation of the inventive device can serve as an explosive device equipped with MES. In accordance with the claimed utility model, the device includes a cylindrical body with a clamping aluminum cover and a persistent annular flange connected to the body of the explosive device. The hull is equipped with ПЗВС - composition OLD-20. MES contains plastisol, which acts as a binder and is formed by a liquid plasticizer and a polymer swelling in it of a polyacrylic series, a blasting explosive - HMX, and powdered aluminum. The composition is capable of deforming under intense compression without breaking the continuity. Equipment is carried out by pouring at normal temperature, followed by curing in the product. Initiation of the device is carried out on the end surface of the charge of the MES using a distributor. The distributor is made of inert material ABS-2020 and has a receiving detonation section made in the form of a hole filled with explosive composition. The distributor is glued to the charge of the MES using an adhesive based on epoxy resin. The receiving section is connected to the means of initiation. The presser cap is equipped with a temperature compensation system, which is a set of two plane wave springs made of steel 60С2А rigidly connected to each other by soldering. An annular groove is made in the thrust annular flange, and a corresponding annular groove is made on the outer surface of the cover for mating with the flange, forming an annular cavity for accommodating the springs. Springs are installed in the annular cavity and interact with the cover along the annular surface of the groove.

По результатам экспериментальных испытаний образцов изделий, снаряженных ПЗВС 4, сохранение боевых и эксплуатационных характеристик взрывного устройства в широком диапазоне эксплуатационных температур, обеспечивается термокомпенсатором, конструкция которого оптимизирована под конструкцию взрывного устройства и который выполнен в виде двух плоских волновых пружин 6, размещенных в кольцевой полости, сформированной состыкованными пазами крышки 3 и упорного фланца 2, и взаимодействующих с крышкой 3 по кольцевой поверхности паза. При увеличении объема заряда 4, пружины 6, взаимодействующие с крышкой 3 по поверхности ее кольцевого паза, сжимаются, а при уменьшении объема заряда 4 – выпрямляются, позволяя перемещаться крышке 3 в осевом направлении без отрыва ПЗВС от системы инициирования 5. According to the results of experimental tests of samples of products equipped with ПЗВС 4, the combat and operational characteristics of the explosive device in a wide range of operating temperatures are maintained by a temperature compensator, the design of which is optimized for the design of the explosive device and which is made in the form of two plane wave springs 6 located in the annular cavity, formed by the joined grooves of the cover 3 and the thrust flange 2, and interacting with the cover 3 along the annular surface of the groove. With an increase in the charge volume 4, the springs 6 interacting with the cover 3 along the surface of its annular groove are compressed, and with a decrease in the charge volume 4, they are straightened, allowing the cover 3 to be moved in the axial direction without separation of the MES from the initiation system 5.

Т.о., действие усилия сжатия системы температурной компенсации позволяет сохранить целостность пластизольного ВВ, обеспечить сохранение боевых качеств изделия во всем диапазоне эксплуатационных температур при уменьшении габаритов взрывного устройства.Thus, the action of the compression force of the temperature compensation system allows you to maintain the integrity of the plastisol explosive, to maintain the combat qualities of the product in the entire range of operating temperatures while reducing the dimensions of the explosive device.

Claims

An explosive device, comprising a housing with a charge of plastisol explosive composition placed in it, an initiation system with a receiving detonation section, made in an inert material, a pressure cap with a persistent annular flange mounted on the housing, equipped with a temperature compensation system based on a spring element, characterized in that an annular groove is made in the thrust annular flange, and a corresponding groove is made on the outer surface of the lid, forming an annular cavity, while as a spring one element or one of several mounted and rigidly connected annular plane wave springs placed in an annular cavity and interacting with the cover along the annular surface of the groove, the number of ring plane wave springs being chosen depending on the mass and characteristics of the composition used to charge the charge .