RU2144172C1

RU2144172C1 - Linear charge

Info

Publication number: RU2144172C1
Application number: RU98100861A
Authority: RU
Inventors: С.В. Баталов; Ю.А. Беленовский; Ю.А. Тимофеев; В.П. Филин; Б.Г. Лобойко
Original assignee: Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики
Priority date: 1998-01-05
Filing date: 1998-01-05
Publication date: 2000-01-10

Abstract

FIELD: charges for blasting, in particular, for blast cutting of metal and reinforced-concrete constructions of various configuration and shape. SUBSTANCE: the linear charge has an initiating element and an explosive charge in the form of a belt with a number of through similar holes located in the axis of symmetry and symmetric relative to it. Inert elements may be placed in the through holes. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к зарядам для взрывных работ, а именно к взрывной резке металлических и железобетонных конструкций различной конфигурации и формы. The invention relates to charges for blasting, namely to explosive cutting of metal and reinforced concrete structures of various configurations and shapes.

Известен удлиненный кумулятивный заряд, предназначенный для взрывной резки стальных конструкций (плоских заготовок определенной толщины), описанный в заявке ЕПВ N 0263204, МКИ F 42 B 1/02 под названием "Удлиненный кумулятивный заряд". Заряд представляет собой брусок, выполненный из композитной смеси ВВ и пластичного материала первого типа, имеющий V-образный паз, покрытый облицовкой. Облицовка представляет собой композитную смесь металла и пластичного материала второго типа или может быть выполнена целиком из металла, например, меди. Заряд устанавливается на поверхности разрезаемого объекта таким образом, чтобы между поверхностью объекта и внешней кромкой облицовки имелось определенное (оптимальное) расстояние. Known elongated cumulative charge, designed for explosive cutting of steel structures (flat blanks of a certain thickness), described in application EPO N 0263204, MKI F 42 B 1/02 under the name "Extended cumulative charge". The charge is a bar made of a composite mixture of explosives and a plastic material of the first type, having a V-shaped groove covered with a lining. The lining is a composite mixture of metal and plastic material of the second type or can be made entirely of metal, for example, copper. The charge is installed on the surface of the object being cut so that there is a certain (optimal) distance between the surface of the object and the outer edge of the cladding.

Недостатком данного заряда является то, что для достижения режущего эффекта необходимо тщательно выдерживать требуемое расстояние между поверхностью объекта и внешней кромкой облицовки, что возможно только при условии идеально плоской поверхности объекта. В случае нелинейности поверхности режущая способность заряда резко падает, т.к. отсутствие гибкости у заряда не позволяет скорректировать дефекты поверхности. Недостатком является также небольшая режущая способность заряда. В связи с этим с увеличением толщины разрезаемого объекта увеличиваются габариты заряда, и резка является нецелесообразной как с экономической, так и экологической точки зрения. Кроме того заряд нельзя использовать для резки цилиндрических объектов, поверхностей, имеющих радиусы, кривизну, нелинейность. The disadvantage of this charge is that in order to achieve a cutting effect, it is necessary to carefully maintain the required distance between the surface of the object and the outer edge of the cladding, which is possible only if the object is perfectly flat. In the case of nonlinearity of the surface, the cutting ability of the charge drops sharply, because the lack of flexibility in the charge does not allow to correct surface defects. The disadvantage is also the small cutting ability of the charge. In this regard, with an increase in the thickness of the cut object, the dimensions of the charge increase, and cutting is impractical both from an economic and environmental point of view. In addition, the charge cannot be used for cutting cylindrical objects, surfaces having radii, curvature, nonlinearity.

Ближайшим техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является удлиненный заряд, описанный в патенте Российской Федерации N 2003031, кл. F 42 B 1/02 под названием "Способ разделения стального листа", реализующий данный способ. Удлиненный гибкий заряд ВВ имеет сечение в виде прямоугольника с длинами большей и меньшей сторон, равными соответственно 1,3-1,9 и 0,5-1,0 толщины разрезаемого листа. Заряд устанавливают на поверхности разрушаемого объекта большей стороной к плоскости объекта. Недостатком такого устройства является низкая эффективность режущего действия (взрывной резки) заряда для стальных объектов больших габаритных размеров и резкое увеличение массы ВВ в заряде с увеличением толщины разрушаемого объекта. The closest technical solution, selected as a prototype, is an elongated charge described in the patent of the Russian Federation N 2003031, class. F 42 B 1/02, entitled "Method for the separation of steel sheet" that implements this method. The elongated flexible explosive charge has a section in the form of a rectangle with the lengths of the larger and smaller sides equal to 1.3-1.9 and 0.5-1.0, respectively, of the thickness of the cut sheet. The charge is set on the surface of the destroyed object with the greater side to the plane of the object. The disadvantage of this device is the low efficiency of the cutting action (explosive cutting) of the charge for steel objects of large overall dimensions and a sharp increase in the mass of explosives in the charge with increasing thickness of the destroyed object.

Задачей настоящего изобретения является создание линейного заряда с повышенной эффективностью взрывной резки стальных и железобетонных конструкций различной конфигурации, толщины и профиля. The present invention is the creation of a linear charge with high efficiency explosive cutting of steel and reinforced concrete structures of various configurations, thickness and profile.

Сущность изобретения заключается в том, что в линейном заряде, содержащем инициирующий элемент и заряд ВВ в виде ленты, согласно изобретению, по оси симметрии выполнен ряд сквозных одинаковых отверстий и симметричных относительно нее, а инициирующий элемент расположен на одном из концов ленты на ее оси симметрии. The essence of the invention lies in the fact that in the linear charge containing the initiating element and the explosive charge in the form of a tape, according to the invention, a series of identical through holes are made along the symmetry axis and are symmetrical about it, and the initiating element is located at one end of the tape on its axis of symmetry .

Кроме того линейный заряд снабжен инертными элементами, расположенными в сквозных отверстиях заряда и выполненными из конструкционных инертных материалов (например, пенопласт, оргстекло). In addition, the linear charge is equipped with inert elements located in the through holes of the charge and made of structural inert materials (for example, foam, plexiglass).

Кроме того, линейный заряд снабжен защитным покрытием, закрывающим поверхность ВВ и непрепятствующим изменению формы заряда ВВ. In addition, the linear charge is provided with a protective coating covering the surface of the explosive and preventing the charge from changing shape of the explosive.

Технический результат выражается в формировании взрывного возбуждения волн напряжения в материале разрушаемого объекта, формирующих растягивающие усилия, превышающие динамический предел прочности материала разрушаемого объекта. В результате того, что этот процесс носит ярко выраженный динамический характер, разрушение происходит с образованием трещины, возникающей в плоскости симметрии объекта, а непрерывная последовательность столкновений детонационных волн при взрыве последующих элементов заряда приводит к тому, что зарождающаяся очередная трещина соединяется с предыдущей и создает эффект "бегущей" по объекту трещины в плоскости симметрии, соответствующей оси симметрии заряда. The technical result is expressed in the formation of explosive excitation of stress waves in the material of the destructible object, forming tensile forces exceeding the dynamic tensile strength of the material of the destructible object. As a result of the fact that this process has a pronounced dynamic character, the destruction occurs with the formation of a crack that occurs in the plane of symmetry of the object, and a continuous sequence of collisions of detonation waves during the explosion of subsequent charge elements leads to the fact that the next nucleating crack merges with the previous one and creates the effect “running” over the crack object in the plane of symmetry corresponding to the axis of symmetry of the charge.

Наличие признаков, отличающих заявляемое изобретение от прототипа, позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "новизна". The presence of signs that distinguish the claimed invention from the prototype, allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."

На чертеже представлен общий вид линейного плоского заряда. The drawing shows a General view of a linear plane charge.

Линейный заряд (см. чертеж) содержит инициирующий элемент КД (капсюль детонатор), расположенный на одном из концов заряда на ее оси симметрии и заряд ВВ в виде ленты 1 с выполненными по оси симметрии рядом сквозных одинаковых отверстий 2, симметричных относительно нее, при этом размер отверстия по оси ленты a = 15 мм, расстояние между отверстиями: b = 5 мм, ширина отверстия c = 50 мм. Размеры приведены для стального листа толщиной Δ = 50 мм.
В сквозных отверстиях 2 могут быть расположены инертные элементы из конструкционных инертных материалов, например пенопласт, оргстекло.The linear charge (see drawing) contains a CD initiating element (detonator capsule) located at one of the ends of the charge on its axis of symmetry and an explosive charge in the form of a tape 1 with a series of identical through holes 2 made along the axis of symmetry, symmetrical about it, while the hole size along the axis of the tape a = 15 mm, the distance between the holes: b = 5 mm, the width of the hole c = 50 mm. Dimensions are for steel sheet with a thickness of Δ = 50 mm.
In through holes 2 can be located inert elements of structural inert materials, such as polystyrene, plexiglass.

Линейный заряд располагают без зазоров на поверхности разрушаемого объекта 5. Linear charge is placed without gaps on the surface of the destructible object 5.

Работает устройство следующим образом. При инициировании капсюлем детонатором заряда ВВ начинает распространяться детонация со скоростью D (D км/с - скорость детонации для данного ВВ). Достигая точек B и B' детонационный процесс начинает распространяться как параллельно оси заряда, так и в направлении к оси симметрии. Распространение детонационного процесса по элементу 3 к оси заряда приводит к тому, что в определенный момент времени на границе 4 (по оси заряда) происходит столкновение детонационных волн. Это приводит к распространению вглубь материала разрушаемого объекта 5 волнового процесса взаимодействия ударных волн с четко выраженной границей. В результате этого взаимодействия в материале разрушаемого объекта 5 возникает определенное взаимодействие ударных волн, приводящее к возникновению волн напряжения, формирующих растягивающие усилия, превышающее предел прочности материала разрушаемого объекта 5. Процесс разрушения носит ярко выраженный динамический характер и происходит с образованием трещины, возникающей в плоскости симметрии объекта 5. Непрерывная последовательность столкновений детонационных волн при срабатывании последующих элементов 3 линейного заряда приводит к тому, что в плоскости симметрии разрушаемого объекта 5 происходит последовательное образование трещин под каждым из следующих друг за другом элементов 3. В результате этого создается эффект бегущей по объекту 5 трещины в плоскости симметрии, соответствующей оси симметрии заряда и образующейся вследствие как растягивающих и сдвиговых напряжений, превышающих предел прочности материала объекта 5, так и вследствие кинетической составляющей энергии разрушения отделяемых друг от друга частей объекта 5. The device operates as follows. When a detonator initiates an explosive charge by a capsule, detonation begins to propagate at a speed D (D km / s is the detonation velocity for a given explosive). Reaching the points B and B ', the detonation process begins to propagate both parallel to the axis of the charge, and in the direction to the axis of symmetry. The propagation of the detonation process along element 3 to the axis of the charge leads to the fact that at a certain point in time at the boundary 4 (along the axis of the charge), a collision of detonation waves occurs. This leads to the deep penetration of the material of the destructible object 5 of the wave process of interaction of shock waves with a clearly defined boundary. As a result of this interaction, a certain interaction of shock waves arises in the material of the destructible object 5, which leads to the appearance of stress waves that form tensile forces exceeding the tensile strength of the material of the destructible object 5. The destruction process has a pronounced dynamic character and occurs with the formation of a crack arising in the plane of symmetry object 5. A continuous sequence of collisions of detonation waves when the subsequent elements 3 linear charge drive t to the fact that in the symmetry plane of the destroyed object 5, successive cracking occurs under each of the successive elements 3. As a result, an effect of a crack running along the object 5 in the plane of symmetry corresponding to the axis of symmetry of the charge and resulting from both tensile and shear stresses exceeding the tensile strength of the material of the object 5, and due to the kinetic component of the energy of destruction of the separated from each other parts of the object 5.

Таким образом, предлагаемый линейный заряд позволил повысить эффективность устройства, превышающего по режущему действию аналогичные, основанные на кумулятивном эффекте. Данный заряд позволил значительно упростить всю конструкцию в целом, исключив, например, как отдельный конструктивный элемент специальную многоточечную систему инициирования, которая является сложным в технологическом отношении и дорогим элементом. При этом форма заряда в виде ленты с отверстиями значительно снизит расход ВВ, не уменьшая при этом его эффективности. Кроме того предлагаемое изобретение обеспечивает эффективную взрывную резку стальных, железобетонных конструкций различной конфигурации, толщины и профиля. Thus, the proposed linear charge allowed to increase the efficiency of the device, exceeding the cutting action of similar, based on the cumulative effect. This charge made it possible to significantly simplify the entire structure as a whole, eliminating, for example, as a separate structural element, a special multi-point initiation system, which is technologically complex and expensive. Moreover, the shape of the charge in the form of a tape with holes will significantly reduce the consumption of explosives, without reducing its effectiveness. In addition, the present invention provides effective explosive cutting of steel, reinforced concrete structures of various configurations, thickness and profile.

Claims

1. Linear charge containing the initiating element and the explosive charge in the form of a tape, characterized in that a series of identical through holes are made along the axis of symmetry, symmetrical about it, and the initiating element is located at one end of the tape on its axis of symmetry.

2. The linear charge according to claim 1, characterized in that it is equipped with inert elements located in the through holes of the charge and made of structural inert materials.

3. The linear charge according to claim 1, characterized in that it is provided with a protective coating.