НЕПЕРВИЧНЫЙ ВЗРЫВНОЙ ДЕТОНАТОР Российский патент 1997 года по МПК F42B3/10 F42B3/12 F42C19/12 C06C7/00 

Изобретение относится к созданию инициирующих элементов, а именно к детонаторам, снаряженным взрывчатым веществом непервичного типа, предназначенным для взрывных работ.

Известны детонатора из непервичного взрывчатого вещества, содержащие инициирующий, дефлаграционный и основной заряды из вторичного взрывчатого вещества. Дефлаграционный заряд вторичного взрывчатого вещества при срабатывании метает ударный диск в основной заряд со скоростью, достаточной для детонации основного заряда. Например, детонатор по патенту США N 4144814, кл. 102/28, 20.03.79. Конструкция таких детонаторов сложная, т.к. для метания ударного диска требуются высокие давления и толстостенный стволик.

Ближайшим аналогом является детонатор по патенту США N 4727808, кл. 102/205.5, 01.03.88, который исключает необходимость метания ударного диска, т. к. основан на процессе непосредственного перехода дефлаграции в детонацию зарядов вторичных взрывчатых веществ. Детонатор содержит полую оболочку с основным зарядом на одном конце и с воспламенительным средством на другом, между ними инициирующий элемент.

Задачей, стоящей перед изобретением, является повышение надежности работы детонатора путем обеспечения быстрой и надежной дефлаграции и ее надежного перехода в детонацию, а обеспечение повышенных скоростей реакций при низких давлениях.

Сущность изобретения заключается в том, что по меньшей мере часть вторичного взрывчатого вещества модифицирована в форме частиц, гранулированных взрывчатых кристаллов и/или с добавлением катализатора реакции. Частные существенные признаки усиливают цель изобретения и конкретизируют предложения. А именно, в качестве катализатора реакции используют углерод, криолит или соединения ряда металлов: алюминия, железа, меди и др. Количество катализатора составляет 0,1 10 мас. смеси. Катализатор выполнен в виде мелкозернистого порошка, внедряемого в гранулированное вторичное взрывчатое вещество. Гранулированный материал имеет средневесовой размер частиц 10 2000 мкм, состоящих из кристаллов со средневесовым размером 0,1 100 мкм.

Гранулированный материал содержит связующее для кристаллов в количестве 0,1 10 мас. от количества гранулированного материала. Вторичное взрывчатое вещество может содержать кристаллический или дробленый гранулированный материал. Массовое отношение модифицированного вторичного взрывчатого вещества к кристаллическому материалу составляет от 1:5 до 5:1. Градиент плотности запрессовки инициирующего заряда увеличивается в направлении от дефлаграционной части к детонационной, а средняя плотность запрессовки инициирующего заряда составляет 50 90% от плотности кристаллического взрывчатого вещества. Промежуточный заряд содержит кристаллический материал, градиент плотности запрессовки которого увеличивается в направлении от участка дефлаграции к участку детонации, при средней плотности запрессовки промежуточного заряда, равной 30 80% от плотности кристаллического взрывчатого вещества. Переход от инициирующего заряда к промежуточному выполнен со ступенчатым падением плотности запрессовки. В качестве вторичного взрывчатого вещества используется пентаэритриттетранитрат и/или гексоин.

Предложенный детонатор содержит воспламенительное средство в одном конце полой оболочки и основной заряд из вторичного взрывчатого вещества на другом конце. Между ними размещен инициирующий элемент из вторичного взрывчатого вещества с участками дефлаграции и детонации. Между инициирующим элементом и воспламенительным средством может быть размещен элемент пиротехнической задержки. Само воспламенительное средство может быть любым: и электрическим, и механическим, и лазерным, и плавкой вставкой низкоэнергетического детонационного шнура и т.д.

Объектом изобретения является выполнение в инициирующей части, имеющей участки дефлаграции и детонации, части заряда вторичного взрывчатого вещества в модифицированном виде, а именно, в форме частиц гранулированных взрывчатых кристаллов с добавлением катализатора.

Пример практического применения предложенного изобретения.

Гранулированный пентаэритриттетранитрат получали мокрым дроблением крупных кристаллов на протяжении 8 ч в шаровой мельнице. Кристаллы отделили от воды и высушили. Размер кристаллов колебался от 2 до 20 мкм. Раствор поливинилацетата в этилацетате добавили к кристаллам. Полученную пасту пропустили через сито, в результате чего были получены удлиненные гранулы, которые высушили при 70^oC. Гранулы имели размеры от 0,5 до 2 мм.

Корпус инициирующего элемента был выполнен глубокой вытяжкой из стали в виде стаканчика с дном, имеющим сквозное отверстие, размером 2,5 мм. В это дно запрессовали с усилием 2500Н 300 м.ч. пиротехнического замедлительного состава, содержащего окись свинца, кремний и связующее. На этот состав засыпали 280 мг описанного гранулированного материала и запрессовали с усилием 1400 Н, а на торец запрессовки поместили чашечку. Корпус самого детонатора с донышком заполнили основным зарядом из циклотриметилентринитроамина весом 700 мг с парафином в соотношении 95/5 и запрессовали с усилием 3000 Н. Сверху основного заряда свободно разместили 200 мг гранулированного вещества и запрессовали при усилии 800 Н, что обеспечило получение средней плотности порядка 1,0 г/см³. На запрессованное гранулированное вещество поместили корпус инициирующего элемента, установили стандартную электрическую запальную головку и загерметизировали корпус детонатора. Три испытания детонатора сработали безотказно.

Таким образом, предложенное устройство инициирующего элемента позволило значительно повысить надежность детонатора, снаряженного только вторичным взрывчатым веществом.

Использование: во взврывных работах в качестве детонатора, снаряженного только вторичным взрычатым веществом. Сущность изобретения: в детонаторе, содержащем воспламенительное средство, инициирующий элемент из вторичного взрывчатого вещества и основной заряд вторичного взрывчатого вещества, по меньшей мере часть взрывчатого вещества модифицирована в форме частиц гранулированных взрывчатых кристаллов и/или с добавлением катализатора реакции. Частные признаки позволяют оптимизировать изобретение, так уточняются катализаторы реакции, их форма и количество, отмечаются размеры гранул частиц, а также размеры самих кристаллов и соотношение модифицированного взрывчатого вещества к кристаллическому материалу, оптимизируются плотности запрессовок, а также состав самих вторичных взрывчатых веществ. 11 з.п. ф-лы.

1. Непервичный взрывной детонатор, содержащий полую оболочку, в одном конце которой установлен основной заряд из вторичного взрывчатого вещества, а в противоположном конце установлено воспламенительное средство, а также инициирующий элемент, выполненный с камерой, содержащей заряд из вторичного взрывчатого вещества и промежуточной части, в которой вторичное взрывчатое вещество имеет участки дефлаграции и детонации, при этом инициирующий элемент одним концом обращен к воспламенительному средству, а другим концом обращен к основному заряду, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы детонатора путем обеспечения быстрой и надежной дефлаграции и ее перехода в детонацию, обеспечения повышенных скоростей реакций при низких давлениях, в нем по меньшей мере часть вторичного взрывчтого вещества модифицирована в форме частиц гранулированных взрывчатых кристаллов и/или с добавлением катализатора реакции. 2. Детонатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве катализатора реакции используется углерод, криолит или соединения алюминия, марганца, железа, кобальта, никеля, ртути, серебра, цинка, свинца, хрома и меди. 3. Детонатор по п. 1, отличающийся тем, что количество катализатора составляет 0,1 10,0 от массы смеси. 4. Детонатор по п.1, отличающийся тем, что катализатор выполнен в виде мелкозернистого порошка, внедряемого в гранулированное вторичное взрывчатое вещество. 5. Детонатор по п. 1, отличающийся тем, что гранулированный материал имеет средневесовой размер частиц 10 2000 мкм, состоящих из кристаллов, средневесовой размер которых составляет 0,1 100 мкм. 6. Детонатор по п. 1, отличающийся тем, что гранулированный материал содержит связующее для кристаллов вторичного взрывчатого вещества в количестве 0,1 10,0 мас. от количества гранулированного материала. 7. Детонатор по п.1, отличающийся тем, что вторичное взрывчатое вещество содержит кристаллический или дробленый гранулированный материал. 8. Детонатор по п.7, отличающийся тем, что массовое отношение модифицированного вторичного взрывчатого вещества к кристаллическому материалу составляет 1 5 5 1. 9. Детонатор по п. 1, отличающийся тем, что градиент плотности запрессовки инициирующего заряда увеличивается в направлении от дефлаграционной части к детонационной части, а средняя плотность запрессовки инициирующего заряда составляет 50 90 от плотности кристаллического взрывчатого вещества. 10. Детонатор по п.1, отличающийся тем, что имеет промежуточный заряд, содержащий кристаллический материал, градиент плотности запрессовки которого увеличивается в направлении от участка дефлаграции к участку детонации, а средняя плотность запрессовки промежуточного заряда составляет 30 80 от плотности кристаллического взрывчатого вещества. 11. Детонатор по п. 1, отличающийся тем, что переход от инициирующего заряда к промежуточному заряду выполнен со ступенчатым падением плотности запрессовки. 12. Детонатор по пп.1 11, отличающийся тем, что в качестве вторичного взрывчатого вещества используется пентаэритриттетранитрат (РЕТ) и/или гексоген (РДХ).