Устройство инициирования зарядов взрывчатых веществ
Владельцы патента RU 2546914:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (RU)
Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к электрическому взрыванию зарядов, и может быть использовано в горной промышленности, строительстве и других областях. Устройство включает кабель, выполненный с плоскими электродами, и взрывающийся пленочный мостик, а также дополнительно снабжено замедляющим элементом, инициирующим взрывчатым веществом и основным взрывчатым веществом, которые выполнены в виде пленок и соединены последовательно. При этом плоские электроды подключены к взрывающемуся пленочному мостику, выполненному в виде пленки из смеси взрывчатого вещества и токопроводящего порошкообразного материала. Мостик соединен с замедляющим элементом. Достигается снижение сложности изготовления устройства и его себестоимости, а также повышение эффективности, безопасности и безотказности взрывных работ. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к электрическому взрыванию зарядов, и может быть использовано в горной промышленности, строительстве и других областях.
Известен электрический детонатор, включающий установленные последовательно взрывающийся пленочный мостик, метаемую пластину, втулку со сквозным отверстием, соответствующим форме пленочного мостика, заряд термостойкого взрывчатого вещества (см. патент РФ №2247925, МПК9 F42B 3/12, опубл. 10.03 2005 г.).
Недостатком данного электродетонатора является сложность технологии изготовления (изготовление предполагает ручную сборку из деталей, размером в несколько миллиметров).
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для подрыва бризантных взрывчатых веществ, включающее кабель, выполненный с плоскими электродами, и взрывающийся пленочный мостик (см. патент РФ №2472103, МПК9 F42B 3/12, опубл. 10.01.2013 г.).
Недостатками прототипа являются неустойчивость материала пленочного мостика и электродов (медь) к воздействию внешней среды, что может привести к ухудшению показателей надежности срабатывания детонатора после длительного хранения, высокую трудоемкость сборки, предполагающую ручное позиционирование малогабаритных деталей; невозможность создания с данным устройством систем многоточечного инициирования со значительным расстоянием между точками инициирования.
Задачей предлагаемого технического решения является снижение сложности изготовления устройства и, соответственно, его себестоимости, а также повышение эффективности, безопасности и безотказности взрывных работ.
Технический результат заключается в уменьшении минимально необходимого импульса воспламенения и уменьшение энергетических параметров систем инициирования.
Решение технической задачи достигается тем, что устройство инициирования зарядов взрывчатых веществ, включающее кабель, выполненный с плоскими электродами и взрывающийся пленочный мостик, согласно изобретению дополнительно снабжено замедляющим элементом, инициирующим взрывчатым веществом и основным взрывчатым веществом, которые выполнены в виде пленок и соединены последовательно, при этом плоские электроды подключены к взрывающемуся пленочному мостику, выполненному в виде пленки из смеси взрывчатого вещества и токопроводящего порошкообразного материала и соединенному с замедляющим элементом.
Данное устройство позволит упростить конструкцию, повысить эффективность, безопасность и безотказность взрывных работ и снизить себестоимость.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема устройства инициирования зарядов взрывчатых веществ и таблицей, в которой представлены результаты экспериментальных исследований различных смесей взрывчатых и токопроводящих порошкообразных веществ.
Устройство инициирования зарядов взрывчатых веществ состоит из последовательно соединенных плоских электродов 1, взрывающегося пленочного мостика 2, замедляющего вещества 3, инициирующего вещества 4 и основного взрывающегося вещества 5, выполненных в виде пленок.
Устройство инициирования зарядов взрывчатых веществ работает следующим образом.
При подаче инициирующего импульса на плоские электроды 1 во взрывающемся пленочном мостике 2, содержащем смесь взрывчатого вещества и токопроводящего порошкообразного вещества, протекал ток.
Были проведены эксперименты с различными смесями взрывчатых и токопроводящих порошкообразных веществ (см. табл.). Для срабатывания взрывающегося пленочного мостика 2 при его изготовлении использовали смесь взрывчатых веществ с техническими графитами, или с цинковым клинкером, или с медной пылью, или со стальной пылью. Как видно из таблицы, наиболее оптимальными смесями являются смеси взрывчатых веществ с техническими графитами или цинковым клинкером.
Данные вещества обладают низким сопротивлением, и, следовательно, ток через них достигает значительных величин, и количество тепла (Q), выделяющегося в проводнике по известной из физики формуле: Q=I2Rt, достаточно для срабатывания взрывчатого вещества в составе пленочного мостика 2. К тому же, данные вещества обладают низкой стоимостью. В формуле: I - величина тока в проводнике, R - сопротивление проводника, t - время протекания тока в проводнике.
Пыли металлов меди и стали, хотя и обладают более низким сопротивлением, но имеют более высокую стоимость и окисляются на открытом воздухе, а также при повреждении защитного покрытия пленочного мостика 2.
При выделении тепла внутри взрывающегося пленочного мостика 2 уменьшались минимально необходимый импульс воспламенения и, соответственно, энергетические параметры системы инициирования, что приводило к срабатыванию замедляющего вещества 3, время срабатывания которого определялось толщиной его пленки. После чего реакция срабатывания достигала места контакта с инициирующим веществом 4, которое, в свою очередь, приводило к срабатыванию основного взрывчатого вещества 5.
Использование предлагаемого устройства инициирования зарядов взрывчатых веществ позволит, по сравнению с прототипом, упростить конструкцию, снизить трудоемкость процесса изготовления, его себестоимость и повысить эффективность, безопасность и безотказность в работе с взрывчатыми веществами.
| Результаты экспериментальных исследований различных смесей взрывчатых и токопроводящих порошкообразных веществ | |||
| Таблица | |||
| ВВ Наполнитель |
Аммонит скальный №1 прессованный (в массовых долях) | Аммонит №6ЖВ (в массовых долях) | Тротил (в массовых долях) |
| Технические графиты (сажа, коллоидный графит) | (75-85)/(10-12)/(5-7) | (75-85)/(10-12)/(5-7) | (70-80)/(15-18)/(5-7) |
| Медная пыль | (85-95)/(4-10)/(1-5) | (85-95)/(4-10)/(1-5) | (80-95)/(4-15)/(1-5) |
| Стальная пыль | (80-90)/(10-15)/(1-5) | (80-90)/(10-15)/(1-5) | (70-90)/(10-25)/(1-5) |
| Клинкер цинкового производства | (70-80)/(15-20)/(5-10) | (70-80)/(15-20)/(5-10) | (65-70)/(20-25)/(5-10) |
| * в скобках первый диапазон значений - взрывчатое вещество в пленочном взрывающемся мостике, второй - токопроводящий порошкообразный наполнитель, третий - клеящее вещество |
Устройство инициирования зарядов взрывчатых веществ, включающее кабель, выполненный с плоскими электродами, и взрывающийся пленочный мостик, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено замедляющим элементом, инициирующим взрывчатым веществом и основным взрывчатым веществом, которые выполнены в виде пленок и соединены последовательно, при этом плоские электроды подключены к взрывающемуся пленочному мостику, выполненному в виде пленки из смеси взрывчатого вещества и токопроводящего порошкообразного материала и соединенному с замедляющим элементом.
