SE504994C2

SE504994C2 - Methods and apparatus for producing explosive charge

Info

Publication number: SE504994C2
Application number: SE9502089A
Authority: SE
Inventors: Hans Wallin
Original assignee: Bofors Liab Ab
Priority date: 1995-06-08
Filing date: 1995-06-08
Publication date: 1997-06-09
Also published as: SE9502089D0; WO1996041780A1; SE9502089L

Abstract

The present invention relates to a method and an arrangement for producing explosive charges containing both fusible and non-fusible substances, where the non-fusible substance can be crystalline, for example a crystalline high-energy explosive, while the fusible substance in most cases consists of trotyl. A special feature of the invention is that is can be regarded as constituting a casting process carried out entirely without direct use of a casting pot. The starting material is a particulate material with the same composition as the desired final product. According to the invention, this starting material is heated to the fusion point of the fusible component directly in the desired final mould in which the material is also allowed to solidify.

Description

504 994 haft det gemensamt att man först fyllt den aktuella formen, granatkroppen eller vad det nu rört sig om med det fasta partikelformiga utgångs- materialet, som alltså kimde vara i form av ﬂingor, granulat, biskvier eller motsvarande, och därefter successivt fyllt utrymmet mellan dessa utgångs- partiklar i fast tillstånd med en ytterligare mängd smält explosivämne. Vid dessa äldre processer har det alltså varit frågan om att gjuta ihop fasta delvis smältbara partiklar med separat tillföit smält explosivämne. Det har emellertid rapporterats att dessa metoder skulle vara behäftade med stelnings-/krympningsproblem som gett pipes- och andra blåsbildningar i de färdiga produktema. Dessutom kommer man inte heller vid dessa processer ifrån behovet av att ha ganska stora mängder explosivärnne tillgängligt i smält fas. 504 994 had in common that they first filled the current form, the grenade body or whatever it was with the solid particulate starting material, which thus could be in the form of or ginger, granules, biscuits or the like, and then gradually filled the space between these starting particles in the solid state with an additional amount of molten explosive. In these older processes, it has thus been a question of casting solid partially fusible particles together with separately added molten explosive. However, it has been reported that these methods would suffer from solidification / shrinkage problems which have given rise to pipes and other blisters in the finished products. In addition, these processes also do not escape the need to have quite large amounts of explosive protection available in the molten phase.

Enligt föreliggande uppfinning utgår man nu från ett fast paitikelforinigt utgångsmaterial irmehållande smältbart explosivärrme i fast fas saint övriga icke smältbara komponenter som skall ingå i den färdiga produkten.According to the present invention, the starting material is now a solid paste-compatible starting material containing fusible solid phase explosive heat and other non-fusible components which are to be included in the finished product.

Samtliga dessa komponenter i de procentuella halter som man önskar ha med i den färdiga produkten. Det fasta utgångsmaterialet skall lärnpligen ha en partikelstorlek om 0,5-5 mm och det underlättar om partiklamas storleks-fördelning är sådan att man redan från början erhåller en god packningsgrad. Sedan detta utgångsmaterial nu fyllt i skal eller höljen av valfri typ i en på förhand vald vikts- eller volymsmängd förs de explosivänmesfyllda skalen eller höljena från påfyllningszonen in i en uppvärrnningszon där de medelst hetvatten, varmluft eller på armat sätt uppvärms till det smältbara explosivämnets smältpmikt där laddningama kvarhålles tills all smältbar substans överförts i smält fas. Därvid kommer en sairnnanpackning av utgångsmaterialet att ske i och med att smält explosivämne från de olika ursprungliga partiklarna tillsammans bildar en sammanhängande smält fas i vilken de icke smältbara komponentema är fördelade. Om man så önskar kan utdrivningen av ev luft och de fasta partiklamas sedirnentation i den smälta fasen påskyndas genom en vibra- tionsbehandling. Det kan t ex vara önskvärt att ha en extra hög halt kristal- lint högenergisprängärrme i den laddningsände som ligger närmast initie- ringspunkten. Så fort ovan beskrivna sammansmältuing och eventuell vibra- tion genomförts överförs de blivande laddningama till en kylzon där det smälta explosivärnnet överförs till fast fas.All these components in the percentages that you want to include in the finished product. The solid starting material must have a particle size of 0.5-5 mm and this makes it easier if the size distribution of the particles is such that a good degree of packing is obtained from the outset. After this starting material has now been filled into shells or casings of any type in a predetermined amount by weight or volume, the explosive heat-filled shells or casings from the filling zone are introduced into a heating zone where they are heated by hot water, hot air or by other means. the charges are retained until all the fusible substance has been transferred to the molten phase. In this case, a co-packing of the starting material will take place in that molten explosive material from the various original particles together form a cohesive molten phase in which the non-fusible components are distributed. If desired, the expulsion of any air and the sedimentation of the solid particles in the molten phase can be accelerated by a vibration treatment. For example, it may be desirable to have an extra high content of crystalline high energy explosive sleeve at the charging end closest to the initiation point. As soon as the fusion described above and any vibration has been carried out, the future charges are transferred to a cooling zone where the molten explosion protection is transferred to the solid phase.

DJ 504 994 Ovan beskrivna metodik kan sedan upprepas i två eller ﬂera sekvenser där varje sekvens innefattar ett första påfyllningssteg där det allra första påfyllningssteget innebär en mer eller mindre fullständig fyllning av skalet eller höljet med partikelforrnigt explosivärnne medan det eller de följande påfyllningsstegen anpassats till sänkningen av explosivänmesnivån i det- samma vid det närmast föregående uppvämmingssteget.DJ 504 994 The methodology described above can then be repeated in two or ﬂ your sequences where each sequence comprises a first filling step where the very first filling step involves a more or less complete filling of the shell or casing with particulate explosive protection while the following filling step or steps are adapted to lower the level of explosive heat in the same at the immediately preceding heating stage.

Som framgår av det ovan sagda är det relativt enkla process-steg som krävs för att genomföra sättet enligt uppfirmingen. En anordning utformad i enlighet med uppfinningen kan därför lätt utformas enligt helautomatiska principer som helt eliminerar behovet av att utsätta märmiskor för risken av vådaantändning av smält explosivämne och för ängoma från samma smälta explosivämne.As can be seen from the above, it is a relatively simple process step required to carry out the method according to the invention. A device designed in accordance with the invention can therefore easily be designed according to fully automatic principles which completely eliminates the need to expose sea urchins to the risk of dangerous ignition of molten explosive and to the vapors from the same molten explosive.

Som exempel på explosivänmesblandningar vilka i enlighet med föreligg- ande uppfmning kan utnyttjas för framställning av speciﬂka laddningar kan nämnas Hexotol, Pentol och Oktol. Detta är egentligen militära sprängämnen som tidigare varit för dyra för civil användning men i takt med att stört- ningen av äldre militär ammunition ökar kan man räkna med att tillgången till dessa explosivärrmesblandningar skall öka och dylikt tillvarataget explo- sivänme kommer efter en omgranulering att vara väl lämpat för frarnställ- ning av t ex civila initieringsladdningar avsedda att användas tillsammans med bulksprängärrmen. Detta är produkter som åtgår i stora mängder och som är väl avpassade att framställas i enlighet med föreliggande uppfinning.Examples of explosive mixtures which, in accordance with the present invention, can be used for the production of specific charges are Hexotol, Pentol and Octol. These are actually military explosives that were previously too expensive for civilian use, but as the dumping of older military ammunition increases, it can be expected that the supply of these explosive heat mixtures will increase and such recovered explosive heat will be well after a regranulation. suitable for the production of, for example, civilian initial charges intended for use with the bulk detonator. These are products which are consumed in large quantities and which are well adapted to be manufactured in accordance with the present invention.

I samtliga ovan närrmda explosivämnesblandningar ingår trotyl som smält- bar fas medan de fasta partikelforrniga icke smältbara fasema utgörs av högenergisprängämnena Hexogen, Pentyl resp Oktogen.All of the explosive mixtures mentioned above include trotyl as a fusible phase, while the solid particulate non-fusible phases consist of the high-energy explosives Hexogen, Pentyl and Octogen, respectively.

Sättet och anordningen enligt uppfirmingen har definierats i de efterföljande patentkraven och de skall nu illustreras i samband med bifogade ñgur som i grova drag visar en tillverkningsliner i enlighet med uppfinningen.The method and device according to the invention have been defined in the appended claims and they will now be illustrated in connection with the appended claims which roughly show a manufacturing liner in accordance with the invention.

Figuren visar schematiskt en matningsbana 1 längs vilken ett antal höljen eller behållare a matas frarn. Banans matningsriktning framgår av pilama på figuren. Vid en första påfyllningsstation 2 fylls höljena a med partikel- formigt explosivämne 3 till i det närmaste full höjd. Explosivärnnes- blandningen kan t ex vara oktol eller hexotol. Från påfyllningsstationen 2 matas höljena vidare in i en uppvärmningszon 4 och ner i ett där befintligt _5o4 994 4 vattenbad 5. Den i såväl oktol som hexotol ingående trotylen har en smält- punkt av ca 8l° C alltså bör vattenbadet vara något varmare. Som framgår av ﬁguren sjunker nivån i höljena a i och med att trotylen smälter och fyller alla tomrum och explosivämnesblandningamas fasta kristallina komponent packas. Då höljena efter en fullständig nedsmältning av trotylkomponenten lämnar uppvärrnningszonen 4 överförs de till en kylzon 6, här representerad av en ﬂäkt 7. Mellan uppvärmnings- och kylzonen kan vid behov en vibra- tionszon anordnas.Efter den första kylzonen irmehåller höljena en fast homogen laddning som dock ej helt uppfyller höljets volym. De överförs därför till en ny påfyllningsstation 8 där de tillförs en mängd partikel- formigt explosivämne av samma typ 3 som vid påfyllningsstationen 2 men här i en mängd motsvarande nivâsänkningen vid nedsmältningen i den föregående uppvärmningszonen 4. Därpå följer en ny uppvännningszon 9 med eget vattenbad 10 samt en ny kylzon 11 med ﬂäkten 12. Vid behov kan ﬂer än två dylika kompletta sekvenser följa på varandra.The figure schematically shows a feed path 1 along which a number of casings or containers a are fed from. The feed direction of the web is shown in the arrows in the figure. At a first filling station 2, the casings a are filled with particulate explosive 3 to almost full height. The explosive mixture can be, for example, octol or hexotol. From the filling station 2, the casings are fed further into a heating zone 4 and down into an existing water bath 5. The trotylene contained in both octol and hexotol has a melting point of about 81 ° C, so the water bath should be slightly warmer. As can be seen from the ﬁ gure, the level in the casings a decreases as the trotyl melts and fills all voids and the solid crystalline component of the explosive mixtures is packed. When the casings leave the heating zone 4 after a complete melting of the trotyl component, they are transferred to a cooling zone 6, here represented by a real 7. A vibration zone can be arranged between the heating and cooling zone. After the first cooling zone, the casings contain a solid homogeneous charge. however, does not fully meet the volume of the housing. They are therefore transferred to a new filling station 8 where they are supplied with a quantity of particulate explosive of the same type 3 as at the filling station 2 but here in a quantity corresponding to the level reduction during melting in the previous heating zone 4. This is followed by a new recovery zone 9 with its own water bath 10 and a new cooling zone 11 with ﬂ married 12. If necessary, two more such complete sequences can follow one another.

Claims

PATENTKRAVPATENT REQUIREMENTS

1. Sätt att framställa explosivämnesladdningar innefattande såväl smält- bara som icke smältbara partikelforrniga komponenter som kan vara kristal- lina ur ett i utgångsläget fast pulver eller granulat (3) i vilket båda kom- ponenttypema ingår kännetecknat därav att som utgångsmaterial (3) väljs ett dylikt fast pulver eller granulat vars partiklar har en sammansättning som helt sammanfaller med den önskade slutproduktens och att detta fylls i där för avsedda den färdiga laddningens yttre form deﬁnierande skal eller höljen (a) i vilket det (3) i ett därpå följande steg (4, 9) utsättes för en upp- värmning som smälter däri ingående smältbar komponent och därvid bring- ar de ursprimgliga partiklama att smälta samman och den smältbara kompo- nenten att helt utfylla utrymmet mellan de urspnmgliga icke smältbara par- tiklarna och bilda en sammanhängande fas varefter den så erhållna ladd- ningen i ett därpå följande process-steg (6, 11) avkyles så att den smältbara komponenten ånyo stelnar.A method of producing explosive charges comprising both fusible and non-fusible particulate components which may be crystalline from a initially solid powder or granulate (3) in which both component types are included, characterized in that as starting material (3) a such solid powder or granules whose particles have a composition which completely coincides with the desired final product and that this is filled into the outer form of the finished charge for the finished shell or casings (a) in which it (3) in a subsequent step (4 , 9) is subjected to a heating which melts the fusible component contained therein and thereby causes the original particles to fuse together and the fusible component to completely fill the space between the original non-fusible particles and form a coherent phase after which the charge thus obtained in a subsequent process step (6, 11) is cooled so that the fusible component solidifies again.

2. Sätt enligt krav 1 kännetecknat därav att det genomdrives i ﬂera på varandra följande sekvenser med påfyllning (2, 8) av ytterligare partikel- forrnigt utgångsmaterial (3) vid inledningen av en ny sekvens efter varje en tidigare sekvens avslutande kylsteg (6, ll), som ersättning för den sänkning av den fyllda delen av resp skal eller hölje som skett vid partiklamas sam- mansmältning och utfyllningen av utryrnmena dem mellan i den tidigare sekvensen.2. A method according to claim 1, characterized in that it is carried out in successive sequences with filling (2, 8) of further particulate starting material (3) at the beginning of a new sequence after each cooling sequence (6, 11) ending in a previous sequence. ), as a replacement for the lowering of the filled part of the respective shell or casing which took place at the fusion of the particles and the filling of the voids between them in the previous sequence.

3. Sätt enligt endera av kraven 1 eller 2 kännetecknat därav att som utgångsmaterial (3) väljs ett med en partikelstorlek av O,5-5,0 mm.Method according to either of Claims 1 and 2, characterized in that one with a particle size of 0.5-5.0 mm is selected as the starting material (3).

4. Anordning för att i enlighet med endera av kraven 1-3 framställa explosivämnesladdningar innefattande såväl smältbara som icke smältbara partikelfonniga komponenter som kan ara kristallina ur ett i utgångsläget partikelforrnigt utgångsmaterial (3) i vilket båda komponenttypema ingår kännetecknad därav att den innefattar en första påfyllningsstation (2, 8) för påfyllning i därför avsedda skal eller höljen (a) en på förhand bestämd viktsmängd av ett partikelforrnigt utgångsmaterial (3) innefattande såväl de i den önskade slutprodukten ingående smältbara som icke smältbara kompo- 504 994 (6 nentema i de procenthalter som önskas i slutprodukten, en andra uppvärm- ningsstation (4, 9) i vilken nämnda med partikelforrnigt material fyllda skal (a) eller höljen uppvärms till den smältbara komponentens smältpunkt samt en avslutande kylstation (6, ll) i vilken det smälta explosivämnet ånyo avkyles till fast form.Device for producing explosive charges according to either of Claims 1 to 3, comprising both fusible and non-fusible particulate components which can be crystalline from an initially particulate starting material (3) in which both component types are included, characterized in that it comprises a first filling station. (2, 8) for filling into the intended shells or casings (a) a predetermined amount by weight of a particulate starting material (3) comprising both the fusible and non-fusible components contained in the desired final product (504 994 (6) in the percentages desired in the final product, a second heating station (4, 9) in which said shell (a) or casings filled with particulate material is heated to the melting point of the fusible component and a final cooling station (6, 11) in which the molten explosive is again cooled to solid form.

5. Anordning enligt krav 4 kännetecknar! därav att den innefattar ﬂera uppsättningar av påfyllnings-, uppvärnmings- och avkylningssteg där varje påfyllningssteg (8) efter det första (2) är avpassat att tillföra en mängd partikelformigt material (3) motsvarande den nivåsänkrling som föregående uppvärmningssteg (4) gett upphov till då materialet från föregående påfyll- ningssteg (2) smält samrnan.Device according to claim 4! in that it comprises ﬂ your sets of filling, heating and cooling steps where each filling step (8) after the first (2) is adapted to supply a quantity of particulate material (3) corresponding to the level reduction which the previous heating step (4) gave rise to when the material from the previous filling step (2) is melted together.

6. Anordning enligt krav 4 eller 5 kännetecknat därav att resp upp- värmningssteg (4, 9) innefattar en nedsänkriing av resp blivande laddning i dess skal eller hölje (a) i ett till explosivämnets smältpunkt avpassat vatten- bad (5, 10).Device according to Claim 4 or 5, characterized in that the respective heating step (4, 9) comprises immersing the respective future charge in its shell or casing (a) in a water bath (5, 10) adapted to the melting point of the explosive.