контейнер для взрывного устройства

Формула изобретения

Контейнер для взрывного устройства, содержащий цилиндрический металлический корпус с днищем и горловиной, закрытой крышкой, установленную в корпусе цилиндрическую гильзу со стенкой в виде коаксиально расположенных слоев, дном, на наружной поверхности которого закреплен защитный экран в виде металлической плиты, и фланцем, соединенным с горловиной цилиндрического корпуса, в полости гильзы установлен опорный элемент для фиксации взрывного устройства, отличающийся тем, что корпус снабжен вторым днищем, выполненным с центральным отверстием, в котором размещена и жестко соединена с днищем горловина корпуса, оба днища выполнены выпуклыми, внутренний слой стенки гильзы выполнен из легкого металла, наружный из бронированной стали, при этом между ними, а также между дном гильзы и ее защитным экраном размещены промежуточные слои, один из которых выполнен из гофрированного листа пластичного металла, а другой из параллельно расположенных и равномерно распределенных протяженных металлических элементов, например прутков из закаленной стали, соединение горловины корпуса с фланцем цилиндрической гильзы выполнено в виде тонкостенной пластически деформируемой металлической оболочки, в горловине корпуса выполнен кольцевой паз, во фланце гильзы образована кольцевая полость, крышка контейнера снабжена расположенными последовательно вдоль продольной оси двумя группами радиальных кольцевых элементов и общим механизмом их радиального перемещения, при этом одна группа элементов установлена с возможностью размещения в кольцевом пазу горловины корпуса, а другая подвижно соединена с защитным экраном и установлена с возможностью размещения в кольцевой полости фланца гильзы, при этом свободные объемы между слоями стенки и дна гильзы, а также между гильзой и корпусом заполнены пористым разрушаемым материалом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обеспечению безопасности при обращении со взрывчатыми веществами (ВВ) и содержащими их устройствами. Контейнер может быть использован для изоляции, удаления из места обнаружения и безопасного обезвреживания взрывчатого устройства (ВУ), содержащего до 5 кг ВВ, заключенного в осколообразующую упаковку, например при пресечении попытки осуществления террористичесих актов. Контейнер может также использоваться для перевозки опасных грузов различными видами транспорта.

Известно изолирующее устройство для исследования сильных взрывов (патент США N 3820435 1972, НКИ 89-1R), которое представляет собой тонкостенный изолирующий сферический сосуд, имеющий не менее одного отверстия для доступа внутрь, отверстия снабжены крышками. Внутри сосуда установлен держатель для ВВ, представляющий собой сетку, закрепленную на крышке. Все устройство установлено на транспортное устройство. Имеется вакуумная система для откачки сосуда перед испытанием.

Недостатком этого сосуда является невысокая его надежность для зарядов ВВ большой массы, помещенных в упаковку, образующую при взрыве осколки, для которых тонкая стенка не является прочной преградой.

Ближайшим аналогом является контейнер для хранения и транспортировки взрывных устройств (патент США N 4055246, 1976, кл. F 42 В 37/02). Контейнер содержит цилиндрический корпус с днищем и горловиной, закрытой крышкой, на внутренней стороне крышки закреплен по крайней мере один защитный экран в виде металлической выпуклой плиты, в цилиндрическом корпусе установлена цилиндрическая гильза со стенкой в виде трех коаксильно расположенных слоев: внутреннего металлического, промежуточного из газопроницаемого энергопоглощающего растягиваемого материала и наружного, примыкающего к цилиндрическому корпусу дном, на наружной поверхности которого закреплен защитный экран в виде металлической плиты, и фланцем, выполненным с отверстием, диаметр которого равен диаметру защитного экрана крышки, и соединенным с горловиной цилиндрического корпуса.

Недостатком указанного контейнера является его неравнопрочность во всех направлениях нагружения при внутреннем взрыве. Наиболее нагруженные части контейнера днище и область горловины с крышкой. Плоская форма днища не является оптимальной дня восприятия осевой нагрузки, кроме того, осевая нагрузка не навесь корпус, а на фланец, закрытый крышкой, на саму крышку. Кроме того, весьма ограничены габариты помещаемого в контейнер объекта.

Решаемой технической задачей является разработка контейнера, равнопрочного во всех направлениях нагружения, особенно защищенного в области горловины и крышки. Контейнер должен выдерживать взрыв внутри него устройств, содержащих до 5 кг ВВ и помещенных в упаковку, образующую при разрушении осколки с высокими скоростями разлета. Кроме того, он должен при небольшой массе контейнера обеспечивать загрузку в него объектов, максимально возможных по габаритам.

Ожидаемым техническим результатом от реализации контейнера предполагаются его повышенная удельная несущая способность, надежная, безопасная для окружающих людей и сооружений изоляция и обезвреживание подрывом взрывных устройств любого вида, в том числе диверсионных, а также возможность безопасной перевозки различными видами транспорта взрывоопасных грузов.

Поставленная техническая задача решается контейнером, содержащим цилиндрический металлический корпус с днищем и горловиной, закрытой крышкой, установленную в корпусе цилиндрическую гильзу со стенкой в виде коаксиально расположенных слоев: дном, на наружной поверхности которого закреплен защитный экран в виде металлического плиты, и фланцем соединенным с горловиной цилиндрического корпуса, в полости гильзы установлен опорный элемент для фиксации взрывного устройства.

Согласно изобретению корпус контейнера снабжен вторым днищем, выполненным с центральным отверстием, в котором размещена и жестко соединена с днищем горловина корпуса, оба днища выполнены выпуклыми, внутренний слой стенки гильзы выполнен из легкого, наружный из бронированной стали, при этом между ними, а также между дном гильзы и ее защитным экраном размещены промежуточные слои, один из которых выполнен из гофрированного листа пластичного металла, а другой из параллельно расположенных и равномерно распределенных протяженных металлических элементов, например прутков из закаленной стали. Соединение горловины корпуса с фланцем цилиндрической гильзы выполнено в виде тонкостенной пластически деформируемой металлической оболочки, в горловине корпуса выполнен кольцевой паз, во фланце гильзы образована кольцевая полость, крышка контейнера снабжена расположенными последовательно вдоль продольной оси двумя группами радиальных кольцевых элементов и общим механизмом их радиального перемещения. Одна группа элементов установлена с возможностью размещения в кольцевом пазе горловины корпуса, а другая подвижно соединена с защитным экраном и установлена с возможностью размещения в кольцевой полости фланца гильзы, при этом свободные объемы между слоями стенки и дна гильзы, а также между гильзой и корпусом заполнены пористым разрушаемым материалом.

Выполнение днищ корпуса контейнера выпуклыми улучшает условие нагружения корпуса в осевом направлении, а горловина, жестко соединенная с днищем, обеспечивает перераспределение этой нагрузки на все днище, а затем и цилиндрическую часть корпуса, предотвращая таким образом локальную перегрузку в области горловины. Соединение горловины с фланцем цилиндрической гильзы через тонкостенную пластически деформируемую металлическую оболочку снижает импульсную нагрузку на область горловины за счет поглощения энергии при пластической деформации оболочки.

Выполнение стенки и дна гильзы из последовательно расположенных слоев: внутреннего из легкого металла, промежуточного из гофрированного листа пластичного металла, промежуточного из параллельно расположенных и равномерно распределенных протяженных элементов из закаленной стали, наружного из бронированной стали, позволяет осуществлять отбор энергии как газообразных продуктов взрыва, так и твердых фрагментов с высокими скоростями разлета. Заполнение свободных объемов между слоями стенки и дна гильзы, а также объемов между гильзой и корпусом пористым разрушаемым материалом обеспечивает дополнительное поглощение энергии продуктов взрыва при хрупком разрушении материала, кроме того, он способствует сохранению устойчивости слоев стенки и распределению внутренней импульсной нагрузки на всю поверхность силовых элементов контейнера. Снабжение крышки двумя группами радиальных кольцевых элементов, в совокупности с кольцевым пазом горловины и кольцевой полостью во фланце гильзы предусматривает две ступени запирания крышки с последовательной передачей осевой нагрузки на днище и цилиндрическую часть корпуса контейнера. За счет перекрытия загрузочного отверстия выдвижными элементами появляется дополнительная возможность помещать крупногабаритные устройства в контейнер при сохранении его минимальной массы.

На фиг.1 изображен корпус контейнера; на фиг.2 поперечное сечение контейнера; на фиг.3 сечение дна контейнера.

Контейнер имеет корпус 1, состоящий из цилиндрической части и двух выпуклых днищ 2 и 3. В центральном отверстии днища 2 размещена и жестко соединена с ним горловина 4. С внутренней поверхностью днища 2 горловина 4 жестко соединена косынками.

Внутри корпуса 1 установлена цилиндрическая гильза, состоящая из цилиндрической многослойной оболочки, дна 5 с закрепленным на его наружной поверхности экраном 6 из металлической плиты и фланца 7.

На внутренней поверхности горловины 4 выполнен кольцевой паз А. Во фланце 7 гильзы образована кольцевая полость Б. Стенка гильзы выполнена из коаксиально расположенных слоев внутреннего 8 из листового алюминия, следующего за ним слоя параллельно расположенных и равномерно размещенных элементов 9, например прутков из закаленной стали. Затем следует слой 10 гофрированной пластичной стали. Наружный слой 11 противоосколочной защиты -из бронированного листа. Все слои разделены зазорами, заполненными керамзитом 12. Между наружным слоем 10 и стенкой корпуса находится слой керамзита 12. Дно гильзы представляет собой последовательно расположенные слои: алюминиевый лист 13, гофрированный лист 14 пластичного металла, параллельно расположенные и равномерно размещенные прутки 15 закаленной стали и противоосколочный экран 6 из металлической плиты. Между слоями и днищем 3 образованы зазоры, заполненные керамзитом. Фланец 7 образован пластинами 16, 17, 18, объем между которыми и корпусом заполнен керамзитом 12.

Горловина 4 соединена с фланцем 7 гильзы тонкостенной пластически деформируемой оболочкой 19. В полости гильзы установлен опорный элемент 20 для фиксации взрывного устройства. Горловина 4 закрыта крышкой 21. Крышка 21 имеет защитный противоосколочный экран 22, закрепленный на ней с внутренней стороны. По обе стороны экрана размещен пористый разрушаемый материал, например керамзит. Крышка 21 снабжена двумя группами последовательно расположенных вдоль продольной оси крышки кольцевых радиальных элементов. Одна группа 23 в рабочем состоянии расположена напротив кольцевого паза А, другая группа 24 напротив кольцевой полости Б. Обе группы элементов выполнены с возможностью радиального перемещения путем взаимодействия с приводным механизмом 25, например, в виде винтовой передачи. В исходном состоянии кольцевые элементы не выступают за боковую поверхность крышки 21. Кольцевые элементы могут представлять собой секторы и сегменты дисковой плиты.

Контейнер используется следующим образом. Изолируемое взрывчатое устройство помещают в полость гильзы, фиксируя его положение с помощью опорного элемента 20.

Закрывают горловину 4 контейнера крышкой 21. С помощью приводного механизма 25 радиального перемещения раздвигают кольцевые элементы групп 23 и 24 таким образом, что они выходят за боковую поверхность крышки и размещаются в кольцевом пазу А горловины 4 и в кольцевой полости Б фланца 7 гильзы.

При взрыве изолируемого ВУ газообразные продукты взрыва и твердые фрагменты распространяются в осевом и радиальном направлениях. Первые слои стенки и дна гильзы пробиваются осколками и пропускают газообразные продукты взрыва.

Далее происходит отбор энергии осколков при столкновении со слоем керамзита и разрушении гранул материала. При этом мелкие осколки задерживаются керамзитом, а крупные, с большой энергией, сталкиваются с рядом равномерно расположенных протяженных элементов 9, например прутков. Интервал размещения соседних прутков выбирают, исходя из предполагаемого расчетного размера осколков так, что интервал был меньше размера осколков. При столкновении с прутками 9 крупные осколки дробятся на мелкие фрагменты, которые внедряются в следующий слой керамзита 12 и слой 10 гофрированного листа пластичного металла, а также расположенного за ним керамзита. Окончательное задержание осколков происходит при столкновении со слоем 11 бронированного листа противоосколочной защиты. Газообразные продукты взрыва диссипируют свою энергию при прохождении через все указанные слои. Аналогичный процесс задержания продуктов взрыва происходит в направлении днища 3. Нагрузка в направлении крышки 21 передается следующим образом. Продукты взрыва через слой керамзита, расположенный со стороны защитного экрана 22, обращенной в полости гильзы, воздействуют на него, вследствие чего происходят продольное перемещение кольцевых элементов группы 24 и пластическая деформация тонкостенной оболочки 19 до упора в пластину 16 фланца 7 гильзы.

Фланец 7 гильзы через керамзит 12 и косынки передает нагрузку на днище 2 корпуса и затем на его цилиндрическую часть. Вследствие этого группа радиальных кольцевых элементов 23, размещенная в кольцевом пазу А, воспринимает лишь остаточную нагрузку, значительно сдемпфированную слоем керамзита, размещенным с другой стороны защитного экрана 22. Таким образом, наиболее уязвимая зона контейнера горловина 4 и закрывающая ее крышка 21 оказывается загруженными за счет перераспределения осевой нагрузки на корпус контейнера. Экспериментально установлено, что контейнер заявленной конструкции надежно локализует взрыв устройства, заключенного в упаковку, образующую осколки, с содержащимся в нем зарядом ВВ до 5 кг ТНТ. При этом при диаметре корпуса 1000 мм, длине 1300 мм загрузочном отверстии горловины 600 мм масса контейнера составила 1000 кг.