RU2485437C1 - Method of disassembly of munitions - Google Patents
Method of disassembly of munitions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2485437C1 RU2485437C1 RU2012104181/11A RU2012104181A RU2485437C1 RU 2485437 C1 RU2485437 C1 RU 2485437C1 RU 2012104181/11 A RU2012104181/11 A RU 2012104181/11A RU 2012104181 A RU2012104181 A RU 2012104181A RU 2485437 C1 RU2485437 C1 RU 2485437C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granular material
- flowing
- burning
- explosive
- combustion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B33/00—Manufacture of ammunition; Dismantling of ammunition; Apparatus therefor
- F42B33/06—Dismantling fuzes, cartridges, projectiles, missiles, rockets or bombs
- F42B33/067—Dismantling fuzes, cartridges, projectiles, missiles, rockets or bombs by combustion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области утилизации вооружений, а именно к способам расснаряжения боеприпасов (БП), основное поражающее действие которых обеспечивается зарядами взрывчатого вещества (ВВ).The invention relates to the field of disposal of weapons, and in particular to methods for the unloading of ammunition (BP), the main damaging effect of which is provided by explosive charges.
Известны способы расснаряжения БП, заключающиеся в выплавлении заряда ВВ из корпуса путем нагрева его горячим паром или жидкостью, растворении заряда ВВ в растворителях различного состава, удалении ВВ путем высверливания или вытачивания механическим инструментом, выжигания ВВ из корпуса в специальных печах или на открытом огне и выжигания с локальным инициированием горения ВВ в месте прожига корпуса струей жидкого железа, полученного при термитной реакции.Known methods for unloading BP, consisting in melting the explosive charge from the housing by heating it with hot steam or liquid, dissolving the explosive charge in solvents of various compositions, removing explosives by drilling or turning with a mechanical tool, burning the explosives from the housing in special furnaces or on an open fire, and burning with local initiation of combustion of explosives at the burning site of the hull with a jet of liquid iron obtained by the termite reaction.
Все известные способы имеют существенные недостатки. Так, способы, заключающиеся в переводе твердого ВВ в жидкое состояние или растворы, не могут быть использованы для БП, снаряженных неплавящимися и плохорастворимыми ВВ. Способ механического удаления ВВ требует сложного технологического оборудования, дорог и опасен. Способ выжигания в печах является малопроизводительным, энергоемким и требующим специальной защиты вследствие реальной возможности инициирования теплового взрыва заряда ВВ при перегреве корпуса БП внешним источником тепла [1].All known methods have significant disadvantages. So, the methods of converting a solid explosive to a liquid state or solutions cannot be used for BP equipped with non-consumable and poorly soluble explosives. The method of mechanical removal of explosives requires complex technological equipment, is expensive and dangerous. The method of burning in furnaces is inefficient, energy-intensive and requires special protection due to the real possibility of initiating a thermal explosion of the explosive charge when the PSU case is overheated by an external heat source [1].
Известен также способ расснаряжения БП, содержащих неплавящиеся и плохорастворимые ВВ, путем выжигания зарядов ВВ из металлических корпусов, которое проводят в режиме послойного горения со стороны открытой поверхности ВВ. Инициирование послойного горения производят воздействием нагретого до высокой температуры металлического тела либо на поверхность ВВ в БП, либо промежуточного горючего вещества, например пороха, которое предварительно помещают в БП на поверхность ВВ. Недостатком этого способа является низкая его производительность при расснаряжении БП с ВВ в полузамкнутой внутренней полости сложной формы, которая часто встречается в артиллерийских снарядах, т.к. необходимо в каждый снаряд вкладывать металлическое тело и организовывать его нагрев, что требует дополнительных расходов и времени. При этом начальная свободная поверхность ВВ ограничена каналом от удаленного взрывателя, так что послойное горение в плоскости, перпендикулярной продольной оси, может не реализовываться. Это приведет к неполноте выгорания несамогорящих ВВ и увеличению продолжительности выжигания в случае самогорящих ВВ. Вход во внутреннюю полость БП ограничен очком горловины, диаметр которой меньше диаметра внутренней полости с ВВ [2].There is also a method of demilitarizing BP containing non-consumable and poorly soluble explosives by burning explosive charges from metal cases, which is carried out in a layer-by-layer combustion mode from the side of the open surface of the explosive. Initiation of layer-by-layer combustion is carried out by the action of a metal body heated to a high temperature either on the explosive surface in a power supply unit, or an intermediate combustible substance, such as gunpowder, which is previously placed in a power supply unit on the explosive surface. The disadvantage of this method is its low performance when unloading a PSU with explosives in a semi-closed internal cavity of complex shape, which is often found in artillery shells, because it is necessary to invest a metal body in each shell and organize its heating, which requires additional costs and time. In this case, the initial free surface of the explosive is limited by the channel from the remote fuse, so layer-by-layer combustion in the plane perpendicular to the longitudinal axis may not be realized. This will lead to incomplete burning of non-self-burning explosives and an increase in the duration of burning in the case of self-burning explosives. The entrance to the internal cavity of the BP is limited by the point of the neck, the diameter of which is less than the diameter of the internal cavity with explosives [2].
Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является способ расснаряжения БП, заключающийся в выжигании заряда ВВ из вертикально установленной металлической оболочки БП путем инициирования послойного горения ВВ со стороны его свободной поверхности воздействием на эту поверхность нагретого до высокой температуры поджигающего тела, поджигающее тело выполняют из безгазового теплоинерционного теплового состава, размещенного в БП в контакте со всей свободной поверхностью ВВ, и воспламеняют поджигающее тело. Состав поджигающего тела выполнен на основе оксида хрома Сr2О3 и алюминия. Состав выбран из условия обеспечения самораспространяющегося процесса высокотемпературного синтеза. Поджигающее тело представляет собой навеску свободно текучих сферических или цилиндрических гранул [3].The closest in technical essence and adopted for the prototype is a method of demilitarizing a PSU, which consists in burning an explosive charge from a vertically mounted metal shell of a PSU by initiating layer-by-layer combustion of an explosive from the side of its free surface by exposing a burning body to a high temperature, the burning body is made of gasless thermal inertia thermal composition, placed in the BP in contact with the entire free surface of the explosive, and ignite the igniting body. The composition of the firing body is based on chromium oxide Cr 2 O 3 and aluminum. The composition is selected from the conditions for providing a self-propagating process of high-temperature synthesis. The burning body is a sample of free-flowing spherical or cylindrical granules [3].
Недостатком известного способа является необходимость иметь производство свободно текучих гранул из алюмотермитного состава и индивидуального обслуживания каждого выжигаемого снаряда. Кроме того, энергетический ресурс ВВ полезно не используется.The disadvantage of this method is the need to have the production of free-flowing granules from aluminothermic composition and individual maintenance of each burned shell. In addition, the energy resource of explosives is not useful.
Решаемой технической задачей является способ экологически безопасного расснаряжения БП без применения низкопроизводительных операций, кроме загрузки БП и выгрузки пустых корпусов, со стимулированием повышенной скорости горения ВВ для увеличения производительности и с возможностью одновременного выжигания нескольких БП при централизованном использовании средств обеспечения операций и извлечении энергетических ресурсов ВВ.The technical task to be solved is a method for environmentally safe demarcation of PSUs without the use of low-performance operations, except for loading PSUs and unloading empty casings, with stimulation of an increased burning rate of explosives to increase productivity and with the possibility of simultaneous burning of several PSUs with a centralized use of operations and extraction of energy resources.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в способе расснаряжения боеприпасов, заключающемся в выжигании заряда взрывчатого вещества из вертикально установленного металлического корпуса боеприпаса путем инициирования послойного горения взрывчатого вещества со стороны его свободной поверхности воздействием на эту поверхность нагретым до высокой температуры поджигающим телом, берут в качестве поджигающего тела и теплоносителя псевдоожижаемый текучий зернистый материал, для чего устанавливают полузамкнутую металлическую оболочку боеприпаса открытой горловиной вниз, направляют на горловину натекающую струю смеси текучего зернистого материала и несущего воздуха с начальной температурой выше температуры воспламенения взрывчатого вещества, пропускают часть зернистого материала струи через горловину внутрь металлической оболочки для использования в качестве поджигающего тела при воздействии на поверхность горения взрывчатого вещества, смешивают истекающие из металлической оболочки отраженный от поверхности горения зернистый материал и продукты горения взрывчатого вещества с оставшейся вне металлической оболочки частью натекающей струи для дожигания продуктов неполного сгорания и нагрева всего зернистого материала струи до конечной температуры, газовую часть продуктов полного сгорания с избытком воздуха отделяют от текучего зернистого материала и отводят последовательно в теплообменник нагрева воздуха и выходной сепаратор, перемещают нагретый до конечной температуры текучий зернистый материал в аккумулятор тепла с дальнейшим использованием в качестве теплоносителя для обеспечения работы потребителей тепловой энергии, выделяемой по разности конечной и начальной температур текучего зернистого материала, возвращают текучий зернистый материал с начальной температурой для смешения с нагретым воздухом и формирования натекающей струи. Конечную температуру продуктов сгорания и текучего зернистого материала регулируют путем изменения расхода зернистого материала, скорости натекания струи на горловину металлической оболочки боеприпаса или начальной температуры текучего зернистого материала. Текучий зернистый материал из аккумулятора тепла используют в теплообменнике для нагрева рабочего тела паротурбинного электрогенератора.The solution of the technical problem is achieved by the fact that in the method of demilitarizing ammunition, which consists in burning a charge of an explosive from a vertically mounted metal shell of the ammunition by initiating layer-by-layer burning of explosive from the side of its free surface by exposing an ignition body heated to a high temperature to this surface, they take of a burning body and a heat carrier, a fluidized fluid granular material, for which a semi-closed met the ammunition shell is opened with its open neck downward, a leaking jet of a mixture of fluid granular material and carrier air with an initial temperature above the ignition temperature of the explosive is directed to the neck, a portion of the granular material of the jet is passed through the neck into the metal shell for use as an igniting body when an explosive is exposed to the combustion surface substances that mix granular material reflected from the combustion surface and flowing out of the metal shell and combustion products of the explosive with the part of the leaking jet remaining outside the metal shell to burn the products of incomplete combustion and heating the entire granular material of the jet to a final temperature, the gas part of the products of complete combustion with excess air is separated from the flowing granular material and removed in series to the air heating heat exchanger and the output separator the fluid granular material heated to a final temperature is transferred to a heat accumulator with further use as a heat carrier In order to ensure the operation of consumers of thermal energy released by the difference between the final and initial temperatures of the flowing granular material, the flowing granular material with an initial temperature is returned for mixing with heated air and forming a leaky jet. The final temperature of the combustion products and flowing granular material is controlled by changing the flow rate of the granular material, the rate of flow of the jet on the neck of the metal shell of the munition or the initial temperature of the flowing granular material. Fluid granular material from a heat accumulator is used in a heat exchanger to heat the working fluid of a steam turbine electric generator.
Сравнительный анализ существенных признаков прототипа и предлагаемого устройства показывает, что отличительными признаками предложения являются те, в соответствии с которыми:A comparative analysis of the essential features of the prototype and the proposed device shows that the distinguishing features of the proposal are those in accordance with which:
- берут в качестве поджигающего тела и теплоносителя псевдоожижаемый текучий зернистый материал;- take as a burning body and a coolant fluidized fluid granular material;
- направляют на горловину металлической оболочки натекающую струю смеси текучего зернистого материала и несущего воздуха с начальной температурой выше температуры воспламенения взрывчатого вещества;- direct a flowing stream of a mixture of flowing granular material and carrier air with an initial temperature above the ignition temperature of the explosive to the neck of the metal shell;
- пропускают часть зернистого материала струи через горловину внутрь металлической оболочки для использования в качестве поджигающего тела при воздействии на поверхность горения взрывчатого вещества;- pass part of the granular material of the jet through the neck into the metal shell for use as an arsonizing body when exposed to the combustion surface of an explosive;
- смешивают истекающие из металлической оболочки отраженный от поверхности горения зернистый материал и продукты горения взрывчатого вещества с оставшейся вне металлической оболочки частью натекающей струи для дожигания продуктов неполного сгорания и нагрева всего зернистого материала струи до конечной температуры;- the granular material reflected from the burning surface and the combustion products of the explosive flowing from the metal shell are mixed with the part of the leaky jet remaining outside the metal shell to burn out products of incomplete combustion and heat the entire granular material of the jet to a final temperature;
- перемещают нагретый до конечной температуры текучий зернистый материал в аккумулятор тепла с дальнейшим использованием в качестве теплоносителя для обеспечения работы потребителей тепловой энергии, выделяемой по разности конечной и начальной температур текучего зернистого материала.- the fluid granular material heated to a final temperature is transferred to a heat accumulator with further use as a heat carrier to ensure the operation of consumers of thermal energy released by the difference between the final and initial temperatures of the flowing granular material.
Сущность настоящего предложения будет более понятна из рассмотрения фигур, где:The essence of this proposal will be more clear from a consideration of the figures, where:
фиг.1 представляет общую схему устройства для осуществления предлагаемого способа;figure 1 is a General diagram of a device for implementing the proposed method;
фиг.2 показывает схему модуля выжигания предпочтительного исполнения на основе аппарата с псевдоожиженным фонтанирующим слоем и обрабатываемым боеприпасом;figure 2 shows a diagram of a burning module of a preferred embodiment based on an apparatus with a fluidized flowing bed and processed ammunition;
фиг.3 изображает структуру течений материалов внутри свободной полости боеприпаса,figure 3 depicts the structure of the flows of materials inside the free cavity of the munition,
и следующего описания исполнения изобретения.and the following description of the execution of the invention.
Как показано на фиг. 1, устройство для реализации предлагаемого способа экологически чистого расснаряжения боеприпасов с извлечением энергетических ресурсов в виде электроэнергии и горячей воды тепловых сетей имеет контур циркуляции псевдоожижаемого текучего зернистого теплоносителя по цепи из группы модулей выжигания 1, аккумулятора тепла 2 на основе текучего зернистого материала, теплообменника 3 передачи тепла от текучего зернистого материала к рабочему телу замкнутого контура турбины 4 с электрогенератором 5, бункера хранения 6 отработавшего цикл текучего зернистого материала и терморегулятора 7. Замкнутый контур турбины 4 с электрогенератором 5, содержащий насос 8 циркуляции рабочего тела, рассчитан на съем тепловой энергии на трех переделах: с теплообменником 3 на первом переделе используют перепад температур от конечной температуры зернистого материала, например 900°С, до начальной температуры в псевдоожиженном фонтанирующем слое, например 400°С, на втором переделе с теплообменником 9 внутри замкнутого контура 8 реализуют перепад температур от 250°С до 150°С для работы магистральных тепловых сетей. В последнем переделе с теплообменником 10 снижают температуру рабочего тела от 150°С до 80°С для использования тепла в сушилках, тепловых экранах и в аналогичных устройствах. После теплообменника 3 текучий зернистый материал с температурой около 400°С отводят в бункер хранения 6 и возвращают по потребности в модули выжигания 1 для участия в формировании натекающих струй из смеси с нагретым воздухом.As shown in FIG. 1, the device for implementing the proposed method of environmentally friendly ordnance disposal with the extraction of energy resources in the form of electricity and hot water from heating networks has a circulation circuit of a fluidized fluid granular heat carrier along a chain from a group of burning modules 1, a heat accumulator 2 based on a flowing granular material,
Модуль выжигания 1, схема которого представлена на фиг. 2, содержит цилиндроконический корпус 11 с центральной трубой пневмотранспорта 12. Нижний конец трубы пневмотранспорта установлен выше основания корпуса 11 на расстояние, определяющее перенос частиц из кольцевого псевдоожиженного слоя 13, преимущественно в конической части корпуса, в трубу пневмотранспорта 12. Основание корпуса 11 содержит входной участок трубы 14 подачи нагретого несущего газа, воздуха, в трубу пневмотранспорта 12 и в псевдоожиженный слой 13. Для псевдоожиженного слоя берут текучий зернистый материала из группы D по классификации Гелдарта. Верхний конец трубы пневмотранспорта 12 устанавливают соосно с гнездом 17 на верхней крышке 18 корпуса модуля 1 для БП 19, помещаемого открытой горловиной вниз. БП 19 в рабочем положении утоплен внутрь корпуса 11 на расстояние, определяющее радиальный зазор для отвода газообразных продуктов сгорания по трубе 20 в циклонный сепаратор 21. Свободный передний конец БП с горловиной вниз помещен в отверстие периферийного отражателя 22. Отражатель снабжен поворотной заслонкой 23. Внутри цилиндрической части корпуса II установлен конический сборник 24, соединенный с каналом стока текучего зернистого материала в аккумулятор тепла 2. В аккумулятор тепла также поступает отделенный от газа в циклонном сепараторе 21 текучий зернистый материал. Расходуемую загрузку псевдоожиженного слоя 13 пополняют из бункера хранения 6 по трубе 25. Модуль оснащен регуляторами расхода воздуха в трубу пневмотранспорта (не показаны). Корпус модуля и трубы снабжены теплоизоляцией, снижающей тепловые потери (не показана). Верхняя крышка 18 корпуса модуля 1 снабжена средствами отделения ее от корпуса в случае резкого повышения внутреннего давления (не показаны). Гнездо 17 снабжают средствами жесткого скрепления с БП 19 и верхней крышкой 18 (не показаны). В корпусе 11 в радиальном зазоре отвода продуктов сгорания и трубе 20 размещен теплообменник нагрева воздуха 26. Вход теплообменника соединен с нагнетателем воздуха (не показан), который является общим для всех модулей выжигания в устройстве. Выход теплообменника 26 сообщен с трубой 14 подачи нагретого несущего воздуха в нижнюю часть корпуса 11.Burnout module 1, a diagram of which is shown in FIG. 2, comprises a cylinder-conical housing 11 with a central pneumatic conveying pipe 12. The lower end of the pneumatic conveying pipe is installed above the base of the housing 11 by a distance that determines the transfer of particles from the annular fluidized bed 13, mainly in the conical part of the housing, to the pneumatic conveying pipe 12. The base of the housing 11 contains an inlet section pipes 14 for supplying heated carrier gas, air, to the pneumatic conveying pipe 12 and to the fluidized bed 13. For the fluidized bed, fluid granular material from group D is taken according to the classification Geldart’s. The upper end of the pneumatic conveying pipe 12 is mounted coaxially with the
Реализация предлагаемого способа начинается с запуска установки на непрерывную продолжительную работу, который включает разогрев текучего зернистого материала, поступающего из бункера хранения 6, в терморегуляторе 7 до начальной рабочей температуры, которая выше температуры воспламенения ВВ по меньшей мере на 100°С, и направляют вместе с нагретым воздухом далее в псевдоожиженный слой 13. Циркуляцию текучего зернистого материала осуществляют при пониженном расходе воздуха, обеспечивающем минимальное псевдоожижение слоя 13. В начале работы аккумулятор тепла 2 пуст и заполняется по мере выхода установки на рабочий режим. После выхода температуры псевдоожиженного слоя 13 на заданный уровень, при закрытой заслонке 23, в гнезде 17 закрепляют БП 19 с открытой вниз через горловину свободной поверхностью горения 27, фиг. 3, и повышают расход нагретого воздуха через трубу 14 до расчетного уровня с дозированием подачи текучего зернистого материала из кольцевого псевдоожиженного слоя 13 в трубу пневмотранспорта 12 через промежуток между основанием корпуса и нижним концом трубы пневмотранспорта 12. Скорость воздуха устанавливают выше скорости витания частиц. Инертный текучий зернистый материал группы D, например, речной песок с размером частиц 1,5-2 мм, поступающий из псевдоожиженного слоя, подхватывается газовым потоком вследствие аэродинамической подъемной силы и ускоряется до конечной скорости, равной скорости газа за вычетом скорости скольжения. Скорость скольжения обычно принимают равной скорости витания частиц. Выходящая из пневмотранспортной трубы 12 двухфазная струя начинает расширяться. При этом, вследствие большей инерционности твердых частиц, концентрация твердой фазы в центральной части сохраняется или повышается. При натекании струи на закрытую заслонку 23 и периферийный отражатель 22 происходит радиальное растекание струи с переходом в нисходящий кольцевой слой текучего зернистого материала. Через радиальный зазор между периферийным отражателем 22 и верхней крышкой 18 корпуса несущий газ, а также газообразные продукты сгорания отводят из корпуса 11 по трубе 20 в циклонный сепаратор 21. После очистки в циклоне газообразные продукты отводят в атмосферу, а отделенный текучий зернистый материал перемещают в аккумулятор тепла 2. Нисходящий кольцевой слой зернистого материала в корпусе 11 собирают в коническом сборнике 24, откуда его перемещают по каналу стока в аккумулятор тепла 2.The implementation of the proposed method begins with the installation of continuous continuous operation, which includes heating the flowing granular material coming from the storage hopper 6, in the
Для выжигания БП открывают заслонку 23. За счет этого создают проход для двухфазной струи с температурой по меньшей мере на 100°С выше температуры воспламенения ВВ к свободной поверхности горения 27. Для ускорения воспламенения свободную поверхность горения предварительно покрывают слоем легковоспламеняющегося материала, например, пороха. При послойном горении заряда 28 ВВ пропускаемая внутрь полости струя 29 из преимущественно зернистого материал взаимодействует с поверхностью горения, повышая его температуру и увеличивая линейную скорость горения. Непрерывный подвод тепла к поверхности горения с текучим зернистым материалом позволяет поддерживать высокую скорость горения в течение всего периода выжигания. Для октогена экспериментально установлено, что температурам поверхности 667К, 714К, 770К и 833К соответствуют скорости горения 0,1, 0,5, 1,0 и 5 мм/с соответственно (разбросы до 50К) при атмосферном давлении. Расчеты по модели кинетики газификации для гексогена при температурах поверхности горения 600К, 650K и 700К показали, что массовые плотности тока газификации гексогена при атмосферном давлении повышаются от 0,08 до 0,212 и 0,465 г/см2 соответственно (0,5, 1,325 и 2,91 мм/с соответственно). Коэффициент теплоотдачи от текучего зернистого материала к плоской поверхности по результатам экспериментов Sheldon J. et al. Development of a Novel Thermal Energy Storage System Using Sand as the Medium, Solar 2010 Conference Proceedings, составляет 300-400 Вт/м2 К. При температуре нагрева зернистого материала на 100К выше температуры поверхности горения удельный тепловой поток к поверхности горения будет составлять, например, 30 кВт/м2 или 3 Вт/см2. При толщине прогретого слоя 0,1 мм, плотности материала слоя 1,6 г/см3 и удельной теплоемкости материала слоя 1,5 Дж/г·К прогретый слой будет дополнительно нагрет этим удельным тепловым потоком на ΔT=125K.To burn the PSU, open the
Зернистый материал вызывает эрозию поверхности горения. Натекающая на поверхность горения центральная струя 29 отражается преимущественно в радиальном направлении вдоль поверхности горения к стенкам полости и образует кольцевой нисходящий слой 30 из твердых частиц с продуктами сгорания, который истекает кольцевым слоем из горловины. В процессе течения в кольцевом слое происходит теплообмен между более нагретыми продуктами сгорания и зернистым материалом, что приводит к снижению общей температуры, уменьшая вероятность образования оксидов азота. В горловине БП возникают два противоположно направленных потока, один из которых, центральный с текучим зернистым материалом, пропускают внутрь полости металлической оболочки, а другой действует в направлении выхода из полости металлической оболочки. Истекающие из полости БП газы тормозят газовую часть центрального потока и пропускают внутрь более инерционные твердые частицы. При недостаточной дальнобойности твердой фазы в полости металлической оболочки БП повышают скорость истечения из трубы пневмотранспорта 12. При недостаточном подводе тепла к поверхности горения повышают нижнюю начальную температуру процесса. Вертикально вниз истекающий из горловины БП двухфазный поток продуктов сгорания сталкивается с радиально растекающейся по периферийному отражателю 22 части двухфазной струи из пневмотранспортной трубы 12. При смешении потоков происходит дожигание продуктов неполного сгорания ВВ, выравнивание температур всех материалов смеси и отвод газообразных продуктов через радиальный зазор между периферийным отражателем 22 и верхней крышкой 18 по трубе 20 в циклонный сепаратор 21. Проходящие через радиальный зазор продукты сгорания нагревают воздух, поступающий из нагнетателя (не показан) в теплообменник 26 для последующего формирования потока смеси с текучим зернистым материалом в трубе пневмотранспорта 12 и кольцевого псевдоожиженного слоя 13 в корпусе модуля 1.Granular material causes erosion of the combustion surface. The
При оптимизированном режиме работы выровненная конечная температура смеси составляет 800-900°С. Нагретый до 800-900°С текучий зернистый материал, прошедший через полость БП, совместно с твердой фазой, оставшейся вне полости БП части струи из трубы пневмотранспорта, в виде периферийного кольцевого слоя поступает в конический сборник 24, откуда его направляют по каналу стока в аккумулятор тепла. При завышенной конечной температуре твердой фазы повышают массовую плотность тока твердой фазы в трубе пневмотранспортна 12 путем увеличения высоты промежутка между нижним концом пневмотранспортной трубы и основанием корпуса 11. После завершения выжигания заряда ВВ 28 БП 19 закрывают заслонку 23, извлекают пустой корпус БП и устанавливают в гнездо 17 новый подготовленный БП 19. Затем открывают заслонку 23 и начинают новый цикл выжигания.With an optimized operating mode, the aligned final temperature of the mixture is 800–900 ° C. The flowing granular material heated to 800–900 ° C passing through the BP cavity, together with the solid phase remaining outside the BP cavity of the jet part from the pneumatic conveying pipe, enters the conical collector 24 in the form of a peripheral annular layer, from where it is directed through the drain channel to the battery heat. When the final temperature of the solid phase is overestimated, the mass density of the current of the solid phase in the pneumatic conveying pipe 12 is increased by increasing the gap between the lower end of the pneumatic conveying pipe and the base of the housing 11. After the charge is burned,
При линейной скорости горения ВВ 4 мм/с время выжигания снаряда составит около 100 c. При массе корпуса снаряда 13 кг и толщине стальной стенки 12,5 мм время одностороннего прогрева пластины такой толщины ориентировочно запаздывает на 30 с от перемещения фронта горения, что позволяет исключить вероятность каких-либо реакций на границе между стенкой и ВВ в течение времени выжигания.With a linear velocity of combustion of an explosive of 4 mm / s, the projectile burning time will be about 100 s. With a shell body weight of 13 kg and a steel wall thickness of 12.5 mm, the time of unilateral heating of a plate of this thickness is approximately 30 s late from the movement of the combustion front, which eliminates the possibility of any reactions at the boundary between the wall and the explosive during the burning time.
В другом предпочтительном исполнении модуля выжигания (не показано) псевдоожиженный слой образуют в цилиндрическом аппарате с плоской донной воздухораспределительной решеткой вокруг трубы подачи воздуха в пневмотранспортную трубу. Подачу текучего зернистого материала в пневмотранспортную трубу дозируют с помощью отверстий в нижней части пневмотранспортной трубы 12, соединенной с трубой подачи нагретого воздуха 14.In another preferred embodiment of the burning module (not shown), a fluidized bed is formed in a cylindrical apparatus with a flat bottom air distribution grill around an air supply pipe to a pneumatic conveying pipe. The flow of granular material into the pneumatic conveying pipe is dosed using the holes in the lower part of the pneumatic conveying pipe 12 connected to the heated air supply pipe 14.
Энергетические затраты на осуществление выжигания определяются энергией для начального разогрева текучего зернистого материала до начальной температуры процесса и мощностью нагнетателя воздуха для работы трубы пневмотранспорта. При общей массе текучего зернистого материала для одного модуля, например, 50 кг, нагрев ее до 400°С потребует около 20 МДж или 5,55 кВт-ч. В случае работы с трубой пневмотранспорта внутренним диаметром 35 мм и высотой 3 м при скорости нагретого несущего воздуха 110 м/с и массовой плотности тока зернистого материала 40 кг/м2c выжигание БП калибром 100 мм потребует мощности нагнетателя воздуха около 500 Вт для работы трубы пневмотранспорта и псевдоожижения кольцевого слоя, так что расход энергии за 100 с процесса составит 50 кДж. Генерация тепловой энергии при сгорании одного заряда ВВ на основе гексогена с массой 1,7 кг составит около 17 МДж. Расхода энергии также потребуют подъемно-транспортные механизмы загрузки БП и выгрузки пустых металлических оболочек, перемещения текучего зернистого материала в аккумулятор тепла, теплообменник рабочего тепла турбины, в бункер хранения, терморегулятор и в модуль выжигания.The energy costs of burning out are determined by the energy for the initial heating of the flowing granular material to the initial process temperature and the power of the air blower for the operation of the pneumatic conveying pipe. With the total mass of flowing granular material for one module, for example, 50 kg, heating it to 400 ° C will require about 20 MJ or 5.55 kWh. In the case of working with a pneumatic conveying pipe with an internal diameter of 35 mm and a height of 3 m at a heated carrier air velocity of 110 m / s and a mass current density of granular material of 40 kg / m 2 s, burning a PSU with a caliber of 100 mm will require an air blower power of about 500 W for the pipe to work pneumatic transport and fluidization of the annular layer, so that the energy consumption per 100 s of the process will be 50 kJ. The generation of thermal energy during the combustion of one explosive charge based on hexogen with a mass of 1.7 kg will be about 17 MJ. The energy consumption will also require lifting and loading mechanisms for loading BP and unloading empty metal shells, moving fluid granular material to a heat accumulator, a turbine working heat exchanger, to a storage bunker, a temperature regulator and to a burning module.
В аккумуляторе тепла 2 проводят тепловую гомогенизацию текучих зернистых материалов, поступающих из всех задействованных модулей выжигания 1. Дальнейшее извлечение энергетических ресурсов боеприпасов проводят по известным технологиям солнечно-электрических станций, например, по патенту Eck M. Verfahren zur solarthermischen Gewinnung elektrischer Energie und solarthermisches Kraftwerk//DE 10329623 B3 2005, F01K 3/0 или по публикации Warerkar S., Schmitz S., Goetsche J., Hoffschmidt В., Tamme R., Air-Sand Heat Exchanger for High-Temperature Storage//ASME 2009, 3-rd International Conference on Energy Sustainability, Vol. 2. Такое извлечение энергетических ресурсов может быть эффективным при массовом одновременном выжигании снарядов на установках с десятками загрузочных мест, общими аккумулятором тепла и парогенератором. Энергия полного сгорания гексогена составляет около 10 МДж/кг. Для обеспечения бесперебойной работы ТЭЦ, например, мощностью 500 кВт необходимо при общем к.п.д. 0,2 ежедневно сжигать по 128 снарядов/час с массой взрывчатого снаряжения 7 кг в каждом, например, 152-мм снарядов. Для этого потребуется 20 загрузочных мест с производительностью 6,4 снаряда/час на каждом.Thermal homogenization of flowing granular materials coming from all involved burning modules 1 is carried out in heat accumulator 2. Further extraction of energy resources of ammunition is carried out using known technologies of solar power plants, for example, according to Eck M. Verfahren zur solarthermischen Gewinnung elektrischer Energie und solarthermisches patent / DE 10329623 B3 2005,
Первичное горение ВВ внутри металлической оболочки БП происходит при недостатке кислорода для полного сгорания, Вследствие этого температура продуктов неполного сгорания низкая и оксиды азота не образуются, за исключением тех, что возникают при разложении ВВ в незначительном количестве. Дожигание продуктов неполного сгорания с избытком воздуха осуществляют в присутствии большого количества балластирующего текучего зернистого материала, который снижает температуру сгорания до 800-900°С. В этих условиях образование вредных оксидов азота минимально. Кроме того, способ позволяет вводить в текучий зернистый материал твердотельные катализаторы разложения оксидов азота, например на основе оксидов никеля и железа. Эффективность таких катализаторов в псевдоожиженных слоях подтверждена экспериментально.The primary combustion of explosives inside the metal shell of BP occurs when there is a lack of oxygen for complete combustion. As a result, the temperature of the products of incomplete combustion is low and nitrogen oxides are not formed, except for those that occur during the decomposition of explosives in an insignificant amount. The afterburning of products of incomplete combustion with excess air is carried out in the presence of a large amount of ballasting flowing granular material, which reduces the temperature of combustion to 800-900 ° C. Under these conditions, the formation of harmful nitrogen oxides is minimal. In addition, the method allows to introduce solid-state catalysts for the decomposition of nitrogen oxides, for example, based on nickel and iron oxides, into a flowing granular material. The effectiveness of such catalysts in fluidized beds is confirmed experimentally.
Источники информацииInformation sources
1. US 3109369, 1963, F42B 33/06.1. US 3109369, 1963, F42B 33/06.
2. RU 2104471, 1998, F42B 33/06 (Щетко С.В. и др.).2. RU 2104471, 1998, F42B 33/06 (Schetko S.V. et al.).
3. RU 2224215, 2004, Карелин В.А., Кирий Г.В., Мелешко В.Ю., Краснобаев Ю.Л. Способ расснаряжения боеприпасов.3. RU 2224215, 2004, Karelin V.A., Kiriy G.V., Meleshko V.Yu., Krasnobaev Yu.L. Ammunition demilitarization method.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012104181/11A RU2485437C1 (en) | 2012-02-07 | 2012-02-07 | Method of disassembly of munitions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012104181/11A RU2485437C1 (en) | 2012-02-07 | 2012-02-07 | Method of disassembly of munitions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2485437C1 true RU2485437C1 (en) | 2013-06-20 |
Family
ID=48786427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012104181/11A RU2485437C1 (en) | 2012-02-07 | 2012-02-07 | Method of disassembly of munitions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2485437C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714165C1 (en) * | 2018-12-03 | 2020-02-12 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Ammunition reloading method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3109369A (en) * | 1944-05-31 | 1963-11-05 | Harold J Plumley | Disposal of encased explosives |
| DE4411655C1 (en) * | 1994-04-02 | 1995-06-01 | Daimler Benz Aerospace Ag | Disposal appts. for explosives with(out) metallic components |
| RU2104471C1 (en) * | 1995-08-18 | 1998-02-10 | Сергей Владимирович Щетко | Method of ammunition unloading |
| RU2224215C1 (en) * | 2002-06-07 | 2004-02-20 | Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого | Method for unloading of ammunitions |
-
2012
- 2012-02-07 RU RU2012104181/11A patent/RU2485437C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3109369A (en) * | 1944-05-31 | 1963-11-05 | Harold J Plumley | Disposal of encased explosives |
| DE4411655C1 (en) * | 1994-04-02 | 1995-06-01 | Daimler Benz Aerospace Ag | Disposal appts. for explosives with(out) metallic components |
| RU2104471C1 (en) * | 1995-08-18 | 1998-02-10 | Сергей Владимирович Щетко | Method of ammunition unloading |
| RU2224215C1 (en) * | 2002-06-07 | 2004-02-20 | Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого | Method for unloading of ammunitions |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714165C1 (en) * | 2018-12-03 | 2020-02-12 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Ammunition reloading method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2014744B1 (en) | Method for processing condensed fuel by gasification and a device for carrying out said method | |
| CZ284843B6 (en) | Solid fuel burning process and fluidized bed reactor for making the same | |
| RU2485437C1 (en) | Method of disassembly of munitions | |
| WO2009120252A2 (en) | Method and apparatus to demilitarize small caliber ammunition | |
| JPS5810643B2 (en) | Shoukiya Chrono Kairyo | |
| RU2714165C1 (en) | Ammunition reloading method | |
| CN105089783B (en) | The system and method generated electricity with gunpowder | |
| US5101742A (en) | Fluidized bed combustion | |
| US5649324A (en) | Plant and process for incinerating explosives | |
| JP2006343002A (en) | Dry distillation gasification furnace, light metal melting furnace and light metal melting equipment | |
| CN102012029B (en) | Heat-storing combustion apparatus and biomass gas heating system | |
| US4725288A (en) | Solid particles and fluid reactor | |
| CN106765233A (en) | Boiler slag removal cooling system and boiler slag removal cooling means | |
| RU102092U1 (en) | FURNACE FOR DISPOSAL OF EQUIPMENT OF HEADLIGHTS | |
| US6431094B1 (en) | Reactive waste deactivation facility and method | |
| CN207162546U (en) | New type low temperature flue gas waste heat recovery apparatus | |
| RU2285202C1 (en) | Method of disposing charges of solid rocket fuel | |
| RU2607397C2 (en) | Method of solid fuel gasification and device for its implementation | |
| RU2224215C1 (en) | Method for unloading of ammunitions | |
| RU2446355C2 (en) | Utilisation method of fragmented wastes of explosives and ballistite rocket solid fuels | |
| RU2457398C1 (en) | Mobile plant for combustion of fragments of solid-propellant rocket engines | |
| RU2206841C2 (en) | Method for heat treatment of solid lumpy fuel | |
| SU984416A3 (en) | Method and apparatus for combustion of lump material | |
| CN217838816U (en) | Indirect heating device for oil shale powder ore or coal | |
| US20130105469A1 (en) | Reactive Waste Deactivation Facility |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160208 |