Устройство формирования детонационной волны в заряде взрывчатого вещества
Владельцы патента RU 2650006:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)
Устройство формирования детонационной волны в заряде взрывчатого вещества (ВВ) относится к области взрывных работ. Устройство включает инертную матрицу с детонационной разводкой, выполненной в виде сети детонационных каналов с общим входным участком, соединенным с источником инициирования, с участками, расположенными вдоль поверхности матрицы, и концевыми участками, расположенными под углом к поверхности и контактирующими непосредственно с подрываемым зарядом или с дополнительным слоем, размещенным между подрываемым зарядом и матрицей. На поверхность матрицы установлена разнотолщинная накладка, с уменьшением толщины от центра к периферии, с глухим торцовым отверстием под размещение общего входного участка и проточками, заполненными ВВ, соединяющими общий входной участок с участками детонационной разводки, расположенными вдоль поверхности матрицы. В случае наличия дополнительного слоя ВВ, на поверхности матрицы, обращенной к подрываемому заряду, выполнена выборка для его размещения. Изобретение позволяет обеспечить синхронность возникновения детонационного фронта в подрываемом заряде ВВ. 4 ил.
Изобретение относится к области взрывных работ и может быть использовано при разработке устройств формирования детонационной волны заданной формы в зарядах взрывчатых веществ (ВВ).
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение синхронности возникновения детонационного фронта в подрываемом заряде ВВ, поверхность которого отлична от плоской, путем его одновременного (с минимальной разновременностью) подрыва с помощью инициирующего устройства без существенного увеличения габаритов.
Из предшествующего уровня техники известны устройства формирования детонационной волны в заряде ВВ, направленные на решение данной задачи. Например, известно устройство по патенту US 3430563 (F42B3/02, опубл. 04.03.1969), которое содержит пластину гибкого инертного эластомера, имеющего форму матрицы и детонационную разводку в виде плоского листа гибкого ВВ, запрессованного в матрицу таким образом, что образует решетку ВВ, состоящую из компланарных полос прямоугольного сечения с общим для всех полос началом. Лист гибкого ВВ, включая общую для всех полос точку, располагается в толще пластины из эластомера между ее поверхностями. Полосы ВВ имеют одинаковую длину, ширину и высоту, при этом от конца каждой из них отходит участок, образующий выступ, расположенный под прямым углом к поверхности пластины из эластомера. Конец этого участка полосы расположен заподлицо с поверхностью пластины. В результате получается ряд концевых участков детонационной разводки, разнесенных равномерно по одной из поверхностей пластины гибкого инертного эластомера. При подаче детонационного импульса на общую для всей решетки точку заряд ВВ детонирует одновременно в большом количестве точек, в которых он выходит на поверхность пластины из эластомера.
Для получения синхронного детонационного фронта в подрываемом заряде ВВ необходимо равномерное расположение выходов детонационной разводки по поверхности подрываемого заряда и равенства длин компланарных полос ВВ, кроме того, необходимо выполнение условия по обеспечению стабильности срабатывания концевых участков. Следует отметить, что эти условия при использовании данной конструкции выполнены быть не могут, а значит, имеет место разновременность, вплоть до отказа срабатывания отдельных элементов.
Из предшествующего уровня техники известно другое устройство, с помощью которого осуществляют формирование детонационной волны в заряде ВВ, направленное на решение указанной выше задачи и частично устраняющее недостатки предыдущего аналога (патент RU 2135935, описание опубликовано 27.08.1999). Известное устройство выбрано в качестве ближайшего аналога и включает заряд ВВ, источник инициирования, детонационную разводку, выполненную в инертной матрице. Детонационная разводка представляет собой систему детонационных каналов прямоугольного сечения с общим входным участком, на который установлен источник инициирования, участками, расположенными вдоль поверхности матрицы, и несколькими выходами (концевыми участками), расположенными под углом к поверхности матрицы, которые контактируют либо с подрываемым зарядом ВВ, либо с дополнительным слоем ВВ, размещенным на заряде. Для повышения синхронизации детонационного фронта необходимо соблюдать условие равенства времен передачи детонационного импульса к поверхности заряда, чтобы минимизировать разновременность прихода детонационных импульсов к выходам детонационной разводки – концевым участкам, расположенным под углом к поверхности матрицы.
Однако, если форма подрываемого заряда отличается от плоской, то при такой конструкции устройства инициирования синхронный детонационный фронт в подрываемом заряде ВВ может быть не сформирован из-за влияния на детонационную разводку ударных волн, формирующихся от взрыва источника инициирования и воздействия газодинамических наводок от срабатывания детонационных каналов разводки на синхронность срабатывания ее концевых участков.
Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является уменьшение уровня асимметрии формируемого фронта детонационной волны.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве формирования детонационной волны в заряде взрывчатого вещества, включающем инертную матрицу с детонационной разводкой, выполненной в виде сети детонационных каналов с общим входным участком, соединенным с источником инициирования, участками, расположенными вдоль поверхности матрицы, и концевыми участками, расположенными под углом к поверхности и контактирующими непосредственно с подрываемым зарядом или с дополнительным слоем взрывчатого вещества, размещенным между подрываемым зарядом и матрицей, новым является то, что на поверхности матрицы установлена разнотолщинная накладка с уменьшением толщины от центра к периферии, с глухим торцовым отверстием под размещение общего входного участка и проточками, заполненными взрывчатым веществом, соединяющими общий входной участок с участками детонационной разводки, расположенными вдоль поверхности матрицы, при этом в случае наличия дополнительного слоя взрывчатого вещества на поверхности матрицы, обращенной к подрываемому заряду, выполнена выборка для его размещения.
Размещение на поверхности матрицы накладки с глухим торцовым отверстием под установку общего входного участка, который соединен с источником инициирования, позволяет снизить амплитуду ударных волн, формирующихся от взрыва источника инициирования, и одновременно задержать ее приход до прихода инициирующего импульса по каналам детонационной разводки.
Разнотолщинность накладки необходима для обеспечения плавного перехода проточек выступа в каналы детонационной разводки матрицы, что позволяет передать инициирующий импульс по такому переходу без задержки и образования дополнительных технологических зазоров.
Выполнение на поверхности матрицы, обращенной к подрываемому заряду, выборки для размещения дополнительного слоя ВВ позволяет осуществить сборку без использования клеевых слоев, которые ухудшают передачу детонации подрываемому заряду.
На фиг.1 изображена схема заявляемого устройства; на фиг.2, 3 – накладка матрицы; на фиг.4 – фотохронограмма, полученная при срабатывании заявляемого устройства.
На фиг.1,2 показаны: 1 – подрываемый заряд ВВ; 2 – инертная матрица; 3 – каналы, расположенные вдоль поверхности матрицы; 4 – концевые участки каналов, расположенные под углом к поверхности матрицы; 5 – накладка; 6 – общий входной участок; 7 – проточки накладки, заполненные ВВ; 8 – дополнительный слой ВВ.
Примером конкретного выполнения заявляемого устройства может служить генератор для формирования детонационной волны в заряде бризантного ВВ сферической формы. Материал матрицы и накладки – смола Accura. Матрица выполнена толщиной 6 мм, толщина накладки по центру – 10 мм, на периферии – до 0,5 мм. Каналы матрицы выполнены размером 1,2х1 мм, концевые участки матрицы выполнены диаметром 2 мм. Выборка выполнена глубиной 1,8мм. Детонационная разводка выполнена из пластичного ВВ. Источник инициирования установлен в розетку, которая размещена на общем входном участке.
Работает заявляемое устройство следующим образом.
При передаче инициирующего импульса от источника инициирования (не показан) общему входному участку 6, размещенному на накладке 5, детонация по проточкам 7 накладки 5, заполненным ВВ, распространяется к периферии накладки 5, которая выполнена разнотолщинной, и плавно переходит на участки 3 детонационных каналов матрицы 2, расположенных вдоль ее поверхности. Как было выявлено экспериментально, от срабатывания источника инициирования и ВВ общего входного участка 6 по материалу накладки 5 распространяется ударная волна, амплитуда которой резко затухает по экспоненциальному закону до амплитуды, которая оказывает уменьшенное влияние на десенсибилизацию ВВ концевых участков 4 детонационной разводки и не препятствует распространению инициирующего импульса к ним. В результате детонационный импульс, распространяющийся по детонационной разводке, достигает ВВ концевых участков 4 одновременно. В результате достигается синхронизация срабатывания концевых участков 4 детонационной разводки. Концевые участки 4 инициируют дополнительный слой ВВ 8, размещенный в выборке матрицы 2. Детонация этого слоя инициирует ВВ заряда 1 с уменьшенным уровнем асимметрии на фронте детонационной волны (фиг.4).
Т.о. реализация предлагаемого изобретения позволяет инициировать подрываемый заряд ВВ с минимальным уровнем начальной асимметрии без существенного увеличения габаритов.
Устройство формирования детонационной волны в заряде взрывчатого вещества, включающее инертную матрицу с детонационной разводкой, выполненной в виде сети детонационных каналов с общим входным участком, соединенным с источником инициирования, участками, расположенными вдоль поверхности матрицы, и концевыми участками, расположенными под углом к поверхности и контактирующими непосредственно с подрываемым зарядом или с дополнительным слоем взрывчатого вещества в случае его размещения между подрываемым зарядом и матрицей, отличающееся тем, что на матрицу установлена разнотолщинная накладка с уменьшением толщины от центра к периферии, с глухим торцовым отверстием под установку общего входного участка и проточками, заполненными взрывчатым веществом, соединяющими общий входной участок с участками детонационной разводки, расположенными вдоль поверхности матрицы, при этом, в случае размещения дополнительного слоя взрывчатого вещества на поверхности матрицы, обращенной к подрываемому заряду, выполнена выборка для его размещения.
