Пристрій для випробування зарядів вибухової речовини на працездатність

Запропоноване технічне рішення належить до фізичних процесів, а конкретніше - до випробувань вибухових речовин (ВР), зокрема, до визначення їх працездатності. Теплова енергія, що виділяється при вибуху ВР, здатна здійснювати механічну роботу. Як правило, нею визначається руйнівний ефект вибуху, що і характеризує працездатність ВР. Відомий метод визначення працездатності за допомогою балістичної мортири. Масивна сталева мортира підвішена у вигляді маятника і містить вибухову камеру, у яку поміщають заряд випробовуваної ВР, і розширювальну камеру, у яку перед висадженням поміщають масивний поршень-снаряд (див. Л.В.Дубнов, Н.С.Бахаревич, A.I. Романов. Промислові вибухові речовини. М.: Надра, 1973, с.265). Робота вибуху, у даному випадку, є сумою робіт, виконуваних вибухом для відхилення мортири і виштовхування снаряда. Визначити досвідченим шляхом роботу з відхилення мортири легше, ніж роботу з викиду снаряда. Тому, повну роботу обчислюють виходячи з того, що кількість руху, отримана мортирою, дорівнює MV (де М - маса мортири, V - швидкість руху мортири), і снарядом, яка дорівнює mv (де m - маса снаряда, v швидкість снаряда) - однакові. Тоді повна робота А вибуху дорівнює : А=Ml(1+Μ/m)(1-cos j ), де l - довжина підвісу мортири; j - кут відхилення мортири. Підривають по черзі: спочатку еталонну ВР, потім випробовуване. Розраховують роботу вибуху і визначають показник працездатності випробовуваної ВР щодо еталонної із співвідношення: Аотн=Аисп/Аэт Якщо Аотн>1 то досліджувана ВР має працездатність більше, ніж еталонна, у противному випадку - менше чи дорівнює еталонній. До недоліків даного пристрою необхідно віднести те, що воно вимагає спеціального захищеного приміщення, у якому його розташовують, а також додаткових пристосувань, необхідних для уловлювання снарядів, що викидаються при вибуху. Крім того, висока трудомісткість робіт, яка зв'язана з великою кількістю іспитів і недостатньо висока точність визначення працездатності ВР, тому що вона залежить від точності вимірів. Відомо також технічне рішення «Пристрій для випробування вибухових речовин на працездатність», що містить балістичний маятник, який виконано у вигляді масивного циліндра, з обох торців якого співвісно розташовані вибухові камери, для розміщення в них зарядів ВР. Камери закриті заглушками з отвором для з'єднання з вузлом ініціювання зарядів ВР, який виконано у вигляді двох відрізків детонуючого шнура рівної довжини, одними своїми кінцями зв'язаними з вибуховими камерами, а іншими - з'єднані з загальним електродетонатором (див. авт. свід. №1455876, СРСР, G01N33/22, не публ.). До основних недоліків, відомого технічного рішення, визначеного як прототип, необхідно віднести наступне. У процесі випробувань зарядів ВР, заглушки, що закривають вибухові камери, викидаються продуктами вибуху і небезпечні для співробітників, зайнятих при іспитах. Крім того, при висадженні детонуючого шнура, відбувається неодночасна детонація заряду ВР внаслідок розкиду його ініціюючих параметрів. У основу винаходу поставлено завдання щодо створення такого пристрою для випробування ВР на працездатність, у якому за рахунок виключення розкиду ініціюючого імпульсу і гасіння енергії ударної хвилі підвищується точність і безпека при дослідженні зарядів ВР. Поставлене завдання розв'язується тим, що пристрій для випробування вибухових речовин на працездатність, який містить балістичний маятник, виконаний у вигляді масивного циліндра, по обидва боки якого співвісно розміщено камери для зарядів вибухової речовини, постачених вузлами ініціювання, причому зовні камери закриті заглушками, відповідно з винаходом, постачено уловлювачами, закріпленими напроти отворів камер і виконаних з гумовотканинної стрічки, а як вузол ініціювання використовують електродетонатори миттєвої дії, введені в заряди так, що їх дінця спрямовані убік заглушок. Крім того, як вузол ініціювання використовують капсуль - детонатор, з'єднаний з детонуючим шнуром. На фігурі наведено загальний вигляд запропонованого пристрою. Пристрій містить балістичний маятник, що має вигляд масивного циліндра 1, в обох торцях якого виконані вибухові камери 2, розташовані співвісно і симетрично. У камерах розміщають заряди ВР: досліджуваний 3 і еталонний 4. Усередині зарядів розміщають електродетонатори 5 таким чином, що їх дінця спрямовані убік заглушок б, якими закриті отвори обох вибухових камер. Крім того, вузол ініціювання може бути виконано у вигляді капсуль - детонатора 7. Циліндр 1 зв'язками 8 з'єднано з кутоміром 9. Напроти кожної розрядної камери на деякій відстані друг від друга встановлено по дві рівнобіжні стійки 10, висота яких відповідає висоті підвісу циліндра. Між двома стійками 10, установленими з одного боку, по всій їх висоті закріплено гумовотканинну стрічку 11. Останню закріплено таким чином, що напроти камер утворюються кишені. Пристрій працює так. В одну з розрядних камер 2 поміщають досліджувану ВР 3, а в іншу - еталонну 4. При підриві електродетонаторів 5, розташованих у ВР, циліндр 1 відхиляється в ту сторону, з якої знаходиться заряд менш потужної ВР. Кутомір 9 фіксує це відхилення. Заглушки 6, що викидаються продуктами детонації ВР, уловлюють кишені гумовотканинної стрічки 11. Показання кутоміра характеризують працездатність випробовуваної ВР у порівнянні з працездатністю еталонної. Показник відносної працездатності визначається із співвідношення: K = (1 - Dj / jэт )2 , де Dj - кут відхилення циліндра під час іспитів, град; j эт - кут відхилення циліндра при вибуху тільки еталонного ВР, град. В даний час використовують неелектричні системи висадження заряду ВР, в основу яких покладена передача ініціюючого імпульсу за допомогою детонуючого шнура. Оскільки детонуючий шнур має в деяких випадках недостатній імпульс, то можлива детонація заряду ВР із заниженими параметрами, тому точність визначення працездатності виявляється низкою. Для виключення цього недоліку пропонується використовувати детонуючий шнур разом з капсуль-детонатором нормальної потужності миттєвої дії (капсуль-детонатор №8). При необхідності переходу від відносного показника випробовуваного ВР до значення працездатності в стандартних одиницях (фугасність визначається розширенням каналу свинцевої бомби, см3), його множать на відому величину працездатності еталонної ВР. При використанні запропонованого пристрою підвищується безпека іспитів, тому що швидкість заглушок гасить гумовотканинна стрічка, а також точність вимірювань.