УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ДЕТОНАЦИИ Российский патент 2021 года по МПК F42C19/08 F42B3/10 

Изобретение относится к приборам взрывной автоматики для передачи детонационного сигнала в изолированный герметичный объем.

Известно инициирующее устройство (RU №2 210 722, МПК F42B 3/10, F42C 19/08, опубл. 10.12.2002), в корпусе которого выполнены два соосных канала, разделенные неразрушаемой преградой и расположенные по разные стороны от секущей плоскости, проведенной через преграду, в одном канале расположен приемный заряд, а другой предназначен под передающий заряд. За приемным зарядом может быть установлен воспламенительный газогенерирующий заряд.

К недостаткам устройства следует отнести:

- длительность передачи сигнала;

- для изготовления корпуса требуется применение дорогостоящих марок стали, специальные режимы термообработки заготовок;

- снижение надежности передачи детонации при увеличении толщины преграды, необходимое, например, при передаче детонационного импульса в герметичный объем, в котором развиваются высокие давление и температура.

Также известно детонирующее устройство механического взрывателя, (RU на изобретение №2 103 661, МПК F42C 7/00, опубл. 27.01.1998), содержащее боек с глухим каналом в торце, капсюль-детонатор на основе вторичного взрывчатого вещества, передаточный заряд и детонатор, при этом между капсюлем-детонатором и передаточным зарядом размещена металлическая преграда

К недостаткам устройства следует отнести:

- большие массу и габариты устройства;

- высокий суммарный тротиловый эквивалент, примененных в устройстве ВВ.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство передачи детонации, принятое за прототип, описанное в патенте FR №2 569 265 F42C 19/08, опубл. 21.11.1986. Устройство передачи детонации содержит корпус с двумя соосными каналами, разделенными неразрушаемой преградой и расположенными по разные стороны от секущей плоскости, проведенной через преграду, в одном из которых расположен инициатор, а в другом расположен приемный узел, включающий приемный и передающий заряды ВВ.

К недостаткам устройства следует отнести:

- для изготовления корпуса требуется использование дорогостоящих марок стали, специальные режимы термообработки заготовок;

- высокий суммарный тротиловый эквивалент, примененных в устройстве ВВ;

- снижение надежности передачи детонации при увеличении толщины преграды, необходимое, например, при передаче детонационного импульса в герметичный объем, в котором развиваются высокие давление и температура.

Задачей изобретения является создание эффективного безопасного устройства передачи детонации с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат данного изобретения заключается в обеспечении надежной передачи инициирующего импульса через неразрушаемую преграду, безопасности устройства в обращении за счет сокращения массы применяемых ВВ, надежности его срабатывания с сохранением безопасности при эксплуатации.

Это достигается тем, что в устройстве передачи детонации, содержащем корпус с двумя соосными каналами, разделенными неразрушаемой преградой и расположенными по разные стороны от секущей плоскости, проведенной через преграду, в одном из которых расположен инициатор, а в другом расположен приемный узел, согласно изобретению, приемный узел состоит из фиксатора, удерживающего пьезоэлектрический элемент, к которому колпачком, снаряженным передающим зарядом и оборудованным концентратором, поджат приемный заряд, при этом высота слоя приемного заряда h_k по оси между концентратором и диэлектрической прокладкой определяется из соотношения

h_k=(0,3…0,4)d_k,

где d_k - диаметр концентратора, а приемный заряд ВВ выполнен из энергонасыщенных металлокомплексов.

Кроме того, с целью повышения чувствительности приемного заряда к ударному воздействию, передающемуся через неразрушаемую преграду, достигаемое при одномоментном воздействии на него электростатического поля, диэлектрическая прокладка выполнена в виде пьезокерамического диска.

Кроме того, с целью унификации устройства и повышения чувствительности приемного узла, за счет пьезоэлектрического элемента, инициатор может выполняться из широкого круга средств инициирования взрыва, например в виде электродетонатора, накольного, ударного или лучевого детонатора.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного технического уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень».

Изобретение проиллюстрировано на чертеже, где

1 - корпус;

2 - инициатор (детонационный узел);

3 - диэлектрическая прокладка;

4 - фиксатор;

5 - приемный заряд ВВ;

6 - передающий заряд ВВ;

7 - колпачок;

8 - концентратор.

Устройство передачи детонации состоит из корпуса 1, в котором выполнены два соосных канала, разделенных неразрушаемой преградой. В одном канале расположен инициатор 2, а в другом, размещен приемный узел, содержащий приемный 5 и передающий 6 заряды ВВ, и фиксатор 4, с установленной в нем диэлектрической прокладкой 3, граничащей с приемным зарядом ВВ 5. Приемный заряд ВВ 5 граничит с передающим зарядом ВВ 6, размещенным в колпачке 7, оборудованным концентратором 8. Высота слоя h_k по оси приемного заряда ВВ 5, расположенного между концентратором 8 и диэлектрической прокладкой 3 определяется из соотношения h_k=(0,3…0,4)d_k, где d_k - диаметр концентратора 8.

Работа устройства передачи детонации осуществляется следующим образом.

При срабатывании инициатора 2 (который может быть представлен в виде: электродетонатора, накольного ударного или лучевого капсюля детонатора, одной или нескольких запрессовок ВВ, конца детонационного шнура), размещенного в корпусе 1, в неразрушаемой преграде корпуса 1, разделяющей инициатор 2 и диэлектрическую прокладку 3, формируется ударная волна, которая при прохождении через преграду и диэлектрическую прокладку 3 воздействует на приемный заряд ВВ 5, вызывая его инициирование. При действии ударной волны на диэлектрическую прокладку 3, выполненную из пьезокерамического материала в форме диска, происходит генерация электростатического поля, которое значительно снижает энергию, необходимую для инициирования приемного заряда ВВ 5. Диэлектрическая прокладка 3 установлена в фиксаторе 4, обеспечивающем его надежное крепление в исходном состоянии и минимальное сопротивление движению его поверхности, соприкасающейся с приемным зарядом ВВ 5, при срабатывании. Приемный заряд ВВ 5, в свою очередь, инициирует передающий заряд ВВ 6, запрессованный в колпачок 7, снабженный концентратором 8, дополнительно снижающим энергию инициирования заряда ВВ 5.

Оптимальное значение высоты слоя приемного заряда ВВ 5 по оси h_k определяется но формуле h_k=(0,3…0,4)⋅d_k=(0,3…0,4)⋅1 мм = 0,3…0,4 мм. Значение (0,3…0,4) в формуле определения высоты слоя приемного заряда ВВ по оси выбрано в результате проведенных экспериментов данные которых при ведены в таблице 1 (курсивом выделена оптимальная величина высоты слоя ВВ по оси приемного заряда 5 над концентратором 8 h_k). В таблице 1 приведены результаты экспериментов по определению чувствительности продукта НКТ, запрессованного в устройство аналогичное фиксатору 4, при ударе по диэлектрической прокладке 3 (пьезокерамическому диску) груза с энергией 0,3 Дж. При этом диаметр концентратора 8 d_k составлял 1 мм.

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

Высота слоя приемного заряда ВВ 5 h_k имеет особое значение, поскольку достаточно высокие давления (необходимые для инициирования ВВ) в малопрочной среде (которой являются все ВВ) могут быть достигну ты только в тонких слоях взрывчатого вещества. С другой стороны, при достаточно малых значениях h_k взрывчатое превращение не может распространиться в основную часть заряда из зоны защемления. В связи с этим полученный оптимальный интервал для высоты слоя приемного заряда ВВ по оси h_k обобщен в выражении, приведенном выше.

Примером конкретного выполнения является устройство, в котором корпус 1 выполнен металлическим, в качестве инициатора 2 использована запрессовка БВВ, в качестве диэлектрической прокладки 3 использован диск из пьезокерамики ЦТС-19М, в качестве приемного заряда ВВ 5 использовано ВВ НКТ и в качестве передающего заряда ВВ 6 использовано BB ТЭН.

Использование данного изобретения позволит улучшить эксплуатационные характеристики, а именно создать безопасное устройство передачи детонации с улучшенными эксплуатационными характеристиками: повышенной надежностью передачи инициирующего импульса через неразрушаемую преграду за счет применения диэлектрической прокладки, снижающей уровень энергии необходимой для инициирования приемного заряда ВВ в 6 раз (с 1,70 до 0,25 Дж), безопасностью устройства в обращении за счет сокращения массы применяемых ВВ.

Для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных конструктивных решений и способность обеспечения достижения указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Устройство передачи детонации состоит из корпуса 1, в котором выполнены два соосных канала, разделенных неразрушаемой преградой. В одном канале расположен инициатор 2, а в другом размещен приемный узел, содержащий приемный 5 и передающий 6 заряды ВВ, и фиксатор 4 с установленной в нем диэлектрической прокладкой 3, граничащей с приемным зарядом ВВ 5. Приемный заряд ВВ 5 граничит с передающим зарядом ВВ 6, размещенным в колпачке 7, оборудованным концентратором 8. Высота слоя по оси h_k приемного заряда ВВ 5, расположенного между концентратором 8 и диэлектрической прокладкой 3, определяется из математического выражения. Технический результат - обеспечение надежной передачи инициирующего импульса через неразрушаемую преграду, повышение безопасности устройства и надежности его срабатывания. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

1. Устройство передачи детонации, содержащее корпус с двумя соосными каналами, разделенными неразрушаемой преградой и расположенными по разные стороны от секущей плоскости, проведенной через преграду, в одном из которых расположен инициатор, а в другом расположен приемный узел, включающий приемный и передающий заряды ВВ, отличающееся тем, что приемный узел оборудован фиксатором и снабжен диэлектрической прокладкой, установленной в фиксаторе и граничащей с приемным зарядом ВВ, контактирующим с передающим зарядом ВВ и размещенным в колпачке, который выполнен с концентратором, при этом высота слоя приемного заряда ВВ по оси h_k между концентратором и диэлектрической прокладкой определяется из соотношения h_k=(0,3…0,4)d_k, где d_k - диаметр концентратора, а приемный заряд ВВ выполнен из энергонасыщенных металлокомплексов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диэлектрическая прокладка выполнена в виде пьезокерамического диска.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что инициатор выполнен в виде электродетонатора.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что инициатор выполнен в виде накольного детонатора.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что инициатор выполнен в виде ударного детонатора.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что инициатор выполнен в виде лучевого детонатора.