Электродетонатор

Изобретение относится к области средств взрывания повышенной безопасности, а именно к низковольтным мостиковым электродетонаторам, и может быть использовано в качестве малогабаритного средства инициирования при проведении взрывных работ. Электродетонатор, содержащий корпус, в котором размещены заряд взрывчатого вещества (ВВ) в виде навесок: выходной из ВВ высокой плотности и инициирующей из дефлагрирующего ВВ высокой плотности, инициатор, установленный на герметизирующей колодке и выполненный в виде диэлектрической пластины с нанесенными на нее слоями из токопроводящих материалов, разнесенных по противоположным сторонам оси с образованием зоны контакта по оси, перпендикулярной оси электродетонатора, и токовыводы. Корпус выполнен в виде зарядной части и основания соединенных между собой. В зарядной части расположен заряд ВВ. Герметизирующая колодка выполнена диэлектрической и расположена в основании. На инициатор установлен диэлектрический концентратор, выполненный в виде шайбы с отверстием, направленным к зарядной части корпуса и имеющим форму тела вращения. На зону контакта слоев из токопроводящих материалов нанесен дополнительный слой из токопроводящего материала. Изобретение позволяет повысить эффективность задействования, надежность и быстродействие электродетонатора и снизить энергопотребление. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области средств взрывания повышенной безопасности, а именно к низковольтным мостиковым электродетонаторам (ЭД), и может быть использовано в качестве малогабаритного средства инициирования при проведении взрывных работ.

Известен электродетонатор по SU 1746778 A1, 20.01.1995, МПК F42C 19/12. Электродетонатор содержит гильзу с размещенным в ней зарядом взрывчатого вещества (ВВ), выполненным в виде навесок выходной из вторичного взрывчатого вещества высокой плотности и инициирующей, сопряженной с инициатором, установленным на герметизирующей колодке с токовыводами.

Однако электродетонатор обладает рядом существенных недостатков: так, в качестве инициирующего заряда взрывчатого вещества использован заряд низкоплотного вторичного взрывчатого вещества, что удлиняет стадию конвективного горения, увеличивая время срабатывания электродетонатора, и требует высоковольтного инициирования, что обусловлено использованием в качестве инициатора взрывающегося мостика.

Также известно устройство, описанное в патенте RU 2389971 C1, 10.09.2016, МПК F42C 19/12, под названием «Электродетонатор». Устройство содержит гильзу, с размещенным в ней зарядом взрывчатого вещества, выполненным в виде навесок выходной из вторичного взрывчатого вещества (ВВ) высокой плотности, и инициирующей, сопряженной с инициатором, установленным на герметизирующей колодке с токовыводами, и выполненной из дефлагрирующего ВВ высокой плотности, и разрядником.

К недостаткам следует отнести:

- сложность в изготовлении инициатора;

- использование отдельного вкладыша для взрывчатого вещества.

Наиболее близким и выбранным в качестве прототипа является техническое решение, описанное в патенте RU 2728908 C1, 03.08.2020, МПК F42C 19/12, под названием «Электродетонатор». Устройство содержит корпус, в котором размещены заряд ВВ в виде навесок, выходной из ВВ высокой плотности и инициирующей из дефлагрирующего ВВ высокой плотности, инициатор, установленный на герметизирующей колодке и выполненный в виде диэлектрической пластины с нанесенными на нее слоями из токопроводящих материалов, разнесенных по противоположным сторонам оси с образованием зоны контакта по оси, перпендикулярной оси электродетонатора, токовыводы.

К недостаткам следует отнести:

- низкую надежность срабатывания электродетонатора после длительного хранения, обусловленную плохой адгезией токопроводящего слоя (хрома) к ситаллу, из которого выполнен инициатор,

- слабую защищенность от блуждающих токов, так величина безопасного тока составляет 0,5 А,

- низкую безопасную мощность, рассеиваемую на мостике при пропускании безопасного тока (она составляет 0,5 Вт).

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик, а именно повышение стойкости электрических средств задействования к электрическим воздействиям, обеспечение работоспособности электродетонатора при безопасном токе не менее 1А и безопасной мощности не менее 1 Вт, а также повышение эффективности инициирующего импульса при сохранении безопасности при эксплуатации, удобство предлагаемой конструкции при эксплуатации.

Технический результат заключается в том, что удалось повысить безопасность ЭД за счет инициирования ВВ через воздушную прослойку, что позволяет отделить электрическую часть ЭД от ВВ и их состыковку производить непосредственно перед установкой в изделия, значительно уменьшить количество тепла, передаваемого от токопроводящих слоёв в инициирующую навеску, за счет отсутствия контакта токопроводящих слоёв с инициирующей навеской. Дополнительным результатом является удешевление технологии изготовления и удобство при использовании за счет упрощения конструкции ЭД.

Указанный технический результат достигается тем, что в электродетонаторе, содержащем корпус, в котором размещены заряд ВВ в виде навесок, выходной из ВВ высокой плотности и инициирующей из дефлагрирующего ВВ высокой плотности, инициатор, установленный на герметизирующей колодке и выполненный в виде диэлектрической пластины с нанесенными на неё слоями из токопроводящего материала, разнесенных по противоположным сторонам оси с образованием зоны контакта по оси, перпендикулярной оси электродетонатора, токовыводы, согласно изобретению, корпус выполнен в виде зарядной части и основания, соединенных между собой, в зарядной части расположен заряд ВВ, герметизирующая колодка выполнена диэлектрической и расположена в основании, на инициатор установлен диэлектрический концентратор, выполненный в виде шайбы с отверстием, направленным к зарядной части корпуса и имеющим форму тела вращения, при этом на зону контакта слоев из токопроводящих материалов нанесен дополнительный слой из токопроводящего материала.

Кроме того с целью повышения доли энергии, воздействующей на инициирующую навеску, концентратор выполнен с отверстием конической формы.

Кроме того, с целью дополнительного отвода тепла от токопроводящих слоев, концентратор выполнен из диэлектрического материала ситалла.

Кроме того, с целью отвода тепла от инициатора, герметизирующая колодка выполнена из стеклокерамики.

Кроме того, с целью отвода тепла от токопроводящих слоев, инициатор выполнен из диэлектрического материала поликор.

Кроме того, с целью обеспечения хорошей адгезии к инициатору, контактирующие слои выполнены из никеля.

Кроме того, с целью повышения инициирующей способности ВВ, в качестве дополнительного слоя из токопроводящего материала использован титан.

Кроме того, с целью удобства монтажа и демонтажа электрической части детонатора от ВВ, зарядная часть и основание соединены посредством резьбового соединения.

Кроме того, с целью обеспечения герметичности, зарядная часть и основание соединены посредством клеевого соединения.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного технического уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень».

Изобретение проиллюстрировано на чертеже, где представлен общий вид устройства и вид А-А, а также введены следующие обозначения:

1 - основание;

2 - зарядная часть;

3 - выходная навеска;

4 - инициирующая навеска;

5 - концентратор;

6 - инициатор;

7 - герметизирующая колодка;

8 - токовыводы;

9 - токопроводящие контактирующие слои;

10 - токопроводящий дополнительный слой.

Электродетонатор состоит из корпуса, выполненного из основания 1 с токовыводами 8 и зарядной части 2, содержащей заряд ВВ в виде навесок: выходной 3 из вторичного взрывчатого вещества высокой плотности и, сопряжённой с ней, инициирующей 4 из дефлагрирующего взрывчатого вещества высокой плотности, диэлектрической герметизирующей колодки 7 с токовыводами 8, концентратором 5, выполненным в виде шайбы с коническим отверстием и из диэлектрического материала и установленным между инициирующей навеской 4 и инициатором 6. Инициатор 6 выполнен в виде пластины из диэлектрического материала с нанесёнными на неё контактирующими слоями 9 из токопроводящего материала, разнесёнными по противоположным сторонам оси и контактирующими между собой с образованием зоны контакта по оси, перпендикулярной оси электродетонатора. На зону контакта токопроводящих контактирующих слоев 9 нанесен дополнительный токопроводящий слой 10.

Работа электродетонатора осуществляется следующим образом.

При подаче импульса электрического тока на выводы 8 электродетонатора, в инициаторе 6, в зоне контакта слоев из токопроводящего материала происходит взрыв с формированием высокотемпературной аэрозоли мелких металлических частиц, которые истекают в замкнутое пространство концентратора 5, попадая на входной торец инициирующей навески 4, что приводит к эффективному поджиганию инициирующей навески 4. Вследствие этого, в инициирующей навеске 4 развивается процесс конвективного горения, быстро переходящий в детонацию. Концентратор 5 препятствует разгрузке продуктов реакции горения инициирующей навески 4, тем самым способствует повышению доли энергии, воздействующей на инициирующую навеску 4. Детонирующая инициирующая навеска 4 из дефлагрирующего взрывчатого вещества высокой плотности инициирует детонацию выходной навески 3 из вторичного ВВ высокой плотности, что обеспечивает формирование на выходе электродетонатора мощного импульса давления.

Примером конкретного выполнения может являться электродетонатор, состоящий из корпуса, выполненного из основания 1 с токовыводами 8 и зарядной части 2, соединенными между собой посредством резьбового или клеевого соединения. Зарядная часть 2 содержит заряд ВВ в виде навесок: выходной 3 из вторичного взрывчатого вещества высокой плотности и, сопряженной с ней, инициирующей 4 из дефлагрирующего взрывчатого вещества высокой плотности (например, диперхлорат нитратетразолатопентаамминкобальта), герметизирующая колодка 7 выполнена стеклокерамической, концентратор 5 выполнен из ситалла, а инициатор 6 выполнен в виде пластины из диэлектрического материала поликор, с нанесенными на нее контактирующими слоями 9 из токопроводящего материала никеля, и дополнительного токопроводящего слоя 10 из титана, нанесенного на зону контакта токопроводящих контактирующих слоев 9.

Использование данного изобретения позволит повысить эффективность задействования, надежность и быстродействие электродетонатора и снизить энергопотребление (что существенно уменьшает габариты подрывного устройства).

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:

- в электродетонаторе, предназначенном для инициирования при проведении взрывных работ, улучшены эксплуатационные характеристики, а именно эффективность и надежность срабатывания электродетонатора, повышена безопасность за счет инициирования ВВ через воздушную прослойку, что позволяет отделить электрическую часть ЭД от ВВ и за счет отсутствия в конструкции ЭД первичных (инициирующих) взрывчатых веществ и необходимости высоковольтного инициирования;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью выше описанных конструктивных решений, а именно получен электродетонатор с улучшенными характеристиками за счет использования инициатора из диэлектрического материала с нанесенными на него слоями из токопроводящего металла, при этом на зону контакта слоев из токопроводящего материала нанесен дополнительный слой из токопроводящего материала;

- электродетонатор, воплощенный в заявленном изобретении, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем достигаемого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость»

1. Электродетонатор, содержащий корпус, в котором размещены заряд взрывчатого вещества (ВВ) в виде навесок: выходной из ВВ высокой плотности и инициирующей из дефлагрирующего ВВ высокой плотности, инициатор, установленный на герметизирующей колодке и выполненный в виде диэлектрической пластины с нанесенными на нее слоями из токопроводящих материалов, разнесенных по противоположным сторонам оси с образованием зоны контакта по оси, перпендикулярной оси электродетонатора, и токовыводы, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде зарядной части и основания, соединенных между собой, в зарядной части расположен заряд ВВ, герметизирующая колодка выполнена диэлектрической и расположена в основании, на инициатор установлен диэлектрический концентратор, выполненный в виде шайбы с отверстием, направленным к зарядной части корпуса и имеющим форму тела вращения, при этом на зону контакта слоев из токопроводящих материалов нанесен дополнительный слой из токопроводящего материала.

2. Электродетонатор по п. 1, отличающийся тем, что концентратор выполнен с отверстием конической формы.

3. Электродетонатор по п. 1, отличающийся тем, что концентратор выполнен из диэлектрического материала ситалл.

4. Электродетонатор по п. 1, отличающийся тем, что токопроводящие контактирующие слои выполнены из никеля.

5. Электродетонатор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного токопроводящего слоя использован титан.

6. Электродетонатор по п. 1, отличающийся тем, что герметизирующая колодка выполнена из стеклокерамики.

7. Электродетонатор по п. 1, отличающийся тем, что инициатор выполнен из диэлектрического материала поликор.

8. Электродетонатор по п. 1, отличающийся тем, что зарядная часть и основание соединены посредством резьбового соединения.

9. Электродетонатор по п. 1, отличающийся тем, что зарядная часть и основание соединены посредством клеевого соединения.