Взрывной патрон для крепления труб в отверстиях конструкций

(505 В 21 О 26/08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4827211/27 (22) 21,05.90 (46) 07,05.92. Бюл. Ф 17 (71) Волгодонское производственное объединение "Атоммаш" (72) В.Е.Константинов и Е.А.Тарасов (53) 621,7.044 (088.8) (56) 1. Запрессовка труб с применением источников импульсного давления. ГОСТ 23693-79, с.12.2. Степанов В.Г., Шавров И.А. Высокоэнергетические методы обработки металлов, - М.: Машиностроение, 1975, с,147, (54) ВЗРЫВНОЙ ПАТРОН ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ТРУБ В ОТВЕРСТИЯХ КОНСТРУКЦИЙ (57) Использование: в машиностроении, в частности, для крепления труб, патрубков, втулок большого диаметра в отверстиях конА Я 2 1731359 А 1 струкций с малой толщиной стенки. Сущность изобретения: заряд взрывчатого вещества имеет форму кольца, толщина стенки которого увеличивается от среднего сечения к торцам, а детонирующий шнур на участке контакта с зарядом изогнут по кольцу и расположен на внутренней поверхности заряда. Взрывной патрон содержит цилиндрический корпус, выполненный иэ двух коаксиальных цилиндров: внешнего цилиндра 1 и внутреннего цилиндра 2, которые снабжены крышками 3 и 4, В пространстве между цилиндрами 1. и 2 размещен рабочий заряд 5, выполненный в форме кольца со стенкой переменной толщины, увеличивающейся от среднего сечения к торцам. Детонирующий шнур 6 установлен на оси корпуса, а контактирующий с заря1731359 дом взрывчатого вещества участок детонирующего шнура изогнут по кольцу и расположен на внутренней поверхности заряда в плоскости его поперечного сечения. При инициировании свободного конца шнура 6 образуется распространяющаяся по шнуру детонирующая волна, обеспечивающая Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для крепления труб, патрубков, втулок большого диаметра в отверстиях, например, пустотелых конструкций с малой толщиной стенки.Известны взрывные патроны, содержащие корпус, выполненный в виде центрирующей втулки, детонирующий шнур, используемый в качестве рабочего заряда, расположенный по оси втулки, а его инициирование производится с одного конца 1).Недостатком известных взрывных патронов является ограниченная область применения, так как в качестве рабочего заряда применяется детонирующий шнур, имеющий постоянные размеры (радиус, массу взрывчатого ьещества (В В) на единицудлины), а следовательно, и постоянные газодинамические параметры (давление взрыва, скорость детонации и т.д.),Такие взрывные патроны применяются в основном для запрессовки труб конкретн ых размеров. Увел ич ение диаметра ил и толщины стенки трубы приводит к снижению качества запрессовки, так как мощности одного детонирующего шнура, применяемого в качестве рабочего заряда в таких патронах, недостаточно для получения надежного крепления труб в отверстиях изделий. Таким образом, применять данные взрывные патроны для труб большого диаметра нецелесообразно.Известна конструкция взрывного патрона для запрессовки труб в трубных решетках теплообменных аппаратов, содержащего цилиндрический корпус, рабочий заряд ВВ, расположенный по оси корпуса, детонирующий шнур для инициирования рабочего заряда с одного конца 2).Однако такой взрывной патрон также имеет ограниченную область применения из-за осевого расположения заряда, так как при уменьшении толщины трубной решетки приходится уменьшать длину рабочего заряда, Сохранение длины заряда приводит к раздутию труб за трубной решеткой, а уменьшение длины рабочего заряда способствует быстрому спаду давления, ответст 5 10 15 20 25 30 35 40 45 инициирование рабочего заряда 5 по всей внутренней поверхности одновременно. Импульс давления взрыва, действующий на боковую поверхность трубы, поддерживается постоянным на всем участке эапрессовки за счет переменной толщины заряда 6, 2 ил,венного за запрессовку труб, в продуктах взрыва под действием волн разряжения, образующихся на торцах заряда после его детонации. Это приводит к тому, что при толщинах трубных решеток, сравнимых с наружным диаметром труб, качественного и надежного крепления труб такими взрывными патронами получить не удается.В случае одновременного увеличения диаметра запрессовываемой трубы и уменьшения толщины трубной решетки указанные явления проявляются в еще большей степени. Кроме того, увеличение диаметра запрессовываемой трубы, как правило, приводит к увеличению толщины стенки корпуса патрона, а зто усложняет операцию очистки труб от остатков корпуса патронов после запрессовки.Цель изобретения - расширение области применения взрывных патронов.Указанная цель достигается тем, что во взрывном патроне для крепления труб в отверстиях конструкций, содержащем цилиндрический корпус с зарядом взрывчатого вещества и установленный по оси корпуса детонирующий шнур, контактирующий с зарядом взрывчатого вещества, заряд взрывчатого вещества выполнен в форме кольца со стенкой переменной толщины, увеличивающейся от среднего значения к торцам, а контактирующий с зарядом взрывчатого вещества участок детонирующего шнура изогнут по кольцу и расположен на внутренней поверхности заряда в плоскости его поперечного сечения,Предлагаемое расположение детонирующего шнура на внутренней поверхности заряда в плоскости его поперечного сечения при подрыве обеспечивает детонацию обеим половинкам заряда одновременно, что, в свою очередь, обеспечивает симметричное относительно середины заряда распределение импульса давления взрыва на боковую поверхность запрессовываемой трубы. Так как образующийся в среднем сечении импульс давления взрыва уменьшается по направлению к краям заряда, причем сначала падение импульса происходит медленно,стиях 7 и 8 крышки 3 и в пазу 9, выполненном 45 на наружной поверхности внутреннего цилиндра 2 глубиной примерно 1/3 диаметра детонирующего шнура,Взрывной патрон работает следующим 50 55 затем становится более быстрым за счет истечения продуктов взрыва под действием волн разряжения, возникающих на краях заряда после его детонации, то с целью выравнивания по всему участку запрессовки величины импульса давления на боковую поверхность трубы толщина заряда выполнена переменной и увеличивается от середины к его краям, что обеспечивает запрессовку труб большого диаметра на всем участке запрессовки с одинаковым качеством. Рабочий заряд формируется корпусом патрона, выполненным в виде двух коаксиальных цилиндров, на торцы которых для предотвращения высыпания заряда одеты крышки. Для одновременного по всей внутренней поверхности инициирования заряда в среднем сечении детонирующий шнур должен иметь скорость детонации приблизительно в 2,5 - 3 раза больше скорости детонации рабочего заряда,На фиг,1 представлен взрывной патрон, продольное сечение; на фиг.2 - сечение А - А на фиг,1.Цилиндрический корпус взрывного патрона, который формирует рабочий заряд, выполнен в виде двух коаксиальных цилиндров: внешнего 1 и внутреннего 2, оба цилиндра изготовлены, например, из полиэтилена высокого давления литьем в пресс-форму и снабжены крышками 3 и 4, одна из которых, например крышка 3, изго. товлена заодно с внутренним цилиндром 2 В пространстве между цилиндрами разме щен рабочий заряд 5, в качестве которого, например, использован сыпучий патронированный аммонит М 6 ЖВ, имеющий скорость детонации 1800 - 2000 м/с при плотности 0,8 - 0,9 г/см, Инициированиеззаряда 5 осуществляется одновременно по всей его внутренней поверхности в среднем сечении А - А с помощью детонирующего шнура 6 марки ДША, имеющего скорость детонации 6500 - 7200 м/с. Детонирующий шнур 6 закреплен с помощью клея в отверобразом.Патрон устанавливают в трубу так, что его рабочий заряд 5 совпадает с участком эапрессовки трубы. Производят инициирование конца В детонирующего шнура 6(фиг.1), Возникшая детонационная волна, распространяясь по шнуру 6, достигает сечения А-А, где происходит инициирование другого конца С шнура 6. Детонация по шнуру 6 распространяется как вправо, так и 5 10 15 20 25 30 35 40300 влево, обеспечивая инициирование рабочето заряда 5 по всей внутренней поверхностиодновременно. В результате детонации рабочего заряда 5, возникшей в среднем сечении, импульс давления взрыва,действующий на боковую поверхность трубы, поддерживается примерно постояннымна всем участке запрессовки за счет. переменной толщины рабочего заряда 5, котораяувеличена от середины к его краям, и темсамым компенсируется спад импульса давления взрыва у краев заряда после его детонации.Толщина стенки внутреннего цилиндрас учетом расстояния до детонирующегошнура 6, который на участке от переднейкрышки 3 и сечением А-А расположен пооси патрона, и такой, чтобы предотвратитьпередачу детонации от боковой поверхности шнура 6 через стенку внутреннего цилиндра 2 к рабочему заряду 5.П р и м е р, В устройстве для выемаканалов нейтронного измерения (КНИ) необходимо закрепить втулки с внутреннимдиаметром 237 мм и толщиной стенки 14 ммв отверстие глубиной 311 мм, Запрессовкавтулок в устройство КНИ осуществленапредлагаемым взрывным патроном, который имеет следующие параметры; .Наружный диаметркорпуса, мм 236,5Рабочий заряд длиной, ммТолщина зарядав среднем сечении, мм 6Толщина заояда, равномерно увеличеннаяк краям, мм До 10Используется детонирующий шнур марки ДША,После запрессовки втулка выдержалаиспытания на прочность, которое оценивается усилием на выдавливание ее из отверстия, это усилие составило приблизительно3000 кгс, что в 10 раз больше необходимыхтребований нормативной документации,Таким образом, применение предлагаемого взрывного патрона позволяет расширить область применения взрывного методазапрессовки труб, втулок, патрубков, имеющих большой наружный диаметр, в том числе на коротких участках запрессовки,сравнимых с диаметром, а также упроститьоперацию очистки труб, втулок, патрубковот остатков корпуса патрона после запрессовки.Формула изобретенияВзрывной патрон для крепления труб вотверстиях конструкций, содержащий цилиндрической корпус с зарядом взрывчато1731359 Составитель И. ИконниковаРедактор И. Шмакова Техред М,Моргентал Корректор О. Кундрик Заказ 1535 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 го вещества и установленный по оси корпуса детонирующий шнур, контактирующий с зарядом взрывчатого вещества, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения области применения, заряд взрывчатого вещества выполнен в форме кольца со стенкой переменной толщины, увеличивающейся от среднего сечения к торцам, а контактирующий с зарядом взрывчатого вещества участок детонирующего шнура изогнут по кольцу и 5 расположен на внутренней поверхности заряда в плоскости его поперечного сечения.