ВЗРЫВАТЕЛЬ Российский патент 2003 года по МПК F42C7/00 

Изобретение относится к взрывным работам и может найти применение в горнодобывающей промышленности, авиационной и космической технике, при аварийно-спасательных работах, в том числе в условиях сильных электромагнитных полей и блуждающих токов, а конкретно в устройствах для получения детонационного импульса по механической команде.

Известен взрыватель с пневмомеханическим замедлительным устройством (патент США 3430568, приоритет от 12.10.67 г., опубл. 04.03.69 г., МПК⁶: F 42 С 7/00). Этот взрыватель включает в себя корпус, подпружиненный ударник, удерживаемый во взведенном состоянии узлом фиксации и замедления, который удерживается чекой. Взрыватель включает в себя также заряд инициирующего взрывчатого вещества (ВВ), размещенный в капсюле-воспламенителе и детонаторе. После снятия чеки срабатывает узел фиксации и замедления, освобождая ударник, который разгоняется пружиной и задействует заряд ВВ, размещенный в капсюле-воспламенителе, после чего задействуется детонатор.

Недостатком этого взрывателя является необходимость использования чувствительного к внешним воздействиям заряда инициирующего ВВ.

Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче к заявляенному изобретению является взрыватель по заявке Франции взрыватель ударного действия с предохранительной чекой, 2213478, приоритет от 26.12.73, опублик. 19.09.74 г., МПК⁶: F 42 C 7/00.

Этот взрыватель выбран за прототип и состоит из корпуса, подпружиненного ударника, примыкающего к стопору, чеки. Взрыватель содержит заряд инициирующего ВВ, размещенный в капсюле. Ударник подпружинен цилиндрической пружиной и представляет собой удлиненный стержень с жалом.

При приложении механического усилия к чеке происходит перемещение стопора и освобождение ударника. Ударник разгоняется под действием пружины и жалом накалывает заряд ВВ, который выдает начальный детонационный импульс.

Недостатком этого решения является применение капсюля накольного типа, в котором всегда содержится заряд инициирующего ВВ, что не обеспечивает необходимую безопасность при производстве таких зарядов и при сборке устройств с их применением.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание устройства надежного в применении, безопасного в изготовлении и использовании, удобного в задействовании (при небольшом механическом усилии).

Техническим результатом, получаемым при использовании заявленного изобретения, является повышение безопасности при обращении и изготовлении взрывателя с обеспечением его надежности срабатывания.

Указанный технический результат достигается за счет того, что во взрывателе, включающем корпус, подпружиненный ударник, примыкающий к стопору и удерживаемый чекой, заряд ВВ выполнен из бризантного ВВ, а поверхность ударника, обращенная к заряду ВВ, представляет собой поверхность второго порядка. Стопор зафиксирован на корпусе крепежным элементом с возможностью вращения вокруг этого элемента, а чека снабжена регулировочным элементом, позволяющим менять усилие, прикладываемое к чеке при задействовании взрывателя. Ударник подпружинен одной или набором тарельчатых пружин и снабжен узлом, регулирующим усилие поджатия пружины. Стопор имеет скругленный выступ, которым входит в паз, выполненный в чеке. Ударник имеет кольцевую проточку, а стопор скошенной боковой поверхностью входит в эту проточку. Длина участка стопора от места его примыкания к ударнику до места примыкания к чеке превышает длину участка стопора от места примыкания его к ударнику до оси крепежного элемента. Кроме этого, возможно применение двух стопоров, расположенных симметрично ударника. На корпусе взрывателя выполнены пазы, а на чеке - выступы, которыми она входит в эти пазы. Между ударником и зарядом ВВ размещен боек для передачи механического импульса от ударника заряду ВВ.

Выполнение заряда ВВ из бризантного ВВ обеспечивает безопасность как при изготовлении самого ВВ, так и при сборке и эксплуатации взрывателя, т.к. бризантное ВВ обладает пониженной чувствительностью к механическим воздействиям.

Выполнение поверхности ударника, обращенной к заряду ВВ, в виде поверхности второго порядка позволяет, независимо от возможного перекоса ударника в процессе разгона, передавать энергию пружин строго по оси взрывателя, что уменьшает потери энергии при ударе по заряду ВВ, а значит способствует применению бризантного ВВ и повышению надежности срабатывания взрывателя.

Закрепление стопора крепежным элементом на корпусе с возможностью вращения его вокруг крепежного элемента, во-первых, позволяет надежно удерживать ударник во взведенном состоянии, что повышает безопасность устройства, а во-вторых, позволяет основную часть энергии пружины направить на разгон ударника, т. к. на разворот стопора и освобождение ударника требуется незначительная энергия, что способствует повышению надежности задействования бризантного ВВ.

Наличие у чеки регулировочного элемента дает возможность при сборке взрывателя обеспечить необходимое усилие снятия чеки в каждом образце взрывателя, что повышает безопасность и надежность взрывателя, поскольку позволяет компенсировать влияние технологических допусков и делает взрыватель нечувствительным к механическим воздействиям ниже определенного уровня.

Применение тарельчатых пружин (одной или нескольких) позволяет запасти значительную механическую энергию, которая обеспечивает надежное задействование бризантного ВВ. Узел регулирования поджатия пружины позволяет добиться необходимого усилия для каждого образца взрывателя.

Применение двух стопоров позволяет при фиксации и освобождении ударника исключить его перекос, что способствует более полной передаче энергии от пружин заряду бризантного ВВ.

Выполнение ударника с кольцевой проточкой, в которую входит скошенной боковой поверхностью стопор, позволяет уменьшить усилие, прикладываемое к чеке, для удержания стопора во взведенном состоянии и быстро освободиться от стопора, когда необходимо задействовать взрыватель.

Скругление выступа у стопора, которым он устанавливается в паз чеки, позволяет стабилизировать точку приложения усилия от ударника к чеке. Чтобы уменьшить усилие, прикладываемое к чеке для удержания стопора, длина участка стопора от места примыкания его к ударнику до места примыкания к чеке, превышает длину участка стопора от места примыкания его к ударнику до оси крепежного элемента.

Выполнение на корпусе взрывателя пазов, а на чеке выступов, которыми она входит в эти пазы, исключает разворот чеки и освобождение стопора при приложении к чеке усилия по направлению, не совпадающему с рабочим направлением. Таким образом, пазы исключают несанкционированное срабатывание взрывателя при эксплуатации.

Размещение бойка во взрывателе позволяет концентрировать энергию удара и создавать в заряде бризантного ВВ давление такого уровня, при котором происходит разрушение заряда ВВ и возбуждение реакции взрывчатого превращения.

На фиг.1 представлен общий вид заявленного устройства, где:
1 - корпус;
2 - тарельчатые пружины;
3 - ударник;
4 - стопор;
5 - винт;
6 - чека;
7 - корпус устройства инициирования;
8 - боек;
9 - инициатор;
10 - передаточный заряд ВВ;
11 - детонатор;
12 - регулировочная шайба.

На фиг.2 представлен вид устройства сверху, где:
1 - корпус;
3 - ударник;
4 - стопор;
6 - чека;
13 - регулировочный винт.

На фиг.3 изображен разрез А-А устройства, где:
1 - корпус;
3 - ударник;
4 - стопор.

На фиг.4 изображен вид Б устройства, где:
1 - корпус;
4 - стопор;
6 - чека.

Примером конкретного выполнения заявленного устройства может служить взрыватель, являющийся взрывным устройством механического типа и предназначенный для получения детонационного импульса при приложении к чеке механического усилия.

Взрыватель состоит из ударного механизма I и устройства инициирования II.

Ударный механизм I представляет собой стальной корпус 1, внутри которого расположены стальной ударник 3 и пакет из 16 тарельчатых пружин 2. Усилие поджатия пакета пружин регулируется с помощью набора регулировочных шайб 12. Рабочая поверхность ударника 3, которой он обращен к заряду ВВ, имеет сферическую форму. В хвостовой части ударника имеется кольцевая проточка, в которую входят два плоских стальных стопора 4 и удерживают ударник во взведенном состоянии. Один конец стопора закреплен винтом 5 так, что стопор имеет возможность свободно вращаться вокруг винта 5. Второй конец стопора имеет скругленный выступ и входит в паз чеки 6. На боковой поверхности стопора, которой он примыкает к ударнику, выполнен скос, угол которого составляет 45^o. Кроме этого, длина стопора и его расположение на корпусе выбраны так, что длина участка стопора от места примыкания его к ударнику до места примыкания к чеке равно 14 мм, а длина от места примыкания к ударнику до оси крепежного элемента равна 6 мм. Чека имеет выступы, которые входят в специальные пазы корпуса 1. В чеке имеется регулировочный винт 13, который упирается в один из стопоров.

Устройство инициирования II состоит из стального корпуса 7, размещенного в корпусе 1, бойка 8, инициатора 9, передаточного заряда 10 и детонатора 11. Боек выполнен из стали и имеет диаметр, совпадающий с диаметром инициатора. Инициатор и детонатор выполнены из бризантного ВВ - тэна, запрессованного под давлением 1200 кгс/см². Передаточный заряд также выполнен из тэна, запрессованного под давлением 50-75 кгс/см². Между инициатором и передаточным зарядом имеется стальная преграда.

Работает взрыватель следующим образом. При снятии чеки 6, стопора 4 под действием ударника 3, вращаясь вокруг винтов 5, освобождают ударник. Ударник под действием пакета тарельчатых пружин 2 разгоняется до скорости 20 м/с и бьет по бойку 8 устройства инициирования. Боек, сжимая и разрушая инициатор 9, возбуждает в нем реакцию взрывчатого превращения. Ударная волна от инициатора передается через преграду и инициирует передаточный заряд 10, в котором образуется детонационная волна. Детонационная волна достигает детонатора 11, где усиливается до необходимых параметров. Надежность взрывателя подтверждена экспериментально и составляет 0,99995 при достоверности 0,9. Взрыватель выдерживает механические удары с пиковым ускорением до 120 м/с² и линейные ускорения до 210 м/с².

Область применения: взрывные, аварийно-спасательные работы, авиационная и космическая техника, в том числе в условиях сильных электромагнитных полей и блуждающих токов, а конкретно в устройствах для получения детонационного импульса по механической команде. Сущность изобретения: в корпусе размещен подпружиненный ударник, примыкающий к двум стопорам, расположенным симметрично относительно ударника, и удерживаемый чекой, а также заряд бризантного взрывчатого вещества. Поверхность ударника, обращенная к заряду, выполнена в виде поверхности II порядка. Стопоры зафиксированы на корпусе крепежными элементами с возможностью вращения вокруг этих элементов. Чека снабжена регулировочным элементом, позволяющим менять усилие, прикладываемое к чеке при задействовании взрывателя. Технический результат: повышение безопасности при обеспечении надежного срабатывания. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Взрыватель, включающий корпус, подпружиненный ударник, примыкающий к стопору, чеку и заряд взрывчатого вещества, отличающийся тем, что заряд взрывчатого вещества выполнен на основе бризантного взрывчатого вещества, поверхность ударника, обращенная к заряду взрывчатого вещества, представляет собой поверхность второго порядка, стопор зафиксирован на корпусе крепежным элементом с возможностью вращения вокруг оси этого элемента, при этом чека снабжена регулировочным элементом, позволяющим корректировать усилие, прикладываемое к чеке для задействования взрывателя. 2. Взрыватель по п. 1, отличающийся тем, что ударник подпружинен одной или набором тарельчатых пружин. 3. Взрыватель по п. 2, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен узлом, регулирующим усилие поджатия пружины. 4. Взрыватель по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что дополнительно содержит еще один стопор, расположенный симметрично первому. 5. Взрыватель по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что ударник выполнен с кольцевой проточкой и стопор скошенной боковой поверхностью входит в нее. 6. Взрыватель по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что стопор имеет скругленный выступ, а в чеке выполнен паз, в котором установлен выступ. 7. Взрыватель по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что стопор размещен таким образом, что длина участка стопора от места примыкания его к ударнику до места примыкания к чеке превышает длину участка стопора от места примыкания его к ударнику до оси крепежного элемента. 8. Взрыватель по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что на корпусе выполнены пазы, а на чеке - выступы, которыми она входит в эти пазы. 9. Взрыватель по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что между ударником и зарядом взрывчатого вещества размещен боек.