ДЕТОНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2001 года по МПК F42B3/10 

Изобретение относится к области взрывной техники и может быть использовано в скважинных и других зарядах, в которых необходимо формировать симметричную осерасходящуюся детонационную волну.

Известен кольцевой детонатор (пат. США N 4892039, МКИ F 42 B 11/22, приоритет 09.03.89, опубл. 09.01.90), включающий внешний конусный элемент и внутренний конусный элемент, между которыми размещен слой взрывчатого вещества (ВВ). По центру слой ВВ подрывается с помощью дополнительной шашки ВВ, установленной на внешнем конусном элементе. Это устройство формирует плоскую кольцевую детонационную волну.

Известно устройство для подрыва цилиндрического заряда ВВ (пат. Франция N 2280053, МКИ F 42 B 3/10, приоритет 30.10.73, заявка N 7338637, опубл. 20.02.76). Устройство авторами названо генератором цилиндрической волны, который состоит из двух внутренних зарядов ВВ конической формы и внешнего полого заряда цилиндрической формы. Генератор приводится в действие путем подрыва одного или более детонаторов, размещенных в осевом канале. Поверхность раздела между двумя компонентами внутреннего заряда имеет форму гиперболоида вращения, которую можно сравнить с двумя усеченными конусами, состыкованными меньшими основаниями. Одновременность выхода детонационной волны на наружную поверхность внешнего заряда обеспечивается тем, что внутренние заряды изготавливаются из составов, имеющих разные скорости детонации. При этом надлежащим образом выбирается величина угла α, образованного между образующей усеченного конуса и плотностью, перпендикулярной оси. В приведенном в описании примере для соотношения скоростей детонации внутреннего и внешнего зарядов как 4000/8500 = 0,47 ≤ cosα значение угла α должно быть меньше 63^o. Внутренний заряд находится в тесном соприкосновении с внутренней поверхностью полого внешнего заряда цилиндрической формы.

К недостаткам этой конструкции можно отнести.

1. Нетехнологичность и высокая стоимость конструкции, так как в ней необходимо использовать два состава ВВ с разной скоростью детонации.

2. Низкая инициирующая способность в силу того факта, что один из внутренних зарядов ВВ изготовлен из состава, обладающего малой скоростью детонации. Известно, что мощность заряда ВВ, соответственно инициирующая способность, зависит от скорости детонации в заряде.

3. Сравнительно большая масса внутреннего заряда, формирующего симметрично расходящуюся цилиндрическую детонационную волну.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является формирование на внутренней поверхности подрываемого полого цилиндрического заряда симметричной детонационной волны с помощью внутреннего заряда с малым количеством ВВ однородного состава. Техническим результатом заявляемого решения является упрощение и удешевление технологии изготовления, а также повышение безопасности в обращении.

Сущность изобретения заключается в том, что в детонирующем устройстве, содержащем заряд ВВ с устройством подрыва, внешняя поверхность заряда выполнена в виде двух усеченных конусов, совмещенных между собой меньшими основаниями, при этом заряд ВВ выполнен в виде слоя. На внешней конической поверхности заряда размещен метаемый элемент в виде пленки, расположенной на внешней поверхности заряда. Устройство дополнительно содержит инертные вставки, выполненные из материала с удельным акустическим сопротивлением в пределах (3-20)·10⁶ Па·с/м (кг/с·м²) в виде 2-х усеченных конусов, обращенных друг к другу малыми основаниями, между которыми размещен слой ВВ. В одной из вставок выполнено осевое отверстие для размещения устройства подрыва заряда ВВ, который установлен между вставками и метаемым элементом. Максимальный эффект разгона пленки взрывом слоя ВВ достигается в том случае, когда толщина слоя из ВВ превышает толщину пленки в 6-20 раз. Отмеченный интервал обуславливается величиной критического диаметра детонации используемого ВВ в слое. Слой ВВ выполняют из пластического состава, имеющего малый критический диаметр детонации. Выполнение этого условия необходимо с целью уменьшения массы внутреннего заряда. Выполнение заряда ВВ в виде слоя из однородного ВВ и наличие метаемого элемента в виде пленки приводит к уменьшению массы внутреннего заряда и упрощению в целом технологии изготовления устройства за счет устранения необходимости изготовления внутреннего заряда из двух составов ВВ с резко отличающимися скоростями детонации. Выполнение метаемого элемента в виде пленки позволяет с высокой степенью надежности инициировать подрываемый заряд ВВ при малой массе метательного слоя ВВ. Наличие инертных вставок позволяет ориентировать слой ВВ симметрично оси. Выполнение инертных вставок из материала с удельным акустическим сопротивлением в пределах (3-20) · 10⁶ Па·с/м (кг/с · м²) необходимо для увеличения эффективности преобразования энергии слоя ВВ в кинетическую энергию метаемой пленки. На чертеже изображен общий вид заявляемого устройства, где 1 - вставки; 2 - слой ВВ; 3 - метаемая пленка,
4. Подрываемый цилиндрический заряд ВВ.

Примером конкретного выполнения заявляемого устройства может служить конструкция детонирующего устройства, успешно прошедшего испытания, со следующими параметрами: толщина ВВ 1 мм, толщина пленки из алюминия 0,15 мм, угол, образованный между образующей усеченного конуса и плоскостью, перпендикулярной оси α = 66^o.

Вставки 1 выполняются из материала, имеющего удельное акустическое сопротивление ρc≥3·10⁶ кг/м² · с, где ρ - плотность материала, c - продольная скорость звука в материале, например капролона, полиамида и др.

Слой ВВ 2 выполняется из пластического ВВ, имеющего малый критический диаметр детонации, например, из пластического состава на основе тэна.

Метаемая пленка 3 может быть выполнена как из металла, например алюминия, никеля, так и из диэлектрика, например лавсана или полиимида.

Внешний заряд 4 может быть изготовлен также из пластического ВВ.

Детонирующее устройство работает следующим образом. После срабатывания устройства подрыва слой ВВ 2 инициируется по оси в точке А. Детонационный взрыв слоя 2 разгоняет метаемую пленку 3 до скорости, обеспечивающей надежный режим инициирования цилиндрического подрываемого заряда 4 одновременно по всей его внутренней поверхности.

Из сопоставления конструктивных параметров заявляемого устройства с прототипом следует, что практически одинаковый эффект при почти одинаковом угле α (в прототипе α ≤ 63^o) в предлагаемом устройстве достигнут при значительно (≈ 10 раз) меньшей массе внутреннего заряда ВВ.

В прототипе толщина внутреннего заряда ВВ для примерно таких же габаритов устройства составила бы не 1 мм, а 10 мм.

Более высокая технологичность изготовления заявляемого устройства по сравнению с прототипом объясняется возможностью использования однородного, промышленностью выпускаемого ВВ, и позволяет не прибегать к изготовлению двух сортов ВВ, имеющих различную скорость детонации.

Изобретение относится к детонирующим устройствам. Изобретение представляет собой заряд взрывчатого вещества, выполненный в виде слоя, внешняя поверхность которого представляет собой два усеченных конуса, обращенных друг к другу малыми основаниями. Устройство подрыва расположено в осевом канале заряда. На внешней поверхности заряда размещен метаемый элемент в виде пленки. Изобретение позволяет повысить безопасность в обращении и упростить технологию изготовления. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Детонирующее устройство, включающее заряд взрывчатого вещества с устройством подрыва, внешняя поверхность заряда выполнена в виде двух усеченных конусов, совмещенных между собой меньшими основаниями, отличающееся тем, что заряд взрывчатого вещества выполнен в виде слоя и дополнительно содержит метаемый элемент, выполненный в виде пленки, расположенной на внешней поверхности заряда. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что толщину слоя взрывчатого вещества выбирают в 6 - 20 раз большей толщины метаемого элемента. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что дополнительно содержит инертные вставки, выполненные из материала с удельным акустическим сопротивлением в пределах (3 - 20)· 10⁶ Па · с/м (кг/с · м²) в виде двух усеченных конусов, обращенных друг к другу малыми основаниями, при этом в одной из вставок выполнено осевое отверстие для размещения устройства подрыва заряда взрывчатого вещества, а заряд установлен между вставками и метаемым элементом. 4. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что между малыми основаниями инертных вставок размещен слой взрывчатого вещества. 5. Устройство по пп. 1 - 4, отличающееся тем, что слой ВВ выполнен из пластического состава, имеющего малый критический диаметр детонации.