ДЕТОНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО МЕХАНИЧЕСКОГО ВЗРЫВАТЕЛЯ Российский патент 2016 года по МПК F42C1/04 F42B3/10 F42C19/10 

Изобретение относится к области взрывных работ, а именно к средствам инициирования на основе бризантных взрывчатых веществ (БВВ), срабатывающим от заданного механического усилия.

Существующие средства инициирования на основе инициирующих взрывчатых веществ (ИВВ) обладают высокой чувствительностью к внешним воздействиям, что обуславливает повышенный уровень требований по технике безопасности при их производстве, хранении и применении. Недостаток известных ИВВ стал причиной поиска новых инициаторов, которые обеспечили бы высокую безопасность. Одним из возможных путей достижения этой цели является отказ от использования ИВВ в средствах инициирования взрыва и замена их на БВВ.

Известно детонирующее устройство [патент RU 2302607, кл. F42С 19/10], состоящее из корпуса в виде гильзы с расположенными в нем последовательно капсюлем-детонатором, выполненным из бризантного взрывчатого вещества, и детонатором. В капсюле-детонаторе на инициирующий заряд (БВВ) установлен диск из поляризованной пьезоэлектрической керамики диаметром 6 мм и высотой 2 мм, а сам капсюль-детонатор расположен на детонаторе. Срабатывание детонирующего устройства со стопроцентной вероятностью обеспечивается при кинетической энергии падающего груза 0,8 Дж.

Данное детонирующее устройство механического взрывателя принято за прототип.

Недостатками указанного изобретения являются значительная энергия срабатывания, масса и геометрические размеры, а также нахождение детонирующего устройства в боевом положении, то есть недостаточная защищенность от случайных внешних механических воздействий.

Технической задачей заявителя, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка детонирующего устройства механического взрывателя, обладающего высокой надежностью срабатывания и безопасностью применения.

Поставленная задача решена за счет применения в детонирующем устройстве механического взрывателя пьезоэлемента марки ЦТС-19 (ОДО.339.190 ТУ) (пьезоэлемент) без обкладки со стороны инициирующего заряда БВВ, что способствует высокой надежности срабатывания, а также размещения пьезоэлемента с бойком в диэлектрической муфте-изоляторе под пластмассовой крышкой для обеспечения безопасности применения. Действие детонирующего устройства механического взрывателя основано на приложении электрического поля пьезоэлемента к инициирующему заряду БВВ, возникающего на пьезоэлементе от удара бойка.

На чертеже схематично представлено детонирующее устройство механического взрывателя в боевом положении. Данное устройство содержит металлическую крышку (1), боек (2), пьезоэлемент (4) с одной обкладкой (3), инициирующий заряд БВВ (5), корпус детонатора в виде металлической чашечки (6), диэлектрическую муфту-изолятор (7), корпус детонирующего устройства в виде тонкостенной латунной гильзы (8) и основной заряд БВВ (9).

Конструктивно детонирующее устройство состоит из корпуса в виде тонкостенной латунной гильзы (8), в котором расположен детонатор, представляющий собой запрессованный до плотности 1,50 г/см³ основной заряд БВВ (9) в металлическую чашечку (6). На детонатор помещается запрессованный инициирующий заряд БВВ массой 0,012 г, на который устанавливается диэлектрическая муфта - изолятор (7), с расположенными в ней пьезоэлементом (4) с одной обкладкой (3) и бойком (2), выполненным с возможностью перемещения относительно корпуса в осевом направлении к инициирующему заряду БВВ при ударе. Собранное устройство закрывается пластмассовой крышкой, которая перед его задействованием заменяется на металлическую крышку (1).

Детонирующее устройство механического взрывателя работает следующим образом: при ударе бойка (2) на поверхности пьезоэлемента (4) образуются пьезоэлектрические заряды, которые создают электрическое поле. Таким образом, инициирующий заряд БВВ (5) подвергается одновременному воздействию механического напряжения и электрического поля, что и приводит к его детонационному превращению. Далее детонационный импульс передается на детонатор. Кинетическая энергия срабатывания предлагаемого детонирующего устройства составляет 0,32 Дж, что в 2,5 раза меньше, чем у прототипа. Низкая энергия срабатывания детонирующего устройства механического взрывателя обеспечивается использованием пьезоэлемента марки ЦТС-19 (ОДО.339.190 ТУ) с высокой степенью поляризации.

Суть предлагаемого изобретения заключается в том, что в конструкции детонирующего устройства механического взрывателя с пьезоэлемента (4) снята обкладка со стороны инициирующего заряда БВВ, а обкладка (3), благодаря диэлектрической муфте-изолятору (7) и пластмассовой крышке, закрывающей детонирующее устройство, электрически не связана с корпусом детонатора. Поэтому детонирующее устройство полностью безопасно, то есть не находится в боевом положении. Для того чтобы привести детонирующее устройство в боевое положение, необходимо произвести замену пластмассовой крышки устройства на металлическую крышку (1), соединив, таким образом, боек (2) с металлической чашечкой (6), выполняющей роль второго электрода, что обеспечит электрический контакт в цепи «обкладка пьезоэлемента - корпус детонатора». Такая схема приложения электрического поля пьезоэлемента к инициирующему заряду БВВ обеспечивает максимальную чувствительность к механическим воздействиям. При этом взрыв происходит с напряженностью поля, равной 24 МВ/м, и энергией электрического разряда 1,2·10^-3 Дж.

Данное детонирующее устройство может использоваться при отсутствии возможности электрического инициирования взрыва.

Преимуществами данного технического решения по сравнению с прототипом являются:

- обеспечение максимальной чувствительности БВВ за счет удаления обкладки с пьезоэлемента;

- значительное уменьшение геометрических размеров детонирующего устройства, вследствие применения пьезоэлемента марки ЦТС-19 диаметром 3 мм и высотой 2 мм;

- уменьшение массы детонирующего устройства за счет снижения массы инициирующего БВВ до 0,012 г;

- уменьшение энергии срабатывания в 2,5 раза;

- обеспечение высокой степени безопасности в процессе производства, эксплуатации и хранения за счет изменения схемы приложения электрического поля пьезоэлемента к инициирующему заряду БВВ;

- снижение трудоемкости изготовления;

- использование разработанного детонирующего устройства в случае отсутствия возможности электрического инициирования взрыва.

Совокупность существенных признаков:

- использование в детонирующем устройстве механического взрывателя пьезоэлемента без обкладки со стороны инициирующего заряда БВВ,

- размещение пьезоэлемента и бойка в диэлектрической муфте-изоляторе под пластмассовой крышкой с последующей заменой на металлическую крышку перед задействованием детонирующего устройства,

- выполнение бойка с возможностью перемещения относительно корпуса в осевом направлении к инициирующему заряду БВВ при ударе является достаточным для решения поставленной технической задачи.

Предлагаемая конструкция детонирующего устройства механического взрывателя прошла контрольные испытания, которые подтверждают решение поставленной технической задачи и позволяют считать предложенное техническое решение соответствующим критериям изобретения «промышленная применимость» и «новизна».

Источники информации

1. Патент RU №2302607 С1 от 31.10.2005 г.

Изобретение относится к области взрывных работ, а именно к средствам инициирования на основе бризантных взрывчатых веществ, срабатывающим от заданного механического усилия. Детонирующее устройство механического взрывателя состоит из корпуса в виде тонкостенной латунной гильзы с расположенными в ней детонатором, выполненным из основного заряда бризантного взрывчатого вещества и металлической чашечки. На детонатор помещен запрессованный инициирующий заряд бризантного взрывчатого вещества, на который установлена диэлектрическая муфта-изолятор, с расположенным в ней пьезоэлементом без обкладки со стороны инициирующего заряда бризантного взрывчатого вещества и бойком, выполненным с возможностью перемещения относительно корпуса в осевом направлении к инициирующему заряду бризантного взрывчатого вещества при ударе. Детонирующее устройство закрыто пластмассовой крышкой при транспортировке или металлической перед его использованием. Технический результат изобретения заключается в создании детонирующего устройства механического взрывателя, обеспечивающего высокую надежность срабатывания и безопасность применения. 1 ил.

Детонирующее устройство механического взрывателя, содержащее корпус в виде гильзы с расположенными в ней детонатором, инициирующим зарядом бризантного взрывчатого вещества, диском из поляризованной пьезоэлектрической керамики, отличающееся тем, что над детонатором размещен запрессованный инициирующий заряд бризантного взрывчатого вещества, на который установлена диэлектрическая муфта-изолятор с находящимися в ней пьезоэлементом без обкладки со стороны инициирующего заряда бризантного взрывчатого вещества и бойком, выполненным с возможностью перемещения относительно корпуса в осевом направлении к инициирующему заряду бризантного взрывчатого вещества при ударе, причем детонирующее устройство механического взрывателя закрыто пластмассовой крышкой, или металлической крышкой перед его использованием.