RU2173830C2

RU2173830C2 - Method for extraction of explosive from ammunition body (modifications)

Info

Publication number: RU2173830C2
Application number: RU99123661/02A
Authority: RU
Inventors: В.В. Антипов; Ю.В. Антипов; Е.В. Антонова; Ю.А. Березуев; В.А. Бреннер; М.С. Воротилин; Г.В. Калюжный; Ю.А. Камчатников; Н.А. Макаровец; Л.Ф. Новикова; А.Е. Пушкарев; В.Ю. Сладков; Э.М. Соколов; А.Н. Чуков
Original assignee: Тульский государственный университет
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2001-09-20

Abstract

FIELD: process of extraction of explosive from ammunition bodies. SUBSTANCE: the method consists in opening of the body and hydraulic cutting of the explosive by formation of an axial duct and screw groove running to the surface of the ammunition chamber with formation of a screw body of explosive with a thickness of turns sufficient for destruction under the action of the jet hydrodynamic pressure. In the other modification an axial duct and multiple-thread screw grooves are formed. Formation of intersecting l. h. and r.h. screw grooves is preferable. The screw grooves may be skewed with angles of flute helix to their axis equal to α=(20 to 70) deg, and the sum of the flute helix angles to the axis equal to 90 deg. The thickness of the turns of the screw body of explosive equals Δ=2 to 10 mm. EFFECT: higher efficiency. 8 cl, 3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к способам извлечения взрывчатого вещества (ВВ) из корпуса боеприпаса (БП), подлежащего утилизации, с последующей его переработкой в изделия и дальнейшего использования материалов конструктивных элементов и корпуса БП, очищенного от ВВ, в промышленности. The invention relates to methods for extracting explosives (BB) from an ammunition (BP) case to be disposed of, followed by its processing into products and further use of materials of structural elements and a BP case, cleared of explosives, in industry.

В качестве примера реализации извлечения ВВ из корпуса БП может служить способ расснаряжения [Ю.Г.Щукин, Б.Н.Кутузов. Промышленные взрывчатые вещества на основе утилизированных боеприпасов. М.: Недра, 1998], согласно которому осуществляют вскрытие корпуса и последующее извлечение ВВ с помощью струи воды высокого давления. Суть метода заключается в образовании открытой поверхности заряда ВВ и в последующем его размывании струей воды высокого давления. As an example of the implementation of the extraction of explosives from the PSU case, a demilitarization method [Yu.G. Shchukin, B.N. Kutuzov. Industrial explosives based on disposed ammunition. M .: Nedra, 1998], according to which the body is opened and the explosives are subsequently removed using a high-pressure water jet. The essence of the method is the formation of an open surface of the explosive charge and its subsequent erosion by a high-pressure water jet.

Недостатком данного способа является необходимость последовательного размывания поверхности заряда ВВ, что приводит к увеличению времени и энергоемкости процесса извлечения взрывчатого снаряжения. The disadvantage of this method is the need for consistent erosion of the surface of the explosive charge, which leads to an increase in time and energy consumption of the process of extracting explosive equipment.

Прототипом изобретения является способ извлечения ВВ из корпусов БП [Патент RU N 2127419, МКИ 6 F 42 В 33/00, C 06 B 21/00. Способ расснаряжения боеприпасов. - 1998], по которому осуществляют получение потока водных ледяных гранул и его подачу на поверхность ВВ расснаряжаемого БП. Поток водных ледяных гранул формируют путем предварительного образования водного скоростного потока и последующего его охлаждения или путем предварительного охлаждения газового потока и последующего смешения полученного охлажденного газового потока со струей воды. The prototype of the invention is a method for extracting explosives from BP enclosures [Patent RU N 2127419, MKI 6 F 42 V 33/00, C 06 B 21/00. Ammunition demilitarization method. - 1998], by which a stream of water ice granules is obtained and supplied to the surface of the explosive of a discharged PS. A stream of water ice granules is formed by pre-forming an aqueous velocity stream and then cooling it, or by pre-cooling the gas stream and then mixing the resulting cooled gas stream with a stream of water.

Недостатком данного способа является достаточно большие энергозатраты и сложное создание необходимого режима для получения потока водных ледяных гранул и обеспечение его подачи с достаточными параметрами для разрушения материала ВВ. The disadvantage of this method is the relatively large energy consumption and the difficult creation of the necessary mode to obtain a stream of water ice granules and ensuring its supply with sufficient parameters for the destruction of the explosive material.

Задачей настоящего изобретения является существенное упрощение технологии извлечения ВВ и повышение производительности очистки корпусов БП от ВВ при обеспечении безопасности, непрерывности и экологичности процесса расснаряжения БП и сокращение расходов на восстановление утилизируемого ВВ для дальнейшего повторного его использования в промышленности. The objective of the present invention is to significantly simplify the technology for extracting explosives and to increase the cleaning performance of power supply enclosures from explosives while ensuring the safety, continuity and environmental friendliness of the process for unloading power supplies and to reduce the cost of restoring an utilized explosive for its subsequent reuse in industry.

Поставленная задача решается тем, что в способе извлечения взрывчатого вещества из корпусов боеприпасов, включающем вскрытие корпуса и взаимодействие скоростного потока жидкости с взрывчатым веществом, извлечение взрывчатого вещества осуществляют его гидрорезкой. При этом в теле ВВ гидрорезкой формируют осевой канал и винтовой паз, достигающий поверхности каморы боеприпаса, с образованием винтового тела ВВ с толщиной витков, достаточной для их разрушения под действием гидродинамического давления струи. The problem is solved in that in a method for extracting explosives from ammunition bodies, including opening the case and interacting with a high-speed liquid flow with an explosive, extracting the explosive by cutting it. Moreover, an axial channel and a helical groove are formed in the explosive body by hydraulic cutting, reaching the surface of the munition chamber, with the formation of an explosive screw body with a thickness of turns sufficient to destroy them under the influence of the hydrodynamic pressure of the jet.

Формируемый винтовой паз может быть выполнен косым с углом наклона к оси, равным α = 20-70^o.The formed helical groove can be made oblique with an angle of inclination to the axis equal to α = 20-70 ^o .

Как вариант, для достижения большей производительности, после вскрытия корпуса в теле ВВ гидрорезкой формируют осевой канал и многозаходные винтовые пазы, достигающие поверхности каморы боеприпаса, с образованием винтовых тел взрывчатого вещества с толщиной витков, достаточной для разрушения их под действием гидродинамического давления струи. Формируемые винтовые пазы могут быть выполнены косыми с углами наклона к их оси, равными α = 20-70^o.Alternatively, to achieve greater productivity, after opening the case in the explosive body, the axial channel and multiple helical grooves are formed by hydraulic cutting, reaching the surface of the munition chamber, with the formation of spiral bodies of explosive with a thickness of turns sufficient to destroy them under the influence of the hydrodynamic pressure of the jet. The formed screw grooves can be made oblique with angles of inclination to their axis equal to α = 20-70 ^o .

Наиболее целесообразно выполнение двух винтовых пазов, при этом формируют пересекающиеся левый и правый винтовые пазы с углами наклона к их оси, равными α = 20-70^o. Оптимальное значение суммы углов наклона обоих винтовых пазов к их оси равно 90^o. Следует отметить, что наиболее эффективное извлечение ВВ достигается при углах наклона α = β = Δ =45^o, что позволяет достигать захвата большего объема разрушаемого ВВ потоком при минимальной линии реза.The most appropriate implementation of two screw grooves, while forming intersecting left and right screw grooves with angles of inclination to their axis equal to α = 20-70 ^o . The optimal value of the sum of the angles of inclination of both screw grooves to their axis is 90 ^o . It should be noted that the most efficient extraction of explosives is achieved at angles of inclination α = β = Δ = 45 ^° , which makes it possible to achieve capture of a larger volume of explosive material destroyed by the flow with a minimum cut line.

Во всех случаях толщина витков винтового тела взрывчатого вещества должна быть равной Δ = 2 - 10 мм. In all cases, the thickness of the turns of the screw body of the explosive should be equal to Δ = 2 - 10 mm.

На фиг. 1 представлена схема извлечения ВВ из корпуса БП, показывающая процесс формирования в теле ВВ осевого канала и нарезания наклонных винтовых пазов с помощью пересекающихся левого и правого потоков жидкости. In FIG. 1 is a diagram of an explosive extraction from a PSU housing, showing the process of forming an axial channel in the explosive body and cutting inclined helical grooves using intersecting left and right fluid flows.

На фиг. 2 схематично представлен косой винтовой паз в теле ВВ БП. In FIG. 2 is a schematic representation of an oblique helical groove in the body of the BB PSU.

На фиг. 3 представлен пример схемы насадки и расположенные в ней осевое и боковые отверстия. In FIG. 3 shows an example of a nozzle arrangement and axial and side openings located therein.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 - 3, где представлена схема расснаряжения БП, включающая корпус БП 1, подводящий канал жидкости 2, насадку 3, имеющую осевой 4 и боковые 5 сопла с выходными отверстиями диаметром d₀, посредством которых происходит формирование осевого канала 6 и нарезание пересекающихся левого 7 и правого 8 косых винтовых пазов в теле ВВ 9.The invention is illustrated in FIG. 1-3, where a BP demilitarization circuit is presented, including a BP 1 housing, a fluid supply channel 2, a nozzle 3, having an axial 4 and side 5 nozzles with outlet holes with a diameter of d ₀ , through which the axial channel 6 is formed and the intersecting left 7 and right 8 oblique helical grooves in the body of the explosive 9.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

По подводящему каналу трубки 2 водный поток подается в насадку 3, где происходит разделение потока на осевой и боковые. Струи воды, проходя через осевое 4 и боковые сопла 5 с выходными отверстиями диаметром do, воздействуют на тело ВВ 9. Сформированные потоки осуществляют гидрорезание тела ВВ путем формирования в нем осевого канала 6, имеющего диаметр (3-4)d₀, и, за счет совместного осевого движения насадки 3 и ее вращения, винтовых пазов, достигающих поверхности каморы БП и имеющих ширину h=(3-4)d₀, что приводит к образованию винтового тела ВВ толщиной его витков, равной Δ, достаточной для их разрушения, под действием гидродинамического давления скоростной струи. Толщина витков Δ нарезаемого винтового тела зависит от прочностных характеристик материала ВВ 9, диаметра выходных отверстий сопел d₀ и магистрального давления P₀.Through the supply channel of the tube 2, the water flow is supplied to the nozzle 3, where the flow is divided into axial and lateral. The jets of water passing through the axial 4 and side nozzles 5 with exit holes with a diameter of do affect the body of explosive 9. The formed flows carry out hydraulic cutting of the explosive body by forming in it an axial channel 6 having a diameter of (3-4) d ₀ , and, for due to the joint axial movement of the nozzle 3 and its rotation, screw grooves reaching the surface of the BP chamber and having a width h = (3-4) d ₀ , which leads to the formation of a screw explosive body with a thickness of its turns equal to Δ, sufficient for their destruction, under action of hydrodynamic pressure of a high-speed jet. The thickness of the turns Δ of the cut screw body depends on the strength characteristics of the material BB 9, the diameter of the nozzle outlet holes d ₀ and the main pressure P ₀ .

Нарезание винтовых пазов 7 и (или) 8 осуществляется с углом наклона к оси, равным α = 20-70^o, причем целесообразнее гидрорезку ВВ производить путем формирования пересекающихся двух косых винтовых пазов левого 7 и правого 8, сумму углов наклона которых к оси предпочтительнее брать 90^o. Следует отметить, что гидрорезание пазов в материале ВВ происходит из-за отрыва мельчайших частиц от основной массы разрушаемого материала и вызвано преимущественно возникновением и развитием микротрещин. Поэтому при гидрорезании на хрупкое разрушение материала существенно влияют механическое воздействие скоростного потока жидкости и гидравлические удары, способствующие проникновению жидкости в трещины. При этом следует отметить, что дальнейшее разрушение нарезаемого винтового тела правым потоком происходит как за счет левого потока, так и за счет заполнения жидкостью образовавшихся пазов, что способствует развитию микротрещин и снижению прочности материала ВВ. Происходит все большее разрыхление зоны реза и откол частиц образовавшегося винтового тела. С целью повышения производительности способа извлечения ВВ возможно формирование многозаходных винтовых пазов (не показано).The cutting of screw grooves 7 and (or) 8 is carried out with an angle of inclination to the axis equal to α = 20-70 ^o , and it is more expedient to cut the explosives by forming intersecting two oblique screw grooves of the left 7 and right 8, the sum of the angles of inclination of which to the axis is preferable to take 90 ^o . It should be noted that the grooving of grooves in the explosive material occurs due to the separation of the smallest particles from the bulk of the material being destroyed and is caused mainly by the occurrence and development of microcracks. Therefore, when cutting, brittle fracture of the material is significantly affected by the mechanical effect of the high-speed fluid flow and hydraulic shocks, which facilitate the penetration of fluid into cracks. It should be noted that further destruction of the cut helical body by the right flow occurs both due to the left flow and due to the filling of the formed grooves with liquid, which contributes to the development of microcracks and a decrease in the strength of the explosive material. There is an ever-increasing loosening of the cut zone and spallation of particles of the formed helical body. In order to increase the productivity of the method for extracting explosives, the formation of multi-helical screw grooves (not shown) is possible.

Полученную в результате разрушения заряда смесь воды с частицами заряда собирают в резервуаре, затем смесь фильтруют, и очищенная вода используется для дальнейшего расснаряжения БП, что обеспечивает непрерывный процесс извлечения ВВ, а отфильтрованное ВВ направляют на дальнейшую переработку. The mixture of water with charge particles resulting from the destruction of the charge is collected in a tank, then the mixture is filtered, and purified water is used for further unloading of the PS, which ensures a continuous process for extracting explosives, and the filtered explosive is sent for further processing.

Пример. Фугасный артиллерийский снаряд, подлежащий утилизации, калибра 76 мм, содержащий 8,3 кг тротила, имеющего плотность ρ = 1600 кг/м³, вскрывали со стороны головной части путем отвинчивания взрывателя. В процессе расснаряжения использовалось магистральное давление P₀, равное 60 МПа, скорость вращения подводящего канала ω = 1 об/с, скорость подачи V_п = 6,5 мм/с. Водным потоком, истекающим через осевое и боковые отверстия сопел с диаметром, равным d₀= 0,6 мм, воздействовали на ВВ, формируя при этом осевой канал и винтовые пазы шириной h порядка 2 мм и длиной примерно 45 мм. Толщина витков образуемого винтового тела ВВ при этом составила Δ = 5 мм, что обеспечило его надежное разрушение. При этом отработанная струя воды производит разрушение винтового тела ВВ путем распирания стенок образованного винтового канала, что приводит к образованию на поверхности канала микротрещин и способствует дополнительному разрушению ВВ. В результате процесс расснаряжения осуществлялся за время, равное 40 с. Собранное ВВ отфильтровывалось и в неизменном химическом составе было готово к повторному использованию.Example. A high-explosive artillery shell to be disposed of, 76 mm caliber, containing 8.3 kg of TNT, having a density ρ = 1600 kg / m ³ , was opened from the side of the warhead by unscrewing the fuse. In the process of demarcation, the main pressure P ₀ equal to 60 MPa, the rotation speed of the supply channel ω = 1 r / s, the feed rate V _p = 6.5 mm / s were used. Water flowing through the axial and side holes of the nozzles with a diameter equal to d ₀ = 0.6 mm acted on the explosive, forming an axial channel and screw grooves with a width h of the order of 2 mm and a length of about 45 mm. The thickness of the turns of the formed screw body of the explosives in this case was Δ = 5 mm, which ensured its reliable destruction. In this case, the spent water jet destroys the screw body of the explosive by bursting the walls of the formed screw channel, which leads to the formation of microcracks on the channel surface and contributes to the additional destruction of the explosive. As a result, the demapping process was carried out in a time equal to 40 s. The collected explosives were filtered off and in unchanged chemical composition was ready for reuse.

Преимущество предложенной технологии утилизации БП заключается в использовании для разрушения материала ВВ процесса гидрорезки, при этом происходит нарезание винтовых пазов в материале ВВ, достаточных для стабильного разрушения на частицы ВВ диаметром 2-10 мм, что и позволяет производить процесс расснаряжения БП за более короткое время. The advantage of the proposed technology for the utilization of BP is the use of a hydraulic cutting process for the destruction of explosive material, with the cutting of screw grooves in the explosive material that is sufficient for stable destruction into explosive particles with a diameter of 2-10 mm, which makes it possible to carry out the process of unloading the power supply in a shorter time.

Вместе с тем воздействие водного потока на заряд ВВ носит инертный, с точки зрения химической реакции, характер, т.е. не приводит к изменениям химической формулы частиц ВВ и, соответственно, к изменению их физических свойств. Удаление воды не вызывает трудностей и может быть достигнуто путем выпаривания. At the same time, the effect of the water flow 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 explosive particles and, accordingly, to a change in their physical properties. Removing water is not difficult and can be achieved by evaporation.

Таким образом, данное изобретение представляет собой безопасный, высокопроизводительный и экологичный способ извлечения ВВ из корпуса БП, позволяющий сократить время извлечения заряда ВВ при относительно небольшом расходе воды. Thus, this invention is a safe, high-performance and environmentally friendly method of extracting explosives from the PSU housing, which allows to reduce the time of extracting the explosive charge with a relatively low water consumption.

Claims

1. The method of extracting explosives from the shells of ammunition, including opening the case and the interaction of the high-speed fluid flow with the explosive, characterized in that the extraction of the explosive is carried out by hydraulic cutting of the explosive by forming an axial channel and a helical groove in it, reaching the surface of the munition chamber, with the formation a screw body of an explosive with a thickness of turns sufficient for destruction under the influence of hydrodynamic pressure of the jet.

2. The method according to claim 1, characterized in that they form an oblique helical groove with an angle of inclination to the axis equal to α = 20-70 °.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness of the turns of the screw body of the explosive is Δ = 2 - 10 mm

4. A method of extracting explosive from munition shells, comprising opening the case and interacting with a high-speed fluid flow with explosive, characterized in that the explosive is extracted by hydro-cutting the explosive by forming an axial channel and multiple helical grooves in it, reaching the surface of the munition chamber, s the formation of spiral bodies of explosives with a thickness of turns sufficient for destruction under the influence of hydrodynamic pressure of the jet.

5. The method according to claim 4, characterized in that the intersecting left and right screw grooves are formed.

6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the screw grooves are oblique with angles of inclination to their axis equal to α = 20-70 °.

7. The method according to p. 6, characterized in that the sum of the angles of inclination of the screw grooves to their axis is 90 °.

8. The method according to any one of claims 4 to 7, characterized in that the thickness of the turns of the screw body of the explosive is Δ = 2 - 10 mm.