ЭЛЕКТРОДЕТОНАТОР НА ОСНОВЕ БРИЗАНТНОГО ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА Российский патент 2007 года по МПК F42C19/12 

Изобретение относится к области взрывных работ, а конкретно к средствам подрыва зарядов взрывчатых веществ (ВВ).

Известен электродетонатор (ЭД) (патент России №2120101, опубликован 20.01.03 г.) на основе бризантного взрывчатого вещества, содержащий тонкостенный корпус с размещенным в нем инициатором и основным зарядом ВВ.

Недостатком данного электродетонатора является разрушаемый корпус.

Известен другой электродетонатор на основе бризантного ВВ (патент России №2150671, опубликован 10.06.90 г.), выбранный в качестве прототипа и содержащий корпус, в котором размещены основной заряд ВВ, шайба с отверстием и инициатор, состоящий из колодочки с двумя выводами, мостика накаливания и гильзы с двумя частями заряда ВВ, причем одна часть ВВ расположена в колпачке и примыкает к мостику накаливания, а другая часть ВВ, запрессованная непосредственно на донышко гильзы, примыкает к шайбе с отверстием, основной заряд запрессован в гильзу детонатора с усилием, составляющим 0,9 от усилия запрессовки заряда взрывчатого вещества в гильзу инициатора.

Недостатком данного электродетонатора является отсутствие защиты от статического электричества, относительная сложность изготовления (много оболочек), при срабатывании инициатора из-за наличия колпачка, разделяющего две части ВВ, могут остаться непрореагировавшие участки ВВ, что снижает надежность срабатывания инициатора. Конструкция основного заряда не позволяет запрессовать его до максимальной плотности, что снижает инициирующую способность и, соответственно, надежность работы детонатора.

Техническим результатом заявляемого решения является повышение безопасности обращения с электродетонатором и надежности его работы.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в известном электродетонаторе на основе бризантного ВВ, содержащем корпус, основной заряд ВВ, шайбу с отверстием и инициатор, состоящий из колодочки с двумя выводами, мостика накаливания и гильзы с двумя частями заряда ВВ, одна из которых примыкает к мостику накаливания, корпус выполнен неразрушаемым и в нем размещен дополнительный заряд ВВ и мембрана, при этом дополнительный заряд ВВ запрессован в колпачок, установлен заподлицо с торцом неразрушаемого корпуса и примыкает к основному заряду. Отверстие шайбы закрыто мембраной, которая поджата гайкой через направляющую шайбу и инициатор, гильза которого электрически соединена с одним из выводов колодочки и по наружной поверхности опрессована электроизоляционным материалом, причем вторая часть заряда ВВ, размещенного в гильзе, запрессована в колпачок, примыкает к первой части и установлена с утопанием относительно торца инициатора. Шайба может быть выполнена за одно целое с корпусом. Между инициатором и направляющей шайбой может быть установлена металлическая вставка. Мембрана может быть выполнена из пружинной стали. Электродетонатор может дополнительно содержать соединитель электрический, а свободное пространство между ним и инициатором заполнено компаундом.

Применение неразрушаемого корпуса с дополнительным зарядом ВВ локализует негативное влияние продуктов взрыва дополнительного заряда ВВ на окружающее пространство, т.е. повышает безопасность ЭД, а с другой стороны, направляет энергию дополнительного заряда ВВ в нужном направлении, что повышает инициирующую способность электродетонатора.

Применение дополнительного заряда ВВ позволяет получить требуемый инициирующий импульс с меньшим количеством основного заряда ВВ.

Установка мембраны на отверстие шайбы повышает безопасность и надежность ЭД, т.к. позволяет создать наиболее оптимальные условия передачи энергии от инициатора основному заряду ВВ, что способствует при меньшей длине и, соответственно, массе основного заряда ВВ сформировать в нем детонационный импульс, достаточный для инициирования дополнительного заряда ВВ.

Запрессовка дополнительного заряда ВВ в колпачок и установка его заподлицо с торцом неразрушаемого корпуса повышает инициирующую способность в требуемом направлении, безопасность при изготовлении и эксплуатации ЭД.

Примыкание дополнительного заряда ВВ к основному заряду ВВ повышает надежность передачи детонационного импульса при оптимальных габаритно-массовых характеристиках основного заряда ВВ.

Поджатие мембраны к отверстию шайбы гайкой через направляющую шайбу и инициатор позволяет проконтролировать качество прилегания мембраны, которое необходимо для надежной работы ЭД и обеспечения оптимальных условий для инициирования основного заряда ВВ с минимальной массой.

Электрическое подсоединение вывода инициатора к гильзе позволяет исключить срабатывание ЭД от разрядов статического электричества, этим самым повышается его безопасность и сохранность работоспособности при эксплуатации.

Опрессовка наружной поверхности гильзы оболочкой из диэлектрического материала и установка колпачка с утопанием относительно торца корпуса ЭВ исключает гальваническую связь гильзы с корпусом и тем самым цепи питания мостика с корпусом ЭД, что повышает его безопасность при эксплуатации. Кроме этого, отсутствие гальванической связи гильзы с корпусом повышает надежность работы ЭД, поскольку случайное соединение любого потенциального вывода источника питания с корпусом не приводит к отказу в срабатывании ЭД.

Размещение второй части заряда ВВ инициатора в колпачке делает более безопасным процесс снаряжения инициатора и позволяет запрессовать в колпачок ВВ до более высокой плотности, чем первая часть заряда ВВ инициатора, что повышает надежность передачи инициирующего импульса основному заряду ВВ.

Примыкание второй части заряда ВВ инициатора к первой повышает надежность передачи инициирующего импульса от первой части ко второй и позволяет оптимизировать габаритно-массовые параметры первой части заряда ВВ инициатора.

Выполнение шайбы с отверстием за одно целое с корпусом позволяет повысить технологичность и надежность электодетонатора.

Металлическая вставка повышает надежность работы ЭД при отрицательных температурах.

Выполнение мембраны из пружинной стали повышает эффективность работы ЭД.

Наличие соединителя электрического позволяет унифицировать подвод электроэнергии к ЭД.

Заливка свободного объема ЭД компаундом повышает сохранность выводов и гайки при эксплуатации.

Примером конкретного выполнения заявляемого устройства может служить электродетонатор, представленный на чертеже, где:

1 - корпус;

2 - инициатор;

3 - вилка соединителя;

4 - колодочка с мостиком;

5 - выводы;

6 - гильза;

7 - вставка;

8 - первая часть заряда ВВ инициатора;

9 - вторая часть заряда ВВ инициатора;

10 - основной заряд ВВ;

11 - гайка;

12 - дополнительный заряд ВВ;

13 - мембрана;

14 - компаунд;

15 - шайба направляющая;

16 - гайка накидная;

17 - шайба с отверстием.

ЭД, представленный на чертеже, состоит из корпуса 1 (сталь 08Х15Н5Д2Т-Ш), инициатора 2 и вилки соединителя типа 2РМ143, поджимаемой к корпусу 1 с помощью накидной гайки 16.

Инициатор 2 состоит из колодочки 4 и гильзы 6. Колодочка выполнена из пресс-материала АГ-4 и находится в стальной гильзе 6. В колодочку впрессованы гибкие выводы 5. С одной стороны к выводам подпаян нихромовый мостик диаметром 0,04 мм, а с другой - контакты вилки соединителя 3, кроме этого, один вывод 5 имеет электрическое соединение с гильзой 6. Наружные поверхности гильзы опрессованы электроизоляционным материалом АГ-4. К мостику прилегает первая часть заряда ВВ инициатора 8 из состава ОЦ (смесь октогена с цирконием). Первая часть заряда ВВ инициатора поджимается колпачком ко второй части заряда ВВ инициатора 9 (тэна). Колпачок со второй частью заряда ВВ инициатора 9 устанавливается в инициатор с гарантированным утопанием относительно торца инициатора.

Между инициатором и основным зарядом ВВ (тэна)10 установлена мембрана 13, изготовленная из стали 65Г и толщиной 0,1 мм. Мембрана поджимается к шайбе с отверстием 17 с помощью гайки 11 через направляющую шайбу 15, вставку 7 и инициатор 2. Свободный объем в корпусе ЭД между инициатором и вилкой соединителя заполнен эпоксидным компаундом ЭК-34 14.

В канале корпуса 1 находится основной заряд ВВ (тэна) 10, к которому поджимается колпачок с дополнительным зарядом ВВ (тэн) 12.

Работает вышеописанный ЭД следующим образом. При подаче напряжения от источника тока на контакты вилки соединителя 3 через выводы 5 и мостик, входящие в состав колодочки с мостиком 4, будет протекать ток. Под действием импульса тока мостик нагревается и поджигает первую часть заряда ВВ инициатора 8. Продуктами горения первой части заряда поджигается вторая часть заряда ВВ инициатора 9. При горении второй части заряда ВВ инициатора внутри гильзы 6 инициатора 2 резко возрастает давление продуктов горения. Локализация этих газов внутри инициатора 2 до прорыва мембраны обеспечивается плотным поджатием инициатора 2 гайкой 11 через шайбу направляющую 15 и вставку 7. При прорыве мембраны 13 продукты горения с большой скоростью через отверстие шайбы 17 устремляются в основной заряд ВВ 10, возбуждая в нем конвективное горение, которое затем переходит в детонацию. Необходимая инициирующая способность ЭД обеспечивается наличием дополнительного заряда ВВ 12, запрессованного в колпачок. Наличие неразрушаемого корпуса 1, шайбы с отверстием 17, вставки 7, направляющей шайбы 15, компаунда 14, вилки соединителя 3 и гайки накидной 16 обеспечивает локализацию продуктов взрывчатого превращения при развитии детонационных процессов в основном заряде ВВ, препятствуя разлету продуктов в сторону вилки соединителя, повышая этим надежность срабатывания ЭД.

Область применения изобретения - средства подрыва зарядов взрывчатых веществ (ВВ). Сущность изобретения: в неразрушаемом корпусе, содержащем шайбу с отверстием, размещены основной заряд ВВ, дополнительный заряд ВВ, мембрана, гайка, направляющая шайба, вставка, вилка соединителя и инициатор. Инициатор состоит из колодочки с мостиком накаливания и выводами, гильзы с двумя частями бризантного ВВ, причем одна часть ВВ примыкает к мостику накаливания, а другая часть, запрессованная в колпачок, примыкает непосредственно к первой части и устанавливается с утопанием относительно корпуса инициатора. Гильза инициатора имеет электрический контакт с одним из выводов и по наружной поверхности опрессована электроизоляционным материалом. Мембрана закрывает входное отверстие основного заряда ВВ и поджимается к нему с помощью гайки через направляющую шайбу, вставку и инициатор. Дополнительный заряд ВВ запрессован в колпачок и установлен заподлицо с корпусом ЭД. Свободный объем в корпусе ЭД между инициатором и вилкой соединителя заполнен компаундом. Накидная гайка обеспечивает закрепление соединителя в корпусе ЭД. Технический результат заключается в повышении надежности и безопасности в обращении. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Электродетонатор на основе бризантного взрывчатого вещества, содержащий корпус, в котором размещены основной заряд взрывчатого вещества, шайба с отверстием и инициатор, состоящий из колодочки с двумя выводами, мостика накаливания и гильзы с двумя частями заряда взрывчатого вещества, одна из которых примыкает к мостику накаливания, отличающийся тем, что корпус выполнен неразрушаемым и в нем размещены дополнительный заряд взрывчатого вещества и мембрана, при этом дополнительный заряд запрессован в колпачок, установлен заподлицо с торцом неразрушаемого корпуса и примыкает к основному заряду, а отверстие шайбы закрыто мембраной, которая поджата гайкой через направляющую шайбу и инициатор, гильза электрически соединена с одним из выводов колодочки и по наружной поверхности спрессована электроизоляционным материалом, причем вторая часть заряда взрывчатого вещества, размещенного в гильзе, запрессована в колпачок, примыкает непосредственно к первой части и утоплена относительно торца инициатора.2. Электродетонатор по п.1, отличающийся тем, что шайба с отверстием выполнена за одно целое с корпусом.3. Электродетонатор по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит металлическую вставку, установленную между инициатором и направляющей шайбой.4. Электродетонатор по п.1, отличающийся тем, что мембрана выполнена из пружинной стали.5. Электродетонатор по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит соединитель электрический, а свободное пространство между соединителем и инициатором заполнено компаундом.