Оксиликвит, способ его получения и устройство для его получения

Оксиликвит, способ его получения и устройство для его получения

Реферат

 

Использование: взрывная обработка металлов. Сущность изобретения: оксиликвит содержит в стехиометрическом соотношении жидкий кислород и отвержденный нефтепродукт или насыщенный углеводород с температурой сжижения, выше температуры кипения жидкого азота в качестве горючего компонента - поглотителя. Горючий компонент - поглотитель распыляют над жидким азотом, полученную смесь доставляют в рабочую камеру, испаряют жидкий азот, а пропитку поглотителя осуществляют подачей в рабочую камеру жидкого кислорода. В устройстве для получения оксиликвита имеется емкость с сжиженным инертным газом (азотом), которая снабжена прибором для распыления в ней жидкого нефтепродукта. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к бризантным промышленным взрывчатым веществам, в частности к оксиликвитам и их приготовлению непосредственно на месте их применения, и может быть использовано для взрывной обработки металлов, например сварки, плакирования, штамповки и т.п.

Известны оксиликвиты [1] которые представляют собой патроны из горючего компонента поглотителя, пропитанные жидким кислородом. Пропитывание оксиликвитных патронов для военно-инженерных или промышленных взрывчатых работ производится непосредственно перед их применением. Такие патроны в результате энергичного испарения жидкого кислорода сравнительно быстро теряют взрывчатые свойства.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому являются оксиликвиты [2] в которых жидким кислородом пропитаны какие-либо пористые горючие вещества-поглотители (торф, сажа, солома, опилки и т.п.). Оксиликвит сразу после пропитки поглотителя становится взрывчатым веществом, но по мере испарения кислорода (жидкий кислород, температура кипения которого 182^оС, постоянно испаряется) снижаeт свои взрывчатые свойства и в конце концов остается один невзрывчатый совершенно безопасный поглотитель. Поэтому приготовление взрывчатого состава осуществляют на месте работы непосредственно перед взрыванием, а взрывание производят без замедления в кратчайший срок.

Однако в настоящее время они не нашли широкого применения как в военно-инженерных работах, так и в промышленности из-за ограниченности эксплуатационных возможностей.

Целью изобретения является повышение эффективности за счет повышения однородности и обеспечения безопасности при получении.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном оксиликвите, содержащем горючий компонент-поглотитель, пропитанный жидким кислородом до стехиометрического соотношения, в качестве поглотителя используют отвержденный нефтепродукт или насыщенный углеводород с температурой сжижения выше температуры кипения жидкого азота.

Сущность изобретения заключается также в том, что в известном способе получения оксиликвита, заключающемся в приготовлении горючего компонента поглотителя и его пропитке жидким кислородом, горючий компонент-поглотитель готовят, распыляя нефтепродукт или насыщенный углеводород с температурой сжижения выше температуры кипения жидкого азота над жидким инертным газом-азотом, доставляя полученную смесь горючего компонента и жидкого азота в рабочую камеру и удаляя жидкий азот испарением, а пропитывают горючий компонент в рабочей камере путем подачи жидкого кислорода.

Кроме того, сущность изобретения заключается также в том, что устройство для получения и использования оксиликвита, содержащее рабочую камеру для поглотителя и емкость для жидкого кислорода, рабочая камера соединена с емкостями жидкого кислорода, жидкого нефтепродукта и сжиженного инертного газа, при этом емкость сжиженного инертного газа снабжена устройством для распыления в ней жидкого нефтепродукта.

Проведенные экспериментальные и теоретические исследования показали, что оксиликвит с поглотителем из нефтепродукта характеризуется следующими свойствами: плотность замороженных аэрозолей нефтепродуктов (типа керосин, бензин, пропан, бутан и др.) близка по величине к плотности жидкого кислорода ( 1 г/см³), что способствует равномерному распределению аэрозолей в объеме оксиликвита, так как архимедовы силы, определяемые разностью плотностей, относительно невелики; равномерному распределению аэрозолей способствует также кипению жидкого кислорода, находящегося при нормальных условиях в рабочей камере, которое интенсивно перемешивает и равномерно распределяет аэрозоли в объеме оксиликвита; калорийность стехиометрической смеси оксиликвита с поглотителем из нефтепродукта составляет величину q 2,4 ККал/ч при отклонении от стехиометрии, например, при избытке кислорода калорийность оксиликвита изменяется по соотношению q q, где с избыточная сверх стехиометрии весовая доля кислорода; стехиометрическое весовое (и объемное также, так как плотность поглотителя и окислителя близки) соотношение компонент оксиликвита равно D скорость детонации оксиликвита определяется в зависимости от калорийности по формуле D , где k показатель политропа в уравнении Р А ^K, связывающий давление Р и плотность продуктов взрыва Для жидких и твердых взрывчатых веществ k 3.

Способ получения оксиликвита, включающего отвержденный нефтепродукт или насыщенный углеводород с температурой сжижения выше температуры кипения жидкого азота и жидкий кислород, осуществляют следующим образом.

Жидкий нефтепродукт керосин предварительно охлаждают, а затем распыляют через форсунку в емкость над жидким азотом. Падая в среду с температурой 190^оС, распыленные частицы затвердевают. Получаемые размеры затвердевших частиц зависят от формы применяемой форсунки и давления при прохождении нефтепродукта через нее, т.е. размеры частиц можно регулировать, что дает возможность регулировать скорость детонации оксиликвита.

Отвержденный нефтепродукт в среде жидкого азота подают в рабочую камеру (место взрыва), затем удаляют жидкий азот из смеси путем естественного испарения, время которого зависит от температуры воздуха, массы смеси и др. факторов.

После испарения азота закристаллизованный мелкодисперсный керосин представляет собой снегообразную массу с температурой 190^оС. В таком состоянии эта масса находится до начала плавления керосина. Время стабильного состояния снегообразной керосиновой массы может длиться до нескольких десятков минут. За это время в эту массу заливают жидкий кислород. Во время залития кислорода масса находится в среде кипящего жидкого кислорода при тщательном перемешивании.

На чертеже схематично изображена установка для получения и использования оксиликвита, в частности в процессе сварки взрывом.

На схеме показаны емкость 1 с жидким азотом, сосуд 2 с нефтепродуктом (керосин, бензин и т.п.), устройство 3 для распыления нефтепродукта в емкости над жидким азотом, электромагнитный клапан 4, установленный на трубопроводе 5, идущем от емкости 1 до рабочей камеры 6, которая установлена на теплоизоляционную прокладку 7 и метаемый лист 8, емкость 9 с жидким кислородом, которая посредством трубопровода 10 с установленным на нем электромагнитным клапаном 11 соединена с рабочей камерой 6, электро-запал 12, служащий для подрыва ВС (оксиликвита) в рабочей камере 6, свариваемый лист 13, на котором через прокладку 14 установлен метаемый лист 8.

Устройство работает следующим образом.

В емкость 1 с сжиженным инертным газом из сосуда 2 подается жидкий нефтепродукт через форсунку 3, в результате чего происходит распыление и отверждение его в виде мелкодисперсной замороженной массы под влиянием низкой температуры жидкого инертного газа. В емкости 1 образуется смесь твердого горючего с жидким инертным газом, которая подается по трубопроводу 5 при открытии электромагнитного клапана 4 в рабочую камеру 6, установленную на теплоизоляционную прокладку 7 и метаемый лист 8. При испарении инертного жидкого газа в камере остается твердый мелкодисперсный поглотитель, полученный из жидкого нефтепродукта, имеющий некоторый период времени низкую температуру, близкую к температуре испарения сжиженного инертного газа. После получения горючего компонента поглотителя в рабочую камеру 6 заливается из емкости 9 жидкий кислород по трубопроводу 10 при открытом электромагнитном клапане 11 и смесь поглотителя с жидким кислородом доводится до стехиометрического соотношения. После этого при помощи электромагнитных клапанов 4 и 11 можно дистанционно регулировать объем взрывчатого состава, добиваясь любого необходимого для конкретного случая кислородного баланса ВС. В рабочей камере 6 получается взрывчатое вещество оксиликвит. Подрыв последнего в рабочей камере осуществляется при помощи электро-запала 12. При взрыве ВС метаемый лист 8, получая импульс, разгоняется до требуемой скорости, встречается с листом 13, в результате чего происходит их сварка. После этого установка готова к следующему циклу: получение поглотителя изготовление оксиликвита его подрыв сварка деталей. Весь этот цикл автоматизирован. На данной установке можно сваривать между собой металлы: титан и сталь, латунь и сталь, медь и сталь, алюминий и сталь и т.п. Сварку металлов можно производить от самых мелких деталей по крупногабаритных листов площадью 32 м² и более. Наряду со сваркой можно проводить и другую обработку металлов штамповку, плакировку и т.п. без переналадки оборудования.

Использование изобретения позволяет улучшить эксплуатационные возможности оксиликвита как ВС, технологии (способа) его получения и устройства для реализации способа с последующим использованием оксиликвита; продлить жизнеспособность ВС в любых необходимых для практики пределах, осуществляя дистанционную подпитку жидким кислородом, сохранить стабильными по всей массе оксиликвита основные параметры ВС, такие, например, как фугасность, скорость детонации, бризантность благодаря также дистанционной подпитке жидким кислородом; обеспечить равномерность пропитываемости объема поглотителя за счет высокой однородности состава оксиликвита, так как распыление и охлажденное до сверхнизких температур углеводородное горючее имеет мелкодисперсное состояние, каждая частица которого окружена жидким кислородом, что вызывает полноценную взрывную реакцию; удешевить технологию получения оксиликвита по крайней мере на 20% Потерь на испарение кислорода нет. Захолаживание поглотителя осуществляется жидким инертным газом, в частности азотом, а кислород доливается перед взрывом (азот в 3 раза дешевле кислорода), исключить присутствие в продуктах взрыва вредных примесей окислов (СО, О и т. п.), так как для ВС с положительным кислородным балансом характерно их отсутствие.

Кроме того, при использовании изобретения улучшаются условия техники безопасности, так как их эксплуатация не требует транспортировки и хранения ВС, а используемые в технологии жидкий азот и кислород не являются взрывоопасными или ядовитыми газами, срабатывание ВС происходит только санкционированно на предназначенном для этого месте (в рабочей камере), требования к обслуживающему персоналу значительно снижаются. Благодаря этим качествам предлагаемый оксиликвит может быть использован вполне безопасно для людей и окружающей природы как на территории промплощадок, так и в жилых зонах.

Формула изобретения

1. Оксиликвит, включающий горючий компонент-поглотитель и жидкий кислород в стехиометрическом соотношении, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет повышения однородности и обеспечения безопасности при получении, в качестве горючего компонента-поглотителя он содержит отвержденный нефтепродукт или насыщенный углеводород с температурой сжижения выше температуры кипения жидкого азота.

2. Способ получения оксиликвита, включающий приготовление горючего компонента-поглотителя и его пропитку жидким кислородом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет повышения однородности и обеспечения безопасности при получении, приготовление горючего компонента-поглотителя осуществляют распылением нефтепродукта или насыщенного углеводорода с температурой сжижения выше температуры кипения жидкого азота над жидким инертным газом - азотом, доставкой полученной смеси горючего компонента с жидким азотом в рабочую камеру и удалением жидкого азота испарением, а пропитку осуществляют в рабочей камере путем подачи жидкого кислорода.

3. Устройство для получения оксиликвита, включающее рабочую камеру для поглотителя и емкость для жидкого кислорода, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности за счет повышения однородности и обеспечения безопасности при получении, рабочая камера соединена трубопроводами с емкостями жидкого кислорода, жидкого нефтепродукта и сжиженного инертного газа, при этом емкость сжиженного инертного газа снабжена устройством для распыления в ней нефтепродукта.

РИСУНКИ

Рисунок 1