Спосіб визначення енергетичних характеристик вибухових речовин і пристрій для його здійснення

1 Спосіб визначення енергетичних характеристик вибухових речовин шляхом ініціювання вибуху їх в заданому середовищі з вимірюванням тиску і інших параметрів вибухової хвилі, який відрізняється тим, що вибухову речовину, яку досліджують, розташовують в центрі заповненої водою чи іншою рідиною компактної ємності з розташованим на ній рівнеміром з датчиками для фіксації переміщення рідини внаслідок створення в ємності газового пузиря, а про об'єм останнього, а також тиск вибухової хвилі з його пульсаціями в часі судять за показаннями згаданих датчиків і датчиків напружень чи тиску, розташованих на поверхні ємності 2 Пристрій для визначення енергетичних характеристик вибухових речовин, який містить ємність з розташованою в ній вибуховою речовиною (ВР) і засобом для її детонації, який відрізняється тим, що виконана компактною ємність заповнена рідиною з зарядом ВР, розташованим в и центрі, має рівнемір у вигляді верхньої частини корпуса ємності із шкалою і датчиками для фіксації переміщення рідини, або розташованої вертикально над ємністю і зв'язаної з нею однієї циліндричної трубки та/або розташованих на різній висоті корпуса ємності декількох трубок із шкалою і датчиками, а корпус ємності також оснащено датчиками для вимірювання тиску газів в ємності 3 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що ємність виконана у вигляді циліндра, кулі, еліпсоїда або краплевидної форми 4 Пристрій за пп 1, 2, який відрізняється тим, що рівнемір оснащено хвилезаспокоючими решітками, розташованими на поверхні рідини 00 Винахід відноситься до вимірювальної техніспособам дослідження процесу вибуху і може бути використаний при випробуванні на працездатність створюваних нових вибухових речовин (далі ВР) для використання в гірничо-добувній, оборонній і інших галузях промисловості Існуючі методи визначення енергетичних характеристик для оцінки працездатності (здатності виконувати роботу розширенням газів вибуху до атмосферного тиску бризантності) спираються на ВІДОМІ методи Трауцля і Гесса, які включають застосування матеріалів (блоків чи циліндрів), виконаних з свинцю, а також методи балістичного маятника, в жому застосовуються гексоген, або вибуховий гель як зразковий матеріал В зв'язку з токсичністю свинцю намагаються цілком відмовитися від його вживання В той же час застосування різних зразкових матеріалів (гексогену, вибухового гелю) в методі балістичного со маятника для визначення працездатності дає непорівняльні результати, а метод з вживанням стоку, виконаного з алюмінію, обтяжений багатьма недоліками АЛЮМІНІЙ Є металом меншої пластичності порівняно із свинцем і тому вибухових матеріалів з різними енергетичними властивостями приблизно однакові, що призводить до значних помилок методу Найбільш близьким до запропонованого І позбавлений більшості зазначених вище недоліків являється спосіб [1], прийнятий нами за прототип Він передбачає вимірювання тиску І швидкості фронту вибухової хвилі з допомогою резистивних і ємкостних датчиків, які розташовують послідовно в необхідному суцільному середовищі по шляху розповсюдження вибухової хвилі Величину тиску вибухової хвилі оцінюють по скачку напруги в зачальній схемі включення датчиків, а швидкість фронту вибухової хвилі - по часу між згаданим ю 52238 скачком і імпульсом напруги емкостного датчика Основним недоліком зазначеного способу являється неможливість достовірної оцінки працездатності ВР по КІЛЬКОСТІ створених при вибуху газів Усунення цього недоліку і являється основною задачею винаходу Вирішення поставленої задачі досягається там, що у відомому способі визначення енергетичних характеристик ВР шляхом ініціювання вибуху їх в заданому середовищі з вимірюванням тиску і інших параметрів вибухової хвилі, згідно з пропонуємим винаходом вибухову речовину, яку досліджують, розташовують в центрі заповненої водою чи іншою рідиною, компактної ємності з розташованим на ній рівнеміром з датчиком для фіксації переміщення рідини в наслідок створення в ємкості газового пузиря, а про об'єм останнього, а також тиск вибухової хвилі з його пульсаціями в часі судять по показанням згаданих датчиків і датчиків напружень чи тиску, розташованих на поверхні ємкості Відомим ЯВЛЯЄТЬСЯ пристрій для визначення енергетичних характеристик рідинних і газоподібних швидкоспалахуємих речовин [2] Він містить корпус з внутрішньою порожниною, манометром максимального тиску, п'єзокерамічним датчиком і штуцером з запальним електродом Основним недоліком його являється неможливість випробування з його допомогою твердих вибухових речовин Оцінювати енергетичні характеристики як в твердому, так і в рідинному стані дозволяє відомий пристрій [3], прийнятий нами за прототип Він містить циліндричну ємкість з розміщеним в ній зарядом ВР з детонатором Пристрій дозволяє, оцінювати якість ВР через показники, які характеризують и метальнодроблячі дії Але в деяких випадках умов їх використання, (наприклад, в шахтах чи при відкритій розробці деяких корисних копалин, наприклад, на гранітних кар'єрах), а особливо в процесі створення нових ВР, згаданих показників, характеризуючих якість ВР, недостатньо Необхідними являються такі показники результатів вибуху, як КІЛЬКІСТЬ (об'єм) створених при цьому газів і зміни величини тиску вибухової хвилі в часі Цей недолік усувається тим, що згідно з зазначеним вище способом у відомому пристрої, що містить ємкість з розташованою в ній вибуховою речовиною і засобом для її детонації, згідно з винаходом виконана компактною ємкість заповнена рідиною з зарядом ВР, розташованим в и центрі, має рівнемір у вигляді верхньої частини корпуса ємкості із шкалою і датчиками для фіксації переміщення рідини, або розташованої вертикально над ємкістю і зв'язаної з нею однієї циліндричної трубки та/або розташованих на різній висоті корпуса ємкості декількох трубок із шкалою і датчиками, а корпус ємкості оснащено датчиками для вимірювання напружень в ньому чи безпосередньо тиску газів в ємкості Ємкість виконана у вигляді циліндра, кулі, еліпсоїда, або краплевидної форми Для циліндричної ємкості співвідношення між и висотою і діаметром приблизно дорівнює одиниці З метою запобігання викидання води з ємкості і трубок рівнемір оснащено хвилезаспокоючими решітками, розташованими на поверхні рідини Розміри порожнини (порожнин) рівнеміра складають не менше об'єма газового пузиря для максимально можливого заряду сильної ВР, прийнятої за зразок, наприклад гексогену Технічний результат, досягаємий винаходом, полягає в тому, що із-за відомого явища гідродинамічної нестисливості води, об'єм створених при вибуху газів відповідає КІЛЬКОСТІ витіснутої ним із ємкості води чи іншої рідини Це дозволяє визначити не тільки об'єм створеного ВР газового пузиря, а також і оцінювати характер змін тиску вибухової хвилі в часі Для більш достовірної оцінки тиску вибухових газів в ємкості одночасно знімають показання напружень в корпусі ємкості, наприклад, з допомогою тензометричних та- або п'єзоелектричних датчиків, закріплених, наприклад, на поверхнях ємкості і протарированих попередньо відомими способами Для фіксації рівня води в рівнемірах можуть бути використані розташовані в їх порожнині на різній висоті електричні датчики, засновані на замиканні контактів водою чи Іншою використовуємою в ємкостях рідиною На фіг 1 та фіг 2 схематично наведені приклади виконання пристрою Фіг 1 - варіант, коли ємкість виконана циліндричною, а рівнемір - одночасно у вигляді верхньої частини корпуса ємкості і декількох трубок, розташованих на різній висоті корпуса ємкості, Фіг 2 - варіант, коли ємкість виконана у вигляді кулі, а рівнемір - у вигляді однієї, розташованої над нею циліндричної трубки На фігурах 1 та 2 зазначено 1 - корпус ємкості, 2 - порожнина ємкості, заповнена нестисливою рідиною, 3 - заряд ВР з детонатором, 4 - рівнемір у вигляді верхньої частини корпуса ємкості із шкалою і датчиками, 5 - рівнемір у вигляді однієї циліндричної труоки із шкалою і датчиками, 6 - рівнемір у вигляді декількох трубок із шкалою і датчиками, 7 - датчики, розташовані в рівнемірах, 8 - хвилезаспокоюча решітка, 9 - тензометричні або п'єзоелектричні датчики для визначення тиску вибухової хвилі Хвилезаспокоючі решітки, при необхідності, можуть бути установлені також і в рівнемірах 6 Для урахування можливого випередження рівня рідини в середній частині решітки 8 в рівнемірах 4 внаслідок більшої деформації решітки в середній її частині, на ній можуть бути розташовані, подібні зазначеним вище, додаткові чи ІНШІ датчики На дослідному зразку, виконаному згідно з фіг 2 , установлено, що висота стовпа води в рівномірі перед вибухом повинна складати приблизно 0,5 радіуса порожнини кульової ємкості Об'єм створеного при вибусі газового пузиря в пристрої, зазначеному на фіг 1 визначається по сумарному переміщенню рідини в усіх рівномірах 7 та 4 5 52238 6 Література 23/02, публікація 10 11 99 в б № 31 5 5 1 Авторське свідоцтво РФ № 934792А1, МПК 3 Патент РФ № 202564601, МПК F42B 35/00 G01L 23/00, публікація 15 06 93 в б № 22 публікація ЗО 12 94 в б № 24 6 2 Патент РФ № 214110401, МПК G01L 23/00, Фіг. 1 5 Фіг. 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71