Способ и установка для расснаряжения и утилизации боеприпасов со смесевым зарядом

1 Заявляемое техническое решение относится к области утилизации боеприпасов, в частности, к извлечению из корпуса взрывчатого вещества (ВВ), представляющего собой смесь плавких и неплавких компонентов, и одновременному приготовлению на основе извлеченных материалов взрывчатых составов заданной рецептуры. Известен способ расснаряжения боеприпасов, основанный на извлечении ВВ из корпуса боеприпаса путем подачи инертного по отношению к компонентам ВВ жидкого теплоносителя в корпус под давлением 0,1-20 атм при температуре 80-130 С через насадок (РФ, патент 2056035, F 42 В 33/00, 1996 г.). Этот способ пригоден для извлечения заряда ВВ из боеприпасов, но не предусматривает отделение теплоносителя от извлекаемого ВВ,что приводит к накоплению ВВ в теплоносителе и повышает опасность процесса расснаряжения,а также не допускает многократное использование теплоносителя в технологическом цикле. Кроме того, по этому способу не может быть приготовлен взрывчатый состав заданной рецептуры. Известен способ утилизации отходов, содержащих смесевое твердое топливо, предусматривающий смешение жидкого промышленного ВВ с предварительно установленным количеством отходов (РСТ заявка 94/00406,C 06B 47/14, 1994 г.). Данный способ позволяет решить частную задачу. Смесевое твердое топливо перемешивают с бризантными ВВ, получая при этом высокоэнергетические составы. Данный способ не решает вопрос извлечения ВВ из корпусов боеприпасов и приготовления на их основе промышленных ВВ. Известен также способ разрушения изделий из ВВ с одновременной утилизацией ВВ,заключающийся в том, что на поверхность изделия из BВ подают рабочее тело при температуре 30-180C и давлении 0,01-10000 кг/см 2, а образующуюся смесь рабочего тела с продуктами разрушения изделия перерабатывают совместно в гранулы или отливки промышленного ВВ с заданным кислородным балансом. В качестве рабочего тела используют расплав или суспензию аммиачной селитры и/или карбамида с целевыми добавками, в качестве которых используют натриевую селитру, или минеральное масло, или металлические порошки, или воду, или парафин и минеральное масло (РФ, патент 1795962, C 06B 21/00, 1993 г. - прототип). Данный способ имеет ряд недостатков. Рабочее тело непрерывно расходуется и уходит в состав приготовляемого промышленного ВВ. Наиболее эффективное извлечение ВВ из корпусов боеприпасов, как показали исследования по расснаряжению при давлениях от 0,01 до 10 кг/см 2, осуществляется при модуле 1:50100, т.е., чтобы извлечь 1 кг ВВ, необхо 000559 2 димо ввести в корпус боеприпаса 50100 кг рабочего тела. Если постоянно пользоваться свежим рабочим телом, то потребуется большое его количество. Например, чтобы извлечь 1,5 т тротила из авиационной бомбы калибром 3000 необходимо 105 т рабочего тела, что связано со значительным расходом энергии. Отделение BВ от рабочего тела данный способ не решает. А вымывание рабочим телом,содержащим извлеченное ВВ, опасно. Содержание твердых добавок (металлических порошков, карбамидов) также увеличивает опасность ведения процесса извлечения. Данный способ также не решает вопрос соотношения компонентов в составе промышленного ВВ. Известно оборудование (аппараты) для осуществления процесса расснаряжения артиллерийских и других типов боеприпасов (патент Великобритании 139207, МПК F 42 В 33/06 прототип). В этом оборудовании насос и сопло располагаются так, чтобы вода из сборника поступала к соплу, из сопла - в снаряды, каждый из которых размещается над индивидуальным соплом. Отводной канал, располагающийся ниже держателей снарядов, обеспечивает отвод потока воды, содержащего ингредиенты разрывного заряда в растворенном состоянии или в виде суспензии. Между отводным каналом и водосборником размещаются осадительная камера и переливная труба, предназначенные для улавливания более тяжелых частиц и для отводимого потока воды, содержащего водорастворимые соединения. Это оборудование обладает следующими недостатками. В результате негерметичного соединения сопла и корпуса вымываемого изделия и наличия открытых отводных каналов и аппаратов происходит выброс паров воды и извлекаемого ВВ в помещение, что резко ухудшает экологическую и санитарную обстановку. Затруднена эвакуация извлеченного ВВ из осадительной камеры и не обеспечивается достаточная очистка воды. Извлеченное взрывчатое вещество в осадительной камере имеет высокую влажность,что затрудняет его повторное использование и приводит к необходимости взрыво- и пожароопасной сушки. Отсутствует возможность приготовления на основе извлеченного ВВ взрывчатого состава заданной рецептуры. Все недостатки прототипа отсутствуют в заявляемом техническом решении. Извлечение ведут нейтральным теплоносителем, который после извлечения ВВ из корпуса боеприпаса отделяется от ВВ и чистым вновь поступает в корпус. Таким образом, рабочее тело практически не расходуется в процессе вымывания. Одно и 3 то же рабочее тело может применяться в течение нескольких месяцев непрерывной работы. В процессе вымывания и разделения за счет герметичности трубопроводов и аппаратов испарение расплава тротила исключено. Предлагаемый способ реализует устройство (разделитель), которое обеспечивает разделение ВВ и рабочего тела. Вымывание чистым нейтральным к ВВ рабочим телом - процесс безопасный. Масса извлеченного ВВ непрерывно взвешивается. К этой массе ВВ добавляются расчетные дозы других компонентов. Таким образом, выдерживается их соотношение. При создании изобретения ставилась задача разработать эффективную и безотходную технологию извлечения и переработки ВВ с одновременным повышением степени экологичности за счет введения ряда операций и конструктивных особенностей установки. При осуществлении группы изобретений по объекту "способ" технический результат достигается за счет того, что извлечение ВВ из корпуса осуществляют путем подачи жидкого,нагретого до заданной температуры инертного теплоносителя под давлением на поверхность ВВ через подвижный насадок, а продукт разрушения заряда перерабатывают в промышленное ВВ. Извлечение ВВ из корпуса боеприпаса ведется за счет передачи тепла от рабочего тела к заряду и смыва размягченного ВВ из корпуса. Переработка образующейся смеси заключается в следующем:- смесь извлеченного ВВ и теплоносителя непрерывно осаждают и взвешивают в процессе накопления осадка в разделителе;- по достижении расчетного веса загрузки разделителя подачу теплоносителя и извлечение ВВ прекращают;- добавляют расчетное количество расплава тротила;- сливают из разделителя расплав теплоносителя до достижения расчетного уровня;- оставшуюся в разделителе смесь перемешивают до однородного состояния и сливают в сборник расплава взрывчатого вещества. Реализуется заявляемый способ с помощью устройства, отличительные признаки которого заключаются в следующем:- разделитель установлен на весах и снабжен перемешивающим устройством и успокоителем потока, соединенным со сливным трубопроводом;- устройство подачи жидкого теплоносителя выполнено в виде подвижной полой штанги с насадком;- разделитель соединен со сборником готового продукта донным сливным штуцером, а с устройством подачи жидкого теплоносителя двумя боковыми штуцерами, при этом нижний боковой сливной штуцер расположен относи 000559 4 тельно донного штуцера на уровне, определяемом по формуле:V1+V2 Н = ,S где V1- объем, занимаемый извлеченным ВВ и дозой тротила;V2 - объем, занимаемый остатком расплава теплоносителя после слива;- сливной трубопровод соединен с плавителем тротила;- успокоитель потока выполнен с щелевым выпуском в нижней части, концентричным стенке разделителя;- соединения успокоителя потока, нижнего и боковых штуцеров с внешними трубопроводами выполнены гибкими и герметичными;- устройство подачи теплоносителя расположено ниже нижнего бокового сливного штуцера разделителя и имеет вместимость большую, чем объем сливаемого из разделителя теплоносителя. В результате непрерывного весового контроля массы осадка обеспечивается возможность приготовления из осадка взрывчатого состава заданной рецептуры. Разделитель установлен на весах и снабжен перемешивающим устройством и успокоителем потока, соединенным со сливным трубопроводом, что позволяет обеспечить снижение скорости и турбулентности стекающего в разделитель потока взвеси BВ и парафина. При этом улучшаются условия осаждения компонентов ВВ в разделителе. Наличие взвешивающего устройства обеспечивает возможность непрерывного контроля веса осадка в осадителе с целью остановки процесса извлечения ВВ из боеприпаса после накопления его расчетного количества. Конструктивные особенности разделителя обеспечивают благоприятные условия для слива готового состава в сборник расплава BВ, теплоносителя - в устройство подачи в корпус боеприпаcа, а мерной дозы расплава тротила - в разделитель. Успокоитель потока имеет щелевой выпуск в нижней части, концентричный стенке,что обеспечивает снижение скорости и исключает турбулентность стекающего потока, создавая благоприятные условия для осаждения взвеси ВВ в донной части разделителя. Соединения успокоителя потока, нижнего и боковых штуцеров с внешними трубопроводами выполнены гибкими и герметичными, благодаря чему исключается влияние жестких связей на работу весов, а также выброс вредных веществ в помещение. Установка для расснаряжения и утилизации боеприпасов иллюстрируется чертежами,представленными на фиг. 1-2. На фиг. 1 показан общий вид установки; 5 на фиг. 2 сечение по А-А на фиг. 1. Установка (фиг. 1) содержит стапель 1 с приемной воронкой 2, устройство 3 подачи жидкого теплоносителя 4, разделитель 5, сливной трубопровод 6, сборник 7 расплава готового продукта 8, весоизмерительное устройство 9 с датчиками. Устройство 3 подачи жидкого теплоносителя включает подвижную полую штангу 10 с перфорированным насадком 11, трубопровод 12 и соединено с приемной воронкой 2, которая также связана, со сливным трубопроводом 6. Подвижная штанга 10 с насадком 11 совершает поочередно возвратно-поступательное и возвратно-вращательное движения. Сливной трубопровод 6 через гибкое соединение 13 соединен с разделителем 5 и снабжен успокоителем 14 потока (фиг. 2). В сливной трубопровод 6 введен патрубок 15 для подачи дозы расплава из плавителя 16. Разделитель 5 связан с датчиками весоизмерительного устройства 9 и снабжен перемешивающим устройством 17, а также верхним боковым штуцером 18, нижним боковым штуцером 19 и донным штуцером 20. Через боковые штуцеры 18, 19 и гибкие соединения разделитель 5 связан с устройством 3 подачи теплоносителя, а через донный штуцер 20 - со сборником 7 расплава готового продукта. Установка расснаряжения боеприпасов со смесевым зарядом с одновременным получением взрывчатого состава работает следующим образом. Расснаряженный боеприпас подготавливают к извлечению заряда. При этом удаляют съемные детали (крышки, пробки), снимают осадку с резьб, извлекают промежуточные детонаторы. Подготовленный боеприпас с помощью грузоподъемного механизма устанавливают на стапель 1 наклонно горловиной вниз,плотно состыковывают с приемной воронкой 2 и сливным трубопроводом 6. Через заливочную горловину боеприпаса в корпус боеприпаса вводят штангу 10 с перфорированным насадком 11 на конце. Емкость устройства 3 подачи жидкого теплоносителя 4 заполняют расплавом теплоносителя, например парафином, и доводят его температуру до 100-125 С. Взвешивают разделитель 5 и значение его показателя веса обнуляют. В плавитель 16 загружают расчетную дозу тротила и расплавляют его. На этом подготовка к работе оборудования установки расснаряжения заканчивается. Включают привод насоса устройства 3 подачи жидкого теплоносителя 4. Расплав теплоносителя 4 по напорному трубопроводу 12 и штанге 10 через перфорированный насадок 11 нагнетается в камору боеприпаса. Струи теплоносителя омывают открытую поверхность заряда. При этом ВВ расплавляется и образует сложную жидкую смесь с теплоносителем, ко 000559 6 торая через приемную воронку 2 и сливной трубопровод 6 самотеком стекает в разделитель 5. В успокоителе потока 14, которым оснащен разделитель 5, происходит снижение скорости потока жидкости благодаря увеличению проходного сечения в щелевом выпуске и распределению потока по стенке разделителя. При этом снижается турбулентность, что способствует осаждению компонентов смесевого ВВ, плотность который в 1,5-3 раза превосходит плотность расплава теплоносителя. Разделитель 5 заполняется жидкостью до верхнего бокового сливного штуцера 18 (нижний боковой штуцер 19 при этом закрыт клапаном). Расплав теплоносителя с небольшой примесью извлеченного ВВ самотеком поступает в емкость устройства 3 подачи жидкого теплоносителя 4, а основная масса извлеченного ВВ в виде осадка накапливается в донной части разделителя 5. С помощью весов 9 производится непрерывный контроль веса загрузки разделителя 5. По достижении расчетного веса, значение которого определяется соотношением компонентов в приготовляемом составе, выключается привод насоса устройства 3 подачи жидкого теплоносителя 4 и процесс извлечения ВВ из боеприпаса прекращается. По окончании извлечения ВВ дают некоторую выдержку для полного стока жидкости из трубопроводов и осветления теплоносителя путем осаждения взвешенной в нем мелкой фракции компонентов извлеченного ВВ. Затем открывают клапан на трубе 15 и сливают в разделитель 5 мерную дозу расплава тротила. При этом избыток теплоносителя 4 вытесняется из разделителя через верхний боковой штуцер 18 в емкость устройства 3 подачи жидкого теплоносителя 4. После этого открывают клапан на нижнем боковом сливном штуцере 19 разделителя 5. Теплоноситель из разделителя 5 стекает в емкость устройства 3 подачи жидкого теплоносителя до уровня, определяемого положением штуцера 19. В разделителе образуется смесь компонентов, состоящая из осадка извлеченного ВВ, дозы расплава тротила и остатка расплава теплоносителя, соответствующая расчетному содержанию компонентов в приготавливаемом взрывчатом составе 8. Закрывают клапан на штуцере 19 и включают привод перемешивающего устройства 17. Компоненты взрывчатого состава 8 перемешиваются до состояния однородной смеси. Затем открывают клапан на донном штуцере 20 и сливают приготовленный состав 8 в сборник расплава ВВ 7. Из сборника 7 смесь поступает на дальнейшую переработку, например, на гранулирование. Гибкие и герметичные соединения 13 трубопроводов и аппаратов исключают выброс вредных веществ в помещение и влияние жестких связей на результаты взвешивания. Извлечение заряда из боеприпаса продолжают до полного опорожнения его корпуса, по 7 вторяя циклы приготовления взрывчатого состава заданной рецептуры. Приготавливаемый взрывчатый состав содержит в своем составе осадок извлеченного взрывчатого вещества из расснаряжаемого боеприпаса, расплав тротила и расплав теплоносителя, например парафина. Количество вводимых тротила и теплоносителя зависит от соотношения компонентов в заряде расснаряжаемого боеприпаса и определяется расчетом. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ расснаряжения и утилизации боеприпасов со смесевым зарядом, основанный на извлечении взрывчатых веществ из корпуса воздействием инертного жидкого нагретого до заданной температуры теплоносителя под давлением на поверхность взрывчатого вещества с последующей переработкой извлеченного взрывчатого вещества, отличающийся тем, что применяют теплоноситель, не растворимый в расплаве взрывчатого вещества, который подают в корпус боеприпаса через подвижный насадок, затем смесь извлеченного взрывчатого вещества и теплоносителя подвергают ламиниризации, осаждают и непрерывно взвешивают, а по достижении расчетного веса загрузки извлечение прекращают, затем теплоноситель осветляют отстаиванием в разделителе, добавляют расчетную дозу расплава тротила, после чего сливают теплоноситель из разделителя до достижения расчетного уровня, а оставшуюся в разделителе смесь перемешивают до однородного состояния и сливают в сборник расплава взрывчатого состава. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что насадок приводят поочередно в возвратнопоступательное и возвратно-вращательное движение. 3. Установка, содержащая стапель с приемной воронкой, устройство подачи жидкого теплоносителя, разделитель, сливной трубопровод, сборник расплава взрывчатого состава, отличающаяся тем, что насадок с полой штангой устройства подачи теплоносителя выполнены подвижными, разделитель установлен на весах,снабжен перемешивающим устройством и успокоителем потока, соединенным со сливным трубопроводом, выполненным с патрубком для 8 ввода дозы расплава тротила, кроме того, разделитель снабжен донным штуцером, соединяющим последний со сборником расплава взрывчатого вещества, и двумя боковыми штуцерами,соединяющими разделитель с устройством подачи жидкого теплоносителя, при этом нижний боковой штуцер расположен относительно донного штуцера на уровне, определяемом по формуле:V1+V2 Н = ,S где V1 - объем, занимаемый извлеченным взрывчатым веществом и дозой расплава тротила;V2 - объем, занимаемый остатком расплава теплоносителя после слива;S - поперечное сечение разделителя. 4. Установка по п.3, отличающаяся тем,что насадок с полой штангой устройства подачи теплоносителя выполнены с возможностью поочередного возвратно-поступательного и возвратно-вращательного движения. 5. Установка по п.3, отличающаяся тем,что успокоитель потока выполнен с щелевым выпуском в нижней части, расположенным концентрично стенке разделителя.