RU2134861C1 - Method and device for ammunition salvaging - Google Patents

Method and device for ammunition salvaging Download PDF

Info

Publication number
RU2134861C1
RU2134861C1 RU97109620A RU97109620A RU2134861C1 RU 2134861 C1 RU2134861 C1 RU 2134861C1 RU 97109620 A RU97109620 A RU 97109620A RU 97109620 A RU97109620 A RU 97109620A RU 2134861 C1 RU2134861 C1 RU 2134861C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ammunition
gas mixture
pressure
mixture
explosive
Prior art date
Application number
RU97109620A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97109620A (en
Inventor
Ю.В. Ольховский
И.М. Блинов
Б.Н. Смирнов
Original Assignee
Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики
Министерство Российской Федерации по атомной энергии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики, Министерство Российской Федерации по атомной энергии filed Critical Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики
Priority to RU97109620A priority Critical patent/RU2134861C1/en
Publication of RU97109620A publication Critical patent/RU97109620A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2134861C1 publication Critical patent/RU2134861C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: salvaging of armaments, applicable for extraction of explosives from ammunition bodies, as well as from solid-propellant jet engines, cumulative perforators, jet casing cutters, etc. SUBSTANCE: at salvaging of ammunition fitted with a solid propellant charge by the effect of shock wave formed at an explosion of fuel gas mixture surrounding the ammunition and being under the preset initial pressure the crushed mass is extracted. The initial pressure of fuel gas mixture is determined according to the dependence of the parameters of its detonation on the parameters of the initial state by the known procedure. Besides, the effect is accomplished repeatedly. The device for realization of this method has an explosion chamber hermetically joined to a bedplate communicating with the receiving section via a through hole and furnished with valves, component for initiation of mixture detonation and a gas valve for release of the explosion products, and an assembly for attachment of ammunition to the bedplate. EFFECT: expanded capacity, enhanced labour productivity and reduced cost. 6 cl, 5 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области утилизации вооружений и предназначено для извлечения взрывчатых материалов из корпусов боеприпасов: артснарядов, мин, авиабомб и т.п. с целью их переработки и использования в народном хозяйстве. Изобретение может быть применено также для расснаряжения твердотопливных реактивных двигателей, кумулятивных перфораторов, скважинных торпед и других подобных взрывных устройств, работающих на твердых взрывчатых веществах. The invention relates to the field of disposal of weapons and is intended for the extraction of explosive materials from the shells of ammunition: artillery shells, mines, bombs, etc. for the purpose of their processing and use in the national economy. The invention can also be applied to the demilitarization of solid propellant rocket engines, cumulative perforators, downhole torpedoes and other similar explosive devices operating on solid explosives.

В настоящее время известны различные технические решения, предназначенные для утилизации боеприпасов. Currently, various technical solutions for the disposal of ammunition are known.

Так, известен способ расснаряжения, основанный на выплавке заряда взрывчатого вещества за счет индукционного нагрева корпуса боеприпаса [1]. So, a demilitarization method is known, based on the smelting of an explosive charge due to induction heating of the ammunition body [1].

В [2] описан способ выплавки заряда путем воздействия на него нагретыми водными солевыми растворами. In [2], a method is described for smelting a charge by exposing it to heated aqueous saline solutions.

В соответствии со способом [3] извлечение производят растворением заряда при воздействии тротилрастворяющей жидкостью. In accordance with the method [3], the extraction is carried out by dissolving the charge when exposed to a trotyl solvent.

Однако все эти способы предназначены для утилизации боеприпасов, снаряженных лишь литьевыми взрывчатыми составами, основным компонентом которых является тротил, в то время как в боеприпасах используются и неплавкие взрывчатые вещества, для извлечения которых данные методы неприменимы. However, all these methods are intended for the disposal of ammunition equipped only with injection explosive compositions, the main component of which is TNT, while in the ammunition non-fusible explosives are also used, for the extraction of which these methods are not applicable.

Расснаряжение боеприпасов, содержащих как плавкие, так и неплавкие взрывчатые вещества обеспечивают способ и устройство, основанные на разделении корпуса боеприпаса высоконапорной струей жидкости при одновременном или последующем воздействии на взрывчатое вещество струей жидкости уменьшенного давления [4]. При этом производят дробление взрывчатого вещества и его вымывание из каморы боеприпаса с последующим улавливанием. Unloading ammunition containing both fusible and non-fusible explosives provides a method and device based on the separation of the munition shell by a high-pressure liquid jet while simultaneously or subsequently exposing the explosive to a liquid stream of reduced pressure [4]. At the same time, the explosive is crushed and washed out of the ammunition chamber, followed by trapping.

Данное техническое решение является достаточно универсальным, но для своей реализации требует использования уникального и чрезвычайно дорогостоящего оборудования, основанного на применении жидкостных насосов высокого давления и высоконапорной гидроструйной оснастки. К тому же, такое оборудование недолговечно и практически неприемлемо для массовой утилизации боеприпасов. This technical solution is quite universal, but for its implementation it requires the use of unique and extremely expensive equipment based on the use of high-pressure liquid pumps and high-pressure hydro-jet equipment. In addition, such equipment is short-lived and practically unacceptable for the mass disposal of ammunition.

Более доступным в реализации и обеспечивающим извлечение как плавких, так и неплавких взрывчатых материалов является техническое решение, описанное в [5] и принятое в качестве прототипа. Утилизация по данному техническому решению состоит во вскрытии каморы боеприпаса, дроблении взрывчатого вещества воздействием режущим инструментом и извлечении раздробленного материала подачей в камору сжатого воздуха. В процессе дробления осуществляют регулирование давления режущего инструмента путем его поджатия в осевом и радиальном направлениях. Наиболее близким для реализации способа и выбранным в качестве прототипа является устройство по патенту Российской Федерации под названием "Установка для расснаряжения боеприпасов" [5]. Устройство включает опорную плиту со сквозным отверстием, узел крепления боеприпаса, кинематический узел привода режущего инструмента, блок отсасывания раздробленной массы и приемную секцию. More affordable in the implementation and providing the extraction of both fusible and non-fusible explosive materials is the technical solution described in [5] and adopted as a prototype. Disposal according to this technical solution consists in opening the ammunition chamber, crushing the explosive with a cutting tool and extracting the crushed material by supplying compressed air to the chamber. In the crushing process, the pressure of the cutting tool is controlled by preloading it in axial and radial directions. The closest to the implementation of the method and selected as a prototype is a device according to the patent of the Russian Federation under the name "Installation for equipping ammunition" [5]. The device includes a base plate with a through hole, an ammunition attachment unit, a kinematic drive unit of the cutting tool, a fragmented mass suction unit, and a receiving section.

Однако хотя данный способ утилизации и не сопряжен с использованием дефицитного и дорогостоящего оборудования и труднодоступных материалов, он имеет серьезные недостатки, выражающиеся в ограниченности эксплуатационных возможностей. Для осуществления способа требуется довольно громоздкое устройство со сложными кинематическими связями, требующее постоянного проведения наладочных, профилактических и ремонтных работ. Способ применим практически лишь в стационарных (цеховых) условиях, характеризуется сравнительно низкой производительностью и высокой стоимостью работ. However, although this method of disposal does not involve the use of scarce and expensive equipment and hard-to-reach materials, it has serious drawbacks in terms of limited operational capabilities. To implement the method requires a rather bulky device with complex kinematic relationships, requiring constant adjustment, preventive and repair work. The method is applicable practically only in stationary (workshop) conditions, is characterized by a relatively low productivity and high cost of work.

Таким образом, заявляемое изобретение направлено на решение задачи по расширению эксплуатационных возможностей способа утилизации боеприпасов, повышении производительности и снижении стоимости работ. Технический результат при этом выражается в том, что воздействие на боеприпас осуществляется по всей его наружной поверхности, в результате чего внутри заряда взрывчатого вещества возникает интерференция движущихся в разных направлениях ударных волн и волн разрежения, что повышает эффективность дробления заряда. Thus, the claimed invention is aimed at solving the problem of expanding the operational capabilities of the method of disposal of ammunition, increasing productivity and reducing the cost of work. The technical result is expressed in the fact that the impact on the ammunition is carried out over its entire outer surface, as a result of which inside the explosive charge there is interference of shock waves and rarefaction waves moving in different directions, which increases the efficiency of charge fragmentation.

Это достигается за счет того, что в способе утилизации боеприпасов, снаряженных зарядом твердого взрывчатого вещества, включающем вскрытие каморы боеприпаса, дробление заряда взрывчатого вещества и извлечение раздробленной массы, согласно изобретению, дробление осуществляют воздействием ударной волны, образующейся при взрыве окружающей боеприпас и находящейся при заданном начальном давлении горючей газовой смеси. При этом предварительно определяют прочность взрывчатого вещества заряда, по ее величине находят необходимое для дробления давление в воздействующей ударной волне, а начальное давление горючей газовой смеси определяют по зависимости параметров ее детонации от параметров начального состояния, используя для этого соотношение
P = Po+{1-(C 2 o /D2)}•ρoD2/(k+1),
где P - давление в ударной волне,
P0 - начальное давление газовой смеси,
C0 - скорость звука в газовой смеси в начальном состоянии,
D - скорость детонации смеси,
ρo - начальная плотность газовой смеси,
k - отношение теплоемкости газовой смеси при постоянном давлении к теплоемкости газовой смеси при постоянном объеме.
This is achieved due to the fact that in the method of disposal of ammunition equipped with a solid explosive charge, including opening the ammunition chamber, crushing the explosive charge and extracting the fragmented mass, according to the invention, the crushing is carried out by the shock wave generated during the explosion of the surrounding ammunition and at a given initial pressure of the combustible gas mixture. In this case, the strength of the explosive substance of the charge is preliminarily determined, the pressure necessary for crushing in the acting shock wave is found by its value, and the initial pressure of the combustible gas mixture is determined by the dependence of its detonation parameters on the parameters of the initial state, using the relation
P = P o + {1- (C 2 o / D 2 )} • ρ o D 2 / (k + 1),
where P is the pressure in the shock wave,
P 0 is the initial pressure of the gas mixture,
C 0 - the speed of sound in the gas mixture in the initial state,
D is the detonation velocity of the mixture,
ρ o - the initial density of the gas mixture,
k is the ratio of the heat capacity of the gas mixture at constant pressure to the heat capacity of the gas mixture at a constant volume.

Воздействие осуществляют неоднократно, горючую газовую смесь получают на месте ее применения смешиванием во взрывоспособном соотношении горючего газа и газа-окислителя, а также получают ее при стехиометрическом соотношении горючего газа и газа-окислителя. The exposure is carried out repeatedly, the combustible gas mixture is obtained at the place of its application by mixing in the explosive ratio of combustible gas and oxidizing gas, and also receive it at a stoichiometric ratio of combustible gas and oxidizing gas.

Для реализации способа устройство для утилизации боеприпасов, снаряженных зарядом твердого взрывчатого вещества, содержащее опорную плиту со сквозным отверстием, узел крепления боеприпаса и приемную секцию для взрывчатого вещества, согласно изобретению, снабжено взрывной камерой, герметично сочлененной с опорной плитой, сообщающейся с приемной секцией через сквозное отверстие и оснащенной трубопроводной арматурой подачи внутрь компонентов горючей газовой смеси, элементом инициирования детонации смеси и газовым вентилем стравливания продуктов взрыва, а узел крепления боеприпаса снабжен элементом герметизации соединения боеприпаса с опорной плитой. To implement the method, a device for disposing of ammunition equipped with a solid explosive charge containing a base plate with a through hole, an ammunition attachment unit and a receiving section for explosive according to the invention is equipped with an explosive chamber sealed to the base plate in communication with the receiving section through the through hole and equipped with pipeline fittings for supplying components of a combustible gas mixture, an element for initiating detonation of the mixture and a gas valve Ia explosion products, and munition mounting assembly is provided with a sealing compound munition element to the base plate.

Именно снабжение устройства взрывной камерой, герметично сочлененной с опорной плитой и имеющей трубопроводную арматуру подачи внутрь компонентов горючей газовой смеси и элемент инициирования детонации смеси, и снабжение узла крепления боеприпаса элементом герметизации соединения боеприпаса с опорной плитой обеспечивают возможность образования вокруг утилизируемого боеприпаса заряда газообразного взрывчатого вещества в виде горючей газовой смеси требуемого состава под требуемым начальным давлением и последующее воздействие на боеприпас ударной волной, образующейся при взрыве этой смеси. При этом осуществляется ударно-волновое воздействие на боеприпас по всей его наружной поверхности и реализуется интерференция ударных волн и волн разрежения внутри заряда взрывчатого вещества, повышающая эффективность дробления. Кроме того, снабжение взрывной камеры газовым вентилем стравливания продуктов взрыва дает возможность производить воздействие неоднократно без отсоединения взрывной камеры от опорной плиты. Это позволяет сделать вывод, что заявляемые способ и устройство связаны между собой единым изобретательским замыслом. It is the supply of the device with an explosive chamber sealed to the base plate and having pipe fittings for supplying the components of the combustible gas mixture and an element for initiating detonation of the mixture, and the supply of the attachment unit of the munition with the sealing element of the connection between the munition and the base plate that makes it possible to form a charge of gaseous explosive around the utilized munition in the form of a combustible gas mixture of the required composition under the required initial pressure and subsequent impact on ammunition by the shock wave generated by the explosion of this mixture. In this case, a shock-wave effect on the ammunition is carried out over its entire outer surface and interference of the shock waves and rarefaction waves inside the explosive charge is realized, which increases the crushing efficiency. In addition, the supply of the blast chamber with a gas valve for bleeding the products of the explosion makes it possible to effect repeatedly without disconnecting the blast chamber from the base plate. This allows us to conclude that the claimed method and device are interconnected by a single inventive concept.

Сопоставительный анализ заявляемых изобретений и прототипа позволил выявить новую совокупность существенных признаков, обусловленных изменением как приемов способа утилизации боеприпасов, так и конструкции используемого для реализации способа устройства. Таким образом, заявляемые объекты отвечают критерию "Новизна". A comparative analysis of the claimed inventions and the prototype revealed a new set of essential features, due to a change in both the methods of the disposal of ammunition and the design used to implement the method of the device. Thus, the claimed objects meet the criterion of "Novelty."

Сущность решения иллюстрируют приведенные рисунки. The essence of the solution is illustrated by the figures.

На фиг. 1 дано устройство для реализации способа с установленным в нем боеприпасом. In FIG. 1 shows a device for implementing the method with the installed ammunition.

На фиг. 2 - заполнение взрывной камеры устройства компонентами горючей газовой смеси. In FIG. 2 - filling the explosive chamber of the device with components of a combustible gas mixture.

На фиг. 3 - инициирование детонации смеси во взрывной камере. In FIG. 3 - initiation of detonation of the mixture in the explosive chamber.

На фиг. 4 - дробление заряда взрывчатого вещества боеприпаса ударной волной и высыпание раздробленной массы в приемную секцию. In FIG. 4 - crushing the explosive charge of the ammunition by the shock wave and pouring the crushed mass into the receiving section.

На фиг. 5 - график зависимости давления в ударной волне от начального давления для стехиометрической водородо-кислородной смеси (гремучего газа). In FIG. 5 is a graph of the pressure in the shock wave versus the initial pressure for a stoichiometric hydrogen-oxygen mixture (explosive gas).

Устройство (фиг. 1) для утилизации боеприпасов по заявляемому способу состоит из опорной плиты 1 со сквозным отверстием 2, узла крепления боеприпаса 3, включающего упорное кольцо 4, элемент герметизации 5 и элемент прижима 6, взрывной камеры 7, сочлененной через уплотнительную прокладку 8 герметично с опорной плитой 1 и оснащенной трубопроводной арматурой подачи компонентов горючей газовой смеси, включающей газовый вентиль 9 подачи горючего газа, газовый вентиль 10 подачи газа-окислителя и контрольный газовый манометр 11, элементом инициирования детонации 12 и газовым вентилем 13 стравливания продуктов взрыва, и приемной секции 14 с извлекаемой емкостью 15. The device (Fig. 1) for the disposal of ammunition according to the claimed method consists of a base plate 1 with a through hole 2, an attachment unit for the ammunition 3, including a thrust ring 4, a sealing element 5 and a clamping element 6, an explosive chamber 7, jointed through a gasket 8 hermetically with a base plate 1 and equipped with pipeline fittings for supplying components of a combustible gas mixture, including a gas valve 9 for supplying combustible gas, a gas valve 10 for supplying an oxidizing gas and a control gas manometer 11, an initiation element I detonation 12 and a gas valve 13 venting products of the explosion, and the receiving section 14 with an extractable tank 15.

Взрывная камера 7 изготавливается, как правило, из металла и может иметь цилиндрическую, сферическую, коробчатую или другую подходящую форму требуемого объема. К опорной плите 1 камера крепится с помощью болтов, гидроприжимов или кривошипных замыкающих элементов (на рисунке не показаны). The blasting chamber 7 is usually made of metal and may have a cylindrical, spherical, box-shaped or other suitable shape of the required volume. The camera is attached to the base plate 1 using bolts, hydraulic clamps or crank locking elements (not shown in the figure).

Элемент герметизации 5 узла крепления боеприпаса наряду с прокладкой 8 в опорной плите 1 служит для обеспечения герметичной изоляции внутреннего объема камеры от окружающей среды, а также для предотвращения попадания горючей газовой смеси внутрь вскрытой зарядной каморы боеприпаса. Материалом элемента 5 может служить обычная или вакуумная резина, вакуумная замазка или высоковязкая консистентная смазка. The sealing element 5 of the ammunition attachment node, along with the gasket 8 in the base plate 1, serves to ensure hermetic isolation of the internal volume of the chamber from the environment, as well as to prevent the penetration of combustible gas mixture into the opened charging chamber of the ammunition. The material of element 5 can be conventional or vacuum rubber, vacuum putty, or highly viscous grease.

В качестве газовых вентилей 9 и 10 подачи компонентов горючей газовой смеси и вентиля 13 стравливания продуктов взрыва могут быть использованы газовые вентили ВК-86. В качестве элемента инициирования детонации 12 - высоковольтная автомобильная свеча зажигания А17ДВ, Ф20Д-1 и др. В качестве контрольного манометра давления 11 - газовый манометр МВШО-20. VK-86 gas valves can be used as gas valves 9 and 10 for supplying components of a combustible gas mixture and valve 13 for venting explosion products. As an element for initiating detonation 12, a high-voltage automobile spark plug A17DV, F20D-1, etc. As a control pressure gauge 11, a gas pressure gauge MVShO-20.

Осуществляют способ следующим образом. The method is carried out as follows.

Перед началом работ выбирают для использования горючую газовую смесь. Выбирают наиболее подходящие горючий газ и газ-окислитель. В качестве горючего газа могут использоваться относительно недорогостоящие водород (H2), метан (CH4), ацетилен (C2H2), этилен (C2H4), пропилен (C3H6), пропан (C3H8), бутан (C4H10) и др. В качестве газа-окислителя - кислород или атмосферный воздух. Основанием для выбора тех или иных газов могут служить требуемая калорийность смеси, нетоксичность, доступность приобретения в необходимом количестве и т.п. Для выбранных газов по справочной литературе, например, [6], определяют процентное содержание горючего газа в смеси, обеспечивающее ее надежное взрывчатое превращение. Концентрационные пределы взрываемости смеси горючих газов с кислородом или воздухом в настоящее время достаточно хорошо известны. В таблице приведены данные по концентрационным пределам взрываемости для наиболее распространенных горючих газов (см. таблицу в конце описания).Before starting work, a combustible gas mixture is selected for use. The most suitable combustible gas and oxidizing gas are selected. The fuel gas used can be relatively inexpensive hydrogen (H 2 ), methane (CH 4 ), acetylene (C 2 H 2 ), ethylene (C 2 H 4 ), propylene (C 3 H 6 ), propane (C 3 H 8 ), butane (C 4 H 10 ), etc. Oxygen or atmospheric air is used as an oxidizing gas. The basis for the selection of certain gases can be the required caloric content of the mixture, non-toxicity, availability of acquisition in the required quantity, etc. For selected gases from the reference literature, for example, [6], determine the percentage of combustible gas in the mixture, ensuring its reliable explosive conversion. The explosive concentration limits of a mixture of combustible gases with oxygen or air are currently well known. The table shows the data on the concentration limits of explosiveness for the most common combustible gases (see table at the end of the description).

Данные свидетельствуют о взрывоспособности смесей в широком диапазоне варьирования их компонентов. The data indicate the explosiveness of the mixtures in a wide range of variation of their components.

Исследуют подлежащую утилизации партию боеприпасов и определяют прочность на сжатие взрывчатого вещества заряда. Прочность определяют либо по технической документации на данные боеприпасы, либо путем проведения соответствующих прочностных испытаний. Investigate the batch of ammunition to be disposed of and determine the compressive strength of the explosive charge. Strength is determined either by the technical documentation for these ammunition, or by conducting appropriate strength tests.

Определяют по прочности взрывчатого вещества необходимое для его дробления давление в ударной волне (берут его равным пределу прочности взрывчатого вещества на сжатие или несколько большим этой величины). Давление в ударной волне зависит от состава смеси, соотношения ее компонентов, начального давления и определяется известным из физики взрыва [6] выражением
P = Po+{1-(C 2 o /D2)}•ρoD2/(k+1),
где: P - давление в ударной волне,
P0 - начальное давление газовой смеси,
C0 - скорость звука в газовой смеси в начальном состоянии,
D - скорость детонации смеси,
ρo - начальная плотность газовой смеси,
k - отношение теплоемкости газовой смеси при постоянном давлении к теплоемкости газовой смеси при постоянном объеме.
The strength of the explosive is determined by the pressure in the shock wave necessary for its crushing (it is taken equal to the compressive strength of the explosive or slightly larger than this value). The pressure in the shock wave depends on the composition of the mixture, the ratio of its components, the initial pressure and is determined by the expression known from explosion physics [6]
P = P o + {1- (C 2 o / D 2 )} • ρ o D 2 / (k + 1),
where: P is the pressure in the shock wave,
P 0 is the initial pressure of the gas mixture,
C 0 - the speed of sound in the gas mixture in the initial state,
D is the detonation velocity of the mixture,
ρ o - the initial density of the gas mixture,
k is the ratio of the heat capacity of the gas mixture at constant pressure to the heat capacity of the gas mixture at a constant volume.

По требуемой для дробления взрывчатого вещества величине давления в ударной волне P в соответствии с вышеприведенным соотношением определяют для выбранной газовой смеси ее начальное давление P0 (давление перед возбуждением детонации). Значения C0, D, k при проведении вычислений берут из соответствующей справочной литературы, например, [6] . Для практического удобства зависимость P(P0) для конкретной газовой смеси может быть построена в табличном или графическом виде, например, как показано на фиг. 5. Определение величины P0 в производственных условиях при этом значительно упрощается.The pressure in the shock wave P required for crushing the explosive in accordance with the above ratio determines its initial pressure P 0 (pressure before detonation) for the selected gas mixture. The values of C 0 , D, k during the calculations are taken from the corresponding reference literature, for example, [6]. For practical convenience, the dependence P (P 0 ) for a particular gas mixture can be constructed in tabular or graphical form, for example, as shown in FIG. 5. The determination of the value of P 0 in a production environment is greatly simplified.

Таким образом находят состав и необходимое общее начальное давление горючей газовой смеси. Thus, the composition and the necessary total initial pressure of the combustible gas mixture are found.

По процентному содержанию газов в смеси и общему ее начальному давлению определяют парциальное давление каждого из газов в создаваемом ими давлении P0. (Например, если общее начальное давление смеси P = 5 атм, а ее состав: 66% горючего газа + 34% газа-окислителя, то давление горючего газа в смеси должно составлять 3,3 атм, а газа-окислителя - 1,7 атм.)
(Требуемое начальное давление горючей газовой смеси может быть определено и чисто эмпирическим путем. Для этого предварительно проводят серию экспериментов с варьированием начального давления смеси и определяют величину давления, при которой происходит приемлемое дробление заряда взрывчатого вещества воздействием образующейся при детонации смеси ударной волны).
By the percentage of gases in the mixture and its total initial pressure, the partial pressure of each gas in the pressure P 0 created by them is determined. (For example, if the total initial pressure of the mixture is P = 5 atm, and its composition is 66% of combustible gas + 34% of the oxidizing gas, then the pressure of the combustible gas in the mixture should be 3.3 atm, and the oxidizing gas - 1.7 atm .)
(The required initial pressure of the combustible gas mixture can be determined purely empirically. To do this, a series of experiments is carried out with a variation of the initial pressure of the mixture and the pressure value is determined at which an acceptable fragmentation of the explosive charge occurs by the action of the shock wave generated during detonation).

Боеприпас со вскрытой зарядной каморой устанавливают на опорную плиту 1 в упорное кольцо 4 вертикально, вскрытой стороной вниз (фиг. 1). С помощью элемента прижима 6 фиксируют боеприпас. Устанавливают на опорную плиту 1 взрывную камеру 7 и сочленяют ее с плитой с помощью болтов, гидроприжимов и т.п. (на рисунке не показаны). Элемент 5 и прокладка 8 обеспечивают при этом герметичность изоляции внутреннего объема камеры от окружающей среды. Ammunition with an opened charging chamber is installed on the base plate 1 in the thrust ring 4 vertically, opened side down (Fig. 1). Using the clamp element 6, the ammunition is fixed. An explosive chamber 7 is mounted on the base plate 1 and articulated with the plate using bolts, hydraulic clamps, etc. (not shown in the figure). The element 5 and the gasket 8 provide a tight seal of the internal volume of the chamber from the environment.

Через газовый вентиль 9, соединенный посредством дюритового шланга с газовой магистралью или баллоном со сжатым газом, заполняют взрывную камеру горючим газом под требуемым давлением (фиг. 2). Через газовый вентиль 10, соединенный также посредством дюритового шланга с газовой магистралью, баллоном со сжатым газом или воздушным компрессором, заполняют взрывную камеру под требуемым давлением газом-окислителем. Давление газов задают с помощью внешних газовых редукторов и контролируют с помощью газового манометра 11. Суммарное давление газов составляет величину P0. Последовательность заполнения взрывной камеры газами может быть любой: сперва горючим газом, а затем - газом-окислителем, либо сперва газом-окислителем, а затем - горючим газом.Through the gas valve 9, connected by means of a dyurit hose to the gas line or a cylinder with compressed gas, the blast chamber is filled with combustible gas at the required pressure (Fig. 2). Through the gas valve 10, also connected via a dyurite hose to the gas line, a compressed gas cylinder or an air compressor, the explosive chamber is filled under the required pressure with an oxidizing gas. The gas pressure is set using external gas pressure regulators and controlled using a gas pressure gauge 11. The total gas pressure is P 0 . The sequence for filling the blast chamber with gases can be any: first with combustible gas, and then with an oxidizing gas, or first with an oxidizing gas, and then with combustible gas.

После заполнения камеры 7 газовыми компонентами и получения горючей газовой смеси требуемого состава под требуемым начальным давлением производят инициирование детонации смеси (фиг. 3). Для этого на элемент инициирования 12 подают импульс высокого напряжения. Внутри камеры 7 происходит высоковольтный электрический разряд, возбуждающий детонацию. After filling the chamber 7 with gas components and obtaining a combustible gas mixture of the required composition under the required initial pressure, detonation of the mixture is initiated (Fig. 3). For this, a high voltage pulse is supplied to the initiation element 12. Inside the chamber 7 there is a high-voltage electric discharge that excites detonation.

Ударная волна через корпус боеприпаса воздействует на заряд взрывчатого вещества и производит его дробление (фиг. 4). Раздробленная масса через отверстие 2 в опорной плите 1 высыпается в емкость 15 приемной секции 14. The shock wave through the shell of the munition affects the explosive charge and crushes it (Fig. 4). The crushed mass through the hole 2 in the base plate 1 is poured into the tank 15 of the receiving section 14.

Открывают газовый вентиль 13 и стравливают из взрывной камеры 7 продукты взрыва. Извлекают емкость 15 и удаляют раздробленное взрывчатое вещество. Отсоединяют от опорной плиты 1 взрывную камеру 7 и освобождают из узла крепления пустой корпус боеприпаса. Open the gas valve 13 and pit the explosion products from the blast chamber 7. The container 15 is removed and the fragmented explosive is removed. The explosive chamber 7 is disconnected from the base plate 1 and the empty ammunition casing is released from the attachment point.

Если после единичного воздействия не произошло дробления заряда или степень дробления оказалась недостаточной для полного высыпания раздробленной массы из каморы снаряда, то воздействие может быть оказано повторно или даже несколько раз. Для этого не требуется отсоединять взрывную камеру от опорной плиты, а лишь необходимо после предыдущего подрыва стравить продукты детонации, заполнить камеру свежей горючей газовой смесью и снова произвести подрыв. If, after a single exposure, no fragmentation of the charge occurred or the degree of fragmentation was insufficient to completely pour out the fragmented mass from the projectile chamber, then the effect can be repeated or even several times. For this, it is not necessary to disconnect the explosive chamber from the base plate, but only after the previous detonation, detonate the products of detonation, fill the chamber with fresh combustible gas mixture and again undermine.

Здесь описана работа устройства на примере утилизации единичного боеприпаса. В реальном устройстве за один подрыв может производиться извлечение взрывчатого вещества одновременно из нескольких взаимно идентичных боеприпасов. Суть заявляемого решения при этом не меняется, последовательность операций сохраняется такой же. Here, the operation of the device is described by the example of the disposal of a single munition. In a real device, explosives can be extracted simultaneously from several mutually identical munitions in one blast. The essence of the proposed solution does not change, the sequence of operations remains the same.

Путем варьирования P0 (за счет простого повышения или понижения начального давления компонентов газовой смеси во взрывной камере 7) могут реализовываться давления в ударной волне до десятков и сотен атмосфер и создаваться тем самым необходимые условия для эффективного дробления сравнительно низкопрочного материала, каким является химическое взрывчатое вещество.By varying P 0 (due to a simple increase or decrease in the initial pressure of the components of the gas mixture in the explosive chamber 7), pressures in the shock wave of up to tens and hundreds of atmospheres can be realized and thereby create the necessary conditions for efficient crushing of a relatively low-strength material, such as a chemical explosive .

Кроме того, воздействие на боеприпас осуществляется по всей его наружной поверхности. В результате, внутри заряда взрывчатого вещества возникает интерференция движущихся в разных направлениях ударных волн и волн разрежения. Эффективность дробления при этом дополнительно возрастает. In addition, the impact on the ammunition is carried out over its entire outer surface. As a result, interference of the shock waves and rarefaction waves moving in different directions occurs inside the explosive charge. The crushing efficiency is further increased.

Данный способ утилизации является к тому же относительно безопасным с точки зрения взрыва боеприпаса. Для дробления ВВ достаточно давления лишь в десятки атмосфер, тогда как для возбуждения детонации требуется давление в воздействующей ударной волне в десятки тысяч атмосфер, т.е. на три порядка большей величины. This disposal method is also relatively safe from the point of view of an ammunition explosion. For crushing an explosive, a pressure of only tens of atmospheres is sufficient, while for excitation of detonation, a pressure in the acting shock wave of tens of thousands of atmospheres is required, i.e. three orders of magnitude larger.

Заявляемые технические решения позволяют упростить процесс извлечения взрывчатого вещества из боеприпаса, повысить автономность способа и широко использовать его в нестационарных, в том числе и полигонных условиях. The claimed technical solutions can simplify the process of extracting explosives from ammunition, increase the autonomy of the method and widely use it in non-stationary, including polygon conditions.

Пример конкретного осуществления способа
Использовали в качестве утилизируемого боеприпаса артиллерийский снаряд калибра 152 мм, снаряженный разрывным зарядом из аммотола 80/20.
An example of a specific implementation of the method
An artillery shell of 152 mm caliber, equipped with a bursting charge of 80/20 ammotol, was used as a utilized munition.

По технической документации определили, что аммотол 80/20 имеет предел прочности на сжатие σв= 56 кгс/см2.
После извлечения взрывателя вскрыли зарядную камору снаряда, удалив привинтную головку.
For technical documentation determined that Amatol 80/20 has a compressive strength σ in = 56 kgf / cm 2.
After removing the fuse, the shell of the projectile was opened, removing the screw head.

Выбрали в качестве горючей газовой смеси стехиометрическую водородо-кислородную смесь (2H2 + O2 - гремучий газ). Процентный состав смеси: 66% водорода + 34% кислорода.A stoichiometric hydrogen-oxygen mixture (2H 2 + O 2 — explosive gas) was selected as a combustible gas mixture. The percentage composition of the mixture: 66% hydrogen + 34% oxygen.

Определили по прочности взрывчатого вещества заряда необходимое для дробления давление в воздействующей ударной волне. Взяли его равным P = 70 атм, т.е. несколько большим предела прочности σв= 56 кгс/см2.
По аналитической зависимости параметров детонации газовых смесей от параметров начального состояния [6] построили для гремучего газа график зависимости давления в детонационной волне от начального давления - P(P0), приведенной на фиг. 5.
We determined by the explosive strength of the charge the pressure necessary for crushing in the acting shock wave. We took it equal to P = 70 atm, i.e. somewhat larger tensile strength σ in = 56 kgf / cm 2 .
Based on the analytical dependence of the detonation parameters of gas mixtures on the parameters of the initial state [6], a graph of the dependence of the pressure in the detonation wave on the initial pressure — P (P 0 ) shown in FIG. 5.

По величине требуемого давления в ударной волне P = 70 атм с использованием построенного графика (фиг. 5) определили необходимое начальное давление смеси P0 (показано на графике стрелками). Получили P0 ≈ 5 атм.Using the value of the required pressure in the shock wave P = 70 atm using the constructed graph (Fig. 5), we determined the required initial pressure of the mixture P 0 (shown in the graph by arrows). Received P 0 ≈ 5 atm.

Установили снаряд на опорную плиту герметично в узел крепления вертикально, вскрытой частью вниз. The projectile was mounted on the base plate hermetically in the attachment point vertically, opened part down.

Установили на опорную плиту цилиндрическую взрывную камеру с внутренним объемом 0,27 м3 и через резиновую прокладку герметично соединили ее с плитой с помощью 12 болтов М24.A cylindrical explosive chamber with an internal volume of 0.27 m 3 was mounted on the base plate and hermetically connected to the plate through a rubber gasket using 12 M24 bolts.

Снабдили камеру двумя газовыми вентилями ВК-86 подачи компонентов горючей газовой смеси, газовым манометром давления МВШО-20, высоковольтной свечой зажигания А17ДВ и вентилем стравливания продуктов взрыва ВК-86. The chamber was equipped with two gas valves VK-86 for supplying components of a combustible gas mixture, a gas pressure gauge MVShO-20, a high-voltage spark plug A17DV and a valve for venting the products of the VK-86 explosion.

Один из газовых вентилей с помощью дюритового шланга соединили с баллоном со сжатым кислородом. One of the gas valves was connected using a dyurite hose to a compressed oxygen cylinder.

Осуществили продувку взрывной камеры кислородом. The blast chamber was purged with oxygen.

Заполнили камеру кислородом до давления 1,7 атм. The chamber was filled with oxygen to a pressure of 1.7 atm.

Соединили второй газовый вентиль с помощью дюритового шланга с баллоном со сжатым водородом. The second gas valve was connected using a dyurite hose with a compressed hydrogen cylinder.

Заполнили взрывную камеру водородом до суммарного давления 5 атм (доля водорода в общем давлении - 3,3 атм). The blast chamber was filled with hydrogen to a total pressure of 5 atm (the proportion of hydrogen in the total pressure was 3.3 atm).

Контроль давления во взрывной камере осуществляли с помощью газового манометра МВШО-20. The pressure in the blast chamber was monitored using a MVShO-20 gas manometer.

Во взрывной камере образовалась стехиометрическая водородо-кислородная смесь состава 2:1 (2H2 + O2).A stoichiometric hydrogen-oxygen mixture of 2: 1 (2H 2 + O 2 ) was formed in the explosive chamber.

На свечу зажигания А17ДВ, соединенную радиочастотным кабелем РК-75-4-11 с генератором высоковольтных импульсов, подали импульс напряжения 6 кВ. A 6 kV voltage pulse was applied to the A17DV spark plug connected by a radio frequency cable RK-75-4-11 with a high-voltage pulse generator.

В полости взрывной камеры произошел высоковольтный разряд. Возбудилась детонация смеси с давлением во фронте волны ~70 атм. A high voltage discharge has occurred in the cavity of the explosive chamber. The detonation of the mixture with a pressure in the wave front of ~ 70 atm was excited.

Ударная волна через стенку снаряда воздействовала на заряд взрывчатого вещества и произвела его дробление (фиг.4). Раздробленная масса через отверстие в опорной плите высыпалась из каморы снаряда в извлекаемую емкость приемной секции. The shock wave through the wall of the projectile acted on the explosive charge and crushed it (figure 4). The crushed mass through a hole in the base plate poured out of the projectile chamber into the extractable capacity of the receiving section.

Открыли вентиль стравливания продуктов взрыва и стравили из взрывной камеры газообразные продукты детонации смеси. При взрыве образовались нетоксичные продукты детонации, состоящие в основном из паров воды H2O, гидроксильной группы OH, атомарных и молекулярных кислорода и водорода: O, H, O2, H2.The valve for venting the explosion products was opened and the gaseous products of detonation of the mixture were vented from the explosion chamber. The explosion produced non-toxic detonation products, consisting mainly of water vapor H 2 O, hydroxyl group OH, atomic and molecular oxygen and hydrogen: O, H, O 2 , H 2 .

Извлекли емкость и удалили раздробленное взрывчатое вещество. The container was removed and the fragmented explosive was removed.

При использовании данного способа приготовление взрывчатого вещества (горючей газовой смеси), при взрыве которого образуется воздействующая ударная волна, производится непосредственно на месте его применения. Само приготовление смеси, а также доставка и хранение ее компонентов являются сравнительно безопасными процедурами. Образующаяся при взрыве газовых смесей ударная волна безопасна с точки зрения возбуждения детонации бризантных взрывчатых веществ, какими обычно снаряжены боеприпасы. К тому же сжатые горючие газы, сжатые кислород или воздух, имеют относительно невысокую стоимость их производства и содержания. Все это делает данный способ более экономичным и безопасным и открывает дополнительные возможности для более широкого его использования. When using this method, the preparation of an explosive substance (combustible gas mixture), the explosion of which produces an impact shock wave, is carried out directly at the place of its use. The preparation of the mixture itself, as well as the delivery and storage of its components are relatively safe procedures. The shock wave generated during the explosion of gas mixtures is safe from the point of view of exciting detonation of blasting explosives, which are usually equipped with ammunition. In addition, compressed combustible gases, compressed oxygen or air, have a relatively low cost of their production and content. All this makes this method more economical and safe and opens up additional opportunities for its wider use.

По сравнению с известными техническими решениями аналогичного назначения заявляемый объект не требует проведения опасных подготовительных работ, экологически безвреден, не сопряжен с необходимостью применения громоздкого и дорогостоящего оборудования и может быть использован как в стационарных, так и в полигонных условиях, что делает его более отвечающим условиям высоких технологий. Compared with the known technical solutions for a similar purpose, the claimed object does not require hazardous preparatory work, is environmentally friendly, does not involve the use of bulky and expensive equipment and can be used both in stationary and in landfill conditions, which makes it more suitable for high technology.

Литература
1. Патент России N 2045743, кл. F 42 B 33/00, C 06 B 21/00, опубл. 10.10.95 г.
Literature
1. Patent of Russia N 2045743, cl. F 42 B 33/00, C 06 B 21/00, publ. 10/10/95 g

2. Патент России N 2045744, кл. F 42 B 33/00, C 06 B 21/00, опубл. 10.10.95 г. 2. Patent of Russia N 2045744, cl. F 42 B 33/00, C 06 B 21/00, publ. 10/10/95 g

3. Патент России N 2031896, кл. F 42 B 33/00, C 06 B 21/00, опубл. 27.03.95 г. 3. Patent of Russia N 2031896, cl. F 42 B 33/00, C 06 B 21/00, publ. 03/27/95

4. Патент Германии N 4128703, кл. F 42 B 33/06, B 08 B 3/02, опубл. 04.03.93 г. 4. German patent N 4128703, cl. F 42 B 33/06, B 08 B 3/02, publ. 03/04/93

5. Патент России N 2046284, кл. F 42 B 33/00, 33/06, C 06 B 21/00, опубл. 20.10.95 г. - прототип. 5. Patent of Russia N 2046284, cl. F 42 B 33/00, 33/06, C 06 B 21/00, publ. 10.20.95, the prototype.

6. К.П. Станюкович Физика взрыва, изд. 2-е. М.: Наука, 1975. 6. K.P. Stanyukovich Explosion Physics, ed. 2nd. M .: Nauka, 1975.

Claims (6)

1. Способ утилизации боеприпасов, снаряженных зарядом твердого взрывчатого вещества, включающий вскрытие камеры боеприпаса, дробление заряда взрывчатого вещества и извлечение раздробленной массы, отличающийся тем, что дробление осуществляют воздействием ударной волны, образующейся при взрыве, окружающей боеприпас, и находящейся при заданном начальном давлении горючей газовой смеси. 1. A method of disposing of ammunition equipped with a solid explosive charge, including opening the munition chamber, crushing the explosive charge and extracting the fragmented mass, characterized in that the crushing is effected by the shock wave generated during the explosion surrounding the ammunition and at a given initial combustible pressure gas mixture. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно определяют прочность взрывчатого вещества заряда, по ее величине находят необходимое для дробления давление в воздействующей ударной волне, а начальное давление горючей газовой смеси определяют по зависимости параметров ее детонации от параметров начального состояния, используя для этого соотношение
P = Po+{1-(C 2 o /D2)}•ρoD2/(k+1),
где P - давление в ударной волне;
Po - начальное давление газовой смеси;
Co - скорость звука в газовой смеси в начальном состоянии;
D - скорость детонации смеси;
ρo - начальная плотность газовой смеси;
k - отношение теплоемкости газовой смеси при постоянном давлении к теплоемкости газовой смеси при постоянном объеме.
2. The method according to claim 1, characterized in that the strength of the explosive charge is determined first, the pressure necessary for crushing in the acting shock wave is determined by its size, and the initial pressure of the combustible gas mixture is determined by the dependence of its detonation parameters on the parameters of the initial state, using for this ratio
P = P o + {1- (C 2 o / D 2 )} • ρ o D 2 / (k + 1),
where P is the pressure in the shock wave;
P o - the initial pressure of the gas mixture;
C o is the speed of sound in the gas mixture in the initial state;
D is the detonation velocity of the mixture;
ρ o - the initial density of the gas mixture;
k is the ratio of the heat capacity of the gas mixture at constant pressure to the heat capacity of the gas mixture at a constant volume.
3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что воздействие осуществляют неоднократно. 3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the effect is carried out repeatedly. 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что горючую газовую смесь получают на месте ее применения смешиванием во взрывоспособном соотношении горючего газа и газа-окислителя. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the combustible gas mixture is obtained at the place of its application by mixing in the explosive ratio of combustible gas and oxidizing gas. 5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что горючую газовую смесь получают при стехиометрическом соотношении горючего газа и газа-окислителя. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the combustible gas mixture is obtained at a stoichiometric ratio of combustible gas and oxidizing gas. 6. Устройство для утилизации боеприпасов, снаряженных зарядом твердого взрывчатого вещества, содержащее опорную плиту со сквозным отверстием, узел крепления боеприпаса и приемную секцию для взрывчатого вещества, отличающееся тем, что оно снабжено взрывной камерой, герметично сочлененной с опорной плитой, сообщающейся с приемной секцией через сквозное отверстие и оснащенной трубопроводной арматурой подачи внутрь компонентов горючей газовой смеси, элементом инициирования детонации смеси и газовым вентилем стравливания продуктов взрыва, а узел крепления боеприпаса снабжен элементом герметизации соединения боеприпаса с опорной плитой. 6. A device for disposing of ammunition equipped with a solid explosive charge, comprising a base plate with a through hole, an ammunition attachment unit and a receiving section for explosive, characterized in that it is equipped with an explosive chamber sealed to the base plate in communication with the receiving section through a through hole and equipped with pipeline fittings for supplying components of a combustible gas mixture, an element for initiating detonation of the mixture and a gas valve for venting the products of the explosion a and munition mounting assembly is provided with sealing compound munition element to the base plate.
RU97109620A 1997-06-09 1997-06-09 Method and device for ammunition salvaging RU2134861C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97109620A RU2134861C1 (en) 1997-06-09 1997-06-09 Method and device for ammunition salvaging

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97109620A RU2134861C1 (en) 1997-06-09 1997-06-09 Method and device for ammunition salvaging

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97109620A RU97109620A (en) 1999-05-20
RU2134861C1 true RU2134861C1 (en) 1999-08-20

Family

ID=20193968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97109620A RU2134861C1 (en) 1997-06-09 1997-06-09 Method and device for ammunition salvaging

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2134861C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2511588C2 (en) * 2012-04-02 2014-04-10 Павел Алексеевич Кучер Method of selective mass destruction of human targets
RU2612699C1 (en) * 2015-12-21 2017-03-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Explosion-proof chamber for blasting operations and method of localising toxic substances and explosion products in case of accidental loss of tightness thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2511588C2 (en) * 2012-04-02 2014-04-10 Павел Алексеевич Кучер Method of selective mass destruction of human targets
RU2612699C1 (en) * 2015-12-21 2017-03-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Explosion-proof chamber for blasting operations and method of localising toxic substances and explosion products in case of accidental loss of tightness thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5785038A (en) Cannon for disarming an explosive device
US10066916B1 (en) Low impact threat rupture device for explosive ordnance disruptor
US20120024180A1 (en) Reactive shaped charge, reactive liner, and method for target penetration using a reactive shaped charge
EP1855737A1 (en) System and method for controlling access to features of a medical instrument
EP1470385B1 (en) A method for suppressing ejection of fragments and shrapnel during destruction of shrapnel munitions
WO1992003394A1 (en) Water reactive device and method
GB2438212A (en) Detonation interrupter
US6881383B1 (en) Explosive destruction system for disposal of chemical munitions
CN100334417C (en) Method and installation for destroying rocket mounted on ammunition
CN110469425B (en) Thrust-adjustable multi-stage pulse solid rocket engine
NO323036B1 (en) Detonator
US3326084A (en) Light gas cartridge
RU2134861C1 (en) Method and device for ammunition salvaging
RU2431560C2 (en) Portable pneumatic rock breaker
US9689246B2 (en) Stimulation devices, initiation systems for stimulation devices and related methods
RU2137089C1 (en) Method for reclamation of ammunition
CN107091090A (en) A kind of mine carbon dioxide demolition set
US2866414A (en) Hypergolic actuated shaped charge
CHRISTOS et al. Combustion characteristics of condensed-phase hydrazine-type fuels with nitrogen tetroxide.
US6901835B1 (en) Cone and charge extractor
RU2107889C1 (en) Method of demolition of structures and arrangement for its realization
CN212658140U (en) Gas seismic source bomb
CN220304404U (en) Blasting external member
CN109092852A (en) A kind of stripping means of HTPB composite propellant and motor body
RU2169346C2 (en) Method for breaking of rocks by blasting