Устройство для вакуумирования и заливки взрывчатым веществом герметичных корпусов боеприпасов
DEVICE FOR EVACUATION AND FILLING HERMETIC AMMUNITION CASES WITH EXPLOSIVE MATERIALS

Предлагаемое изобретение относится к промышленности снаряжения боеприпасов взрывчатыми веществами.
Возросшее в последние годы применение технологии формирования разрывных зарядов боеприпасов заливкой мощными высокочувствительными токсичными смесевыми взрывчатыми веществами сделало особенно актуальной задачу комплексной автоматизации этого производства, с выводом людей из мастерских, переводом управления всей аппаратурой этих мастерских на дистанционное.
Предлагаемые типовые устройства, в основу конструкций которых заложен способ вакуум-кусковой заливки, позволяют снаряжать почти все виды боеприпасов - боевые части ракет всех размеров, торпеды, авиабомбы, инженерные мины и мины других назначений, ряд видов артиллерийских снарядов. С помощью этих устройств можно заливать боеприпасы всеми видами применяемых в промышленности плавких жидкотекучих /маловязких/ взрывчатых веществ - смесями ТГАГ-5, ТГАФ-5; ТГА, тротилом, аммотолом, смесями тротил-гексоген состава 60/40, 50/50, 40/60, сплавом К-2 и др. Предлагаемые устройства имеют такую конструкцию, которая позволяет автоматизировать процесс заливки и управлять им на расстоянии. На основе этих типовых устройств могут быть созданы автоматизированные установки снаряжения боеприпасов заливкой с дистанционным управлением. Этим обусловлено большое перспективное промышленное значение предлагаемых типовых устройств.
Описание устройств для осуществления вакуум-кусковой заливки
Для заливки различных видов изделий вакуум-кусковым способом предлагается два варианта конструкций узла вакуумирования и заливки. Конструктивное оформление узлов зависит от габаритов корпуса изделия, его герметичности и прочности, а также от величины разрывного заряда. Причем герметичность корпуса изделия в данном случае определяется способностью держать остаточное давление в 1 мм рт.ст. в вакуумируемом объеме.
1) Устройство для вакуумирования и заливки герметичных изделий
Устройство /см. рис. 1/ состоит из герметичного, обогреваемого водой бачка 1 конусной формы, снабженного двойным клапаном 2, уровнемером 3, обогреваемой разливочной трубой 4 для налива расплава, подаваемого насосом, через посредство разливочного клапана 5, штуцером подачи сжатого воздуха 6, блокировкой открытия и закрытия двойного клапана. Заливочный бачок опорной поверхностью крепится жестко к раме. На одной оси под ним расположен цилиндр-подъемник 7, работающий на сжатом воздухе или масле.
Отличительной особенностью устройства является то, что для вакуумирования и заливки применен двойной клапан, представляющий из себя конструкцию "клапан в клапане", суть которой в том, что шток вакуумного клапана 8 размещен в штоке заливочного клапана 9. Клапан вакуумный служит для закрытия и открытия канала для вакуумирования корпуса изделия, клапан заливочный для открытия и закрытия заливочного отверстия в нижней части бачка. Открытие и закрытие их производится независимыми пневматическими цилиндрами 10, 11. Такая конструкция "клапан в клапане" позволяет производить вакуумирование и заливку через одно и то же отверстие в корпусе, что очень важно для изделий с небольшой горловиной. Для безопасности работы узла заливочный клапан изготовлен из теплостойкой резины, а уплотнение штока обеспечивается эластичной диафрагмой 12.
Другой особенностью устройства является то, что во избежание прорыва воздуха во время заливки из бачка в изделие вследствие образования вихревой жидкостной воронки в период ввода расплава, на штоке двойного клапана на расстоянии 100÷200 мм от заливочного отверстия установлен приварной диск 13 диаметром в 2/3 диаметра бачка в этом месте.
Работа устройства происходит следующим образом.
Подготовленное для заливки изделие 14, т.е. с насыпанной твердой фазой из ВВ /гранулы, куски, таблетки чешуйка/ и установленной технологической крышкой 15 поджимается цилиндром-подъемником к опорной поверхности заливочного бачка, после чего открывается вакуумный клапан и происходит вакуумирование изделия. Уплотнение между крышкой, изделием и опорной поверхностью бачка достигается за счет резиновых прокладок 16, 17, установленных в крышке. Одновременно происходит налив продукта из продуктопровода через разливочный клапан и разливанную трубу, величина уровня продукта в бачке регулируется сигнализатором уровня и зависит от емкости изделия. При достижении необходимого уровня происходит закрытие разливочного клапана и прекращение подачи продукта в бачок. После же создания необходимого вакуума в изделии открывается подача сжатого воздуха через штуцер в крышке бачка.
При достижении необходимого давления в бачке вакуум-клапан закрывается и открывается заливочный клапан.
Происходит заливка изделия продуктом, затем, после определенной выдержки времени, заливочный клапан закрывается и изделие опускается.
2. Устройство для вакуумирования и заливки негерметичных изделий
Устройство /см. рис. 2/ состоит из заливочной головки 18, представляющей собой обогреваемую водой емкость с конусным днищем и содержащую заливочный клапан 19 /управляемый пневматическим цилиндром 20/, шток которого проходит через эластичную диафрагму 21, обогреваемую разливочную трубу 22 с разливочным клапаном 23, обогреваемую вертикальную трубу 24 сечением ⌀15 мм, обратный клапан 25, необходимый для предотвращения выброса продукта в разливочную трубу при заливке, а также штуцер для вакуумирования 26.
Отличительной особенностью заливочной головки является то, что вертикальная труба ⌀=15 мм используется в ней для гидростатического уравновешивания давления насоса, подающего продукт, что позволяет вести налив продукта в головку по времени без применения сигнализатора уровня. Через эту же трубу, высота которой определяется расчетом, подается и сжатый воздух на заливку.
Другой особенностью заливочной головки является то, что в нижней ее части имеется подпружиненное устройство, состоящее из двух уплотнительных колец: верхнего 27, неподвижного и нижнего - 28 - подвижного. Нижнее кольцо до упора поджато цилиндрическими пружинами 29 и с эластичной диафрагмой 30 образует герметичную полость, к которой подсоединяется штуцер вакуумной системы. Данное устройство позволяет сначала вакуумировать изделие 31 вместе с герметизирующим стаканом 32 /после первого поджима/, а затем вести заливку /после второго поджима/ изделия расплавом без нарушения вакуума в нем.
Заливочная головка опорной поверхностью крепится жестко к раме. На одной оси под ней расположен цилиндр-подъемник 33 с двойным ходом, позволяющий производить два поджима. Он имеет два поршня: верхний - 34, и нижний - 35. Верхний поршень свободно сидит на штоке нижнего и имеет диаметр больше последнего.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Подготовленное для заливки изделие с насыпанной твердой фазой из ВВ и установленной технологической крышкой 36 с резиновыми прокладками 37 поднимается в герметизирующем стакане цилиндром-подъемником до упора стакана в нижнее уплотнительное кольцо подпружиненного устройства заливочной головки. Ограничение подъема цилиндра-подъемника проходит за счет верхнего поршня, находящегося под давлением воздуха, масла в полости А. Затем происходит вакуумирование изделия со стаканом до остаточного давления 0,5-1 мм рт.ст.
Одновременно происходит налив продукта в заливочную головку через разливочную трубу. Воздух, находящийся в головке, вытесняется через вертикальную трубу 15 в атмосферу, а вслед за воздухом в трубу заходит расплавленный продукт. Но высота этой трубы делается с таким расчетом, чтобы не происходило свободного выливания продукта через нее, а это будет при условии, если высота столба продукта, пропорциональная давлению, развиваемому насосом, будет меньше высоты самой трубы.
После создания вакуума в корпусе изделия и в стакане, после налива продукта в головку, происходит стравливание давления в полости А цилиндра-подъемника и осуществляется второй поджим.
Технологическая крышка /воронка/ поджимается к опорной поверхности Б головки, после чего в последнюю подается сжатый воздух. Когда давление достигает заданного уровня, открывается заливочный клапан и происходит заливка корпуса изделия. После определенной выдержки давление воздуха снимается и заливочный клапан закрывается, а цилиндр-подъемник вслед за этим опускает стакан с изделием.
3. Устройство технологической крышки
Технологическая крышка /см. рис. 3/ представляет собой заливочный инструмент специальной конфигурации в зависимости от формы изделия и формы разрывного заряда, на торце, через который ведется заливка расплава.
В центральной части технологическая крышка имеет для ввода расплава небольшие отверстия с конусом в 30°, диаметром 6-7 мм, расположенные по концентрическим окружностям в шахматном порядке.
На верхнем и нижнем торцах крышки установлены резиновые прокладки 38, 39 для обеспечения герметичности во время вакуумирования и заливки изделия. Технологическая крышка может быть выполнена из латуни и дюралюминия.
4. Устройство для заливки вакуум-кусковым способом, предупреждающее образование раковин /пустот/ в разрывном заряде /рис. 4/
Так как ряд изделий имеют кроме заливочной горловины еще и горловину с противоположной стороны корпуса /например, боевые части ракет 9М22, М24Ф и др./, то обычно в одну из горловин при заливке вставляется макет, образующий гнездо под детонатор, причем макет после заливки извлекают.
Если поставить такой макет герметично, то вокруг него могут сосредоточиться раковины, образуемые остаточным воздухом, имеющимся в корпусе изделия.
Предлагаемое устройство для заливки, рассчитанное на предупреждение таких дефектов, представляет собой камеру для аккумуляции остаточного воздуха, вытесняемого из заливочного корпуса, при этом камера сообщается с корпусом изделия отверстиями диаметром 1 мм или щелью 0,1-0,5 мм, которые пропускают воздух, но не пропускают затвердевающий в них расплав.
Аккумуляционная камера может быть выполнена в форме полого пуансона со съемной крышкой /фиг. 1, в виде крышки с камерой /фиг. 2/, она может быть выполнена у сборных форм, служащих для получения безоболочных отливок, в виде камеры за линией соединения частей формы /фиг. 3/.
При заливке изделий в герметизирующем стакане резервной камерой может служить сам стакан.
5. Устройство для заливки вакуум-кусковым способом, предотвращающее попадание расплава в вакуумную линию /см. рис. 5/
При заливке со сквозным вакуумированием, когда отверстия для заливки и вакуумирования разделены, когда заливка ведется параллельно с отсосом воздуха из корпуса изделия, иногда без избыточного давления, а только за счет затягивания расплава посредством разряжения в корпусе /одна из разновидностей заливки с применением вакуума/ предупреждение попадания расплава в вакуумную линию с помощью разного рода датчиков сложно и не надежно, а при расплавах малой вязкости совсем невозможно.
Предлагаемое устройство для заливки со сквозным вакуумированием без применения датчиков, сигнализирующих заполнение изделия расплавом, представляют собой ловушку в виде узкой щели шириной в 0,1-0,5 мм между двумя массивными металлическими поверхностями, установленную в герметизирующем стакане. Такая щель пропускает воздух, но не пропускает в вакуумную линию расплав, который затвердевает в ней. Ловушка делается легко разборной для упрощения очистки.