взрывозащитный экран

Формула изобретения

Взрывозащитный экран, состоящий из цилиндрической оболочки в виде кольцевой полости, заполненной демпфирующим материалом, отличающийся тем, что оболочка выполнена бескорпусной и однослойной из разрушающейся песчано-цементной смеси в пропорции 15:1, а ее толщина выбирается из ожидаемого тротилового эквивалента взрывного устройства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области специальной техники, а именно к устройствам для подавления фугасного, термического и осколочного воздействия взрыва.

Основными параметрами ударного действия взрывчатого вещества (ВВ), определяющими его действие на людей и конструкции, является избыточное давление (Р_ф) и длительность фазы сжатия ( _ф) ударной волны (УВ). После разрыва корпуса взрывного устройства или взрывозащитного устройства (контейнера, локализатора, гасителя), образуются осколки, разлетающиеся в радиальном направлении, возникает осколочное термическое воздействие на людей и конструкции.

В основу изобретения положена задача разработать взрывобезопасный экран (конструкцию) на основе легкоразрушаемого гранулируемого материала, обладающего улучшенными взрывоподавляющими свойствами, надежно рассеивающего УВ, возникающую при детонации ВВ.

Существующие в настоящее время взрывозащитные устройства имеют ограниченные возможности и не могут полностью решить задачу безопасности людей при использовании взрывных устройств, особенно с дистанционным радиоуправлением, так как надежность защиты с их применением является недостаточно высокой. Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и совокупности признаков (прототипом) является гаситель ударной волны и температуры (экран) по патенту №2206062, который состоит из двух соосно расположенных оболочек, выполненных из гофрированного металла с образованием между ними кольцевой полости, заполненной сухим кварцевым песком в рыхлом состоянии.

Существенным недостатком прототипа является то, что при мощности заряда ВВ, превосходящей запас прочности оболочек гасителя, его разрушаемые металлические конструкции будут являться дополнительными поражающими элементами и возникает возможность травмирования людей, оказавшихся вблизи от места взрыва заряда ВВ. Кроме того, металл, являясь кристаллическим веществом, хорошо проводит акустические волны, в которые преобразуется ударная волна после столкновения со стенками кольцевой полости гасителя. Мощные акустические сигналы также могут являться поражающим фактором, воздействуя, прежде всего, на органы слуха людей, находящихся вблизи от места локализации воздействий взрывных устройств. Недостатками прототипа являются отсутствие надежной защиты при возможности подрыва зарядов взрывных устройств с помощью дистанционного радиовзрывателя, например, при попытке обследования взрывных устройств, а также относительно высокие затраты на изготовление.

Заявленное изобретение направлено на устранение указанных недостатков за счет применения взрывобезопасной конструкции.

Поставленная задача достигается тем, что во взрывозащитный экран, состоящий из цилиндрической оболочки в виде кольцевой полости, заполненной песком, отличается тем, что оболочка выполнена бескорпусной и однослойной из разрушающейся песчано-цементной смеси в пропорции 15:1.

Технический результат достигается тем, что взрывозащитный экран представляет собой полый цилиндр, изготовленный (сформованный) из песчано-цементной смеси в пропорции 15:1 (обедненного бетона), из разрушаемого под действием ударной волны материала, что исключает возникновение поражающего осколочного поля, обеспечивает надежное ослабление взрывной волны.

Особенностью предлагаемого взрывозащитного экрана является то, что после взрыва экран рассыпается в пыль (пыль летит на расстояние менее 2 метров). Инерционность разрушения экрана обеспечивает улавливание осколков от взрывного устройства и экранирование температуры газообразных продуктов (газового потока) взрыва, при этом энергия взрыва тратится на разрушение «тяжелого» песка экрана, чем достигается высокий коэффициент ослабления ударной волны, толщина экрана выбирается из ожидаемого тротилового эквивалента взрывного устройства.

Предложенное изобретение поясняется чертежом, на котором схематически показана реализация устройства, состоящего из полого цилиндра поз. 1, образованного песчано-цементной смесью поз. 2, сверху экрана имеется отверстие поз.3, а снизу - основание поз.4, в полости экрана помещен заряд взрывчатого вещества поз. 5.

Работа взрывозащитного экрана от поражающих факторов взрыва заряда ВВ заключается в следующем:

1. В момент взрыва заряда ВВ ударная волна распространяется от центра взрыва в направлении радиусов в цилиндрической полости поз.1 экрана, при этом полость экрана через верхнее отверстие поз.3 образует единое целое с атмосферой (воздухом), что обеспечивает выход ударной волны.

2. Демпфирующий материал, роль которого выполняет песчано-цементная смесь поз. 2 в пропорции 15:1, имеет низкую плотность и снижает величины пикового давления УВ, растягивает во времени импульс, который она несет, при этом обеспечивает защиту от осколков корпуса взрывного устройства и других твердых (дробь, картечь и т.д.) тел, которыми начиняют взрывные устройства для увеличения их поражающей способности.

3. Энергия УВ, проходящей через песчано-бетонную смесь, расходуется на разрушение экрана. При этом достигается весьма быстрое уменьшение избыточного давления (Р_ф) и увеличение фазы сжатия ( _ф) в ударной волне и она превращается в волну сжатия с уменьшающимся до нуля давлением в конце полости 1 [1].

4. Уплотнение песчано-цементной смеси под действием УВ в кольцевой полости экрана не происходит, так как она разрушается, не образуя при этом опасных осколков [2].

5. Локализуется энергия и поражающие факторы взрыва.

Смесь приготавливалась из просеянного песка, цемента марки 500 и воды в соотношении 15:1:3. Смесь тщательно перемешивалась и помещалась в опалубку, состоящую из 2-х коаксиальных цилиндров. Через 1.5 суток опалубка снималась и детали сохли на открытом воздухе не менее 2-х суток.

Проведенные испытания взрывозащитного экрана позволили установить, что коэффициент ослабления взрывной волны увеличивается более чем в 3,5 раза по сравнению с открытым подрывом заряда ВВ при взрыве тестовых зарядов до 200 граммов гексогена с разной толщиной и различными внутренними и внешними диаметрами экрана.

Предложенная конструкция с высоким коэффициентом ослабления УВ и улавливания осколков от взрыва без верхней крышки и дна удобна для изготовления контейнеров для сбора мусора (полиэтиленовый мешок для сбора мусора вкладывается во внутреннюю полость). Варианты использования безосколочного взрывозащитного экрана могут быть самыми разнообразными (установка перед охраняемыми зданиями на опасных направлениях и транспортных средствах, изготовление взрывобезопасных контейнеров и противоударных урн, возводимых взрывных укрытий и устройств локализации воздействий взрывных механизмов), что позволит избежать последствий диверсий, осуществляемых с использованием террористических взрывных устройств или машин со взрывчаткой. Материал экрана также может быть использован в качестве наполнителя в строениях с несущим каркасом, вскрывающихся под действием УВ.

Предложенный взрывозащитный экран транспортабелен или его можно изготовить на месте, что расширяет области использования устройств, обеспечивающих безопасность при проведении взрывных работ, относительно дешевый, не требует специальных материалов, увеличивает надежность и диапазон применения взрывозащитных устройств.

Таким образом, предложена конструкция взрывозащитного экрана для ослабления взрывной волны и улавливания осколков, защиты от фугасного, термического и осколочного действия, то есть совместного действия поражающих факторов взрыва.

Источники информации:

1. Ляхов Г.М., Покровский Г.Н. Взрывные волны в грунтах, Госгортехиздат, 1962.

2. Покровский Г.Н. Взрыв. М., Недра, 1980.