ВЗРЫВНАЯ ЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА Российский патент 2005 года по МПК F42B3/10 

Изобретение относится к области взрывных работ и может быть использовано в устройствах дистанционного санкционированного подрыва зарядов взрывчатых веществ (ВВ), а конкретно в дискретных преобразователях на детонационных логических элементах.

Известна взрывная логическая схема, в частности взрывной логический элемент И, содержащий два входа и один выход, выполненные в виде детонационных прутков из ВВ с критическим диаметром детонации около 0.3 мм и скоростью детонации 7.8 км/с (а.с. 1177849, F 42 B 3/10, приоритет от 05.11.90 г, опубл. 30.11.92, Бюл.№44).

Известный логический элемент снабжен инертной перегородкой и приемным зарядом ВВ, размещенным за инертной перегородкой перед выходом, при этом длина L приемного заряда ВВ определяется из соотношения L=2D×Δτ, где D - скорость детонации заряда ВВ, Δτ - допустимая разновременность инициирования входов, обеспечивающая прохождение взрывного сигнала к выходу. Известный логический элемент выполняет функцию логического элемента И только при одновременном задействовании двух входов.

Известна другая взрывная логическая схема - логический элемент И (пат. US 3753402, F 42 D 1/00, опубл. 21.08.73 г.), выбранный в качестве прототипа заявляемой логической схемы как наиболее близкий по технической сущности и количеству сходных признаков. Известная взрывная логическая схема представляет собой плату, выполненную из инертного материала с двумя входами (первым и вторым) и одним выходом, связанными между собой детонационными прутками, образующими между первым входом и выходом длинную и короткую ветви с подстыковкой второго входа к короткой ветви. Эти прутки изготавливают путем выдавливания желобов и канавок на одной из поверхностей платы и заполнения их пластическим вторичным взрывчатым веществом. Данная схема содержит также два исполнительных элемента, разрушающих детонационную связь, один из которых размещен на стыке длинной и короткой ветвях, а другой - на стыке короткой ветви и второго входа. Эти исполнительные элементы выполнены в виде Т-образных разрушаемых пересечений детонационных прутков, при этом в местах соединений прутки выполнены с сужением. Сечение детонационного прутка в сужении выбрано таким образом, что оно достаточно для прохождения взрывного сигнала в прямом направлении и недостаточно для распространения сигнала в поперечном направлении. Сигнал на выходе возникает тогда, когда на оба входа поданы задействующие сигналы. В таблице приведена матрица состояния функции, выполняемой данной схемой.

Таблица вход 1вход 2выход111100010000

Недостатком аналога и прототипа является ограниченность применения из-за больших габаритов.

Задачей, стоящей в данной области техники, является миниатюризация размеров взрывных логических схем и элементов, а также повышение их надежности и быстродействия работы.

Техническим результатом заявляемого изобретения является уменьшение габаритно-весовых характеристик.

Указанный технический результат достигается за счет того, что во взрывной логической схеме, включающей плату с первым, вторым входами и одним выходом, связанными между собой детонационными прутками, образующими между первым входом и выходом длинную и короткую ветви с подстыковкой второго входа к короткой ветви, снабженных исполнительными элементами, разрушающими детонационную связь, размещенных на стыках длинной с короткой ветвями и короткой ветви со вторым входом, детонационные прутки установлены на обеих сторонах платы, а в плате выполнены сквозные отверстия, в которых размещены исполнительные элементы, разрушающие детонационную связь, представляющие собой приемный заряд и примыкающую к нему инертную преграду, размещенную со стороны разрушаемого детонационного прутка с возможностью перемещения под действием продуктов взрыва приемного заряда, причем детонационные прутки и приемный заряд выполнены из осажденного взрывчатого вещества. Оптимальную толщину приемного заряда h выбирают равной 1/3 толщины Н инертной преграды, где 1.1<Н<1.8 мм.

Выполнение детонационных каналов с двух противоположных сторон платы позволяет добиться компактности схемы и уменьшить ее габариты.

Выполнение в плате сквозных отверстий с размещением в них элементов, разрушающих детонационную связь, позволяет избежать стыков детонационных прутков на обеих сторонах платы и компактно разместить взрывную логическую схему, что приводит к уменьшению габаритов.

Выполнение исполнительных элементов, разрушающих детонационную связь в виде приемного заряда и примыкающей к нему инертной преграды, размещенной со стороны разрушаемого детонационного прутка с возможностью перемещения под действием продуктов взрыва, позволяет принять взрывной сигнал от детонационного прутка, размещенного на одной стороне платы и переместить инертную преграду с целью разрыва детонационного прутка, размещенного на другой стороне платы при минимальных размерах детонационных прутков, что уменьшает габариты схемы. Выполнение детонационных прутков и приемного заряда из осажденного ВВ увеличивает надежность срабатывания логической схемы, так как формирование взрывной логики, в данном случае, осуществляется за один технологический прием, что позволяет практически избежать возникновения скрытых дефектов по сравнению со стыковкой прутков друг с другом при формировании логической схемы из пластического ВВ. Осажденное ВВ имеет малый критический диаметр, что позволяет уменьшить габаритно-весовые характеристики логической схемы, сформированной, используя осажденное ВВ, в 4 раза по сравнению с логической схемой, сформированной из пластического ВВ.

Выбор толщины приемного заряда основан на том, что энергия продуктов его взрыва должна быть достаточной для перемещения инертной преграды и, в то же время, недостаточной для передачи взрывного импульса на разрываемый детонационный пруток, чтобы в последнем не возникала детонация.

Примером конкретного выполнения заявляемого устройства может служить взрывная логическая схема И, представленная на фиг.1 и фиг.2 (на фиг.1 - одна сторона платы, на фиг.2 - оборотная сторона платы). На фиг.3 схематично представлен исполнительный элемент, разрушающий детонационную связь путем разрыва длинной ветви. На фиг.4 схематично представлен исполнительный элемент, разрушающий детонационную связь путем разрыва короткой ветви. Пояснения к фигурам:

1 - плата

2 - вход 1

3 - вход 2

4 - выход

5 - длинная ветвь в виде детонационного прутка ВВ

6 - пруток, соединяющий второй вход с короткой ветвью

7 - короткая ветвь в виде детонационного прутка ВВ

8 - исполнительный элемент, разрушающий детонационную связь первого входа и выхода через длинную ветвь

9 - исполнительный элемент, разрушающий детонационную связь первого входа и выхода через короткую ветвь

10 - приемный заряд

11 - инертная преграда.

Взрывная логическая схема представляет собой плату из полихлорвинила размером 40×40×2 мм, с двух сторон которой, используя метод термовакуумного осаждения ВВ, через трафарет нанесены детонационные прутки сечением 1.0×0.4 мм². Длинная ветвь, образованная одним детонационным прутком, соединяет первый вход с выходом и размещена на одной стороне платы. На этой же стороне платы размещен детонационный пруток, соединяющий второй вход с исполнительным элементом, разрушающим детонационную связь первого входа и выхода через короткую ветвь. На другой стороне платы выполнена короткая ветвь в виде детонационного прутка, соединяющего первый вход с исполнительным элементом, разрывающем детонационную связь первого входа и выхода через длинную ветвь. В местах стыка короткой ветви с длинной и вторым входом в плате выполнены два сквозных отверстия, каждое ⊘ 4 мм, в которых размещены исполнительные элементы, разрывающие детонационную связь, выполненные как и детонационные прутки, методом термовакуумного осаждения ВВ, в виде шашки взрывчатого вещества толщиной 0.5 мм и инертной преграды из полиметилметакрилата (оргстекла) толщиной 1.5 мм, примыкающей к шашке. У исполнительного элемента, разрывающего детонационную связь через короткую ветвь, инертная преграда установлена со стороны короткой ветви и примыкает к ней. У другого исполнительного элемента - со стороны длинной ветви. Критический диаметр детонации ВВ, нанесенного таким образом равен 0.1 мм, а критическая толщина прутка 60 мкм, что позволяет снизить габариты логической схемы в 4 раза.

Схема работает следующим образом. Сигнал задействования, поданный на первый вход (поз.2, фиг.1, 2), распространяется в двух направлениях по детонационным пруткам разной длины (поз.5, 6, фиг.1, 2). За счет разницы длины детонационных прутков взрывной сигнал, идущий по более короткому прутку (поз.7, фиг.2), придет к исполнительному элементу (поз.8, фиг.1, 2), разрушающему длинный пруток (поз.5, фиг.1) раньше, чем взрывной сигнал, распространяющийся по длинному прутку (поз.5, фиг.1), достигнет выхода (поз.4, фиг.1). Поэтому взрывной сигнал, дошедший до исполнительного элемента (поз.8, фиг.1, 2) по короткому прутку (поз.7, фиг.2), задействует приемный заряд (поз.10, фиг.3), а продукты его взрыва двигают инертную преграду (поз.11, фиг.3) в сторону длинного прутка (поз.5, фиг.1, 3) и разрушают этот длинный пруток, препятствуя, таким образом, дальнейшей передаче взрывного сигнала по длинному прутку (поз.5, фиг.1) к выходу (поз.4, фиг.1). В этом случае на выходе сигнала не будет. При подаче задействующего сигнала на второй вход (поз.3, фиг.1) взрывной сигнал поступает по детонационному прутку (поз.7, фиг.1) на исполнительный элемент (поз.9, фиг.1), разрушающий детонационную связь первого входа (поз.2, фиг.1, 2) и выхода (поз.4, фиг.1) через короткий детонационный пруток (поз.7, фиг.2). Приемный заряд (поз.10, фиг.4) срабатывает, и продукты его взрыва двигают инертную преграду (поз.11, фиг.4) в сторону короткого детонационного прутка (поз.7, фиг.2, 4), которая разрушает его и, тем самым, препятствует дальнейшему распространению взрывного сигнала по короткому детонационному прутку (поз.7, фиг.1) к выходу (поз.4, фиг.1). В этом случае на выходе не будет сигнала.

При подаче задействующего сигнала на первый вход (поз.2, фиг.1, 2) и второй вход (поз.3, фиг.1) одновременно взрывной сигнал от первого входа распространяется в двух направлениях по длинному детонационному прутку (поз.5, фиг.1) и короткому детонационному прутку (поз.7, фиг.2). От второго входа (поз.3, фиг.1) взрывной сигнал поступает на исполнительный элемент (поз.9, фиг.1, 2), разрушающий короткий детонационный пруток (поз.7, фиг.2). Так как длина детонационного прутка (поз.6, фиг.1) от второго входа (поз.3, фиг.1) до исполнительного элемента (поз.9, фиг.1, 2) меньше длины детонационного прутка (поз.7, фиг.2) от второго входа до исполнительного элемента (поз.8, фиг.1, 2), то взрывной сигнал от второго входа (поз.3 фиг.1) на приемный заряд (поз.10, фиг.4) исполнительного элемента (поз.9, фиг.1, 2) поступает раньше и задействует этот приемный заряд, продукты взрыва которого перемещают инертную преграду (поз.11, фиг.4), которая разрушает короткий детонационный пруток (поз.7, фиг.2). Таким образом, взрывной сигнал, идущий по короткому детонационному прутку, достигает места разрушения прутка и дальше не распространяется. А взрывной сигнал, идущий по длинному детонационному прутку (поз.5, фиг.1) от первого входа (поз.2, фиг.1, 2) беспрепятственно достигает выхода (поз.4, фиг.1). Поскольку сечение детонационных прутков из осажденного ВВ значительно меньше, чем прутков из пластичного ВВ (как в прототипе), то и энергии, необходимой для их разрушения, требуется меньше. Поэтому воздействие продуктов взрыва приемного заряда (поз.10, фиг.3, 4) толщиной 0.5 мм достаточно для перемещения инертной преграды (поз.11, фиг.3, 4) толщиной 1.5 мм для разрушения детонационного прутка и невозможности возбуждения детонации в разрушаемом прутке от взрывного импульса при подрыве приемного заряда (поз.5, фиг.1).

Таким образом, уменьшенная в 4 раза по габаритным характеристикам логическая схема обеспечивает надежность передачи взрывного импульса и быстродействие при санкционированном задействовании заряда и невозможность его подрыва при каких-либо нештатных ситуациях.

Изобретение относится к дискретным преобразователям на детонационных логических элементах для дистанционного санкционированного подрыва зарядов взрывчатого вещества. Сущность изобретения заключается в том, что взрывная логическая схема содержит плату с двумя входами и одним выходом, связанными между собой детонационными прутками, образующими между первым входом и выходом длинную и короткую ветви с подстыковкой второго входа к короткой ветви. На стыках длинной с короткой ветвью и короткой ветви со вторым входом установлены исполнительные элементы, разрушающие детонационную связь. Детонационные прутки размещены на обеих сторонах платы, а в плате выполнены сквозные отверстия, в которых установлены исполнительные элементы, разрушающие детонационную связь, выполненные в виде приемного заряда и примыкающей к нему инертной преграды, размещенной со стороны разрушаемого детонационного прутка с возможностью перемещения под действием продуктов взрыва приемного заряда, причем детонационные каналы и приемный заряд выполнены из осажденного взрывчатого вещества. Техническим результатом является уменьшение габаритно-весовых характеристик. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

1. Взрывная логическая схема, содержащая плату с двумя входами и одним выходом, связанными между собой детонационными прутками, образующими между первым входом и выходом длинную и короткую ветви с подстыковкой второго входа к короткой ветви, при этом на стыках длинной с короткой ветвью и короткой ветви со вторым входом установлены исполнительные элементы, разрушающие детонационную связь, отличающаяся тем, что детонационные прутки размещены на обеих сторонах платы, а в плате выполнены сквозные отверстия, в которых установлены исполнительные элементы, разрушающие детонационную связь, выполненные в виде приемного заряда и примыкающей к нему инертной преграды, размещенной со стороны разрушаемого детонационного прутка с возможностью перемещения под действием продуктов взрыва приемного заряда, причем детонационные каналы и приемный заряд выполнены из осажденного взрывчатого вещества.2. Взрывная логическая схема по п.1, отличающаяся тем, что толщину приемного h заряда выбирают из следующего соотношения:

h=1/3H,

где Н - толщина инертной преграды; 1,1<Н<1,8, мм.