ЭЛЕКТРОДЕТОНАТОР Российский патент 2003 года по МПК F42C19/08 

Изобретение относится к взрывным работам, в частности к разработке безопасных средств взрывания, и может использоваться в различных областях народного хозяйства.

Известен электродетонатор (патент США 3659527, 1972), содержащий корпус и электроды, в котором используется первичное ВВ - изобисгексанитробифенил и взрывающийся от электрического тока запальный мостик, расположенный в толще или на поверхности раздела ВВ и изоляционной подложки. Для подрыва этого электродетонатора требуется небольшая энергия, однако его нельзя назвать безопасным, так как он содержит первичное взрывчатое вещество.

Также известен безопасный электродетонатор, содержащий корпус, электроды (патент США 3978791, 1976), в котором используется воспламенительная навеска из бризантного ВВ и взрывающийся от электрического тока запальный проволочный мостик, расположенный в толще или на поверхности раздела ВВ и изоляционной подложки. Ударная волна, возникающая при взрыве проволочки, является сферически расходящейся. При достаточно сильных ударных волнах, генерируемых в ВВ, на некотором расстоянии от проволочки возбуждается детонация ВВ. К недостаткам этого электродетонатора следует отнести относительно большую энергию, требуемую для подрыва, большой разброс времени работы электродетонатора. Это известное устройство выбрано в качестве прототипа по наибольшему количеству сходных с заявляемым прототипом признаков и решаемой задачи.

Целью изобретения является повышение безопасности обращения с электродетонатором при одновременном снижении энергии, требуемой для подрыва и разброса времени работы электродетонатора. Технический результат изобретения - снижение энергии возбуждения детонации, повышение безопасности, уменьшение времени срабатывания и временного разброса работы детонатора.

Сущность изобретения состоит в том, что в ЭД запальный мостик и небольшое количество бризантного ВВ (навеска) помещаются в узкий (меньше предельного диаметра ВВ) канал. Канал выполнен в жестком по отношению к продуктам взрыва материале. Акустическая жесткость этого материала превышает акустическую жесткость материала навески. Ширина навески в области контактирования ее с мостиком не превышает предельного диаметра ВВ навески. Канал постепенно расширяется до размеров, превышающих предельный диаметр ВВ. При наличии абсолютно жестких стенок вся энергия, выделенная при электрическом взрыве мостика, передастся только в ВВ. При этом ударная волна, распространяющаяся по ВВ, будет плоской, а не расходящейся. Отсутствие расходимости ударной волны и потерь энергии в стенку даст возможность уменьшить сечение канала с ВВ и соответственно энергию, требуемую для возбуждения детонации этого ВВ. Ограничения, накладываемые на такое уменьшение, будут связаны лишь с требованием сохранения структуры вторичного ВВ. Среди реальных материалов имеются металлы и изоляционные материалы, у которых жесткость (произведение плотности на скорость звука) на порядок превосходят жесткость продуктов взрыва и на два порядка жесткость ВВ до начала взрывчатого превращения в нем. Это означает, что имеется принципиальная возможность направить не менее 90% энергии электровзрыва в плоскую ударную волну, возбуждающую детонацию в ВВ. Переход от расходящихся ударных волн к плоским в сочетании с уменьшением количества ВВ (ширина навески в области контакта с мостиком не превышает предельного диаметра ВВ навески) дает возможность получить снижение энергии возбуждения детонации и уменьшить влияние переходных процессов при возбуждении детонации на разброс времени. Безопасность ЭД повышается за счет меньшего количества бризантного ВВ в детонаторе и возможности использования менее чувствительных ВВ, в том числе и пожаробезопасных составов.

Расширение канала ВВ необходимо для нормальной передачи детонации от детонатора в массив ВВ без дополнительных ограничений. Плавность расширения канала (расстояние, на котором оно осуществляется) определяется характеристиками используемого ВВ и корпуса электродетонатора.

На фиг.1 изображен общий вид электродетонатора, а на фиг.2 - пример конкретного выполнения заявляемого устройства, где
1 - проводящий мостик,
2 - жесткий корпус из электроизоляционного материала,
3 - вторичное взрывчатое вещество,
4 - электроды,
5 - прорезь,
6 - выходное отверстие.

Примером конкретного исполнения является электродетонатор, изображенный на фиг.2. Электродетонатор включает в себя проводящий мостик 1, выполненный из никеля. Длина мостика равна 0,15 мм, а сечение 0,03х0,03 мм². Мостик выполнен за одно целое с электродами 4 толщиной 0,15 мм, металл образует два полосковых электрода шириной 6 мм и тонкий мостик, соединяющий электроды в их центральной части. Мостик заключен в насыпном ТЭНе с дисперсностью 12000 см²/г и плотностью 1 г/см³. Корпус 2 выполнен из керамики КВПТ. Плотность керамики равна ρ₀ = 3,75 г/см³, а скорость звука с₀=7,42 км/с. Корпус выполнен из двух практически одинаковых частей так, как это показано на фиг.2. Диаметр корпуса равен 14 мм. Ширина прорезей 5 в корпусе равна 4 мм, а размер выходного отверстия - 4х4 мм². Обе части корпуса склеены между собой. Полость в корпусе заполнена высокодисперсным ТЭНом, плотность которого составляет 1 г/см³ в области контакта с никелем и 1,4 г/см³ на периферии электродетонатора.

Работа устройства осуществляется следующим образом. При подаче высоковольтного импульса с током 1 кА и временем нарастания тока ~0,15 мкс на электроды 4 происходит электрический взрыв мостика 1. Продукты взрыва мостика расширяясь создают ударную волну в ВВ 3. Корпус электродетонатора 2 препятствует расширению продуктов взрыва и тем самым способствует переходу ударной волны в детонационную. При переходе от малоплотного ВВ к более плотному детонационная волна усиливается и у выходного отверстия приобретает способность инициировать другие вторичные взрывчатые вещества.

Изобретение относится к области взрывных работ. Сущность изобретения заключается в том, что в корпусе детонатора выполнены прорези, заполненные навеской из вторичного взрывчатого вещества, а электроды соединены запальным мостиком. Корпус и электроды выполнены из материала, акустическая жесткость которого выше, чем у материала навески, при этом ширина навески в области контактирования с мостиком не превышает предельного диаметра взрывчатого вещества. Изобретение уменьшает энергию задействования, повышает безопасность обращения и уменьшает разброс времени срабатывания. 2 ил.

Электродетонатор, содержащий корпус, электроды, запальный мостик и навеску из вторичного взрывчатого вещества, отличающийся тем, что корпус и электроды выполнены из материала, акустическая жесткость которого превышает акустическую жесткость материала навески, при этом ширина навески в области контактирования ее с мостиком не превышает предельного диаметра взрывчатого вещества навески.