УСТРОЙСТВО ИНИЦИИРУЮЩЕЕ Российский патент 2007 года по МПК F42B3/10 

Устройство инициирующее относится к средствам инициирования и предназначено для проведения взрывных работ как на поверхности, так и под землей в горно-рудной и угледобывающей промышленности.

Известны инициирующие устройства, а именно электродетонаторы (Справочник по буровзрывным работам. Друкованый М.Ф. и др. 1976 г. Москва: Недра, стр.141, патент РФ 2148239 С1 от 09.09.1998 г. по кл. МКИ F 42 В 3/10, F 42 С 19/12), представляющие собой капсюль-детонатор, соединенный герметично в одной гильзе с источником начального импульса в виде электровоспламенителя, состоящего из мостика накаливания с воспламенительной головкой и выводных проводов, посредством которых электродетонаторы подключаются к электрическому источнику питания и связываются между собой в единую схему взрыва. Инициирующие устройства, где в качестве источника начального импульса используются электровоспламенители, подвержены влиянию электромагнитных полей, вызывающих появление блуждающих токов наводки, что в ряде случаев приводит к несанкционированному действию вышеуказанных устройств и созданию аварийных ситуаций. Это является недостатком данного технического решения.

В настоящее время при проведении взрывных работ широкое применение получили неэлектрические инициирующие устройства, где электровоспламенители заменены на волноводы (патент РФ 2133436 С1 от 13.10.97 г. по кл. МКИ F 42 В 3/10, F 42 С 19/08, патент РФ 2213930 С2 от 08.10.2001 г. по кл. МКИ F 42 В 3/10, F 42 C 19/08), представляющие собой гибкую пластмассовую трубку, внутренняя поверхность которой покрыта слоем взрывчатого вещества. Капсюль-детонатор состоит из гильзы, в которую снаряжены основной заряд из бризантного взрывчатого вещества, инициирующий заряд и замедляющее устройство.

Рассматриваемое в данном случае устройство состоит из источника начального импульса неэлектрического типа, соединенного через волновод с концевым капсюлем-детонатором. При возбуждении волновода с помощью неэлектрического источника начального импульса типа капсюля-детонатора, детонирующего шнура или специального запального устройства в канале волновода возникает и поддерживается ударная волна, распространяющаяся со скоростью 2000-2800 м/сек, которая инициирует концевой капсюль-детонатор и производит последующее задействование соединенных с ним при монтаже взрывной сети шашек-детонаторов, взрывных патронов, волноводов и других инициирующих устройств.

Вышерассмотренная конструкция неэлектрического инициирующего устройства на основе волновода является более безопасной в эксплуатации и принята за прототип.

Имея более высокий уровень безопасности по сравнению с электродетонатором, инициирующее устройство на основе волновода имеет следующие недостатки. В электродетонаторе начальный импульс от электровоспламенительной головки представляет собой высокотемпературный газовый поток с временем индукции, то есть временем воздействия на капсюль-детонатор значительно большим, чем в волноводном устройстве, где процесс передачи начального импульса капсюлю-детонатору носит детонационный, кратковременный характер. Кроме того, в замкнутом и небольшом по сравнению с волноводным устройством рабочем объеме электродетонатора энергетические характеристики воздействия начального импульса выше, чем в волноводном устройстве, где рабочий объем между источником начального импульса и капсюлем-детонатором увеличивается за счет канала трубки волновода.

Выше перечисленные недостатки прототипа не оказывают влияния на работу капсюлей-детонаторов мгновенного действия, где начальный импульс воздействует на вторичное взрывчатое вещество непосредственно через инициатор, например через азид свинца или гремучую ртуть, которые в одинаковой степени чувствительны как к тепловому, так и к детонационному импульсу.

Несколько иначе обстоит дело в том случае, когда в рассматриваемом прототипе используется капсюль-детонатор замедленного действия, где начальный импульс от волновода передается вторичному взрывчатому веществу в виде замедлительного элемента с запрессованным в нем воспламенительным составом, которому требуется определенный энергетический импульс для воспламенения. В волноводных устройствах энергетический импульс бывает недостаточным из-за кратковременности действия и носит детонационный характер, что в ряде случаев приводит к отказам в работе воспламенительного состава, а следовательно, и капсюля-детонатора в целом.

Техническая задача заявителя, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении надежности работы волноводного инициирующего устройства замедленного действия.

Поставленная задача решена за счет размещения между волноводом и замедлителем капсюля-детонатора усилительного элемента в виде колпачка с легковоспламеняющимся пиротехническим составом, имеющего сквозной центральный канал диаметром, равным диаметру канала волновода, или без центрального канала, при этом время горения легковоспламеняющегося пиротехнического состава должно находиться в пределах 2-5 миллисекунд. Это позволяет увеличить продолжительность действия начального импульса в волноводном устройстве.

На чертеже схематически представлено предлагаемое инициирующее устройство, состоящее из волновода (поз.1), капсюля-детонатора (поз.2) и усилительного элемента, состоящего из колпачка (поз.3) и легковоспламеняющегося пиротехнического состава (поз.4 вариант I, поз.4 вариант II) и размещенного между волноводом (поз.1) и замедлителем (поз.5) капсюля-детонатора (поз.2).

Устройство инициирующее работает следующим образом: начальный импульс от волновода со скоростью ударно-детонационной волны передается к капсюлю-детонатору через усилительный элемент с легковоспламеняющимся пиротехническим составом, приводя последний в действие с временем горения 2-5 миллисекунд, что увеличивает суммарный начальный импульс, инициирующий воспламенительный состав замедлителя с обеспечением надежности работы всего устройства в целом.

Совокупность существенных признаков: усилительный элемент, состоящий из колпачка и легковоспламеняющегося пиротехнического состава с центральным каналом диаметром, равным диаметру канала волновода, или без центрального канала, и определенное экспериментально необходимое время горения воспламенительного состава в пределах 2-5 миллисекунд является достаточной для решения поставленной технической задачи.

Положительный результат заключается в том, что введение усилительного элемента между волноводом и замедлителем капсюля-детонатора отождествляет условия работы волноводного устройства с условиями работы электродетонатора, позволяя увеличить суммарный начальный импульс, инициирующий воспламенительный состав замедлителя.

Предлагаемое устройство прошло контрольные испытания, которые подтверждают решение поставленной технической задачи, позволяют считать предложенное техническое решение соответствующим критерию изобретения: "промышленная применимость", "новизна".

Изобретение относится к средствам инициирования и предназначено для проведения взрывных работ. Для увеличения продолжительности действия импульса волновода в инициирующее устройство, состоящее из источника начального импульса, волновода и концевого капсюля-детонатора, дополнительно введен между волноводом и замедлителем капсюля-детонатора усилительный элемент, состоящий из колпачка и легковоспламеняющегося пиротехнического состава со сквозным центральным каналом диаметром, равным диаметру канала волновода, или без центрального канала. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы инициирующего устройства. 1 ил.

Устройство инициирующее, состоящее из источника начального импульса, волновода и концевого капсюля-детонатора с замедлителем, отличающееся тем, что для увеличения продолжительности импульса волновода между волноводом и замедлителем капсюля-детонатора размещен усилительный элемент, состоящий из колпачка и легковоспламеняющегося пиротехнического состава со сквозным центральным каналом диаметром, равным диаметру канала волновода, или без центрального канала, причем легковоспламеняющийся пиротехнический состав выбран из условия обеспечения возможности горения в пределах 2÷5 мс.