RU2127420C1

RU2127420C1 - Method of unloading of ammunition

Info

Publication number: RU2127420C1
Application number: RU97118528A
Authority: RU
Inventors: В.А. Алферов; В.В. Антипов; Е.В. Антонова; В.А. Бреннер; М.С. Воротилин; Г.Б. Гилик; Г.В. Калюжный; В.П. Купцов; Н.А. Макаровец; В.Ю. Сладков; Э.М. Соколов; А.Н. Чуков
Original assignee: Тульский государственный университет
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 1999-03-10

Abstract

FIELD: methods of unloading of ammunition subject to salvaging. SUBSTANCE: a high-speed water aerosol flow of liquid and flow of granules of carbonic acid are formed in the method by means of cooling of liquid carbonic acid by a flow of low-temperature air up to formation of a flow of granules. The formed flows are directed to the surface of the explosive, where, as a result of interaction of the high-speed flow of granules of carbonic acid and water aerosol flow, a microblast occurs on the surface of the explosive, by means of which the explosive gets destructed. EFFECT: enhanced capacity of cleaning of ammunition bodies from explosive and provision of safety, continuity and ecology of the ammunition unloading process, and reduced expenditures connected with the recovery of salvaged explosive for its further use in industry.

Description

Изобретение относится к способам расснаряжения боеприпасов (БП), подлежащих утилизации, и предназначено для извлечения компонентов взрывчатых веществ (ВВ), последующей их переработки в изделия и дальнейшего использования материалов конструкционных элементов и корпусов БП, очищенных от ВВ в народном хозяйстве. The invention relates to methods for the unloading of ammunition (BP) to be disposed of, and is intended for the extraction of components of explosives (EXPLOSIVES), their subsequent processing into products and the further use of materials of structural elements and enclosures of BP cleared of explosives in the national economy.

В качестве примера реализации извлечения ВВ из корпусов БП может служить способ расснаряжения [1], согласно которому осуществляют выплавление ВВ, содержащих алюминий, воздействуя теплоносителем, в виде солевых растворов при 80 - 130^oC.As an example of the implementation of the extraction of explosives from BP casings, a demilitarization method [1] can be used, according to which the melting of explosives containing aluminum is carried out by exposure to a coolant in the form of saline solutions at 80 - 130 ^o C.

Недостатком данного способа является сложность технологических операций по разделению теплоносителя и ВВ. The disadvantage of this method is the complexity of the technological operations for the separation of the coolant and explosives.

Прототипом изобретения является способ разрушения изделий из ВВ с одновременной утилизацией ВВ [2], по которому на поверхность изделия из ВВ подают рабочее тело и осуществляют последующую совместную переработку продуктов разрушения изделия из ВВ и рабочего тела в гранулы или отливки промышленного ВВ, при этом в качестве рабочего тела используют жидкую фазу или смесь жидкой и кристаллической фаз бризантных ВВ с целевыми добавками или без них. The prototype of the invention is a method of destruction of products from explosives with the simultaneous disposal of explosives [2], according to which a working fluid is fed to the surface of the product from explosives and subsequent joint processing of the products of destruction of the product from explosives and working fluid is carried out into granules or castings of industrial explosives, while as the working fluid use a liquid phase or a mixture of liquid and crystalline phases of blasting explosives with or without targeted additives.

Недостатком данного способа является то, что для разрушения заряда необходимо использовать в качестве рабочего тела бризантные вещества или смеси жидкой и кристаллической фаз. Разогретый поток жидкой фазы рабочего тела обеспечивает малую производительность процесса разрушения ВВ. Обеспечение же устойчивой смеси жидкой и кристаллической фаз при постоянном разогреве рабочего тела технически сложно реализовать, к тому же использование в качестве рабочего тела ВВ отрицательно сказывается на безопасности технологического процесса и создает определенные проблемы при последующем использовании ВВ, удаленного из корпуса БП, вследствие изменения свойств ВВ. Это неизбежно при использовании в качестве рабочего тела ВВ, отличных от утилизируемых. Использование в каждом случае в качестве рабочего тела ВВ, идентичных утилизируемым, невозможно по соображениям безопасности работ с высокочувствительными ВВ. Поэтому способ утилизации, соответствующий прототипу, может быть использован для утилизации только тротилосодержащих БП. Задачей настоящего изобретения является повышение производительности очистки корпусов БП от ВВ при обеспечении безопасности, непрерывности и экологичности процесса расснаряжения ВП и сокращение расходов на восстановление утилизируемого ВВ для дальнейшего повторного его использования в промышленности. The disadvantage of this method is that to destroy the charge it is necessary to use blasting substances or mixtures of liquid and crystalline phases as a working fluid. The heated flow of the liquid phase of the working fluid provides low productivity of the process of destruction of explosives. Providing a stable mixture of liquid and crystalline phases with constant heating of the working fluid is technically difficult to implement, moreover, the use of explosives as a working fluid adversely affects the safety of the process and creates certain problems with the subsequent use of explosives removed from the power supply unit due to changes in the properties of explosives . This is inevitable when using explosives other than utilized as a working fluid. In each case, the use of explosives identical to those utilized as a working fluid is impossible for safety reasons when working with highly sensitive explosives. Therefore, the disposal method corresponding to the prototype can be used for the disposal of only TNT-containing BP. The objective of the present invention is to increase the cleaning performance of the BP enclosures from explosives while ensuring the safety, continuity and environmental friendliness of the process for disassembling the VP and reducing the cost of restoring the utilized explosive for its further reuse in industry.

Поставленная задача решается тем, что в способе расснаряжения БП, по которому на поверхность ВВ подают скоростной поток жидкости, предварительно формируют водный аэрозольный поток, который смешивают с потоком гранул углекислоты в зоне взаимодействия потоков с поверхностью ВВ. Причем целесообразнее поток гранул углекислоты формировать путем эжекционного смешения охлажденного потока воздуха и жидкой углекислоты. The problem is solved in that in the method of unloading BP, by which a high-speed fluid flow is supplied to the explosive surface, an aqueous aerosol flow is preliminarily formed, which is mixed with the flow of carbon dioxide granules in the zone of interaction of the flows with the explosive surface. Moreover, it is more expedient to form the flow of carbon dioxide granules by ejection mixing of a cooled stream of air and liquid carbon dioxide.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлено устройство расснаряжения БП, содержащее камеру смешения 1, емкость 2 с жидкостью, подаваемой по каналу 3, нагнетатель 4 воздуха, камеру охлаждения 5, сопло Лаваля 6, диффузор 7, емкость 8 с жидкой углекислотой, которая подается по каналу 9, нагнетатель 10. Расснаряжаемый БП 11 установлен напротив диффузора 7 камеры охлаждения 5 вскрытым торцем ВВ 12, куда направлены сформированные поток гранул углекислоты 13 и аэрозольный поток жидкости 14. The invention is illustrated in the drawing, which shows a BP demarcation device comprising a mixing chamber 1, a container 2 with a liquid supplied through a channel 3, an air blower 4, a cooling chamber 5, a Laval nozzle 6, a diffuser 7, a container 8 with liquid carbon dioxide, which is supplied through channel 9, supercharger 10. The discharged PSU 11 is installed opposite the diffuser 7 of the cooling chamber 5 with the open end of explosive 12, where the formed stream of carbon dioxide granules 13 and the aerosol liquid stream 14 are directed.

Способ осуществляется следующим образом. Из емкости 2 по каналу 3 подается жидкость в камеру смешения 1, куда поступает скоростной поток воздуха из нагнетателя 4, происходит интенсивное смешение жидкости и газа. Сформированный водный аэрозольный поток 14 подается на поверхность ВВ 12. Одновременно воздух, сжатый в нагнетателе 10, подают через сопло Лаваля 6 в камеру охлаждения 5. В сопле Лаваля 6 воздух адиабатно расширяется с получением низкой температуры и сверхзвуковой скорости (до 300 - 500 м/с). Из емкости 8 по каналу 9 подают жидкую углекислоту в камеру охлаждения 5, где она испаряется при температуре -78^oC (давление 1 атм), жидкая углекислота за счет резкого расширения охлаждается (эффект Джоуля-Томсона) и переходит в кристаллическое состояние, а при эжекционном взаимодействии с потоком воздуха происходит более интенсивное образование потока мелких гранул углекислоты 13. Сформированный поток гранул через диффузор 7 подается на торцевую поверхность ВВ 12 расснаряжаемого БП 11 в точку приложения водной аэрозольной струи 14. В результате взаимодействия мельчайших аэрозольных капель воды с поверхностью гранул твердых частиц углекислоты происходит кристаллизация жидкости с образованием ледяной оболочки на поверхности гранул углекислоты, приводящая к увеличению объема воды, так как плотность льда ниже плотности воды. В то же время твердое ядро углекислоты данной оболочки резко нагревается (за счет аномально высокой теплоемкости воды), в результате происходит резкое выделение газообразной углекислоты. Под действием давления выделяемой газообразной углекислоты происходит разрушение микровзрывом ледяной оболочки жидкости на поверхности гранул углекислоты. Использование суммарного действия эффекта гранул углекислоты, приводящее к микровзрыву ледяной оболочки у поверхности ВВ, обеспечивает выполнение работы по разрушению (фрагментизации) снаряжения БП, что способствует интенсификации процесса вымывания заряда ВВ из корпуса БП.The method is as follows. From the tank 2 through the channel 3, liquid is supplied to the mixing chamber 1, where a high-speed air stream from the blower 4 enters, an intensive mixing of liquid and gas occurs. The formed water aerosol stream 14 is supplied to the surface of explosive 12. At the same time, air compressed in the supercharger 10 is fed through the Laval nozzle 6 to the cooling chamber 5. In the Laval nozzle 6, the air adiabatically expands to obtain a low temperature and supersonic speed (up to 300 - 500 m / with). From the container 8, liquid carbon dioxide is fed through channel 9 to the cooling chamber 5, where it evaporates at a temperature of -78 ^o C (pressure 1 atm), the liquid carbon dioxide is cooled due to a sharp expansion (Joule-Thomson effect) and goes into crystalline state, and when In an ejection interaction with the air stream, a more intensive formation of a stream of small carbonic acid granules 13 occurs. The formed granule flow through a diffuser 7 is supplied to the end surface of explosive 12 of the discharged BP 11 at the point of application of the water aerosol stream 14. As a result, interaction aerosol smallest water droplets to the surface of pellets of solid particles of carbon dioxide crystallizes liquid to form an ice shell on the surface of pellets of carbon dioxide, which leads to an increase in the volume of water, since the density below the density of water ice. At the same time, the solid carbon dioxide core of this shell heats up sharply (due to the abnormally high heat capacity of water), resulting in a sharp release of gaseous carbon dioxide. Under the influence of the pressure of the gaseous carbon dioxide released, the ice shell of the liquid is destroyed by microexplosion on the surface of the carbon dioxide granules. Using the total effect of the effect of carbon dioxide granules, which leads to microexplosion of the ice shell near the surface of the explosive, provides work on the destruction (fragmentation) of the equipment of the power supply, which contributes to the intensification of the process of washing out the charge of the explosive from the power supply.

Полученную в результате разрушения заряда смесь жидкости с частицами заряда собирают в резервуаре 15, жидкость очищают и очищенная вода используется для дальнейшего расснаряжения БП, что обеспечивает непрерывный цикл расснаряжения, а отфильтрованные ВВ направляют на дальнейшую переработку. The mixture of liquid with charge particles obtained as a result of the destruction of the charge is collected in the tank 15, the liquid is purified and the purified water is used for further demineralization of the BP, which ensures a continuous demilitarization cycle, and the filtered explosives are sent for further processing.

Преимущество предложенной технологии утилизации БП заключается в использовании, наряду с кинетической энергией взаимодействия ледяных гранул с зарядом ВВ, эффекта ударной волны от микровзрыва, при взаимодействии аэрозольного потока жидкости и потока гранул углекислоты, для разрушения заряда ВВ. Повышение эффективности разрушения заряда ВВ в данном случае будет обеспечиваться за счет получения большей кинетической энергии, величина которой пропорциональна массе высокоскоростных компонентов (ледяных гранул жидкости и гранул углекислоты). The advantage of the proposed BP disposal technology is the use, along with the kinetic energy of the interaction of ice granules with an explosive charge, the effect of a shock wave from microexplosion, in the interaction of an aerosol liquid flow and a stream of carbon dioxide granules, to destroy the explosive charge. An increase in the explosive charge destruction efficiency in this case will be ensured by obtaining greater kinetic energy, the value of which is proportional to the mass of high-speed components (ice granules of liquid and carbon granules).

Вместе с тем, воздействие гранул углекислоты на заряд ВВ носит инертный, с точки зрения химической реакции, характер, т.е. не приводит к изменениям химической формулы ВВ и, соответственно, к изменению его физических свойств. Удаление воды не вызывает трудностей и может быть достигнуто путем выпаривания, что имеет место при реализации технологического процесса утилизации посредством воздействия на снаряжение БП струей воды высокого давления. At the same time, the effect of carbon dioxide granules on the explosive charge is inert from the point of view of the chemical reaction, i.e. does not lead to changes in the chemical formula of explosives and, accordingly, to a change in its physical properties. The removal of water does not cause difficulties and can be achieved by evaporation, which takes place during the implementation of the disposal process by exposing the BP equipment to a high-pressure water jet.

Пример. Example.

Фугасный артиллерийский снаряд, подлежащий утилизации, калибра 203 мм, содержащий 23,4 кг тротила, вскрывали со стороны головной части путем ее отворачивания. Затем формировали скоростной поток жидкости и скоростной поток гранул углекислоты, концентрируя их на поверхности ВВ. В результате процесс расснаряжения осуществлялся за время менее минуты. Собранное ВВ отфильтровывалось и в неизменном химическом составе было готово к повторному использованию. A high-explosive artillery shell to be disposed of, 203 mm caliber, containing 23.4 kg of TNT, was opened from the side of the warhead by unscrewing it. Then, a high-speed fluid flow and a high-speed flow of carbon dioxide granules were formed, concentrating them on the explosive surface. As a result, the demapping process took less than a minute. The collected explosives were filtered off and in constant chemical composition was ready for reuse.

С помощью этого изобретения можно безопасно и экологически чисто с высокой производительностью утилизировать БП крупного калибра без существенных ограничений по типу, материалу и корпусов, зарядов ВВ и порохов. Using this invention, it is safe and environmentally friendly with high performance to dispose of large-caliber PSUs without significant restrictions on the type, material and bodies, explosive charges and gunpowder.

Источники информации
1. Патент RU N 2045744, МКИ 6 F 42 B 33/00, C 06 B 21/00. Способ расснаряжения боеприпасов. 1995.Sources of information
1. Patent RU N 2045744, MKI 6 F 42 B 33/00, C 06 B 21/00. Ammunition demilitarization method. 1995.

2. Патент RU N 2055824, МКИ 6 F 42 B 33/00, C 06 B 21/00. Способ разрушения изделий из взрывчатых веществ с одновременной утилизацией взрывчатых веществ. 1996. 2. Patent RU N 2055824, MKI 6 F 42 B 33/00, C 06 B 21/00. The method of destruction of products from explosives with the simultaneous disposal of explosives. 1996.

Claims

1. A method of demilitarizing ammunition, comprising supplying a high-speed fluid stream to the surface of an explosive, characterized in that a water aerosol stream is preliminarily formed, and a stream of carbon dioxide granules is fed into the zone of its interaction with the surface of the explosive.

2. The method according to claim 1, characterized in that the flow of carbon dioxide granules is formed by ejection mixing of a cooled stream of air and liquid carbon dioxide.