×
02.10.2019
219.017.cc52

ЗАРЯД ДЛЯ РАЗРЕЗАНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ (ВАРИАНТЫ)

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к взрывотехнике, а именно к резанию металлов и других твердых материалов взрывом, и может быть использовано для разделки и утилизации металлоконструкций как на поверхности земли, так и под водой или в условиях горных работ, в том числе и в чрезвычайных ситуациях. Заряд для разрезания твердых материалов согласно одному из вариантов реализации выполнен в виде монолитного желоба взрывчатого вещества (ВВ), полость которого заполнена инертным материалом, а на поверхности заряда противоположной полости нанесен непрерывный слой высокобризантного ВВ, имеющего скорость детонации, превышающую скорость детонации ВВ заряда. Желоб со стороны, противоположной полости желоба, выполнен со стенками в форме двугранного угла, вогнутого со стороны торцов желоба, грани которого образуют с плоскостью, параллельной разрезаемому твердому материалу, угол α, удовлетворяющий неравенству , где - ширина полости заряда, а δ - толщина разрезаемого твердого материала. В результате обеспечивается повышение глубины реза в разрезаемом твердом материале при уменьшении показателя удельной энергоемкости заряда для разрезания твердых материалов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Заявляемое изобретение относится к взрывотехнике, а именно к резанию металлов и других твердых материалов взрывом, и может быть использовано для разделки и утилизации металлоконструкций как на поверхности земли, так и под водой или в условиях горных работ, в том числе и в чрезвычайных ситуациях.

Известен генератор взрывной волны по патенту РФ №2105946 МПК 6 F42B 1/00, опубл. 27.02.1998, включающий ленточный заряд и источник инициирования, соединенный детонационными каналами, примыкающими к заряду взрывчатого вещества, концевые участки которых расположены по длине заряда с двух его сторон напротив друг друга. Источник инициирования выполнен с возможностью одновременного задействования детонационных каналов по всей длине заряда.

Эффективность резки достигается в результате одновременного инициирования заряда взрывчатого вещества (ВВ) с двух сторон с помощью детонационных каналов и создания встречно-направленных детонационных волн в заряде обеспечивающих одновременное образование и последующее столкновение в разрезаемой преграде косых ударных волн сжатия, что приводит к локальному повышению давления в области реза по всей его длине. При углах столкновения косых ударных волн θ меньших 29θкр, где θкр - критический угол отражения (θкр≈34…39°), в материале реализуется регулярный режим интерференции с образованием двух отраженных волн и повышением давления до 2,0…2,4 раз по сравнению с давлением на фронте сходящихся волн. При 0 больших 2θкр в среде реализуется нерегулярный режим, что означает образование двух отраженных волн и головной волны Маха, на фронте которой давление может повышаться в 4…6 раз. (Альтшуллер Л.В., Баханова А.А. и др. «Нерегулярные режимы столкновения ударных волн в твердых телах» Журнал «Экспериментальная и теоретическая физика» том 41 выпуск 11, 1961 г. С. 1382). При взаимодействии, распространяющихся за ударными волнами сжатия, волн разгрузки в плоскости реза возникает область высоких отрицательных давлений, в которой и происходит разрушение твердого материала. В сплавах на основе железа при давлениях более 13 ГПа в процессе разгрузки образуются ударные волны разрежения, что интенсифицирует процесс разрушения металла.

Основным недостатком данного аналога является высокая удельная масса потребного ВВ для организации реза материала, а также высокая сложность монтажа соединений детонационных каналов с ленточным зарядом ВВ для инициирования, особенно при относительно больших длинах реза например для образования фрагментов до 1500X500 мм в плане.

В качестве ближайшего аналога выбран вариант удлиненного заряда по патенту РФ №2119398 МПК B21D 26/08, опубл. 27.09.98, выполненный в виде монолитного желоба полость которого заполнена инертным материалом, а на поверхности заряда противоположной поверхности полости нанесен слой высокобризантного ВВ со скоростью детонации, превышающей скорость детонации ВВ основного заряда и скорость звука в разрушаемом материале.

Положительный результат достигается следующим образом. При контактном взрыве на поверхности разрезаемого материала в стенках желобовидного заряда движутся две скользящие детонационные волны, синхронизированные за счет конструкции заряда. Воздействие детонационных импульсов приводит к образованию в преграде двух одинаковых косых ударных волн, края которых, согласно принципу Гюйгенса, инициируют в преградах вторичные симметрично сходящиеся ударные волны с конусоподобным фронтом (Н.П. Михайлов. Взаимодействие ударных волн зарядов различной формы. Сборник «Разработка рудных месторождений» Выпуск 49 Из-во «Техника», Киев, 1990 г. стр. 56). В полубесконечном массиве материала преграде угол столкновения конических фронтов быстро возрастает, и при θ>2θкр. столкновение ударных волн происходит в «Маховском» режиме, который обеспечивает взаимодействие в плоскости реза трех сходящих волн разрежения. Фокусировка волн разрежения приводит к образованию узкой зоны с высоким отрицательным давлением, благодаря которому происходит разрезание преграды по линии наименьшего сопротивления.

Основным недостатком данного заряда является недостаточная глубина реза из-за быстрого увеличения угла столкновения волн с глубиной а также из-за того что разрушение происходит в результате столкновения вторичных ударных волн с давлением меньшим чем в первичных косых волнах, что приводит к повышенной удельной энергоемкости взрывного разрезания.

Перед заявляемым изобретением поставлена задача - увеличить глубину реза при неувеличении или уменьшении показателя удельной энергоемкости заряда для разрезания твердых материалов.

Поставленная задача решается тем, что, заряд для разрезания твердых материалов выполнен в виде монолитного желоба ВВ, полость которого

заполнена инертным материалом, а на поверхности заряда противоположной полости нанесен непрерывный слой высокобризантного ВВ имеющего скорость детонации, превышающую скорость детонации ВВ заряда, при этом поверхность основного заряда противоположная полости желоба выполнена в форме двугранного угла вогнутого со стороны торцов желоба, а его грани образуют с поверхностью разрезаемой преграды угол а удовлетворяющий неравенству , где 1 - ширина полости заряда, а δ- толщина разрезаемой преграды.

Также поставленная задача может решаться тем, что заряд для разрезания твердых материалов выполнен в виде монолитного желоба ВВ, полость которого заполнена инертным материалом, а на поверхности заряда противоположной полости нанесен непрерывный слой высокобризантного ВВ имеющего скорость детонации, превышающую скорость детонации ВВ заряд, при этом поверхность основного заряда противоположная полости желоба выполнена в форме сегмента овала, хорда которого совмещена с плоскостью торцов стенок желоба, а отношение длины хорды сегмента овала к его высоте принадлежит интервалу (2,0;4,5).

На внутреннюю поверхность желоба заряда с U образным профилем внутренней полости может быть нанесена облицовка из высокоплотного материала в которой отношение поверхностной плотности к поверхностной плотности ВВ контактирующего с облицовкой возрастает от краев к дну 11-образной полости.

Таким образом, достигается технический результат, а именно повышается глубина реза в материале при уменьшении показателя удельной энергоемкости заряда для разрезания твердых материалов q=m/δ, где m - линейная масса заряда, а δ - толщина разрезаемой преграды.

На Фиг. 1 изображено поперечное сечения варианта заряда для разрезания твердых материалов с основным зарядом в виде усеченного двугранного угла и внешним слоем высокобризантного ВВ и с облицовкой U образной внутренней полости.

На Фиг. 2 изображено поперечное сечения варианта заряда для разрезания твердых материалов с основным зарядом в виде полуовала и с внешним слоем высокобризантного ВВ.

Заряд для разрезания твердых материалов по первому варианту исполнения содержит заряд 1, поперечное сечение которого представлено на рисунке (см. Фиг. 1), слой высокобризантного ВВ 2 и полость 3 в заряде 1, заполненная инертным низкоплотным материалом, причем этот материал может быть магнитным для лучшего прилегания заряда к разрушаемой преграде 4, и быть, например, пористой магнитной резиной. При этом поверхность основного заряда 1 противоположная полости 3 с нанесенным на ней слоем высокобризантного ВВ 2 образует срезанный двугранный угол, боковые грани которого наклонены к поверхности разрезаемого материала на угол а подчиняющийся следующему неравенству , где 1 - ширина полости заряда, а δ - толщина слоя разрезаемого материала. Над полостью 3 этот двугранный угол срезан для экономии массы ВВ основного заряда 1, так как данная часть ВВ не участвует в создании в разрушаемой преграде необходимой конфигурации ударных волн.

Предложенный заряд для разрезания твердых материалов по первому варианту работает следующим образом: точечная инициация детонации слоя высокобризантного ВВ обеспечивает образование в заряде 1, детонационных фронтов 5, профиль которых в фиксированном сечении коллинеарен слою высокобризантного ВВ 2 а затем их падению на поверхность материала 4 под острым углом а. Это приводит к возбуждению в материале 4 двух сходящиеся к продольной оси заряда косых ударных волн 6, которые взаимодействуют друг с другом в плоскости реза 7. Такое столкновение первичных ударных волн и производит разрушение матерала 4 в плоскости реза 7, на большую глубину по сравнению с работой вторичных конических волн разгрузки в ближайшем аналоге.

Примером практического применения заряда для разрезания твердых материалов по первому варианту исполнения (см. фиг. 3) является заряд который использовался для разрезания стальной плиты (материал Ст. 3) толщиной 50 мм и размером в плане 1000X1000 мм. Заряд был изготовлен из пластичного ВВ с плотностью и скоростью детонации . На поверхность заряда наклеивалась лента высокобризантного ВВ 2 с плотностью и скоростью детонации и толщиной 2,5 мм. Вес всего заряда составлял 0,7 кг/пог. метр. Заряд располагался на средней линии плиты и инициировался на одном из концов электро детонатором. В результате по сравнению с ближайшим аналогом масса ВВ уменьшена на 30%.

В случае применения указанного заряда для разрезания твердых

материалов обладающих значительной вязкостью и откольной прочностью, например, в марганцевистых сталях аустенитного класса, может наблюдаться неполное разрезание разрушаемой преграды 4 прямо под полостью 3, что можно объяснить влиянием волны разрежения образующейся на контакте разрезаемого материала 4 - низкоплотная среды полости 3, которая понижает давление в сходящихся волнах. Кроме того начало столкновения первичных косых волн происходит на некотором расстоянии от заряда 1, что также снижает эффективность разрушения под полостью 3. В этом случае целесообразно нанести на поверхность полости желоба 3 облицовку II образного профиля 8 из высокоплотного материала в которой отношение поверхностной массы к поверхностной массе ВВ, контактирующего с облицовкой 8 возрастает от краев к вершине U образного профиля облицовки 8.

При обжатии взрывом облицовки 8 образуется кумулятивная струя - «нож» в которой скорость материала убывает в направлении от головной части к линии соударения облицовки, что увеличивает ширину «ножа», и в результате увеличивается глубина кумулятивного реза части металла не разрушенной ударными волнами 6.

Предложенный заряд для разрезания твердых материалов по второму варианту исполнения содержит заряд 1, поперечное сечение которого представлено на рисунке (см фиг 2), слой высокобризантного ВВ 2 и полость 3 в заряде 1 заполненную инертным низкоплотным материалом, причем этот материал может быть магнитным для лучшего прилегания заряда 1 к разрушаемому материалу 4, и быть, например, магнитной резиной. При этом поверхность заряда 1 противоположная полости 3 с нанесенным на ней слоем высокобризантного ВВ 2 образует сегмент овала, хорда которого совмещена с плоскостью торцов стенок желоба, а отношение длины хорды сегмента овала к его высоте принадлежит интервалу (2,0;4,5).

Предложенный заряд для разрезания твердых материалов по второму варианту работает следующим образом: после точечной инициации детонация слоя высокобризантного ВВ 2 приводит к образованию в стенках желобовидного заряда 1 происходит образование двух конусообразных детонационных фронтов 9 симметрично сходящихся к оси заряда 1 с увеличением фронтального давления вследствие эффекта имплозии детонационных волн и возбуждению на поверхности материала 4 двух встречно направленных косых ударных волн 6 которые взаимодействуют друг с другом в плоскости реза 7. Такое столкновение первичных косых ударных волн 6 и производит разрушение материала 4 в плоскости реза 7, на большую глубину по сравнению с работой вторичных волн в ближайшем аналоге.

Таким образом, достигается технический результат, а именно повышается глубина реза в разрезаемом твердом материале при уменьшении показателя удельной энергоемкости заряда для разрезания твердых материалов.


ЗАРЯД ДЛЯ РАЗРЕЗАНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ (ВАРИАНТЫ)
ЗАРЯД ДЛЯ РАЗРЕЗАНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ (ВАРИАНТЫ)
ЗАРЯД ДЛЯ РАЗРЕЗАНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ (ВАРИАНТЫ)
ЗАРЯД ДЛЯ РАЗРЕЗАНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ (ВАРИАНТЫ)
ЗАРЯД ДЛЯ РАЗРЕЗАНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ (ВАРИАНТЫ)
ЗАРЯД ДЛЯ РАЗРЕЗАНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ (ВАРИАНТЫ)
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 31 items.
26.08.2017
№217.015.ecd8

Способ уменьшения величины изгиба ствола

На внутреннюю поверхность ствола наносят покрытие из термоэмиссионного материала с работой выхода электронов до 3 эВ, что позволяет выравнивать температуру ствола при его неравномерном нагреве и, следовательно, уменьшить величину температурного изгиба ствола. Повышается надежность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628546
Дата охранного документа: 18.08.2017
19.01.2018
№218.016.0065

Электронная тепловая труба

Изобретение предназначено для применения в теплотехнике, а именно в устройствах для передачи тепла. Электронная тепловая труба включает в своем составе испаритель, паропровод, теплообменник-охладитель, паропровод, причем в качестве испарителя выступает катод, состоящий из элемента трубопровода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629320
Дата охранного документа: 28.08.2017
20.01.2018
№218.016.15ef

Способ термической обработки изделия из псевдо - β титановых сплавов

Изобретение относится к способам термической обработки изделий или заготовок из псевдо-β титановых сплавов путем закалки и холодной пластической деформации и может быть реализовано в металлургии, а также в машиностроении в производстве для изготовления конкретных изделий из них, в частности,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635113
Дата охранного документа: 09.11.2017
10.05.2018
№218.016.4e7d

Магнитогидродинамический генератор

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в магнитогидродинамических генераторах. Технический результат заключается в повышении КПД, надежности и долговечности. Магнитогидродинамический генератор (МГДГ) содержит источник рабочего тела, сопло, магнитогидродинамический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650887
Дата охранного документа: 18.04.2018
25.06.2018
№218.016.657a

Способ обработки глубоких отверстий

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обработки глубоких отверстий в деталях, к которым предъявляются высокие требования в отношении увода и непрямолинейности оси обрабатываемых отверстий, используемых в авиастроении, судостроении, нефтемашиностроении и т.д....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658769
Дата охранного документа: 22.06.2018
25.06.2018
№218.016.6586

Способ обработки металлических изделий, полученных холодным пластическим деформированием

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения надежности холоднодеформированных металлических изделий за счет повышения их пластичности и вязкости без снижения показателей прочности и твердости, а также снижения продолжительности обработки изделие после холодного пластического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658563
Дата охранного документа: 21.06.2018
19.10.2018
№218.016.9347

Способ наблюдения земной поверхности из космоса

Изобретение относится к спутниковым системам наблюдения Земли. Способ включает перевод спутника с кратной геосинхронной орбиты на близкую по высоте компланарную квазисинхронную орбиту с малой периодичностью наблюдения заданного района Земли. За счет фазирования на кратной геосинхронной или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670081
Дата охранного документа: 17.10.2018
19.01.2019
№219.016.b19c

Способ обучения плаванию

Изобретение относится к области образования и обучения. Для обучения плаванию проводят адаптацию обучаемого человека к водной среде, обучают человека занятию правильного положения тела в воде. Определяют емкость легких обучаемого человека путем определения интервала времени №1, в течение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677527
Дата охранного документа: 17.01.2019
24.01.2019
№219.016.b2fe

Способ изготовления крупногабаритной оснастки из композиционного материала

Изобретение относится к способу изготовления крупногабаритной оснастки из композиционного материала. Техническим результатом является снижение трудоемкости изготовления крупногабаритной оснастки с геометрическими формами высокой точности. Технический результат достигается способом изготовления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677996
Дата охранного документа: 22.01.2019
24.01.2019
№219.016.b392

Оснастка для формирования профилированной ферменной конструкции из композиционного волокнистого материала

Изобретение относится к области изготовления профилированных ферменных конструкций из композиционного волокнистого материала и может быть использовано в авиационной и космической технике. Оснастка для формования профилированной ферменной конструкции из композиционного волокнистого материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002678025
Дата охранного документа: 22.01.2019
Showing 1-4 of 4 items.
10.07.2014
№216.012.da33

Водосодержащий пороховой взрывчатый состав

Изобретение относится к области водосодержащих промышленных взрывчатых веществ (ПВВ) на основе гелеобразной матрицы, сенсибилизированной пироксилиновым порохом. Водосодержащий пороховой взрывчатый состав включает порох пироксилиновый или его смесь с баллиститным порохом 40,0-65,0 мас.%,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521637
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.02.2016
№216.014.c480

Гелеобразный водосодержащий пороховой взрывчатый состав

Изобретение относится к водосодержащим промышленным взрывчатым составам на основе гелеобразной матрицы, сенсибилизированной пироксилиновым порохом. Взрывчатый состав включает порох пироксилиновый или его смесь с баллиститным порохом, натриевую селитру, аммиачную селитру, растворимое в воде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574626
Дата охранного документа: 10.02.2016
13.01.2017
№217.015.6940

Способ изготовления гелеобразного водосодержащего взрывчатого состава

Изобретение относится к области водосодержащих промышленных взрывчатых составов на основе гелеобразной матрицы, сенсибилизированной пироксилиновым порохом или мощным взрывчатым веществом (ВВ). Способ изготовления взрывчатого состава включает приготовление водного раствора окислителей, введение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591946
Дата охранного документа: 20.07.2016
25.08.2017
№217.015.a8d3

Артиллерийский патрон

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к артиллерийским патронам. Артиллерийский патрон содержит головной взрыватель, примыкающий к взрывчатому снаряжению корпуса. Корпус оснащен ведущим пояском и полым сужающимся cзади хвостовиком за днищем. В корпусе помещается метательный заряд...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611272
Дата охранного документа: 21.02.2017
+ добавить свой РИД