Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГЕКСОГЕНА ИЗ КОРПУСОВ БОЕПРИПАСОВ, СНАРЯЖЕННЫХ ГЕКСОГЕНСОДЕРЖАЩИМИ ВЗРЫВЧАТЫМИ СМЕСЯМИ

Изобретение относится к области утилизации артиллерийских боеприпасов и может быть использовано для извлечения и регенерации в промышленных условиях чистого гексогена из гексогенсодержащих разрывных зарядов, изготовленных на основе взрывчатых смесей типа A-IX-1, A-IX-2.

Известен способ извлечения взрывчатых веществ из корпусов боеприпасов методом расплавления взрывчатого вещества с последующим сливом расплава из корпуса боеприпаса [1]. Плавление взрывчатого вещества производится при его нагреве до температуры плавления контактными и не контактными способами с помощью теплоносителей, в качестве которых применяются: 1) низкоплавкая эвтектическая смесь минеральных окислителей, расплавленный парафин, расплавленный тротил, горячая вода, перегретый водяной пар [2]. Плавление взрывчатого вещества может также производится за счет индукционного нагрева корпуса боеприпаса [2].

Недостаток способа извлечения взрывчатых веществ из корпусов боеприпасов методом расплавления взрывчатого вещества с последующим сливом расплава из корпуса боеприпаса заключается в том, что данный способ применим только для взрывчатых веществ, плавящихся без разложения, например, для тротила и тротилсодержащих взрывчатых смесей. Для гексогенсодержащих зарядов данный способ не применим, так как гексоген плавится с разложением.

Известен гидрокавитационный способ извлечения взрывчатых веществ из корпусов боеприпасов [2, 3], основанный на помещении боеприпаса под слой воды с последующим воздействием на заряд динамической струи (25 МПа) и искусственно создаваемого кавитационного поля. Недостаток гидрокавитационного способа извлечения взрывчатых веществ из корпусов боеприпасовзаключается в сложности применяемого оборудования и невозможности выделения из взрывчатой смеси чистого гексогена.

Известны механические способы извлечения взрывчатых веществ из корпусов боеприпасов, основанные на механическом разрушении зарядов взрывчатых веществ под действием внешних сил (высверливание, воздействие ударных волн, воздействие ультразвуковых волн), например [4, 5, 6]. Недостаток механических способов извлечения взрывчатых веществ - высокая вероятность взрыва разрывного заряда под действием внешних механических факторов: трения, удара, сжатия.

Известен гидродинамический способ извлечения взрывчатых веществ из корпусов боеприпасов (прототип изобретения), основанный на динамическом воздействии высокоскоростной струи воды под давлением 80-150 МПа на заряд ВВ [2, 7, 8]. Под действием высокоскоростной струи воды заряд разрушается на фрагменты, которые под действием гравитационных сил и вытекающей из снаряда воды выводятся из каморы снаряда. Недостаток гидродинамического способа извлечения взрывчатых веществ из корпусов боеприпасов заключается в сложности технологического оборудования, работающего при высоких давлениях, и невозможности получения чистого гексогена.

Технической задачей изобретения является способ извлечения гексогена из корпусов боеприпасов, снаряженных гексогенсодержащими взрывчатыми смесями, обеспечивающий более высокую эффективность и безопасность процесса извлечения гексогена за счет выбора природы рабочего тела, воздействующего на разрывной заряд, и снижения давления воздействия на разрывной заряд с получением на конечной стадии чистого гексогена для вторичного использования в военном деле и в народном хозяйстве.

Указанная техническая задача достигается тем, что при действии на разрывной заряд форса ацетона, распыленного с помощью форсунки, гексоген растворяется, затем при охлаждении и разбавлении водой раствора гексогенав ацетоне высаживается чистый гексоген. Растворимость гексогена в 100 г ацетона при 50°С составляет 12,8 г [9].

Предлагаемый способ извлечения гексогена из корпусов боеприпасов, снаряженных гексогенсодержащими взрывчатыми смесями, под действием форса распыленного ацетона представлен на рисунках 1, 2, 3.

На рисунке 1 приведена схема извлечения гексогена из корпуса боеприпаса. На разрывной заряд 2, снаряженный в корпус 1 боеприпаса, воздействует ширококонусный форс распыленного ацетона 4, который создается с помощью форсунки 3, вставленной в очко боеприпаса. Подача ацетона, нагретого до температуры 40…50°С, производится по трубопроводу 5 при давлении 1…2 МПа, что в 75…80 меньше давления при гидродинамическом способе извлечения взрывчатых веществ из корпусов боеприпасов. Растворение гексогена происходит с поверхности заряда параллельными слоями. Ацетон с растворенным в нем гексогеном и нерастворимыми частицами алюминия вытекает из корпуса боеприпаса под действием сил тяжести и гидродинамического напора струи раствора в зазор между очком боеприпаса и форсункой.

На рисунке 2 представлен вертикальный цилиндрический аппарат для растворения гексогена из корпусов боеприпасов с применением ацетона. Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 6 с коническим дном, крышки 14, подставки 8 для закрепления боеприпасов 7, трубопроводов 9, 10 для подвода ацетона и отвода раствора 11 гексогена в ацетоне, люка 13 для выгрузки нерастворимого в ацетоне осадка (порошкообразного алюминия) 12. Порошкообразный алюминий содержится во взрывчатой смеси A-IX-2 в количестве 20%. Для повышения производительности процесса извлечения гексогена в аппарат устанавливается несколько боеприпасов. Количество устанавливаемых боеприпасов определяется их калибром и геометрическими размерами аппарата. С изменением калибра расснаряжаемых боеприпасов заменяется подставка 8 с соответствующим диаметром и количеством отверстий для установки боеприпасов.

Аппарат работает следующим образом: подготовленные боеприпасы 7 (без взрывателей и холостых пробок) загружаются в аппарат 6 очком вниз на круговую подставку 8, герметично закрывается крышка 14, начинается подача на форсунки 3 нагретого до температуры 40…50°С ацетона под давлением 1…2 МПа. Под действием форса распыленного ацетона происходит растворение гексогена. Раствор 11 гексогена в ацетоне и нерастворимый осадок 12 собираются в нижней части аппарата. Затем после насыщения раствор гексогена в ацетоне направляется на следующие стадии: высаживание гексогена из раствора, отфильтровывание и сушка гексогена.

На рисунке 3 представлена функциональная схема технологической линии для извлечения чистого гексогена из корпусов боеприпасов. После загрузки боеприпасов в аппарат для растворения гексогена закрываются вентили 16, 17, 18, 19, открывается вентиль 15, ацетон из емкости с рубашкой для обогрева с помощью насоса подается под давлением на форсунки аппарата для растворения гексогена, после достижения в аппарате требуемого уровня раствора гексогена в ацетоне закрывается вентиль 15 и открывается вентиль 16, раствор гексогена циркулирует по малому кругу (насос, форсунки, дно аппарата, насос) до получения насыщенного раствора гексогена. После получения насыщенного раствора включается его циркуляция по большому кругу, для этого закрывается вентиль 16 и открываются вентили 17, 18, насыщенный раствор гексогена подается на стадию высаживания чистого гексогена в кристаллизатор. Высаживание гексогена происходит при охлаждении раствора и добавлении воды. Из кристаллизатора суспензия гексогена подается на стадию фильтрования, с фильтра чистый гексоген поступает на сушку в сушильный аппарат, затем на развеску и укупоривание. Водно-ацетоновая смесь с фильтровального аппарата поступает на перегонку в перегонный аппарат, регенерированный ацетон поступает в теплообменник, нагревается и насосом подается на форсунки аппарата для растворения гексогена. Вновьорганизуется сначала движение раствора гексогена по малому кругу, а после насыщения раствора - по большому кругу.

По мере полного растворения разрывных зарядов из корпусов боеприпасов закрывается вентиль 18, открывается вентиль 19 и регенерированный ацетон с большого круга циркуляции подается не в аппарат для растворения гексогена, а в емкость с ацетоном. Затем открывается крышка 14 (рисунок 2), из аппарата для растворения гексогена извлекаются корпуса боеприпасов, открывается люк 13 (рисунок 2) для выгрузки осадка. После выгрузки осадка люк 13 закрывается, технологический цикл завершен, производится загрузка новой партии боеприпасов в аппарат для растворения.

В предлагаемой технологической линии извлечения чистого гексогена из корпусов боеприпасов могут быть использованы химические аппараты (кристаллизатор, фильтровальный аппарат, сушильный аппарат, перегонный аппарат, теплообменный аппарат), выпускаемые отечественной промышленностью и на их разработку не требуются финансовые вложения за исключением аппарата для растворения гексогена из корпусов боеприпасов (рисунок 2). Движение ацетона производится по замкнутому технологическому циклу. Все технологические процессы протекают в герметичных аппаратах, исключающих потери ацетона в окружающую среду, что обеспечивает экологичность и безопасность производства.

Предложенный способ извлечения гексогена из корпусов боеприпасов, снаряженных гексогенсодержащими взрывчатыми смесями, позволяет обеспечить более высокую эффективность и безопасность процесса извлечения гексогена, в 75…80 раз снизить давление воздействия на разрывной заряд, существенно упростить вледствие снижения давления в гидравлической системе конструкцию аппарата для извлечении гексогена, применить более дешевые трубопроводы и насосы, работающие при невысоких давлениях, использовать в технологической линии химические аппараты (кристаллизатор, фильтровальный аппарат, сушильный аппарат, перегонный аппарат, теплообменныйаппарат), выпускаемые отечественной промышленностью, получить на конечной стадии из гексогенсодержащей взрывчатой смеси чистый гексоген для вторичного использования в военном деле и в народном хозяйстве.

Используемая литература

1. Патент РФ №2267081. Способ выплавки взрывчатых веществ из боеприпасов.

2. Потапов В.А. Отечественные инновационные технологии утилизации боеприпасов. - URL http://federalbook.ru/files/OPK/Soderjanie/OPK-8/III/Potapov.pdf.

3. Патент РФ №2195630. Установка гидрокавитационного расснаряжения боеприпасов и регенерации взрывчатых веществ.

4. Патент РФ №2046284. Установка для расснаряжения боеприпасов.

5. Патент РФ №2137089. Способ утилизации боеприпасов.

6. Патент РФ №2244248. Способ расснаряжения боеприпасов, наполненных гексогенсодержащими взрывчатыми веществами, и установка для его осуществления.

7. Патент ФРГ №4128703, опубл. 04.03.93 г.

8. Патент РФ №2221986. Способ расснаряжения боеприпасов.

9. Орлова, Е.Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ / Е.Ю. Орлова. - Л. : Химия, 1973. - с. 522.