Способ изготовления электродетонатора
Владельцы патента RU 2723364:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом) (RU)
Изобретение относится к взрывным работам, в частности к разработке и сборке электровзрывных устройств, в частности электродетонаторов (ЭД), с взрывающимся пленочным мостиком, и может использоваться в различных областях народного хозяйства для подрыва бризантных взрывчатых веществ (БВВ). Способ изготовления электродетонатора включает снаряжение корпуса взрывчатым материалом, изготовление инициатора вместе с мостиком и электродами, соединение частей в сборку и последующее соединение электродов корпуса с электродами инициатора. Корпус изготавливают одновременно с армированной втулкой и электродами. Соединение электродов инициатора с электродами корпуса осуществляют путем холодной ультразвуковой сварки, при этом длительность ультразвукового импульса выбирают в диапазоне 250-500 мс, величину тока, пропускаемого через стриктер ультразвукового аппарата, - в диапазоне 70-120 мА, усилие прижатия сварочной иглы - в диапазоне 50-55 г. Электроды корпуса выбирают из материала, совместимого для ультразвуковой сварки с материалом электродов инициатора. Изобретение позволяет повысить безопасность обращения и технологичность изготовления электродетонатора. 1 ил.
Изобретение относится к взрывным работам, в частности к разработке и сборке электровзрывных устройств, в частности электродетонаторов (ЭД), с взрывающимся пленочным мостиком и может использоваться в различных областях народного хозяйства для подрыва бризантных взрывчатых веществ (БВВ).
Задачей, стоящей в рассматриваемой области техники, является улучшение компоновочных характеристик детонаторов с взрывающимся пленочным мостиком, повышение технологичности производства, уменьшение габаритов.
Известен способ изготовления детонаторов по заявке US 2016/0305750 (публик. от 20.10.2016), который включает изготовление инициатора вместе с электродами путем послойного склеивания, соединение частей в сборку путем склеивания с подложкой. Для улучшения сцепления мостика устанавливают промежуточный слой между ним и электродами. Однако, при этом ухудшается технологичность изготовления.
Известен способ изготовления детонатора по патенту CN 108255132 (публик. от 29.06.2018). В этой конструкции подложка и корпус с отверстием под размещения ВВ выполнены литьем под давлением, что более технологично, чем механическая обработка. Однако, данную технологию изготовления нельзя применять, если габариты детонатора очень маленькие.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ изготовления ЭД по патенту US 5370053 (публ. от 06.12.1994), Согласно описанию к патенту US 5370053, способ включает следующие операции. Снаряжение корпуса (колпачка с фланцем) взрывчатым материалом, изготовление инициатора вместе с электродами путем послойного склеивания и последующей выдержки под прессом, соединение частей в сборку путем приклеивания фланца колпачка к инициатору, далее сборка склеивается с подложкой, предварительно изготовленной вместе с электродами, соединение которых с электродами инициатора осуществляют путем пайки. Далее сборку капсулируют. Для снижения индуктивности электроды выполнены тонкими и установлены на плоской поверхности. Прямоугольная пластиковая крышка с центральным отверстием и канавкой надевается на сборку, входит в зацепление с фланцем и приклеивается к взрывающейся фольге. Такое расположение значительно увеличивает площадь склеивания, и любые боковые нагрузки, приложенные к колпачку, передаются на крышку, увеличивая сопротивление конструкций нагрузке. Однако, выполнение электродов тонкими требует дополнительных мер по обеспечению электрической связи с подрывным кабелем.
Недостатком наиболее близкого аналога является то, что выполнение пайки на снаряженной сборке не безопасна, может привести к воспламенению, порче продукции, а следовательно, к необходимости применения дополнительных мер по исключению таких ситуаций, накладывает ограничения на выбор взрывчатого материала для обеспечения безопасности, кроме того, технология сборки включает многочисленные операции, которые можно сократить и усовершенствовать.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение безопасности обращения и технологичности изготовления.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе изготовления электродетонатора, включающем снаряжение корпуса взрывчатым материалом, изготовление инициатора вместе с мостиком и электродами, соединение частей в сборку и последующее соединение электродов корпуса с электродами инициатора, новым является то, что, корпус изготавливают одновременно с армированной втулкой и электродами, а соединение электродов инициатора с электродами корпуса осуществляют путем холодной ультразвуковой сварки, при этом длительность ультразвукового импульса выбирают в диапазоне 250-500 мс, величину тока, пропускаемого через стриктер ультразвукового аппарата, - в диапазоне 70-120 мА, усилие прижатия сварочной иглы - в диапазоне 50-55 г, причем электроды корпуса выбирают из материала, совместимого для ультразвуковой сварки с материалом электродов инициатора.
Изготовление корпуса одновременно с армированной втулкой и электродами позволяет снизить количество производственных операций и обеспечить герметичность изделия, обеспечение которой является одним из основных требований, предъявляемых к конструкции. Кроме того, такое соединение повышает прочность конструкции, что приводит к безопасности обращения.
Соединение электродов инициатора с электродами корпуса путем холодной ультразвуковой сварки позволяет осуществлять соединение электродов на снаряженной конструкции, а также обеспечить изготовление корпуса с армированной втулкой и электродами одновременно.
Выбор указанных выше диапазонов длительности ультразвукового импульса, величины тока, пропускаемого через стриктер ультразвукового аппарата, и усилия прижатия сварочной иглы, связан с необходимостью формирования электрического контакта достаточной площади сечения для передачи электрического импульса и надежного соединения по прочности.
Выбор материала электродов корпуса, совместимого для ультразвуковой сварки с материалом электродов инициатора, связан с обеспечением хорошей свариваемости, электропроводностью, износостойкостью, обрабатываемостью, коррозионной стойкостью.
На фиг. 1 представлен общий вид детонатора, где: 1 - корпус ДЭМ-С с армированный втулкой 2 и электродами 3; 4 - инициатор; 5 - колпачок; 6 - ВГДНС; 6 крышка; 7 - крышка; 8 - заряд приемный.
Примером конкретного выполнения устройства, изготовленного с помощью заявляемого способа, может служить детонатор электромеханический (ДЭМ-С) высоковольтный, корпус которого изготовлен из полимерного литьевого материала с армированной в корпусе стальной втулкой и бронзовыми электродами. Во втулке установлен алюминиевый колпачок, в который запрессован заряд БВВ из высокодисперсного гексанитростильбена (ВДГНС). Состав разработан ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», на способ его изготовления получен патент RU 2337902 (публик. 10.11.2008). На заряд БВВ установлен инициатор, который выполнен в виде отдельного узла и снабжен электродами из алюминиевой фольги для соединения с электродами ДЭМ. Инициатор разработан ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», получен патент RU 2472103 (публик. 10.01.2013). Инициатор включает взрывающийся пленочный мостик, отделенный от заряда БВВ пластиной с отверстием и полиимидной диэлектрической пленкой ПМФ - 2-ДТП, фрагмент которой в процессе работы ДЭМ-С метается в сторону БВВ и является ударником. Взрывающийся пленочный мостик сформирован путем напыления алюминия на керамическую подложку. При подаче импульса электрического тока к пленочному мостику происходит взрыв последнего. При этом давление расширяющейся плазмы, образованной из материала моста, заставляет ударник двигаться до соударения с зарядом БВВ. Соударение ударника с БВВ вызывает его детонацию, с помощью которой задействуется приемный заряд.
Способ изготовления ДЭМ-С включает следующие операции.
Изготавливают корпус 1 ДЭМ-С одновременно с армированной втулкой 2 и электродами 3 путем литья полиамидного материала в пресс-форму. Во втулку 2 устанавливают колпачок 3. Снаряжают корпус 1 взрывчатым материалом путем его запрессовки во втулку 2 и колпачок 3 ВДГНС. Изготавливают инициатор 4 вместе с мостиком и электродами 3 по патенту RU 2473040 (публик. 20.01.2013). Инициатор 4 устанавливают на снаряженную втулку 2 корпуса 1, совмещая электроды инициатора 4 с электродами 3 корпуса 1 ДЭМ-С. Соединение электродов инициатора с электродами корпуса 1 осуществляют путем холодной ультразвуковой сварки в местах совмещения электродов. При этом длительность ультразвукового импульса выбирают около 300 мс, величину тока, пропускаемого через стриктер ультразвукового аппарата, - 100 мА, усилие прижатия сварочной иглы - 53 г. Сборку закрывают крышкой 7.
Т.о., заявляемый способ изготовления электродетонатора позволяет существенно снизить количество технологических операций, обеспечив надежный электрический контакт и безопасность обращения.
Способ изготовления электродетонатора, включающий снаряжение корпуса взрывчатым материалом, изготовление инициатора вместе с мостиком и электродами, соединение частей в сборку и последующее соединение электродов корпуса с электродами инициатора, отличающийся тем, что корпус изготавливают одновременно с армированной втулкой и электродами, а соединение электродов инициатора с электродами корпуса осуществляют путем холодной ультразвуковой сварки, при этом длительность ультразвукового импульса выбирают в диапазоне 250-500 мс, величину тока, пропускаемого через стриктер ультразвукового аппарата, - в диапазоне 70-120 мА, усилие прижатия сварочной иглы - в диапазоне 50-55 г, причем электроды корпуса выбирают из материала, совместимого для ультразвуковой сварки с материалом электродов инициатора.
