КАПСЮЛЬ-ДЕТОНАТОР (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1998 года по МПК F42B3/10 F42C19/08 

Изобретение относится к разработке средств инициирования и может быть использовано при проведении взрывных работ с целью повышения их безопасности.

Известны детонаторы без инициирующих веществ (ИВВ) на основе порошковых бризантных взрывчатых веществ (ВВ), содержащие в качестве бризантного заряда ТЭН, гексоген или тетрил (SU пат. 1521291, кл. F 42 B 3/10, F 42 C 19/08, 1989).

Недостатком таких капсюлей детонаторов (КД) является высокая чувствительность ВВ к механическим воздействиям и токсичности продуктов взрыва.

Известны также КД на основе ВВ класса координационных соединений перхлоратов переходных металлов, используемых в качестве инициаторов (Proceeding of 7 th Int. Pyrotechnic Seminar, Chicago, ILL, 1980, pp. 322-355).

К недостаткам таких КД относится сложность технологической схемы получения инициатора (вещество CP получают в II стадий, включая очистку), кроме того исходные и промежуточные компоненты являются высокотоксичными и взрывоопасными (аквапентааммикат (III) перхлорат), а CP в прессованном виде чувствителен к разряду статического электричества, накапливаемому на теле человека.

Цель изобретения - создание КД, менее чувствительного к механическим воздействием и к разряду статического электричества, со сниженной токсичностью продуктов взрыва инициатора, более простой технологией изготовления как инициаторов, так и самого КД, т.е. более дешевого безопасного и экологически чистого.

Цель достигнута тем, что в капсюле-детонаторе, содержащем гильзу и размещенные в ней узел воспламенения, инициатор, заряд бризантного вещества, в качестве инициатора использовано комплексное соединение соли кадмия с органическим лигандом брутто-формулы C₃H₁₈Cl₂N₁₂O₁₁Cd₁ при плотности заряда (ρ) 1,3 ≤ ρ ≤ 1,9 г/см³ и массе заряда (m) 80 ≤ m ≤ 200 мг.

Согласно другому варианту цель достигнута тем, что в капсюле-детонаторе, содержащей гильзу и размещенный в ней узел воспламенения в виде ударно-волновой трубки, инициатор, бризантное вещество, в качестве инициатора использовано комплексное соединение соли кадмия с органическим лигандо брутто - формулы C₃H₁₈Cl₂N₁₂O₁₁Cd₁ при плотности заряда (ρ) 1,4 ≤ ρ ≤ 1,9 г/см³, массе (m ) 80 ≤ m ≤ 200 мг, а в гильзе после узла воспламенения расположена с возможностью перфорирования при давлении более 20 атмосфер герметизирующая перегородка.

В качестве инициатора использовано вещество "ЦИРКОН" (С₃P₁₈Cl₂N₁₂O₁₁Cd₁) (Журнал неорганической химии, 1987, т. 32, вып.8, с. 1944-1949), представляющее собой комплексное соединение соли кадмия с органическим лигандом, причем указанное соединение запрессовано над бризантным ВВ с плотностью (ρ) 1,3 ≤ ρ ≤ 1,9 г/см³, массой (м) 80 ≤ м ≤ 200 мг.

Сравнение характеристик предлагаемого инициатора с используемыми в аналогах приведено в табл.1.

Как видно из таблицы, "ЦИРКОН" по большинству параметров либо не хуже, либо превосходит применяющиеся в аналогах инициаторы. Особенно следует заметить его значительно более низкую чувствительность к механическим воздействиям (на уровне вторичных ВВ), а также более высокий порог (почти в три раза) инициирования от разряда статического электричества, чем у азида свинца и СР.

Степень токсичности содержащихся в продуктах взрыва "ЦИРКОНА", азида свинца м СР металлических соединений приведена в табл.2.

Из табл.2 видно, что в продуктах взрыва "ЦИРКОНА" содержатся на порядок менее токсичные продукты, чем в продуктах взрыва азида свинца или гремучей ртути.

На фиг. 1 изображен детонатор с электрическим узлом воспламенения; на фиг. 2 - детонатор с введенным в него замедлителем; на фиг. 3, 4 - деторанор с ударно-волновой трубкой в качестве узла воспламенения и герметизирующей перегородкой.

На фиг. 1-4 обозначено: 1 - гильза, 2 - узел воспламенения, 3 - инициатор, 4 -бризантное ВВ, 5 - замедлитель, 6 -герметизирующая перегородка.

Капсюль-детонатор состоит из гильзы 1, в которой размещены узел воспламенения 2, инициатор 3, запрессованный с определенной плотностью, бризантное ВВ 4, которое имеет зону большей плотности, контактирующую с инициирующим веществом, и зону меньшей плотности.

Для достижения задержки во взрывании между узлом воспламенения и инициатором располагают заряд замедлительного состава 5.

Если узлом воспламенения является ударно-волновая трубка, то в гильзе после нее располагают герметизирующую перегородку 6, изготовленную из пластмассы или другого материала, обеспечивающего перфорацию при давлении более 20 атм.

Перегородка введена для предупреждения попадания ВВ со стенок трубки на детонирующее вещество, а также для увеличения времени воздействия горячих продуктов, следующих за ударной волной на инициатор (или замедлитель, если нужна задержка во взрывании) для обеспечения надежного инициирования.

Детонатор работает следующим образом.

При подаче тока на узел воспламенения происходит его срабатывание, при этом продуктами горения электровоспламенителя зажигается инициирующее вещество (инициатор) "ЦИРКОН". Горение инициирующего вещества на участке 3 мм переходит в детонацию, которая инициирует заряд бризантного ВВ. На этом работа капсюля-детонатора заканчивается.

Если между узлом воспламенения и инициатором размещен заряд замедлительного состава, достигается задержка во взрывании.

Если узлом воспламенения является ударно-волновая трубка, в гильзе после нее расположена герметизирующая перегородка, которая перфорируется продуктами взрыва, распространяющимися по ударно-волновой трубке, в результате продукты затекают в зазор за перегородкой, обеспечивая воспламенение инициатора и развитие в нем детонации.

Для достижения задержки во взрывании замедляющий состав располагают между перегородкой и инициатором.

Результаты испытаний капсюлей-детонаторов с "ЦИРКОНОМ" приведены в табл. 3.

Из табл.3 следует, что плотность заряда "ЦИРКОН" должна быть в пределах 1,3-1,9 г/см³. Уменьшение плотности заряда ниже 1,3 г/см³ снижает его прочность, увеличение плотности выше 1,9 г/см³ нецелесообразно и технически сложно, т.к. приближается к плотности кристалла.

Масса заряда "ЦИРКОН" в капсюле-детонаторе должна быть в пределах 80- 200 мг. При массе менее 80 мг не обеспечивается надежное инициирование вторичного ВВ. Увеличение массы заряда сверх 200 мг нецелесообразно из-за увеличения высоты заряда, что может потребовать изменения габаритов существующих гильз для КД.

Чувствительность изделий к удару.

Копровые испытания грузом в 10 кг с высоты 1 м дают 100% отказ в срабатывании при плоском ударе по детонатору. При ударе копра бойком диаметром 10 мм предельная высота срабатывания определяется чувствительность воспламенительного состава замедлителя и для груза 10 кг составила 0,3 м.

Таким образом, предлагаемый детонатор более безопасен в обращении, экологически более благоприятен и благодаря более простой технологии изготовления инициирующего вещества и самого детонатора дешевле существующих.

Изобретение относится к средствам инициирования и может быть использовано при проведении взрывных работ с целью повышения их безопасности. Капсюль-детонатор содержит гильзу и размещенные в ней узел воспламенения, инициатор и заряд бризантного вещества. В качестве инициатора использовано комплексное соединение соли кадмия с органическим лигандом буттл-формулы C₃H₁₈Cl₂N₁₂O₁₁Cd₁при плотности заряда инициатора в пределах 1,3 ≤ ρ ≤ 1,9 г/см³ и массе заряда 80 ≤ m ≤ 200 мг. Когда в капсюле-детонаторе в качестве узла воспламенения использована ударно-волновая трубка, в гильзе после узла воспламенения расположена герметизирующая перегородка, способная перфорироваться при давлении выше 20 атмосфер. 2 с.п. ф-лы, 4 ил, 3 табл.

1. Капсюль-детонатор, содержащий гильзу и размещенные в ней узел воспламенения, инициатор, заряд бризантного вещества, отличающийся тем, что в качестве инициатора использовано комплексное соединение соли кадмия с органическим лигандом брутто-формулы C₃H_1 8Cl₂ N_1 2O_1 1Cd₁ при плотности заряда (ρ)1,3 ≤ ρ ≤ 1,9 г/см³ и массе заряда (m) 80≤ m ≤ 200 мг. 2. Капсюль-детонатор, содержащий гильзу и размещенные в ней узел воспламенения в виде ударно-волновой трубки, инициатор, бризантное вещество, отличающийся тем, что в качестве инициатора использовано комплексное соединение соли кадмия с органическим лигандом брутто-формулы C₃H_1 8Cl₂ N_1 2O_1 1Cd₁ при плотности заряда (ρ)1,3 ≤ ρ ≤ 1,9 г/см³, массе (m) 80 ≤ m ≤ 200 мг, а в гильзе после узла воспламенения расположена с возможностью перфорирования при давлениии более 20 атм герметизирующая перегородка.