Дробильный патрон с пороховым зарядом для горных пород
Изобретение относится к взрывным зарядам. Дробильный патрон (1) с пороховым зарядом для горных пород содержит цилиндрическую гильзу (2) с торцевой стенкой на конце (3), пробку (4), которая вставлена в противоположный конец наружной гильзы и закреплена в нем, закрывая гильзу, основную камеру (5), расположенную в наружной гильзе (2) между торцевой стенкой и пробкой и заполненную разрывным пороховым зарядом (6), соосную с наружной гильзой (2) цилиндрическую внутреннюю гильзу (7), соединенную с пробкой и проходящую в разрывной пороховой заряд в основной камере, и центральное сквозное отверстие (8) в пробке, которое сообщается с внутренней гильзой, закрытой на своем внутреннем конце, который вставлен в разрывной пороховой заряд. Отверстие в пробке и внутренняя гильза вместе образуют запальную камеру (9), форма которой соответствует наружной форме детонатора (10), который приводится в действие электрически и содержит воспламеняющий заряд взрывчатого вещества. Внутренняя гильза имеет внутреннюю пластмассовую стенку (13). Толщина пластмассовой стенки и пластмасса выбраны так, что под действием давления и пламени, возникающих при воспламенении детонатора, пластмассовая стенка пробивается менее чем за 25 мс, в результате чего происходит воспламенение разрывного порохового заряда. повышается безопасность при эксплуатации взрывного патрона. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к дробильному патрону с пороховым зарядом для горных пород, содержащему по существу цилиндрическую наружную гильзу с торцевой стенкой на первом конце, пробку, которая вставлена в противоположный второй конец наружной гильзы и закреплена в нем, закрывая наружную гильзу, основную камеру, расположенную в наружной гильзе между торцевой стенкой и пробкой и заполненную разрывным пороховым зарядом, соосную с наружной гильзой по существу цилиндрическую внутреннюю гильзу, соединенную с пробкой и проходящую в разрывной пороховой заряд в основной камере, и центральное сквозное отверстие в пробке, сообщающееся с внутренней гильзой, которая закрыта на своем внутреннем конце, вставленном в разрывной пороховой заряд.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Дробильные патроны для горных пород хорошо известны. В SE 526830 описан патрон, который может быть использован для дробления больших пластов пород. Патрон закладывают в заполненную водой буровую скважину, в которой генерируют ударную волну пусковым патроном в отверстии скважины. Пусковой патрон можно воспламенять вручную посредством шнура на совсем небольшом расстоянии от породы, которую нужно раздробить. Этот широко известный дробильный патрон, так же как и система, частью которой он является, работает очень хорошо и широко используется. Однако патрон и система имеют некоторые ограничения. Например, в них нельзя использовать электрическое воспламенение и потому нельзя выполнить взрывы с задержкой, т.е. несколько взрывов с интервалами между ними.
В US 5763816 описан запал, состоящий из контейнера с взрывчатым веществом. Могут использоваться различные взрывчатые вещества, но в первую очередь предполагается, что запал содержит желатинированный динамит и другие высокоскоростные взрывчатые вещества в полужидком или пастообразном виде, содержащие нитроглицериновые взрывчатые вещества и сшивающие агенты, чтобы желатинизировать взрывчатое вещество в контейнере до нужной консистенции. В запале имеется прокалываемое отверстие, через которое можно установить детонатор в непосредственном контакте с находящимся в контейнере желатин-динамитом. Для этого нужно либо сжать желатин-динамит, либо заполнить им контейнер не полностью. Неясно, какая из этих альтернатив используется. Однако конструкция этого запала такова, что детонатор нужно с силой вставлять в короткий канал, чтобы он протыкал дно канала, которое для этого выполнено ослабленным, после чего детонатор вдавливают в заряд взрывчатого вещества, которое должно либо сжиматься, либо оттесняться в стороны для размещения детонатора. Однако такой принцип делает сборку запала опасной. Но и удаление из патрона детонатора, что часто требуется на рабочем месте, например при строительстве дорог, является более или менее опасной операцией в зависимости от используемого взрывчатого вещества, поскольку взрывчатое вещество после удаления детонатора остается открытым из-за проколотого отверстия. Если взрывчатое вещество представляет собой оружейный порох, как предусмотрено в данном изобретении, то оно может высыпаться, а также попасть при вдохе в дыхательные пути человека и нанести вред его здоровью.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является создание дробильного патрона с пороховым зарядом для горных пород, который усовершенствован по сравнению с известными патронами и детонация которого может осуществляться электрически с временной задержкой или без нее. Кроме того, патрон должен отвечать требованиям, предъявляемым к изделиям низшей категории взрывоопасности, чтобы его можно было транспортировать и хранить без соблюдения жестких правил, которые обязательны для изделий высокой категории взрывоопасности. Целью изобретения является также создание дробильного патрона, простого в изготовлении и при использовании, в том числе позволяющего легко и безопасно устанавливать и удалять детонатор на рабочем месте.
Эти и другие цели, преимущества и аспекты изобретения достигаются благодаря признакам, указанным в отличительной части пункта 1 формулы изобретения. Другие особенности и аспекты изобретения указаны в независимых пунктах формулы или следуют из описания предпочтительного варианта осуществления изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В представленном ниже описании предпочтительного варианта осуществления изобретения даны ссылки на чертежи, на которых
фиг.1 изображает в аксонометрии предлагаемый дробильный патрон до установки детонатора,
фиг.2 изображает в увеличенном масштабе вставной узел, который на фиг.1 вставлен в верхний конец дробильного патрона,
фиг.3 изображает продольный разрез дробильного патрона с установленным детонатором.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Дробильный патрон 1 без установленного детонатора, показанный на фиг.1, состоит только из двух частей - наружной пластмассовой гильзы 2 и вставного узла 25 (фиг.2), который, в свою очередь, состоит из пробки 4 и внутренней гильзы 7. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, пробка 4 и внутренняя гильза 7 выполнены из ацеталь-пластмассы, более конкретно из ацеталь (полиоксиметиленполиацеталь) - сополимера, и отлиты в виде единого узла.
Согласно изобретению, наружная гильза 2 выполнена из так называемой ABS-пластмассы и имеет форму продолговатой круглой цилиндрической трубы с плоской торцевой стенкой 3. Пространство внутри наружной гильзы 2 образует основную камеру 5, заполненную разрывным пороховым зарядом 6.
Пробка 4 имеет круглую цилиндрическую наружную стенку 19, плоскую кольцевую торцевую стенку 20, которая обращена к основной камере 5 и прижата к разрывному заряду 6, и трубчатую часть 21 со сквозным отверстием 8, соосным с наружной гильзой 2. Между трубчатой частью 21 и цилиндрической стенкой проходят радиальные поперечины 24. Между поперечинами 24 с целью экономии материала выполнены клинообразные полости 23. Имеется верхний фланец 22.
Внутренняя гильза 7, соосная с наружной гильзой 2, проходит от плоской торцевой стенки 20 пробки 4 на значительную глубину внутрь находящегося в наружной гильзе разрывного порохового заряда 6, как показано на фиг.3. Внутренняя гильза 7 имеет очень тонкую стенку 13 и при желании может быть снабжена продольными наружными выступами 14 жесткости для увеличения прочности. Внутренняя цилиндрическая поверхность внутренней гильзы совсем гладкая, а ее концевая часть 12 сужается.
Пробка 4 с усилием вставлена в верхнюю часть наружной гильзы 2 так, что фланец 22 прилегает к ее верхнему краю, а плоская торцевая стенка 20 с некоторым давлением контактирует с разрывным зарядом 6. При установке вставного узла 25 внутренняя гильза 7 благодаря своей заостренной концевой части 12 легко входит в разрывной заряд 6. Количество пороха в разрывном заряде определяется объемом, в котором он должен находиться, будучи уплотненным до некоторой степени, что выгодно в плане предотвращения значительного перемещения пороха при транспортировке, а также гарантирует хороший контакт между наружной поверхностью внутренней втулки 7 и порохом. С другой стороны, давление, оказываемое вставным узлом 25 не настолько большое, чтобы повредить или заметно деформировать тонкую стенку 13 внутренней гильзы 7.
В таком собранном дробильном патроне 1 пространство внутри внутренней втулки является непосредственным продолжением сквозного отверстия 8 в пробке 4 и имеет такую же форму и площадь поперечного сечения, что и отверстие 8. Это означает, что отверстие 8 и пространство внутри внутренней гильзы 7 вместе образуют единую камеру, названную запальной камерой 9. Часть запальной камеры 9, ограниченная внутренней гильзой 7, в данном контексте называется воспламеняющей камерой 11.
При заряжании дробильного патрона на месте проведения взрывных работ, в запальную камеру 9 вставляют детонатор 10. Детонатор 10 содержит воспламеняющее вещество, которое может воспламеняться электрически, воспламеняющий пороховой заряд и, как правило, элемент задержки, размещенные все в цилиндрическом алюминиевой оболочке 15. Когда детонатор 10 вставлен в запальную камеру 9 (фиг.3), по меньшей мере часть оболочки 15, содержащая воспламеняющий пороховой заряд, находится в непосредственном контакте с внутренней поверхностью внутренней втулки 7 в воспламеняющей камере 11. При воспламенении воспламеняющего порохового заряда электрической искрой создается такое высокое давление и такой мощное пламя, что тонкостенная внутренняя гильза 7 разрывается на части и практически мгновенно воспламеняется разрывной пороховой заряд 6.
Когда нужно дробить очень большие части твердой породы, дробильные патроны можно подрывать с временной задержкой, т.е. выполнять несколько последовательных взрывов, что само по себе известно. Время задержки может составлять 25 мс (0,025 сек) или более. Хотя 25 мс является очень коротким промежутком времени, это все же больше, чем требуется воспламененному детонатору 10 для воспламенения разрывного порохового заряда 6. Выражение «практически мгновенно», которое употребляется выше, следует понимать как промежуток времени короче 25 мс, предпочтительно, значительно короче 25 мс. При подрыве большого количества дробильных патронов, выполненных согласно изобретению, временные задержки могут быть равны 25 мс, 50 мс, 75 мс и т.д., что указывается известными символами на участках 26 электрических проводов 17, 18, которые подключаются к общему источнику электроэнергии.
Предпочтительно изготавливать дробильные патроны 1 разной стандартной длины в соответствии с величиной силы, которая требуется для разрушения горных пород.
1. Дробильный патрон (1) с пороховым зарядом для горных пород, содержащий
по существу цилиндрическую гильзу (2) с торцевой стенкой на первом конце (3),
пробку (4), которая вставлена в противоположный конец наружной гильзы и закреплена в нем, закрывая наружную гильзу (4),
основную камеру (5), расположенную в наружной гильзе (2) между ее торцевой стенкой и пробкой и заполненную разрывным пороховым зарядом (6),
соосную с наружной гильзой (2) по существу цилиндрическую внутреннюю гильзу (7), соединенную с пробкой и проходящую в разрывной пороховой заряд в основной камере, и
центральное сквозное отверстие (8) в пробке, которое сообщается с внутренней гильзой, закрытой на ее внутреннем конце, вставленном в разрывной пороховой заряд,
отличающийся тем, что
отверстие в пробке и внутренняя гильза вместе образуют запальную камеру (9), форма которой соответствует наружной форме детонатора (10), который может приводиться в действие электрически и содержит воспламеняющий пороховой заряд,
а внутренняя гильза имеет внутреннюю стенку (13) из пластмассы, причем толщина пластмассовой стенки и пластмасса выбраны так, что под действием давления и пламени, возникающих при воспламенении детонатора, пластмассовая стенка пробивается менее чем за 25 мс, в результате чего происходит воспламенение разрывного порохового заряда.
2. Дробильный патрон по п.1, отличающийся тем, что во внутренней части запальной камеры, соответствующей области внутренней гильзы, названной здесь воспламеняющей камерой (11), расположена та часть детонатора, в которой находится воспламеняющий пороховой заряд.
3. Дробильный патрон по п.1, отличающийся тем, что пробка и внутренняя гильза отлиты вместе в виде единого узла (25).
4. Дробильный патрон по п.1, отличающийся тем, что внутренняя гильза имеет сужающуюся концевую часть (12).
5. Дробильный патрон по п.1, отличающийся тем, что внутренняя гильза имеет стенку толщиной 0,05-2,0 мм.
6. Дробильный патрон по п.5, отличающийся тем, что толщина стенки составляет 0,5-1,5 мм.
7. Дробильный патрон по п.5 или 6, отличающийся тем, что внутренняя гильза имеет наружные продольные выступы (14) жесткости, а внутренняя поверхность гильзы выполнена гладкой.
8. Дробильный патрон по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что в осевом направлении внутренняя гильза, по меньшей мере, в два раза длиннее пробки.
9. Дробильный патрон по п.8, отличающийся тем, что внутренняя гильза проходит в разрывной пороховой заряд (6) в основной камере на глубину, соответствующую по меньшей мере 1/5 длины основной камеры.
10. Дробильный патрон по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что внутренняя гильза выполнена из термопласта.
11. Дробильный патрон по п.10, отличающийся тем, что внутренняя гильза выполнена из ацеталь (полиоксиметиленполиацеталь) - сополимера.
12. Дробильный патрон по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что в запальной камере (9) расположен детонатор (10), приводимый в действие электрически.
13. Дробильный патрон по п.12, отличающийся тем, что детонатор содержит воспламеняющее вещество, которое может воспламеняться электрически, при необходимости, элемент задержки и воспламеняющий пороховой заряд, размещенные все в цилиндрической оболочке (15), причем что, по меньшей мере, та часть оболочки, в которой находится воспламеняющий пороховой заряд, имеет непосредственный контакт с внутренней поверхностью внутренней гильзы.
