ВЗРЫВНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2000 года по МПК F42D1/00 F42B3/10 

Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к разработке безопасных средств взрывания.

Известно взрывное устройство [1], содержащее заряд основного взрывчатого вещества (ВВ) и систему его инициирования (СИ), представляющую собой защищенный от внешних воздействий капсюль-детонатор с инициирующим ВВ.

Недостатком такого устройства является его высокая чувствительность к различного рода внешним воздействиям (тепловым, механическим и т.д.), что приводит к снижению безопасности при хранении и эксплуатации.

При подрыве малочувствительных ВВ возникают проблемы создания СИ, обладающей малыми габаритами, высокой инициирующей способностью и надежностью. Для подрыва таких ВВ обычно используются промежуточные заряды из более чувствительных ВВ. Известна конструкция взрывного устройства, выбранная в качестве прототипа, содержащая СИ и заряд бризантного взрывчатого вещества, обладающего относительно низкой чувствительностью [2]. Система инициирования, в свою очередь, состоит из капсюля, заряда ВВ и устройства, позволяющего удерживать капсюль по оси заряда ВВ и в непосредственной близости от него для обеспечения надежного инициирования.

Недостатком такого устройства является относительно высокая вероятность несанкционированного срабатывания СИ из-за различного рода внешних воздействий. При этом вероятность несанкционированного взрыва (НВ) основного заряда остается практически 100%-ной, что недопустимо в случае, если взрыв может привести к тяжелым последствиям. Кроме того, известное взрывное устройство в целях обеспечения надежного инициирования заряда ВВ и предотвращения случайных механических воздействий содержит специальные сборки, несомненно, усложняющие его конструкцию.

Задачей изобретения является создание безопасного взрывного устройства, обеспечивающего эффективный санкционированный взрыв заряда ВВ при одновременном снижении вероятности его НВ.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает следующий технический результат:
увеличение вероятности инициирования детонации заряда бризантного ВВ непосредственно перед санкционированным срабатыванием СИ;
упрощение конструкции взрывного устройства;
расширение рамок использования различных СИ;
повышение безопасности хранения и эксплуатации взрывного устройства в условиях различного рода внешних воздействий.

Для решения указанной задачи в известном взрывном устройстве, содержащем систему инициирования и заряд бризантного ВВ, согласно изобретению оно дополнительно содержит заряд из пиротехнического состава (ПТС) и его воспламенитель. Причем заряд из ПТС расположен внутри и/или по поверхности заряда ВВ.

Для повышения безопасности устройства выбор системы инициирования и заряда бризантного ВВ осуществляется таким образом, чтобы мощности инициатора было недостаточно для инициирования устойчивой детонации заряда ВВ, например, в случае использования малочувствительного ВВ. Таким образом, в случае несанкционированного срабатывания СИ, инициирования детонации заряда бризантного ВВ не происходит, что обеспечивает безопасность хранения и эксплуатации данного взрывного устройства. В свою очередь, используемый во взрывном устройстве ПТС должен иметь низкий класс чувствительности к трению и удару. Это необходимо для того, чтобы обеспечить работоспособность взрывного устройства в условиях механических воздействий. В случае использования системы инициирования с мощностью, достаточной для инициирования детонации заряда ВВ, заявляемое устройство обеспечивает надежное, гарантированное возбуждение взрыва при возникновении различных нештатных ситуаций и в условиях аномальных воздействий.

Наличие заряда ПТС позволяет в любой момент времени, путем подачи кратковременного импульса тока на воспламенитель, вызвать его процесс горения. В результате сгорания заряда ПТС, расположенного внутри и/или по поверхности заряда бризантного ВВ, осуществляется нагревание слоя ВВ, что приводит к повышению его ударно-волновой чувствительности. Заметное повышение чувствительности нагретого ВВ LX-17 установлено, например, в работе [3]. Эффективность и гибкость использования заряда ПТС во взрывном устройстве обеспечивается практической возможностью достижения необходимого градиента температур в заряде бризантного ВВ и быстротой процесса перевода его в высокочувствительное состояние. Кроме того, применение заряда ПТС для достижения температур, необходимых для повышения чувствительности заряда ВВ, характеризуется практическим отсутствием энергозатрат, что обеспечивается процессом горения, идущим в режиме самораспространения.

В случае несанкционированной подачи импульса тока на воспламенитель заряда ПТС инициируется процесс его горения, который сопровождается нагреванием заряда бризантного ВВ, но не приводит к его воспламенению и взрыву. И только лишь при санкционированном срабатывании СИ, которому предшествует нагревание заряда бризантного ВВ за счет сгорания заряда ПТС, осуществляется подрыв заряда ВВ. Причем варьирование калорийности и массы заряда ПТС позволяет расширить рамки использования различного рода СИ. В свою очередь, варьирование скорости горения ПТС за счет подбора рецептуры состава или технологии его приготовления позволяет выбрать необходимый интервал задержки срабатывания СИ после санкционированной подачи импульса тока на воспламенитель заряда ПТС. Таким образом, безопасность хранения и эксплуатации взрывного устройства в условиях различного рода внешних воздействий обеспечивается определенным временным сочетанием процессов инициирования горения заряда ПТС и срабатывания СИ. Только в этом случае обеспечивается эффективность и надежность санкционированного взрыва заряда ВВ.

На фиг. 1, 2 представлены варианты предлагаемых взрывных устройств.

Взрывное устройство содержит заряд бризантного ВВ 1, систему инициирования 2, заряд ПТС 3, выполненный в виде тонкого слоя и расположенный внутри слоя ВВ, воспламенитель 4, выполненный, например, из W-Re проволоки, и корпус 5 (для фиг. 2).

Взрывное устройство (фиг. 1) работает следующим образом. К моменту санкционированного подрыва заряда ВВ 1 на воспламенитель 4 подается импульс тока. В результате инициируется процесс горения ПТС 3, следствием чего является нагревание слоя ВВ 1 и повышение его ударно-волновой чувствительности. По истечении определенного промежутка времени (~ 10-20 c) после инициирования процесса горения заряда ПТС 3 (к моменту повышения чувствительности заряда ВВ) осуществляют санкционированное срабатывание СИ, что приводит к инициированию детонации ВВ 1. Несанкционированное воспламенение ПТС не приводит к возникновению горения ВВ и окружающих взрывное устройство предметов. В то же время срабатывание СИ не вызывает детонацию заряда ВВ без его нагревания.

Взрывное устройство (фиг. 2) содержит в качестве СИ 2 капсюль-детонатор (КД), размещенный внутри заряда бризантного ВВ. Воспламенитель 4 размещен внутри слоя ПТС 3.

При несанкционированном срабатывании СИ 2 заряд бризантного ВВ 1 и корпус 5 обеспечивают защиту обслуживающего персонала от осколков КД. При этом инициирования детонации бризантного ВВ 1 не происходит. При несанкционированном инициировании процесса горения ПТС 3 взрывное устройство также остается не задействованным. Кроме того, заряд бризантного ВВ 1 и корпус 5 предотвращают зажигание окружающих устройство предметов. При санкционированном срабатывании СИ 2, которому предшествует инициирование процесса горения ПТС 3, происходит санкционированный взрыв бризантного ВВ 1.

В обоих вариантах исполнения заявляемого устройства возможны случаи исключения непосредственного контакта зарядов из ВВ и ПТС, например, путем заключения заряда из ПТС в корпус из термостойкого материала. Это исключает вероятность загорания заряда ВВ.

Таким образом, в результате использования предлагаемого взрывного устройства повышается безопасность хранения и эксплуатации его в условиях различного рода внешних воздействий, а также существенно упрощается его конструкция.

В заявляемом взрывном устройстве заряд бризантного ВВ 1 может быть использован как в качестве основного (инициируемого) ВВ, так и в качестве промежуточного ВВ, необходимого для инициирования основного заряда ВВ. В последнем случае, наряду с обеспечением безопасности взрывных работ, повышается мощность инициирующего импульса.

Источники информации
1. Гейман Л.М. Взрыв: история, практика, перспективы. М., Наука,1978.

2. Патент USA N 3788223, F 42 B 3/10, опубл. 29.01.74.

3. P. A.Urtiew, C.M.Tarver, J.L.Maienschein and W.C.Tao. Effect of Confinement and Thermal Cycling on the Shock Initiation of LX-17. Combustion and Flame, 205, 1996, p. 43-53.

Изобретение относится к области взрывных работ. Взрывное устройство содержит заряд бризантного взрывчатого вещества и расположенный внутри и/или по его поверхности заряд пиротехнического состава с воспламенителем. При этом мощность заряда из пиротехнического состава достаточна только для нагревания заряда бризантного взрывчатого вещества, а система инициирования выполнена с мощностью, обеспечивающей детонирование только нагретого заряда бризантного взрывчатого вещества. Изобретение повышает безопасность хранения и эксплуатации взрывного устройства. 2 ил.

Взрывное устройство, содержащее заряд бризантного взрывчатого вещества, систему инициирования, отличающееся тем, что оно снабжено расположенным внутри и/или по поверхности заряда бризантного взрывчатого вещества зарядом из пиротехнического состава с воспламенителем, при этом мощность заряда из пиротехнического состава достаточна только для нагревания заряда бризантного взрывчатого вещества, а система инициирования выполнена с мощностью, обеспечивающей детонирование только нагретого заряда бризантного взрывчатого вещества.