DE112005000170B4

DE112005000170B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Verpacken und Versenden von Komponenten mit hoch-explosivem Inhalt

Info

Publication number: DE112005000170B4
Application number: DE112005000170T
Authority: DE
Inventors: John A. Barton; Antony F. Grattan; Thomas J. Wuensche
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2004-01-12
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2013-01-03
Anticipated expiration: 2025-01-08
Also published as: CA2553123A1; AR047858A1; WO2006031241A1; DE112005000170T5; CA2553123C; US20050150781A1; US7416076B2

Abstract

Vorrichtung zum Verpacken und Transportieren mindestens einer geformten Sprengladung in einem Transportbehälter (92), mit: einer Einrichtung (96) zum Unterbrechen eines Strahls während einer Detonation einer geformten Sprengladung (56, 82), einer Einrichtung (98) zum Aufnehmen von Fragmenten, die durch die Detonation einer geformten Sprengladung (56, 82) erzeugt werden, und einer Einrichtung zum Positionieren mindestens einer geformten Sprengladung in dem Transportbehälter (92), wobei die geformte Sprengladung (56, 82) eine kreisförmig geformte Sprengladung ist, die in einem Gehäuse für eine Röhrenschneideeinrichtung (48, 74, 94) mit zumindest zwei Abschnitten zusammengesetzt ist, wobei die Vorrichtung ferner eine durch Wärme zu lösende Befestigungseinrichtung (72, 90) aufweist, die die Abschnitte des Gehäuses der Schneideeinrichtung (48, 74, 94) verbindet, wobei die Einrichtung (96) zum Unterbrechen des Strahls eine dickwandige Röhre (96) mit geringer Dichte aufweist, die die kreisförmige geformte Sprengladung (56, 82) umgibt, wobei die Einrichtung (98) zum Aufnehmen der Fragmente...

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Verpacken und Versenden von Komponenten mit hoch explosiven Inhalt und betrifft insbesondere ein System und ein Verfahren zur Herstellung und Verwendung eines Verpackungssystems für das Versenden hoch explosiver Komponenten.
Hintergrund der Erfindung
Das Versenden von Explosivstoffen ist durch diverse gesetzliche Vorgaben insbesondere im Hinblick auf Sicherheitsgründe genau geregelt. Die Bestimmungen schreiben diverse Grade an Einschränkungen in Abhängigkeit von der Art des Explosivstoffes, dem Gewicht der einzelnen Komponenten, dem Gesamtgewicht einer einzelnen Verpackung, der relativen Positionierung mehrerer explosiver Komponenten in einer einzelnen Verpackung, der Art der Verpackungsmaterialien und anderen Faktoren vor.
Kommerzielle und private Träger sind beim Verpacken und bei der Versendung von Explosivstoffen beteiligt und regeln das Verpacken und Senden. Um Explosivstoffe oder Komponenten mit Explosivstoffen zu versenden, benötigen kommerzielle und private Transporteure typischerweise eine UN-Transportklassifizierung, die anzeigt, dass das Verpackungsverfahren für die Explosivstoffe in sicherer Weise für Straßentransporte und private oder kommerzielle Lufttransportmittel zulässig ist. Typischerweise werden Prüfungen ausgeführt, um die Transportklassifizierung eines explosiven Artikels zu bestimmen und insbesondere die Fähigkeit des Artikels und seiner Verpackung, eine Massendetonation des Explosivstoffes zu verhindern oder mehrere Detonationen oder eine Massendetonation aufzufangen. Je wahrscheinlicher ein Artikel zur Explosion ähnlicher Artikel führen kann, desto restriktiver und teuerer ist die Versendung. Inhalte mit relativ höherer Explosivkraft und mit entsprechenden explosiven Komponenten besitzen eine größere Tendenz für eine Massenexplosion.
Aus der Druckschrift DE 602 18 235 T2 ist ein System zum Packen und Transportieren von Hohlladungen bekannt, wobei der Explosionskörper von mehreren Schutzpaneelen und einer ausdehnbaren Tasche umgeben ist.
Die Druckschrift US 4 055 247 A offenbart einen Transportbehälter für einen Explosionskörper, wobei der Explosionskörper von mehreren Schichten Stahl und Füllmaterial umgeben ist.
US 6 347 700 B1 offenbart einen Behälter für explosives Material der Pappe, Holz und Zementfasermaterial aufweist.
US 3 757 933 A offenbart einen Transportbehälter mit zylindrischen Aussparungen für Explosionskörper.
US 4 440 296 A lehrt Munitionskörper umgeben von mehreren Dämmschildern aus einem Material mit genügend hoher Dichte und geringer Fragmentbildungsneigung.
US 4 817 531 A offenbart einen kapselförmigen Behälter für Sprengladungen, der ein zylindrisches Gehäuse, eine zylindrische Verschlusskappe sowie einen elastomeren Ring, eingebracht zwischen Gehäuse und Kappe, aufweist.
Überblick über die Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Verpacken und Versenden bzw. Transportieren von Mengen an explosivem Material bereitzustellen, die wesentlich größer sind als Mengen, die bekanntermaßen in Übereinstimmung mit Regulierungen und Testerfordernissen versendet werden können.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Verpackungen und Transportieren, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen ein Versenden von Sprengladungen mit 39 g oder mehr an Explosivstoffen in einer einzelnen Verpackung, wobei anwendbare Regulierungen hinsichtlich der Massendetonation, der Fragmentierung und der Brandsicherheit erfüllt werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Rohr- bzw. Röhren- oder Hülsenanordnung mit einem Innenraum zum Aufnehmen eines explosiven Elements, wobei zwei offene Enden vorgesehen sind. Ein oder mehrere energieabsorbierende Elemente oder Kissen sind in der Nähe jedes offenen Endes angeordnet. Die energieabsorbierenden Elemente enthalten eine kollabierbare dreidimensionale hohle Struktur, die über die offenen Enden hinweg angeordnet ist.
In einer Ausführungsform umfasst das energieabsorbierende Element eine Teilröhre mit einer konvexen Seite in der Nähe der offenen Enden der Röhrenanordnung und umfasst eine konkave Seite in der Nähe einer Innenwand eines Transportbehälters. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das energieabsorbierende Element eine Endabdeckung, die zwischen der konkaven Seite der Teilröhre und der Innenwand eines Transportbehälters angeordnet ist.
In einer Ausführungsform ist eine Unterteilungsanordnung mit mehreren Paneelen, die in einer verzahnten Matrix zur Definition mehrerer Abteile innerhalb der Matrix angeordnet sind, innerhalb des Frachtbehälters positioniert. Eine Röhrenanordnung mit einem explosiven Element kann in einigen der Abteile, die durch die Unterteilungsanordnung definiert sind, transportiert werden.
In einer Ausführungsform zum Versenden perforierender Sprengladungen umfasst die Röhrenanordnung ein dickwandiges Röhrenelement mit relativ geringer Dichte mit einem Innenraum zum Halten eines oder mehrerer Paare an Sprengladungen. Die paarweise angeordneten Sprengladungen können in ihren konkaven strahlerzeugenden Öffnungen nah zueinander angeordnet und von einer Ladungsunterteilung getrennt angeordnet sein. Endabdeckungen können in den offenen Enden der Röhrenanordnung angeordnet sein.
In einer Ausführungsform zum Transportieren kreisförmiger Sprengladungen, d. h. von Röhrenschneidern, kann die Röhrenanordnung ein erstes dickwandiges Röhrenelement mit relativ geringer Dichte mit einem Innenraum zum Halten eines zusammengefügten Hülsen- oder Rohrschneiders, und ein zweites Röhrenelement, beispielsweise ein Metallelement mit quadratischen Querschnitt, mit einem Innenraum zum Aufnehmen des ersten Röhrenelements aufweisen. Alternativ kann das zweite Röhrenelement einen Abschnitt in einer Unterteilungsanordnung bilden. In dieser Ausführungsform können die energieabsorbierenden Elemente eine Metallröhre mit einer gewissen Länge, beispielsweise mit einem quadratischen Querschnitt, aufweisen, das in dem zweiten Röhrenelement in der Nähe jedes Endes des Röhrenelements angeordnet ist. Ein poröses Fragmentauffangelement, beispielsweise ein Schaumgummi, kann zwischen jedem der energieabsorbierenden Elemente und den Enden des ersten Röhrenelements enthalten sein.
In Ausführungsformen, in denen explosive Elemente geformte Sprengladungen aufweisen, können Strahlunterbrecher innerhalb der konkaven strahlerzeugenden Öffnungen der Sprengladungen angeordnet sein. In einer Ausführungsform ist der Strahlunterbrecher ein nicht brennbares Granulatmaterial, beispielsweise Sand.
In einer Ausführungsform enthalten die Röhrenschneideanordnungen Verbindungsmittel, die bei erhöhter Temperatur zerfallen, um damit ein Öffnen des Gehäuses der Anordnung zu ermöglichen. In einigen Ausführungsformen kann das Verbindungsmittel Schnappringe oder Kunststoffbolzen enthalten, die die Schneideranordnung während der normalen Funktion zusammenhalten, die jedoch bei hoher Temperatur zerfallen, beispielsweise Schmelzen oder Verbrennen, und damit ein Trennen der Röhrenschneideanordnung ermöglichen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung kann zusammen mit weiteren Vorteilen am Besten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines äußeren Behälters ist, der eine laminierte Unterteilungsanordnung und Röhrenanordnungen darstellt;
2 eine Querschnittsansicht einer Röhrenanordnung ist, wobei die Positionierung explosiver Komponenten und energieabsorbierender Elemente im Verhältnis zu der Röhrenanordnung dargestellt ist;
3 eine perspektivische Ansicht mehrerer Röhrenanordnungen, einer Unterteilungsanordnung und von energieabsorbierenden Elementen ist, wobei die relativen Positionen gezeigt sind, wenn sie in einen Frachtbehälter eingeladen werden;
4 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Anordnung mehrerer Röhrenanordnungen und energieabsorbierender Elemente ist, wobei ihre relativen Positionen gezeigt sind, wenn diese in einen Frachtbehälter eingeladen werden.
5 eine Querschnittsansicht einer kreisförmigen explosiven Anordnung ist, die in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung versendet werden kann.
6 eine perspektivische Ansicht eines Schnappringes ist, der zum Zusammenfügen der ringförmigen explosiven Anordnung aus 5 verwendet wird.
7 eine Querschnittsansicht einer weiteren kreisförmigen explosiven Anordnung ist, die in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung versendet werden kann.
8 eine Aufrissansicht einer Ausführungsform eines Verpackungssystems für Explosivstoffe ist, das für einen der in den 5 und 6 gezeigten Explosivstoffe geeignet ist.
9 eine Aufrissansicht einer weiteren Ausführungsform eines Verpackungssystems für Explosivstoffe ist, das für einen der Explosivstoffe geeignet ist, die in den 5 und 6 gezeigt sind.
10 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Röhrenanordnung ist, die in den Ausführungsformen der 7 und 8 geeignet ist.
Detaillierte Beschreibung
Die Erfindung betrifft neue Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpacken von Explosivstoffen und Komponenten mit Explosivstoffen für die Aufbewahrung und für den Transport.
Die mehreren Ausführungsformen der Erfindung offenbaren diverse Anordnungen zum Verpacken und Versenden bzw. Transportieren von Explosivmaterialien, wobei das Versenden explosiver Materialien mit einer Größe gleich oder größer als 39 g durch Transportverfahren möglich ist, die ansonsten die Menge von versendeten Explosivmaterialien auf 39 g oder auf einen Schwellwert von weniger als 39 g, etwa 22 g begrenzen. Die Anwendung der offenbarten Vorrichtung reduziert die Wahrscheinlichkeit einer gemeinsamen Detonation mehrerer explosiver Materialien, die in einem einzelnen Behälter versendet werden, wenn eine nicht gewollte Detonation eines einzelnen Explosivstoffes innerhalb des Behälters auftritt. Die Verwendung der Vorrichtung verringert ferner die Wahrscheinlichkeit gekoppelter Detonationen mehrerer explosiver Materialien, die in separaten Behältern transportiert werden, wenn eine nicht gewollte Detonation eines einzelnen Explosivstoffes innerhalb eines Behälters auftritt.
1 zeigt eine Ausführungsform, in der mehrere, in diesem Falle zwölf, Röhrenanordnungen 10 in den Seiten 12 eines konventionellen Transportbehälters 14 angeordnet sind. Der Transportbehälter 14 kann ein doppelt gerippter Pappebehälter sein, der die UN-Regelmentierungen hinsichtlich das Transports gefährlicher Materialien erfüllt. Derartige Behälter enthalten typischerweise eine Wanddicke von ungefähr 0,25 Inch, vorzugsweise beträgt die Wanddicke mindestens ungefähr 0,2 Inch. Jede Röhrenanordnung 10 kann eine oder mehrere explosive Komponenten aufnehmen. Details hinsichtlich der Röhrenanordnungen 10 sind in 2 gezeigt und sind nachfolgend beschrieben. In 1 sind die Oberseite und die Unterseite des Behälters 14 nicht gezeigt, um eine Ansicht der Anordnung der Röhrenanordnungen 10 zu bieten. In dieser Ausführungsform werden die Röhrenanordnungen 10 in ihrer relativen Position innerhalb des Transportbehälters mittels einer Matrix aus Unterteilungselementen 16 gehalten. Die Unterteilungselemente sind befestigt und verzahnt, um mehrere, in diesem Falle 12, längliche Abteile 18 mit quadratischem Querschnitt bereitzustellen, die sich von der Oberseite bis nahe an die Unterseite des Behälters 14 erstrecken. Jedes Abteil 18 ist so dimensioniert, dass es eine der Röhrenanordnungen 10 aufnehmen und dieses in einer vorgewählten Position innerhalb des Behälters 14 halten kann. Es ist nicht notwendig, dass jedes Abteil 18 eine Röhrenanordnung 10 trägt. In einigen Ausführungsformen kann es vorteilhaft sein, einige Abteile 18 leer zu lassen, um damit den Abstand zwischen den Röhrenanordnungen 10 zu vergrößern.
Die Unterteilungselemente 16 können aus einer Reihe von möglichen Materialien hergestellt sein, zu denen diverse feste oder Verbundmaterialien gehören, etwa diverse Polymere oder Polymermischungen, Holzschlemmprodukte oder Holz. In einer Ausführungsform werden Verbundholzprodukte (Produkte mit Holzlagen, Fasern oder Teilchen), etwa Sperrholz, Faserplatten oder Spannplatten verwendet. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Laminatmaterial (ein Material mit mindestens zwei Schichten) verwendet, etwa Holzlaminat, Pappe, festes Holz, an der eine Schicht aus Pappe oder schwerem Papier, Pappe oder ein Laminatmaterial mit einer Schicht aus resistentem Material, etwa Para-Aramid-Faser angebracht ist, beispielsweise wie es unter dem Handelsnamen Kevlar erhältlich ist. In 1 sind die Unterteilungselemente aus einem Laminat aus drei Schichten aus dünnem Sperrholz aufgebaut, die von zwei Schichten aus geripptem bzw. gewellten Pappematerial getrennt sind. Diese laminierte Struktur wurde gewählt, um relativ harte oder steife Schichten bereitzustellen, d. h. Sperrholz, die durch relativ weiche oder relativ komprimierbare Schichten, d. h. die gerippte Pappe, getrennt sind.
2 ist eine Querschnittsansicht einer Röhrenanordnung 10, wobei die Anordnung zweier explosiver Elemente 20 innerhalb der Röhrenanordnung und andere Verpackungskomponenten gezeigt sind. In dieser Ausführungsform sind die Explosivelemente 20 Sprengladungen für tiefe Löcher oder für ein tiefes Eindringen zum Perforieren mit 39 bis 47 g an explosivem Material, etwa beispielsweise HMX, RDX, HNS oder BRX. Jedes Element 20 enthält drei ungefähr konische Teile; ein Metallgehäuse 22, ein hoch explosives Material 24 und ein Metallbeschichtung 26. Jedes Element 20 besitzt eine konkave Öffnung 28 an einem Ende, an dem sich ein eindringender Gasstrom beim Detonieren des Explosivmaterials 24 ausbildet. Das gegenüberliegende Ende 30 jedes Elements ist geschlossen mit Ausnahme einer kleinen Öffnung, um ein Sprengelement, beispielsweise eine Sprengschnur, zur Zündung des Explosivmaterials 24 aufzunehmen.
In dieser Ausführungsform sind zwei Explosivelemente 20 so angeordnet, dass die Ausgangsenden oder konkaven Öffnungen 28 einander zugewandt und benachbart sind. Die Elemente 20 sind durch eine Sprengladungstransportunterteilung 32 mit einer Dicke und einer Dichte getrennt, die ausreichend sind, eine Trennung zwischen den zwei oder mehreren explosiven Komponenten 20 zu ermöglichen und die Bewegung zu reduzieren und um beim Absorbieren von gasförmigen und festen Nebenprodukten einer Detonation des explosiven Materials 24 innerhalb der Röhrenanordnung 10 unterstützend zu wirken. Die Herstellungsmaterialien für die Sprengladungstransportunterteilung 32 enthalten vorzugsweise ein geschichtetes Material, etwa Sperrholz oder festes Holz, etwa Kiefernholz, an der eine Schicht aus Pappe oder schwerem Papier und/oder eine Schicht aus resistentem Material, etwa Kevlar, angebracht ist, um die Energie einer Detonation von hoch explosiven Stoffen zu absorbieren und die Geschwindigkeit von umherfliegenden Fragmenten zu reduzieren, die eine gekoppelte Detonation einer benachbarten Explosivkomponente hervorrufen können. In diversen Ausführungsformen kann die Sprengladungstransportunterteilung 32 axial mit einer Öffnung 34 durchbohrt sein, die eine Dicke von ungefähr 1,5 Inch aufweist und vorzugsweise eine Dicke im Bereich von ungefähr 0,7 Inch bis ungefähr 2,5 Inch aufweist.
In dieser Ausführungsform ist das primäre Strukturelement der Röhrenanordnung 10 ein Querschnitt einer zylindrischen Röhre 36 mit einem Außendurchmesser von ungefähr 4 Inch, einem Innendurchmesser von ungefähr 2,75 Inch und einer Wandstärke von ungefähr 5/8 Inch. Vorzugsweise besitzt die Röhre 36 eine minimale Materialwanddicke von ungefähr 0,6 Inch oder mindestens 0,5 Inch und einen minimalen Innendurchmesser, der ausreichend ist, um die explosiven Komponenten 20 aufzunehmen. Die Herstellungsmaterialien der Röhre 36 können ausgewählt werden aus schwerem Papier mit geringer Dichte oder Pappe. In dieser Ausführungsform ist die Röhre 36 eine gerollte Papierröhre. Das Material der Röhrenanordnung 10 sollte eine Dicke und eine Dichte aufweisen, die ausreichend sind, um das Absorbieren der gasförmigen und teilchenförmigen Nebenprodukte einer Detonation des Explosivmaterials 24 innerhalb der Röhrenanordnung 10 zu unterstützen. Materialien, die aus Zellulosefasern, beispielsweise Holzfasern, Baumwolle, etc. hergestellt sind, besitzen eine vorteilhafte Kombination aus einer relativ geringen Dichte und einer ausreichenden Stärke, um die Energie beim Detonieren einer Sprengladung 20 zu absorbieren. In einer Ausführungsform ist der Außendurchmesser der Röhrenanordnung 10 geringfügig größer als die kürzeste Distanz innerhalb der Abteile 18 der Matrix des Unterteilungselements 16, um einen leichten Presssitz zwischen der Röhrenanordnung 10 und der Unterteilungsanordnung 16 bereitzustellen, um damit ein Bewegen der Röhrenanordnung 10 relativ zu der Unterteilungsanordnung 16 während des Transports zu reduzieren oder zu verhindern. In einer alternativen Ausführungsform ist der Außendurchmesser der Röhrenanordnung 10 ungefähr gleich der kürzesten Distanz innerhalb der Abteile 18 der Matrix der Unterteilung 16.
In der Ausführungsform der 1 und 2 ist die Röhrenanordnung 10 aus einer zylindrischen Röhre 36 aufgebaut, d. h., diese besitzt einen kreisförmigen Querschnitt. Die Röhre 36 kann eine andere Querschnittsform aufweisen, beispielsweise quadratisch, hexagonal oder wabenförmig, etc. Die anderen Formen können geeignete Innenabmessungen aufweisen, um die Sprengladungen 20 in ihren Innenräumen aufzunehmen und zu halten und können äußere Abmessungen aufweisen, die geeignet in die Abteile 18 passen. Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung soll der Begriff Röhre oder Rohr bzw. Hülse hohle längliche Elemente mit kreisförmigen, quadratischen, hexagonalen oder anderen Querschnittsformen umfassen. Bei jeder dieser Formen definiert die Röhre einen Innenraum zum Halten eines oder mehrerer explosiver Elemente und die Röhre besitzt zwei offene Enden, durch die die explosiven Elemente und andere Komponenten in den Innenraum eingeladen werden können.
In dieser Ausführungsform wird jedes Ende der Transportröhre 36 durch eine Endabdeckung 38 mit einer Dicke und einer Dichte verschlossen, die ausreichend sind, um das Absorbieren zumindest einiger der gasförmigen und festen Nebenprodukte einer Detonation des explosiven Materials 24 innerhalb der Transportröhre 36 zu unterstützen. Die Herstellungsmaterialien für die Endabdeckung beinhalten vorzugsweise ein Material, etwa Sperrholz oder ein schweres Papier oder eine Pappe, oder festes Holz, etwa Kiefernholz, an welchem eine Schicht aus Pappe oder schwerem Papier oder eine Schicht aus durchstoßungsresistentem Material, etwa Kevlar, angebracht ist. in einer Ausführungsform sind die äußeren Umfangsabmessungen der Endabdeckung 38 geringfügig größer als der Innendurchmesser der Transportröhre 36, um damit in geringen Presssitz zu schaffen, wenn die Endabdeckung 38 in die Transportröhre 36 eingeführt wird. In einer altenativen Ausführungsform ist die Außenseiteumfangsabmessung der Endabdeckung 38 ungefähr gleich des Innendurchmessers der Transportröhre 36. In dieser Ausführungsform wird ein halbkreisförmiger Schnitt 40 am äußeren Umfang jeder Endabdeckung 38 ausgeführt, um ein Ausströmen von Gasen zu ermöglichen, die beim Detonieren oder Verbrennen eines explosiven Materials 24 entstehen. Die Ausschnitte 40 liefern ferner eine gute Möglichkeit, die Endabdeckungen von der Röhre 36 abzunehmen, insbesondere, wenn die Endabdeckungen 38 für einen Presssitz innerhalb der Röhre 36 dimensioniert sind. In diversen Ausführungsformen besitzen die Endabdeckungen 38 eine Dicke von ungefähr 0,75 Inch oder besitzen eine Dicke im Bereich von ungefähr 0,5 Inch bis ungefähr 1,5 Inch.
In 2 besitzt die Röhre 36 eine ausreichende Länge, um zwei explosive Elemente 20, eine Sprengladungsunterteilung 32 und zwei Endabdeckungen 38 aufzunehmen. Die Röhre kann bei Bedarf länger sein, um mehr als zwei explosive Elemente 20 aufzunehmen. Normalerweise ist es wünschenswert, eine geradzahlige Anzahl der Elemente 20 zu transportieren, wobei jedes Paar aneinander zugewandt ist und durch eine Sprengladungsunterteilung 32 getrennt ist. Es können zusätzliche Endabdeckungen 38 zwischen benachbarten Paaren an Elementen 20 angeordnet werden. Somit wird in einer Röhrenanordnung für zwei Paare der Elemente 20 eine Röhre 36 mit einer ausreichenden Länge verwendet, um vier der Elemente 20, zwei Sprengladungsunterteilungen 32 und drei Endabdeckungen 38 aufzunehmen.
In 2 ist ein Strahlunterbrecher 42 mit einer Menge an unbrennbaren Granulatmaterial, etwa Sand, innerhalb der offenen Enden der explosiven Elemente 20 angeordnet. Der Zweck des Strahlunterbrechers besteht darin, die Ausbildung eines Strahls des Beschichtungsmaterials 26 der geformten Sprengladung 20 zu reduzieren oder zu verhindern, wenn eine Detonation des Explosivmaterials 24 eintritt, um damit die Wahrscheinlichkeit einer gekoppelten Detonation anderer Sprengladungen oder explosiver Komponenten innerhalb der Röhrenanordnung 10 oder das Eindringen in den äußeren Behältern 14 zu reduzieren oder zu verhindern. Das Prüfen unter Anwendung von Sand als der Unterbrecher 42 führte zu keiner erkennbaren Strahlbildung. Der Strahlunterbrecher kann ferner als ein Trockenmittel dienen, um die geformte Sprengladung vor einem Zerfall als Folge eines Umwelteinflusses zu schützen. Das Granulatmaterial des Strahlunterbrechers kann einen Kontakt von Korn zu Korn des Strahlunterbrechermaterials im Falle einer Detonation ermöglichen, um damit zur Energieaufnahme der Explosion und zur Verringerung der Geschwindigkeit von Explosionsprodukten zu dienen. Sand wurde in dieser Ausführungsform verwendet, da dieser gut verfügbar, kostengünstig ist und keine Umweltprobleme hervorruft, wenn dieser vor Ort entsorgt wird. Zu anderen nicht brennbaren Granulatmaterialien, die zur Verwendung als ein Strahlunterbrecher geeignet sind, gehören, Bruchperlen, die üblicherweise in Bohrlochbehandlungen eingesetzt werden, und die häufig als Fragmentperlen, Keramikperlen, etc. bezeichnet werden.
In dieser Ausführungsform wird eine Menge des Unterbrechermaterials 42 in die Öffnung 28 der geformten Sprengladung 20 eingefüllt, und das Ende der geformten Sprengladungsanordnung 20 wird mittels einer Abdeckung, etwa einer Papierschicht, einem Polymerfilm oder einer anderen relativ dünnen Schicht aus Material geschlossen, das mit ein Befestigungsmaterial, etwa einem Klebeband, einem Kleber, oder einem anderen Befestigungselement oder Substanz befestigt wird, um ein Herauslaufen des Strahlunterbrechermaterials 42 aus dem Ende 28 der geformten Sprengladungsanordnung 20 während des Lagers oder Transports zu verhindern und um ein Entweichen in nicht explosiver Form von gasförmigen Produkten einer Verbrennung eines Explosivstoffes zu ermöglichen. In 2 ist ferner eine dünnwandige Manschette oder Hülse 33 gezeigt, die verwendet werden kann, um zwei Explosivelemente 20 und eine Sprengladungsunterteilung 32 in ihrer korrekten Relativposition zueinander zu halten, so dass diese in die Röhre 36 als eine Einheit eingeladen werden können. Die Verwendung der Hülse 33 ermöglicht das korrekte Einladen des Unterbrechermaterials 42 und reduziert den möglichen Verlust des Unterbrechermaterials 42, wenn die Elemente 20 in die Röhre 36 eingeführt werden. In einem alternativen Verfahren zum Einladen eines Teilchenstrahlunterbrechers wird das Teilchenmaterial mit einer geringen Menge Bindemittel gemischt, beispielsweise einem Klebstoff, und wird in eine Form gegossen, die mit der inneren Oberfläche der Öffnung 28 übereinstimmt. Das Bindemittel ist vorzugsweise auf eine Menge begrenzt, die benachbarte Teilchen leicht bindet und offene Räume zur Bildung eines festen Tropfens nicht füllt. Die Detonation des Explosivmaterials 24 sollte die leicht gebundenen Teilchen in ein Fluid überführen, so dass diese so wie der lose Sand, der in dem erfolgreichen Prüfverfahren verwendet wurde, agieren. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann der Strahlunterbrecher innerhalb eines flexiblen Behälters oder einer Tasche enthalten sein, die es ermöglicht, dass das Material so fließt oder sich so bewegt, um die Form des Bereichs anzunehmen, in welchem das Material angeordnet wird, während ebenso die Möglichkeit des Entweichens einzelner Teilchen aus dem Bereich reduziert wird.
Wie zuvor angemerkt ist, wird angenommen, dass der Strahlunterbrecher 42 das Erzeugen eines Gasstrahls durch eine perforierende Sprengladung verhindert. D. h., es ist nicht zulässig, dass sich der Strahl ausbildet. Wenn der Strahlunterbrecher 42 nicht verwendet wird, kann erwartet werden, dass ein Strahl entsteht, wenn das explosive Material 24 detoniert, wobei aber die Sprengladungsunterteilung 32 den Strahl zu einem gewissen Maße unterbricht, wenn dieser das Element 20 verlasst. Obwohl die durch die explosiven Elemente 20 erzeugten Strahlen tatsächlich in dichten Materialien, etwa Stahl und Gestein wirksam eindringen, wurde von den Erfindern herausgefunden, dass die fasrigen Materialien mit geringer Dichte, die in diversen hierin offenbarten Ausführungsformen eingesetzt werden, den Strahl in ausreichender Weise unterbrechen, um damit eine gekoppelte Detonation anderer Sprengladungen zu verhindern und um ebenfalls einen merklichen Schaden an den Materialien außerhalb des Transportbehälters 14 zu verhindern. Für die Zwecke dieser Offenbarung soll der Begriff „Unterbrechen” das Verhindern der Entstehung oder das Stoppen der Ausbildung eines Strahls bzw. Gasstrahls an seinem normalen Anfangspunkt bedeuten. Der Begriff unterbrechen oder Unterbrechung soll die Wechselwirkung mit einem Strahl oder das Zerstreuen eines Strahls bedeuten, der bereits begonnen hat oder bereits ausreichend ausgebildet ist, so dass dieser nicht seine beabsichtigte perforierende oder schneidende Wirkung ausübt. Die Begriffe können in gewisser Weise austauschbar in dem Sinne verwendet werden, dass eine Unterbrechung eines Strahls die gleiche Funktion wie das Unterbrechen eines Strahls an seinem Entstehungspunkt besitzt.
2 zeigt ferner zwei Verpackungskissenkomponenten zum Absorbieren, Abschwächen und Verteilen der kinetischen Energie diverser Fragmente, die aus der Detonation der explosiven Elemente 20 entstehen können. Beispielsweise bewegt sich bei der Detonation eines der Elemente 20 die Metallgehäuse 20 in Richtung der Endabdeckungen 38 und die Gehäuse 20 und Endabdeckungen 38 werden tendenziell aus den Enden der Röhre 36 herausgeschleudert. In dieser Ausführungsform ist eine Teilröhre 44 mit ihrer konvexen Seite benachbart zu jeweils dem Endabdeckungen 38 angeordnet. Jede Teilröhre 44 kann die Hälfte einer Röhre 36 sein, die in Längsrichtung aufgeschnitten oder geteilt ist. Eine im Wesentlichen flache Endplatte oder Abdeckung 46 ist benachbart zu der konkaven Seite jeder Teilröhre 44 angeordnet. Die Endabdeckungen 46 sind vorzugsweise aus einem relativ steifen oder festen Material hergestellt, beispielsweise Sperrholz mit einem nominalen Dicke von ¼ Inch wurde in dieser Ausführungsform verwendet. Es ist vorteilhaft, dass die Endabdeckung, falls diese verwendet wird, eine Dicke im Bereich von ungefähr 0,2 Inch bis ungefähr 0,5 Inch aufweist. Die Endabdeckungen 46 sind gegen eine Innenwand, beispielsweise die Oberseite und Unterseite, des Behälters 14 aus 1 positioniert, wenn die Transportverpackung vollständig zusammengefügt ist und besitzen die gleiche Länge und die gleiche Breite wie die benachbarten Seiten des Behälters 14. Wenn ein explosives Element 20 detonieren sollte, wird aus den Enden der Röhre 36 herausgeschleudertes Material auf die Teilröhren 44 treffen, die durch Deformieren oder Kollabieren Energie absorbieren. Auf die Teilröhren 44 wirkende Kräfte werden verteilt und werden auf die Endabdeckungen 46 übertragen. Die Steifheit der Endabdeckungen 46 verteilt die Kräfte noch weiter und verlangsamt rasch bewegliche Teile auf Grund der vergrößerten Oberfläche. In einer alternativen Ausführungsform kann die Endabdeckung 46 in die Seite des Behälters 14 eingebaut sein oder kann eine separate Komponente unabhängig von dem Behälter 14 sein.
3 zeigt eine Anordnung von Verpackungskomponenten, die in einem geeignet dimensionierten Behälter 14 angeordnet werden können. In 3 sind 9 Röhrenanordnungen 10 in einer 3 × 3-Anordnung gestapelt, die durch eine Matrix aus Unterteilungen 16 getrennt sind. Die vertikalen Unterteilungen sind länger als die horizontalen Unterteilungen. Ein Satz aus 6 Teilröhren 44 ist über die Enden der Röhrenanordnungen 10 platziert. Jede Teilröhre ist über drei der Röhrenanordnungen 10 positioniert und wird teilweise durch die vertikalen Unterteilungen 16 in Position gehalten. Die Anordnung aus 3 kann in einem geeignet dimensionierten Behälter 14 vorgesehen werden, der dann geschlossen und mit Klebeband versiegelt wird. Bei Bedarf kann ein Paar aus Endabdeckungen 46 zwischen den Teilröhren 44 und den Innenwänden des Behälters 14 angeordnet werden. In einigen Verpackungsanordnungen können die Wände des Transportbehälters 14 eine ausreichende Stärke aufweisen, so dass die Endabdeckungen 46 keinen Vorteil mit sich bringen. Wenn beispielsweise die Teilröhren 44 benachbart zu der Oberseite und der Unterseite des Behälters 14 positioniert sind, die durch doppelte Flügel gebildet sind, die gefaltet und durch Klebeband in Position gehalten sind, kann die resultierende doppelte Dicke einer doppelt gerippten Pappe in effizienter Weise die einwirkenden Kräfte absorbieren und verteilen. Zusätzliche Verteilungen 16 können um den Stapel aus Röhrenanordnungen 10 herum gegen die verbleibenden Wände des Behälters 14 angeordnet werden.
4 zeigt eine weitere Anordnung von Verpackungskomponenten, die in einem geeignet dimensionierten Behälter 14 angeordnet werden können. In 3 sind 6 Röhrenanordnungen 10 in einer Anordnung mit Höhe 3 und Breite 2 gestapelt. Es sind keine Unterteilungen 16 in dieser Anordnung verwendet. Zwei Teilröhren 44 sind an jedem Ende der Röhrenanordnungen 10 positioniert und erstrecken sich über drei der Röhrenanordnungen 10. Ein Paar aus Endabdeckungen 46 ist benachbart zu den konkaven Seiten der Teilröhren 44 angeordnet. Vorzugsweise sind die Teilröhren 44 möglichst lang, um möglichst effizient Energie zu absorbieren und Kräfte zu verteilen. In
4 können die Teilröhren 44 bis zu einer Länge geschnitten sein, die sich lediglich über zwei Röhrenanordnungen 10 erstreckt und es können drei derartige Teilröhren 44 horizontal anstatt vertikal positioniert sein. Die kürzeren Teilröhren 44 besäßen eine geringere Masse und ein geringeres Vermögen, um Kräfte zu verteilen, im Vergleich zu den längeren Teilröhren, wie sie in 4 gezeigt sind.
Wie zuvor angemerkt ist, kann die Röhre 36 diverse Querschnittsformen aufweisen und muss nicht die kreisförmige Querschnittsform aufweisen, wie sie in diesen Ausführungsformen gezeigt ist. In ähnlicher Weise können die Teilröhren 44 Teile von Röhrenanordnungen sein mit quadratischen, hexagonalen oder anderen Querschnitten. Jede dieser Formen liefert ein dreidimensionales Element, das einen offenen Raumbereich umschließt und das Wände besitzt, die sich in den offenen Raumbereich hinein deformieren oder kollabieren, wobei Energie absorbiert wird und Fragmente verlangsamt werden, die mit den energieabsorbierenden Elementen Wechselwirken. Die Teilröhren können aus anderen Materialien hergestellt sein, etwa Metall, einem weichen Stahl, der biegt und Energie absorbiert, wenn er von Fragmenten getroffen wird. Wenn eine Metallteilröhre verwendet wird, ist es vorteilhaft, auch eine relativ steife Endplatte 46 zu verwenden, die einem Aufschneiden durch Ränder der Teilröhre widerstehen würde. Die Teilröhren 44 müssen nicht notwendigerweise die Hälfte einer vollständigen Röhre sein. Beispielsweise kann eine vollständige Röhre in drei Teilröhren bei Bedarf geschnitten werden. In alternativen Ausführungsformen kann der umgebende offene Raumbereich mit einem relativ deformierbaren Material oder alternativ mit einem relativ spröden Material gefüllt werden, etwa diverse Schäume oder andere Verpackungsmaterialien, um zusätzliche Energie zu absorbieren, während dennoch Freiheit für die Röhren vorhanden ist, um zu kollabieren und um sich zu deformieren.
Die zuvor beschriebenen Teilröhren besitzen eine Form, die eine konvexe Seite und eine konkave Seite bereitstellt, wobei eine konvexe Seite benachbart zu einer Endabdeckung 38 angeordnet ist und eine konkave Seite benachbart zu einer Endabdeckung 46 angeordnet ist. In einer alternativen Ausführungsform kann die konkave Seite benachbart zu der Endabdeckung 38 angeordnet sein, und die konvexe Seite kann benachbart zu der Endabdeckung 46 angeordnet sein. In einer alternativen Ausführungsform sind mehrere Teilröhren mit abwechselnd und Wechsel in konkaver Seite, die benachbart zu der Endabdeckung 38 angeordnet sind, vorgesehen, oder die Teilröhren können gekoppelt sein, um ein größeres einheitliches Stück mit einer wellenartigen Struktur mit wiederholten konvexen oder konkaven Profilen der abwechselnden konvexen und konkaven Profilen zu bilden.
Eine Prüfung der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsformen hat ergeben, dass bei der Detonation eines der explosiven Elemente 20 mit 39 g an Explosivmaterial in jeder dieser Ausführungsformen eine gekoppelte Detonation von explosiven Elementen in der gleichen Röhrenanordnung 10 in dem gleichen Behälter 14 oder in einem benachbarten Behälter 14 verhindert wird. Bei dem benachbarten Elemente 20 kann das explosive Material wegbrennen, jedoch nicht in einer Detonation, die einen Gasstrahl bilden würde. Die Röhre 36, die das detonierende Elemente 20 umgibt, wird zerstört und benachbarte Unterteilungen 16 und Röhren 36 werden beschädigt. Wenn die Unterteilungen 16 nicht verwendet werden, können die benachbarten Röhren 36 deutlicher geschädigt sein. Die Gehäuse 22 benachbarter explosiver Elemente 20 neigen dazu, dass sie sich aus der Rundung heraus verbiegen, zeigen jedoch keinen Hinweis auf die Einwirkung harter Fragmente und das Explosivmaterial 24 bleibt intakt, d. h. dieses detoniert nicht oder verbrennt nicht.
In einer alternativen Ausführungsform können die Röhrenanordnungen 10 lediglich in abwechselnde Kammern 18 in der in 1 gezeigten Matrix eingeladen werden, so dass die nächste Anordnung 10 in einer diagonal beabstandeten Kammer 18 vorhanden ist. Diese Anordnung vergrößert den Abstand zwischen benachbarten Anordnungen 10 und positioniert effektiv zwei Unterteilungen 16 zwischen den benachbarten Anordnungen 10. Diese Anordnung kann vorteilhaft sein für größere Sprengladungen mit bis zu 56 g an Explosivmaterial. Der gleiche diagonale Abstand kann in der Ausführungsform aus 4 erreicht werden, indem abwechselnd eine Röhre 36 leer bleibt, so dass diese lediglich als Elemente für das geeignete Positionieren der eingeladenen Einordnungen 10 dienen und einen zusätzlichen Abstand und weiteres energieabsorbierendes Material zwischen den eingeladenen Anordnungen 10 bereitstellen.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind die Explosivladungen 4 individuell geformte Ladungen, wie sie typischerweise zur Herstellung von Perforationen in Schächten bzw. Brunnen verwendet werden. Eine große Anzahl dieser Sprengladungen kann in einer Perforierkanone an dem Bohrstellen zusammengefügt und im Wesentlichen gleichzeitig in einem Bohrloch gezündet werden, um mehrere Perforationen zu bilden. Eine weitere Art an Explosivladungen, die häufig in Bohrlöchern verwendet werden, sind kreisförmige Sprengladungen, die zum Schneiden von Röhren oder von Gehäusen verwendet werden, und die daher typischerweise als Röhrenschneideelemente oder Gehäuseschneideelemente bezeichnet werden. Die standardmäßige Vorgehensweise für Röhrenschneider besteht darin, diese vollständig in der Fabrik zusammenzufügen und zum Bohrloch für die weitere Verwendung zu transportieren. Die folgenden Ausführungsformen liefern Verpackungssysteme, die zum Transportieren kreisförmig geformter Sprengladungsanordnungen oder kreisförmiger Ladungsbehälter oder Halbbehälter geeignet sind.
5 ist eine Querschnittsansicht eines zusammengefügten Röhrenschneiders 48, der in einem Verpackungssystem gemäß den in den 8 bis 10 gezeigten Ausführungsformen transportiert werden kann, wie dies nachfolgend detailliert beschrieben ist. Das Schneideelement oder der Schneider 48 ist mit einem Gehäuse versehen, das zwei Hauptstrukturkomponenten aufweist, einen Basisbereich 50 und eine Abdeckung 52. Die Basis 50 umfasst eine Öffnung 54 mit Gewinde, in die eine Zündanordnung zum Absenken des Schneiders 48 in ein Bohrloch und zum Zünden des Schneiders eingeführt werden kann. Innerhalb des Gehäuses 50, 52 ist eine kreisförmige Sprengladungspatrone 56 angeordnet. Die Patrone 56 enthält zwei kreisförmige Halbladungen 58 und 60, zwei kreisförmige halbmetallische Beschichtungen 62 und 64 und zwei Rückhaltelemente oder Rückplatten 66 und 68. Eine Zündladung 70 kann in der Mitte der Ladungspatrone 56 angeordnet sein oder kann im Arbeitsplatz eingefügt werden.
Der Röhrenschneider 48, wie er bislang beschrieben ist, ist im Wesentlichen konventioneller Bauart, enthält aber in dieser Ausführungsform eine Modifikation. Die Patrone 56 kann aus separaten Teilen in dem Gehäuse 50, 52 zusammengefügt und durch das Gehäuse zusammengehalten werden. Die Gehäuseteile selbst werden durch einen Schnappring 72, der detailliert in 7 gezeigt ist, zusammengehalten. In konventionellen Ausführungsformen der Schneideanordnung 48 ist der Schnappring 72 aus Metall hergestellt, beispielsweise aus Stahl. In dieser Ausführungsform ist der Schnappring 72 aus einem Material hergestellt, das die Gehäuseteile 50 und 52 entkoppelt, wenn der Schneider 48 Feuer oder einer anderen Quelle extremer Hitze ausgesetzt wird. Dadurch, dass das Gehäuse 50, 52 in derartigen Fällen öffnet, wird die Ladungspatrone 56 nicht den hohen Druck ausgesetzt, wenn das explosive Material 58, 60 verbrennt oder verdampft und es besteht eine geringere Gefahr der Detonation. Der Schnappring 72 kann aus einem beliebigen Material hergestellt sein, dass bei erhöhter Temperatur schmilzt, sich auflöst, verbrennt, verdampft oder anderweitig seine mechanische Festigkeit verliert. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Schnappring 72 aus Nylon hergestellt, das einen Schmelzpunkt von ungefähr 600 Grad Fahrenheit aufweist. Schneidanordnungen, etwa der Schneider 48, mit einem Nylonschnappring 72 wurden in einem standardmäßigen Feuertest geprüft und es wurde festgestellt, dass eine Trennung stattfand, wobei die Explosivmaterialien 58, 60 ohne Detonation verbrannt sind.
7 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Röhrenschneiders 74, der in einem Verpackungssystem gemäß den in den 8 bis 10 gezeigten Ausführungsformen transportiert werden kann. Der Schneider 74 umfasst ein Gehäuse, das durch einen im Wesentlichen zylindrischen Seitenbereich 76 und Endabdeckungen 77 und 78 gebildet ist. Die Endabdeckung 78 umfasst eine Öffnung 80 zur Verbindung mit einem Zündelement. Innerhalb eines Gehäuses 76–78 ist eine Schneidpatrone 82 enthalten, die explosive kreisförmige Ladungen 84, 85, Halbbeschichtungen 86, 87 und Rückhalteelemente 88, 89 enthält. Die bislang beschriebenen Elemente des Röhrenschneiders 74 sind konventioneller Natur.
Die Schneideanordnung 74 wird durch einen Satz an Schrauben oder Bolzen 90 zusammengehalten, die die Endabdeckungen 77, 78 mit dem mittleren Bereich 76 des Gehäuses verbinden. In dieser Ausführungsform sind die Bolzen 90 aus Material hergestellt, das die Gehäusebereiche 76, 77, 78 voneinander löst, wenn der Schneider 74 einen Feuer oder einer anderen Quelle extremer Wärme ausgesetzt wird. In Tests der Erfindung waren die Bolzen 90 aus Nylon hergestellt und ermöglichten ein Trennen des Gehäuses 76 bis 78 und konnten eine Detonation des explosiven Materials 84, 84 in einem Feuer verhindern. Die Bolzen 90 können aus einem beliebigen Material mit ausreichend mechanischer Festigkeit bei normalen Temperaturen hergestellt sein, das jedoch bei erhöhter Temperatur schmilzt, sich auflöst, verbrennt, verdampft oder anderweitig seine mechanische Festigkeit verliert.
8 ist eine Aufrissansicht eines Explosiverpackungssystems in einer Ausführungsform der Erfindung. Das gesamte Verpackungssystem ist innerhalb einer 4G-Faserplattenschachtel oder Behälter 92 enthalten, der gleich sein kann wie der Transportbehälter 14 aus 1. Der Behälter 92 ist vorzugsweise gemäß den UN-Bestimmungen für den Transport gefährlicher Materialien zugelassen. Ein Röhrenschneider 94 ist ungefähr an der geometrischen Mitte des Behälters 92 durch mehrere Verpackungskomponenten positioniert. Der Schneider 94 wird in einer dickwandigen Röhre 96 mit geringer Dichte gehalten, die im Wesentlichen identisch zu der Röhre 36 in den Ausführungsformen der 1 bis 4 sein kann. Die Röhre 96 ist in dieser Ausführungsform eine gerollte Papierröhre mit einer Wanddicke von ungefähr 0,626 Inch.
10 zeigt die zusammengefügte Anordnung dieser Teile in einer Querschnittsansicht. Der Schneider und die Röhre 96 wurden in der Mitte eines Fragmentierungsschildes 98 gehalten. In dieser Ausführungsform ist das Schild 98 eine Röhre aus weichem Stahl mit einem quadratischen Querschnitt mit einer Wanddicke von ungefähr 0,175 Inch und einer Außenquerschnittsabmessung von 5 × 5 Inch. Vorteilhaft ist, dass die Dicke mindestens ungefähr 0,15 Inch beträgt. Die Dicke kann bei Bedarf vergrößert werden, wobei jedoch eine größere Dicke das gesamte Verpackungsgewicht erhöht und es wird nicht angenommen, dass damit ein wesentlicher Vorteil verbunden ist. Für größere Ladungen können die Querschnittsabmessungen größer als 5 × 5 Inch sein, wenn dies zum Aufnehmen der größeren Ladungen erforderlich ist, aber es ist nicht notwendig, die Wanddicke über die bevorzugten mindestens ungefähr 0,15 Inch hinaus zu vergrößern. In dieser offenbarten Ausführungsform können Raumbereiche zwischen dem Schneider 94, der Röhre 96 und dem Schild 98 Füllpapier oder Füllmaterial, etwa KIM PAC gefüllt werden, um die Bewegung dieser Teile zu begrenzen. Ein Schaumgummifilter oder ein Fragmentauffangelement 100 wird gegen jedes Ende der Röhre 96 innerhalb des Schilds 98 angeordnet. In dieser Ausführungsform besitzt jeder Filter 190 Abmessungen von ungefähr 4 × 4 × 1 Inch. Die Dicke des Filters 100 beträgt vorzugsweise mindestens 0,7 Inch. Die Filter 100 funktionieren im Wesentlichen in der gleichen Weise wie die Endabdeckungen der Ausführungsform aus 2.
Ein ballistischer Abschwächer 102 ist an jedem der Filter 100 innerhalb des Schilds 98 angeordnet. Jeder Abschwächer 102 kann ein 4 Inch langer Abschnitt einer 4 × 4 Inch quadratischen Röhre sein mit einer Wanddicke von ungefähr 0,115 Inch. Vorzugsweise besitzt der Abschwächer 102 eine Wanddicke von mindestens ungefähr 0,1 Inch. Die Abschwächer bzw. Abschwächungselemente 102 sind so gedreht, dass eine feste Wand gegen den Filter 100 anliegt. Zwei Bolzen 104 sind durch einen Satz an Löchern 106 in der Nähe jedes Endes des Schilds 98 positioniert. Die Bolzen 104 können durch Mutter 105 in Position gehalten werden. In dieser Ausführungsform sind die Bolzen 104 als Bolzen mit einem Durchmesser von einem halben Inch 6 Inch Länge der Stufe 8 vorgesehen. Die Bolzen 104 können durch glatte Stäbe ersetzt werden und können durch Gabelkopfstifte, Schnappringe oder andere Befestigungselemente in Position gehalten werden, wie dies der Fachmann weiß.
Wie zuvor dargelegt ist, kann ein größerer Schild 98 für größere Sprengladungen verwendete werden. Beispielsweise kann das Schild 98 äußere Querschnittsabmessungen von 6 × 6 Inch aufweisen. In diesem Falle können die Abmessungen des ballistischen Abschwächers 102 proportional beispielsweise eine Länge von 5 Inch einer 5 × 5 Inch Quadratröhre vergrößert werden. Die Größe des Filters 100 wird entsprechend Abmessungen von beispielsweise 1 Inch × 5 Inch × 5 Inch vergrößert. In jedem dieser Beispiele passen der ballistische Abschwächer 102 und der Filter 100 locker das Schild 98, um ein Herausströmen von Gasen bei der Detonation oder bei dem Verbrennen eines Explosivstoffes, der in dem Schild 98 getragen wird, zu ermöglichen.
Die ballistischen Abschwächer 102 und die Bolzen 104 funktionieren im Wesentlichen in der gleichen Weise wie die Teilröhren 44 und die Endabdeckungen 46 der Ausführungsform aus 2. Die Abschwächer 102 können beliebige diverse Querschnittsformen aufweisen, wies sie zuvor mit Hinblick auf die Teilröhren 44 genannt sind und können die Hälfte einer Länge einer quadratischen, runden, hexagonalen, oder anderen Röhre aufweisen. Vorteilhaft ist es, dass ein Abschwächer 102 eine Oberfläche bietet, um damit die Filter 100 zu halten und um einem im Wesentlichen offenen Raumbereich bereitzustellen, in welchem die Wände des Abschwächers kollabieren können, um kinetische Energie zu absorbieren und um Fragmente abzubremsen, die einen Filter 100 und den Abschwächer 102 treffen. Ein Abschnitt der gerollten Papierröhre, die für die Teilröhren 44 verwendet wird, kann anstelle der quadratischen Metallröhrenabschwächer 102 der Ausführungsformen der 5 bis 10 verwendet werden.
Die Unterteilungen 16, die in der Ausführungsform der 1 und 3 verwendet werden, liefern ein Fragmentierungsschild bzw. eine Kennung, um die Röhrenanordnungen 10 in sehr ähnlicher Weise wie das Fragmentierungsschild 98 der 8 bis 10. Die beschichteten Unterteilungen, die in 1 verwendet werden, können das Metallschild 98 der 8 bis 10 bei Bedarf ersetzt werden. Da jedoch die Röhrenschneider 48 und 74 so gestaltet sind, um durch eine umgebende Struktur zu schneiden, ist es vorteilhaft ein Metallfragmentierungsschild bzw. Abschirmung zu verwenden, die eine beträchtliche Energie beim Ausdehnen und Expandieren absorbieren kann. Die dickwandige Röhre 96 unterbricht den kreisförmigen Strahl der Röhrenschneider 78 und 74 in ausreichender Weise, so dass dieser nicht durch das Schild bzw. die Abschirmung 98 schneidet.
Mehrere Faserplatten 108 für Oberseite, Unterseite, Seite und Ende sind zwischen vollständigen Fragmentierungsschildanordnung 98, wie sie in 10 gezeigt ist, und dem Behälter 92 angeordnet. Die Flächen 108 sind so dimensioniert, dass die Anordnung aus 10 ungefähr in der Mitte des Behälters 92 positioniert wird. Die Flächen bzw. die Kissen 108 besitzen vorzugsweise eine Dicke von mindestens ungefähr 0,4 Inch. Die Kissen 108 passen vorzugsweise lose zwischen das Fragmentierungsschild 98 und den Behälter 92, um damit den Austritt von Gasen bei einer Detonation oder bei einem Verbrennen des explosiven Materials 58, 60, 84, 85 zu beschränken.
Ferner ist in 8 ein explosiver Adapter 110 gezeigt, der als die Zündladung 70 verwendet werden kann, die in 5 gezeigt ist. Der Adapter 110 umfasst eine Stahl- oder Aluminiumröhre mit einem Stück an HMX, RDX, HNS oder BRX-Zündschnur oder einer anderen explosiven Transferanordnung, wie dies der Fachmann weiß. Diese Adapter 110 kann in die Packung mit eingeschlossen werden, indem die Kissen 108 so dimensioniert und positioniert werden, dass ein Raumbereich für den Adapter 110 verbleibt.
9 zeigt eine Aufrissansicht einer weiteren Ausführungsform eines Explosiverpackungssystems, das zum Transport von Röhrenschneider geeignet ist. Teile, die identisch zu Teilen sind, wie sie in 8 gezeigt sind, besitzen die gleichen Bezugszeichen. In 9 sind die Faserplattenabstandshalter 108 aus 8 durch einen gegossenen Spyroschaum-Einsatz 112 und eine Styroschaumabdeckung 114 ersetzt. Der Einsatz 112 besitzt einen Innenraum 116, der so dimensioniert und geformt ist, um die Fragmentierungsschildanordnung 98 aus 10 aufzunehmen. Der Einsatz 112 besitzt ferner einen kleineren Raum 118, der so dimensioniert und geformt ist, dass der explosive Adapter 110 aufgenommen werden kann. Die äußeren Abmessungen des Einsatzes 112 und der Abdeckung 114 sind so gewählt, dass diese in den standardmäßigen Faserplattenbehälter 92 passen. Zu beachten ist, dass der Behälter 92 auch obere Flügel aufweist, die gefaltet und mit Band zu Verschluss des Behälters 92 verklebt werden können.
Die Ausführungsformen der 5 bis 10 funktionieren auf verschiedene Weisen so, dass ein sicherer Transport von Explosivstoffen im Falle einer unbeabsichtigten Detonation einer Sprengladung oder im Falle eines Feuers in einem Lagerhaus, einem Lastwagen, einem Flugzeug, etc., in welchem die Verpackung angeordnet ist, bereitgestellt wird. In den dargestellten Ausführungsformen kann die Schneideanordnung 94 so positioniert werden, dass ihre zentrale Achse zu der zentralen Achse des Fragmentierungsschildes 98 ausgerichtet ist. Bei einer Detonation erzeugt die geformte Sprengladung einen scheibenförmigen Strahl, der durch die Wand des Gehäuses des Röhrenschneiders 48 oder 74 während der normalen Funktion schneidet. Da die Röhrenschneider 48, 74 gestaltet sind, um durch eine Stahlröhre oder Stahlgehäuse mit dicker Wand zu schneiden, kann man erwarten, dass der Strahl auch durch die relativ dünnwandige Fragmentierungsabschirmung 98 schneidet. Jedoch unterbricht die Röhre 96 den Strahl und verhindert zusammen mit dem verfügbaren Platz, dass der Strahl das Fragmentierungsschild 98 schneidet. Das Schneidegehäuse, beispielsweise 50, 52 in 5, bricht in Fragmente bei der Detonation des explosiven Materials auf. Viele der Fragmente treffen auf die ballistischen Abschwächer 102, die sich deformieren und kollabieren, das ein großer Anteil der Energie absorbiert wird. Die Bolzen 104 verhindern, dass die Abschwächer 102 aus dem Schild 98 austreten. Die Bolzen 104 verbiegen sich ebenfalls und absorbieren Energie. Mit den zuvor angegebenen Abmessungen wird ein ausreichender Raum zwischen den Abschwächern 102 und dem Schild 98 bereitgestellt, um Gas austreten zu lassen und um die Wirkung eines übermäßigen Drucks zu vermeiden, um damit eine unbeabsichtigte Erzeugung einer Röhrebombe zu vermeiden. Die Schaumgummifilter 100 fangen kleine Fragmente auf, die ansonsten die Abschwächer 102 umgehen könnten und die Verpackung mit ausreichend Energie zum Hervorrufen von Verletzungen verlassen könnten.
Wenn ein verpackter Röhrenschneider einem Feuer ausgesetzt wird, wird ein Großteil des Verpackungsmaterials brennen. Wenn ein Schneidegehäuse eine erhöhte Temperatur erreicht, schmelzen die zerfallenden Verbindungselemente, beispielsweise der Schnappring 72 oder die Bolzen 90, oder verlieren anderweitig physikalische Festigkeit, so dsas die Schneideanordnung in Reaktion auf den Druck innerhalb des Gehäuses sich teilen kann. Wenn das explosive Material zündet verbrennt es infolge dessen, jedoch ist eine Wahrscheinlichkeit zur Detonation gering. Während des Prüfens wurde dieses wünschenswerte Ergebnis mit Röhrenschneider mit 39 g aus vier unterschiedlichen explosiven Materialien, d. h. HMX, RDX, HNS und BRX erreicht.
In den zuvor beschriebenen Ausführugnsformen sind die vollständigen Röhrenschneideranordnungen 48 und 74 der 5 und 7 als innerhalb des Fragmentierungsschildes 98 und somit innerhalb des Behälters 92 eingepackt dargestellt. Derartige Anordnungen 39 g an Explosivmaterial wurden verpackt, wie dies in beiden 8 und 9 gezeigt ist, und wurden einem Standardtestverfahren unterzogen. Diese Prüfungen beinhalteten eine beabsichtigte Detonation einer Schneideanordnung in einer Transportverpackung, während die Verpackung auf allen Seiten und einer Oberseite von anderen verpackten Schneideanordnugnen umgeben war. In keinem Falle bewirkte eine Detonation einer einzelnen Schneideanordnung eine Detonation der umgebenden verpackten Schneideanordnungen. Das Fragmentierungsschild formte sich und teilte sich zu einem gewissen Maße, hielt aber alle Fragmente des detonierten Schneiders zurück. Es wurde eine Reihe von verpackten Schneideelementen ebenso einem Feuertest unterzogen. Alle entflammbaren Verpackungsmaterialien verbrannten, die Schneideanordnungen wurden freigelegt und das gesamte explosive Material verbrannte oder verdampfte. Jedoch detonierte kein explosives Material. Diese Prüfungen zeigten, dass die Verpackungsausführungsformen, die hierin beschrieben sind, sicher sind und die DOT 1.4S Transportanforderungen und UN-Testreihen 6 nur 39 g an explosiven Material in jeder Verpackungseinheit erfüllen.
Die vorliegende Erfindung kann für das Transportieren von Röhrenschneidern verwendet werden, die mehr als 39 g an explosiven Material aufweisen. Die Verpackung kann in Abmessungen entsprechend skaliert werden, um größere Ladungen bis zu ungefähr 68 g explosiven Material aufzunehmen. Beispielswiese kann das Fragmentierungsschild 98 aus einer Röhre mit Abmessungen hergestellt werdne, die größer als 5 × 5 Inch sind, die jedoch die gleiche Wanddicke von mindestens ungefähr 0,15 aufweisen. Die Abschwächer 102 können in ähnlicher Weise aus einer größeren Röhre hergestellt werden, sollten jedoch um ein halbes Inch kleiner sein als die Innenabmessungen des Schilds 98, um einen Gasaustritt zu ermöglichen, und sollten eine Wanddicke von ungefähr 0,115 aufweisen. Wenn jedoch die Verpackungsgröße nach oben skaliert wird, kann dessen Gesamtgewicht 50 Pfund übersteigen, was ggf. nicht wünschenswert ist.
Die Verpackung kann ferner verwendet werden, um nicht zusammengefügte Röhrenschneideelemente zu transportieren. D. h., die Schneidpatronen 56, 82 können ohne die Gehäuse 50, 52 oder 76 bis 78 verpackt werden. Die Sprengladungshälften 8'58 und 69 der Schneidepatrone 56 können in separaten Packungen transportiert werden und kann dann vor Ort zusammengefügt werden, um eine größere explosive Komponente bereitzustellen. Wenn beispeilsweise die Verpackung für eine 39 g Ladung ausgelegt ist, können zwei 39 g Halbladungen separat verpackt und transportiert werden und kann dann vor Ort zusammengefügt werden, um einen Gehäuseschneider mit einer 78 g Explosivladung zu bilden. Wie zuvor darglegt ist, kann das Verpackungssystem der vorliegenden Erfindung skaliert werden, um in sicherer Weise eine 78 g Sprengladung zu transportieren, jedoch ist das Gesamtverpackungsgewicht für viele Transportfirmen unter Umständen nicht akzeptabel.
In einigen Ausführungsformen können, wenn vorgesehen ist, den Röhrenschneider nicht in vollständig zusammengefügter Form zu transportieren, die Strahlunterbrecher, wie sie etwa in den früheren Ausführungsformen verwendet sind, in Verbindung mit der Röhrenschneideanordnung verwendet werden. Beispielsweise kann eine lange dünne Tasche aus Granulatmaterial um den Umfang der Explosivladung des Röhrenschneiders gegen die Beschichtung durch innerhalb der Anordnung ausgelegt werden. Die Anordnung muss geöffnet werden, und der Unterbrecher entfernt werden und die Anordnung wird vor dem Zünden erneut verschlossen, aber während des Transports liefert die gesamte Verpackung eine wesentliche höhere Sicherheit im Hinblick auf negative Auswirkungen einer zufälligen Explosion.
Obwohl lediglich einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, ist es selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung in vielen anderen spezifischen Formen ausgebildet werden kann, ohne von dem Grundgedanken und dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die vorliegenden Beispiele sind als anschauliche Beispiele und als nicht einschränkend zu betrachten, und die Erfindung ist nicht auf die hierin angegebenen Details eingeschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der angefügten Patentansprüche und deren Äquivalenzbereich modifiziert werden.

Claims

Vorrichtung zum Verpacken und Transportieren mindestens einer geformten Sprengladung in einem Transportbehälter (92), mit: einer Einrichtung (96) zum Unterbrechen eines Strahls während einer Detonation einer geformten Sprengladung (56, 82), einer Einrichtung (98) zum Aufnehmen von Fragmenten, die durch die Detonation einer geformten Sprengladung (56, 82) erzeugt werden, und einer Einrichtung zum Positionieren mindestens einer geformten Sprengladung in dem Transportbehälter (92), wobei die geformte Sprengladung (56, 82) eine kreisförmig geformte Sprengladung ist, die in einem Gehäuse für eine Röhrenschneideeinrichtung (48, 74, 94) mit zumindest zwei Abschnitten zusammengesetzt ist, wobei die Vorrichtung ferner eine durch Wärme zu lösende Befestigungseinrichtung (72, 90) aufweist, die die Abschnitte des Gehäuses der Schneideeinrichtung (48, 74, 94) verbindet, wobei die Einrichtung (96) zum Unterbrechen des Strahls eine dickwandige Röhre (96) mit geringer Dichte aufweist, die die kreisförmige geformte Sprengladung (56, 82) umgibt, wobei die Einrichtung (98) zum Aufnehmen der Fragmente umfasst: eine Strecke einer Metallröhre (98), die die dickwandige Röhre (96) mit geringer Dichte umgibt, einen Filter (100), der an jedem Ende der dickwandigen Röhre (96) mit geringer Dichte und innerhalb der Metallröhre (98) angeordnet ist, einen ballistischen Abschwächer (102), der gegen jeden Schaumfilter (100) und innerhalb der Metallröhre (98) angeordnet ist, und eine Rückhalteeinrichtung (104), die an jedem Ende der Strecke der Metallröhre (98) angebracht ist, um die dickwandige Röhre (96) mit geringer Dichte, die Filter (100) und die ballistischen Abschwächer (100) in der Metallröhre (98) zu halten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das durch die Wärme auflösbare Befestigungselement (72, 90) ein Nylonteilungsring ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das durch die Wärme auflösbare Befestigungssystem (72, 90) ein Nylonbolzen ist.