Взрывная камера

Известна камера для взрывной обработки металлов по авторскому свидетельству СССР №875706, кл. B21D 26/06, 1984 г., которая имеет корпус, состоящий из центральной части, выполненной в виде концентрично установленных с зазором цилиндров и примыкающих к ней днища и крышки, фиксируемой замком, внутренний из цилиндров установлен свободно и с зазором относительно крышки, а на торцах наружного цилиндра выполнены охватывающие торцы внутреннего цилиндра выступы, центрирующие последний вдоль оси.
Использование описываемой камеры позволяет повысить прочностные характеристики, а следовательно и надежность работы камеры за счет снижения напряженного состояния в элементах.
Однако, основным недостатком устройства является невысокая долговечность из-за отсутствия возможности регулировки напряженного состояния.
Известна взрывная камера для синтеза детонационных наноалмазов по патенту Российской Федерации №2327515, B21D 26/06, 2008 г., принятая заявителем за прототип. Камера содержит вертикальный цилиндрический корпус с днищами, люк для доступа внутрь камеры и средства крепления внутри камеры заряда взрывчатого вещества. Камера изготовлена из облицованного сталью железобетона, в стенках камеры равномерно по всей ее внутренней поверхности установлены трубы, оси которых направлены в центр камеры, причем трубы соединены с герметичными баками с водой, которые с помощью электромагнитных клапанов соединены с ресивером со сжатым воздухом, при этом днища камеры выполнены коническими, в центре каждого днища установлен расширитель в виде цилиндра или многогранника, на боковой поверхности которого расположен люк для транспортировки заряда внутрь камеры и для выгрузки твердых продуктов взрыва. Средства крепления заряда взрывчатого вещества выполнены в виде проходящего по оси камеры стального троса, способного передвигаться, поднимать и удерживать заряд с помощью электротельфера, установленного на днище верхнего расширителя, и отрезка проволоки, один конец которого укреплен на тросе, а второй - на заряде.
Однако, камера подвержена значительным разрушающим воздействиям взрывных нагрузок, ограничена в возможностях многократного использования при проведении взрывов, что снижает ее безопасность эксплуатации.
Технической задачей предлагаемого решения является создание долговечной взрывной камеры многоразового использования.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом решении взрывная камера для получения детонационных наноалмазов, содержащая оборудованный вакуумными трубками для создания вакуума корпус, состоящий из цилиндрической центральной части и зафиксированных с ней крышки и днища, имеющие внешнюю и внутреннюю рабочие стенки, при этом днище, цилиндрическая часть и крышка снабжены силовыми элементами из железобетона, твердеющего под давлением, установленными с образованием между ними и наружными стенками упомянутых частей корпуса гидравлических камер с патрубками для создания давления, необходимого для твердения бетона, при этом внутренние рабочие стенки выполнены в виде вставок, и установленных на внутренней поверхности силовых элементов через компенсационные прокладки, предназначенные для восприятия ударной волны и предотвращения силовых элементов от разрушения, а крышка зафиксирована с цилиндрической центральной частью корпуса посредством замкового соединения.
Кроме того, цилиндрическая центральная часть корпуса выполнена сменной.
Кроме того, замковое соединение крышки с цилиндрической центральной частью корпуса выполнено в виде быстроразъемного соединения.
Технический результат от использования предлагаемого решения заключается в том, что создана конструкция взрывной камеры для синтеза детонационных наноалмазов со значительным снижением разрушающего воздействия взрывных нагрузок на конструкцию камеры, с широкими эксплуатационными возможностями, обусловленными безопасностью ее эксплуатации и возможностью многократного ее использования при проведении многократных взрывов зарядов взрывчатого вещества.
На чертеже изображена взрывная камера в разрезе.
Взрывная камера содержит корпус, состоящий из центральной части 1, выполненной в виде цилиндра, и примыкающих к ней днища 2 и крышки 3.
Цилиндрическая центральная часть 1 корпуса, днище 2 и крышка 3, каждый из этих элементов корпуса, снабжены силовом элементом: центральная цилиндрическая часть 1 корпуса снабжена силовым элементом 4, днище 2 - силовым элементом 5 и крышка 3 - силовым элементом 6. Каждый из силовых элементов 4, 5 и 6 выполнен из железобетона твердеющего под давлением.
Стенки корпуса камеры выполнены следующим образом. Каждая часть корпуса снабжена рабочей поверхностью.
Внутренняя стенка, являясь рабочей поверхностью центральной цилиндрической части 1 корпуса, выполнена в виде самостоятельной вставки 7, которая установлена на внутренней поверхности силового элемента 4 центральной части 1 корпуса. А между рабочей поверхностью - вставкой 7 и внутренней поверхностью силового элемента 4 установлена компенсационная прокладка 8.
Внутренняя стенка, являясь рабочей поверхностью днища 2, выполнена в виде самостоятельной вставки 9, которая установлена на внутренней поверхности силового элемента 5. А между рабочей поверхностью - вставкой 9 и внутренней поверхностью силового элемента 5 установлена компенсационная прокладка 10.
Внутренняя стенка, являясь рабочей поверхностью крышки 3, выполнена в виде самостоятельной вставки 11, которая установлена на внутренней поверхности силового элемента 6. А между рабочей поверхностью - вставкой 11 и внутренней поверхностью силового элемента 6 установлена компенсационная прокладка 12.
Каждая компенсационная прокладка 8, 10 и 12, установленная на внутренней стенки корпуса, предназначена для восприятия ударной волны и сохранения силовых элементов 4, 5 и 6 от разрушения, повышая тем самым надежность работы взрывной камеры и увеличивая срок ее службы.
Между наружной стенкой центральной цилиндрической части 1 корпуса, наружной стенкой днища 2 и наружной стенкой крышки 3 и силовым элементом 4, 5 и 6 каждой части корпуса выполнена гидравлическая камера 13 - в центральной цилиндрической части 1, камера 14 - в днище 2 и камеры 15 - в крышке 3.
Причем силовой элемент 4, 5 и 6 каждой части корпуса выполнен из железобетона, твердеющего под давлением, а каждая гидравлическая камера 13, 14 и 15 предназначены для создания внешнего давления в силовом элементе и улучшения свойств твердеющей под давлением бетонной смеси силового элемента, а именно, для создания возможности регулирования напряжений в силовом элементе.
В днище 2 размещена емкость 16 для приема и сбора продуктов результата воздействия взрыва, а именно наноалмазов, а в крышке 3 выполнено отверстие 17 для пропуска троса 18, предназначенного для подвески обрабатываемого сырья 19 и взрывного заряда 20.
Процесс переработки взрывчатых веществ с целью промышленного производства детонационных наноалмазов, а также для получения сверхтвердых синтетических веществ, например, ультрадисперсных алмазов осуществляют в вакууме.
Для создания вакуума внутри корпуса взрывной камеры в цилиндрической центральной части 1 корпуса, днище 2 и крышке 3 установлены вакуумные трубки 21, 22 и 23, соответственно, а для заполнения каждой из гидравлических камер корпуса 13, 14 и 15 жидкостью установлены патрубки 24, 25 и 26, соответственно.
Цилиндрическая центральная часть 1 корпуса выполнена сменной и меняется в зависимости от требуемой величины закладываемого заряда 20 и соединена с днищем 2 резьбовыми соединениями 27.
Замковое соединение крышки 3 с цилиндрической центральной частью 1 корпуса выполнено в виде быстроразъемного соединения 28.
Перед запуском взрывной камеры в работу прежде всего для каждой части корпуса изготавливают силовой элемент: для цилиндрической центральной части 1 - силовой элемент 4, для днища 2 - силовой элемент 5, а для крышки 3 - силовой элемент 6.
Для этого внутренние стенки каждой части корпуса выставляют из самостоятельных вставок рабочей поверхности и компенсационных прокладок: в центральной части 1 устанавливают вставку 7 и прокладку 8, в днище 2 - вставку 9 и прокладку 10, и в крышке 3 - вставку 11 и прокладку 12. Затем вдоль наружной стенки каждой части корпуса выполняют гидравлические камеры 13, 14 и 15, соответственно.
В каждую гидравлическую камеру 13, 14 и 15 через патрубки 24, 25 и 26 подают жидкость требуемого давления, стабилизируют его на время необходимое для твердения бетона.
В процессе твердения под давлением бетон набирает заданную прочность, создавая железобетонный силовой элемент 4, 5 и 6 для каждой части корпуса.
После набора бетоном прочности каждый железобетонный силовой элемент 4, 5 и 6 считается изготовленным, а взрывная камера готова к работе. После этого можно закладывать внутрь обрабатываемое сырье 19 и заряд 20 взрывчатых веществ.
Взрывная камера работает следующим образом.
В открытую камеру на днище 2 устанавливают емкость 16 для приема и сбора продуктов результата воздействия взрыва, а именно наноалмазов, а через отверстие 17 пропускают трос 18 и подвешивают на него обрабатываемое сырье 19 и заряд 20. Закрывают камеру, поворачивая крышку 3, и запирают ее посредством быстроразъемного соединения 28.
Затем через вакуумные трубки 21, 22 и 23 откачивают воздух из внутренней полости герметично закрытого корпуса до необходимого уровня вакуума.
После этого осуществляют подрыв заряда 20. Продукты результата воздействия взрыва, а именно наноалмазы собираются в емкости 16. После выгрузки наноалмазов и загрузки следующей партии материалов и взрывного заряда, взрывная камера вновь готова к работе. Цикл обработки повторяется.
Конструкция камеры, обеспеченная надежным корпусом, содержащим силовые элементы, позволяет производить многократные подрывы без нарушения связей, увеличивая срок ее службы и улучшая эксплуатационные качества.
Использование предлагаемого технического решения позволило повысить надежность и увеличить срок службы взрывной камеры в результате получения более благоприятных условий работы элементов и повышения прочности бетона силового элемента.
А также появилась возможность регулирования допусков, повышающих прочность бетона силового элемента.
Заявленное решение позволяет индустриальными методами получать взрывные камеры нового поколения, для получения новых, перспективных, наноматериалов и изделий, например, взрывные камеры для промышленного производства детанационных алмазов, получения сверхтвердых синтетических веществ, ультрадисперсных алмазов.