ЭЛЕКТРОДЕТОНАТОР Российский патент 2010 года по МПК F42C19/12 

Изобретение относится к области безопасных средств взрывания, а именно к низковольтным мостиковым электродетонаторам, и может быть использовано в качестве малогабаритного средства инициирования при проведении взрывных работ.

Известен электродетонатор высоковольтный типа ЭДВ (Лурье А.И. Электрическое взрывание зарядов. - М.: Недра, 1973, с.50), содержащий металлическую гильзу, прессованный заряд вторичного взрывчатого вещества (ВВ), слабопрессованный заряд ТЭНа, пластмассовую пробочку с технологическим выступом, в которую вмонтированы медные выводные провода с взрывающимся мостиком. Детонатор обладает существенным недостатком: низкая чувствительность электродетонатора к инициирующему импульсу тока требует высокого напряжения, что ведет к увеличению габаритов взрывных приборов и ужесточает требования к электроустановкам по технике безопасности.

Наиболее близким и выбранным в качестве прототипа является электродетонатор по а.с. №1746778 от 27.10.1988 г., МПК⁷ F42C 19/12, опубл. 20.01.1995 г. Электродетонатор содержит гильзу с размещенным в ней зарядом ВВ, выполненным в виде навесок - выходной из вторичного взрывчатого вещества высокой плотности и инициирующей, сопряженной с инициатором, установленным на герметизирующей колодке с токовыводами.

Однако электродетонатор, выбранный в качестве прототипа, обладает рядом существенных недостатков: так, в качестве инициирующего заряда взрывчатого вещества использован заряд низкоплотного вторичного взрывчатого вещества, что удлиняет стадию конвективного горения, увеличивая время срабатывания электродетонатора, и требует высоковольтного инициирования, что обусловлено использованием в качестве инициатора взрывающегося мостика, изготовление которого является технологически сложным.

Целью изобретения является уменьшение энергопотребления и габаритов электродетонатора, повышение быстродействия, чувствительности к инициирующему импульсу при сохранении безопасности в эксплуатации.

Это достигается тем, что электродетонатор, содержащий гильзу с размещенным в ней зарядом взрывчатого вещества, выполненным в виде навесок - выходной из вторичного взрывчатого вещества высокой плотности и инициирующей, сопряженной с инициатором, установленным на герметизирующей колодке с токовыводами, оборудован разрядником, размещенным между герметизирующей колодкой и токовыводами, и снабжен установленным в гильзе вкладышем с зарядом взрывчатого вещества и промежуточной навеской из дефлагрирующего взрывчатого вещества низкой плотности, расположенной между выходной и инициирующей навесками, при этом инициирующая навеска выполнена из дефлагрирующего взрывчатого вещества высокой плотности с высотой по оси, определяемой по формуле

h=(22…26)·D_и,

где D_и - диаметр инициатора.

Кроме того, инициатор выполнен в виде мостика накаливания из проволоки высокоомного материала.

Кроме того, вкладыш выполнен в виде металлической втулки.

Технический результат заключается в том, что удалось уменьшить энергоемкость электродетонатора (ЭД) при переходе к низковольтному инициированию за счет использования в качестве инициирующей навески дефлагрирующего взрывчатого вещества и инициатора (мостика накаливания); уменьшить время конвективного горения и повысить быстродействие ЭД за счет комбинации 2-х навесок дефлагрирующего ВВ различной плотности и использования вкладыша (металлической втулки); разрядное устройство позволило повысить безопасность, исключив возможность срабатывания электродетонатора от разряда статического электричества. Дополнительным результатом является удешевление технологии изготовления за счет упрощения конструкции инициатора (мостика накаливания).

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».

Новые признаки (разрядник, размещенный между герметизирующей колодкой и токовыводами, вкладыш с зарядом взрывчатого вещества, установленный в гильзе, и промежуточная навеска из дефлагрирующего взрывчатого вещества низкой плотности, расположенная между выходной и инициирующей навесками, при этом инициирующая навеска выполнена из дефлагрирующего взрывчатого вещества высокой плотности с высотой по оси, определяемой по формуле

h=(22…26)·D_и,

где D_и - диаметр инициатора) не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».

На чертеже представлен общий вид электродетонатора.

Электродетонатор состоит из гильзы 1, вкладыша (металлической втулки) 2, завальцованного в гильзу 1, с зарядом ВВ в виде навесок: выходной 3 из вторичного взрывчатого вещества высокой плотности, сопряженной с ней промежуточной 4 из дефлагрирующего взрывчатого вещества низкой плотности и инициирующей 5 из дефлагрирующего взрывчатого вещества высокой плотности (например, диперхлорат нитротетразолатопентаммин кобальта), запрессованными непосредственно во вкладыш 2, вклеенной в гильзу 1 пластиковой герметизирующей колодки 6, с установленным на ней инициатором (мостиком накаливания) 7, выполненным из нихромовой проволоки диаметром 0,04 мм и токовыводами 8, разрядника 9, выполненного по технологии изготовления печатных плат и припаянного к токовыводам 8 для защиты от разрядов статического электричества.

Работа электродетонатора осуществляется следующим образом. При подаче на инициатор (мостик накаливания) 7 подрывного электрического импульса происходит инициирование навески 5 из дефлагрирующего взрывчатого вещества высокой плотности и последовательное срабатывание последующих навесок промежуточной 4 из дефлагрирующего взрывчатого вещества низкой плотности и выходной 3 из вторичного взрывчатого вещества высокой плотности. При подаче напряжения U=40 В (1=25 А) время работы электродетонатора составляет t_p=18 мкс, а выходное давление Р=23 ГПа. Высота по оси инициирующей навески 5 из дефлагрирующего взрывчатого вещества высокой плотности определяется по формуле h=(22…26)·D_и.=(22…26)·0,04=0,88…1,04 мм. Значение 22…26 в формуле определения высоты инициирующей навески выбрано в результате проведенных экспериментов, данные которых приведены в таблице (курсивом выделены оптимальные толщины инициирующей навески h):

h, мм t_сp, мкс 0,75 20,6 0,89 16,8 1,01 17,4 1,02 16,4 1,04 17,2 1,52 19,5 2,06 20,4

Из таблицы видно, что оптимальные значения h лежат в указанном диапазоне.

Использование данного изобретения позволит повысить эффективность задействования, надежность и быстродействие электродетонатора и снизить энергопотребление (что существенно уменьшает габариты подрывного устройства).

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий: - в электродетонаторе, предназначенном для инициирования при проведении взрывных работ, улучшены эксплуатационные характеристики, а именно эффективность, надежность и быстродействие срабатывания электродетонатора, повышена безопасность за счет исключения возможности срабатывания электродетонатора от разряда статического электричества;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью выше описанных конструктивных решений, а именно получен электродетонатор с улучшенными характеристиками за счет возникающей стадии конвекционного горения, предшествующей детонационному превращению при инициировании дефлагрирующего взрывчатого вещества, переходящего в детонацию;

- электродетонатор, воплощенный в заявленном изобретении при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем достигаемого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Электродетонатор относится к низковольтным мостиковым электродетонаторам и может быть использован в качестве малогабаритного средства инициирования при проведении взрывных работ. Электродетонатор содержит гильзу (1) с размещенным в ней зарядом взрывчатого вещества (ВВ), выполненным в виде выходной навески (6) из вторичного взрывчатого вещества высокой плотности, промежуточной навески (3) из дефлагрирующего взрывчатого вещества низкой плотности и инициирующей навески (4) из дефлагрирующего взрывчатого вещества высокой плотности, сопряженной с взрывающимся мостиком (8). Мостик (8) установлен на герметизирующей колодке (7) с токовыводами (9). Инициирующая навеска (4) выполнена высотой h по оси, определяемой по формуле h=(22…26)·D_и., где D_и - диаметр взрывающегося мостика. Повышается эффективность, надежность и быстродействие срабатывания электродетонатора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Электродетонатор, содержащий гильзу с размещенным в ней зарядом взрывчатого вещества, выполненным в виде выходной навески из вторичного взрывчатого вещества высокой плотности и инициирующей навески, сопряженной с инициатором, установленным на герметизирующей колодке, и токовыводы, отличающийся тем, что он снабжен разрядником, размещенным между герметизирующей колодкой и токовыводами, установленным в гильзе вкладышем с зарядом взрывчатого вещества и промежуточной навеской из дефлагрирующего взрывчатого вещества низкой плотности, расположенной между выходной и инициирующей навесками, при этом инициирующая навеска выполнена из дефлагрирующего взрывчатого вещества высокой плотности с высотой h по оси, определяемой по формуле
h=(22…26)·D_и, где
D_и - диаметр инициатора.

2. Электродетонатор по п.1, отличающийся тем, что инициатор выполнен в виде мостика накаливания из проволоки высокоомного материала.

3. Электродетонатор по п.1, отличающийся тем, что вкладыш выполнен в виде металлической втулки.