ВЗРЫВНОЕ ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2021 года по МПК F42B3/10 F42D1/04 

Область техники

Изобретение относится к логическим взрывным устройствам. Более конкретно, к устройствам, реализующим логические операции с помощью взрыва, и может быть использовано во взрывных системах, к которым предъявляются высокие требования по безопасности для защиты детонационных цепей подрыва при случайных или несанкционированных действиях.

Предшествующий уровень техники

Известно устройство, описанное в патенте РФ №2542804 «Детонационное логическое устройство для формирования взрывной волны», МПК F42B 3/10; заявка: №2013152817/11, приоритет 27.11.2013; опубликовано 27.02.2015, авторы: Осипцов Александр Петрович (RU), Зубанов Александр Владимирович (RU).

Детонационное логическое устройство для формирования взрывной волны, содержащее корпус, в котором размещены основной заряд ВВ и матрица из инертного материала с сетью каналов и отверстий, заполненных ВВ, имеющей точку инициирования, отличающееся тем, что между матрицей и основным зарядом ВВ введена вторая матрица из инертного материала с сетью каналов и отверстий, заполненных ВВ, имеющей свою точку инициирования, на одной стороне и с инициирующими каналами на противоположной стороне, при этом конфигурация сети каналов и отверстий второй матрицы подобна конфигурации сети каналов и отверстий первой матрицы и смещена относительно нее так, что проекция каждой конечной точки сети каналов и отверстий первой матрицы не совпадает с проекциями каналов второй матрицы, в первой матрице имеется сквозное отверстие, заполненное ВВ, для задействования точки инициирования второй матрицы, во второй матрице содержатся сквозные отверстия, заполненные ВВ, совпадающие с отверстиями от конечных точек сети каналов первой матрицы так, что подобные конечные точки сетей каналов и отверстий обеих матриц попарно соединяются инициирующими каналами.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками изобретения, являются следующие. Детонационное логическое устройство для формирования взрывной волны, содержащее корпус, в котором размещены основной заряд ВВ и матрица из инертного материала, с сетью каналов и отверстий, заполненных ВВ, имеющей точку инициирования, матрица из инертного материала с сетью каналов и отверстий, заполненных, имеющей свою точку инициирования.

Недостатком данного устройства является сложность системы автоматики, так как оно разработано для возбуждения детонации в ВВ с пониженной чувствительностью и для штатной работы данного устройства необходима выдача двух синхронных импульсов.

Известно устройство, описанное в патенте РФ №2247923 «Взрывная логическая схема», МПК F42В 3/10, заявка №2003124686/02, приоритет 07.08.2003, опубликовано 10.03.2005, авторы: Герман В.Н. (RU), Орликов Ю.П. (RU), Александрова С.А. (RU), Денденков Ю.П. (RU), Фисенко А.К. (RU).

Взрывная логическая схема, содержащая плату с двумя входами и одним выходом, связанными между собой детонационными прутками, образующими между первым входом и выходом длинную и короткую ветви с подстыковкой второго входа к короткой ветви, при этом на стыках длинной с короткой ветвью и короткой ветви со вторым входом установлены исполнительные элементы, разрушающие детонационную связь, отличающаяся тем, что детонационные прутки размещены на обеих сторонах платы, а в плате выполнены сквозные отверстия, в которых установлены исполнительные элементы, разрушающие детонационную связь, выполненные в виде приемного заряда и примыкающей к нему инертной преграды, размещенной со стороны разрушаемого детонационного прутка с возможностью перемещения под действием продуктов взрыва приемного заряда, причем детонационные каналы и приемный заряд выполнены из осажденного взрывчатого вещества.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками изобретения, являются следующие. Взрывная логическая схема, содержащая плату с двумя входами и одним выходом, связанными между собой детонационными прутками, образующими между первым входом и выходом длинную и короткую ветви.

Недостатком данной взрывной логической схемы является необходимость точного расчета минимальной разницы длин короткого и длинного участка, при нарушении которого схема может не сработать в штатном режиме. Принцип его работы основан на разрушении длинного прутка, по которому детонация передается к выходу, за счет воздействия детонации распространяющейся по дополнительному короткому пути. То есть необходимо обеспечить определенную минимальную разницу длин короткого и длинного участка, для того чтобы детонация распространяющаяся по короткому прутку успела разрушить длинный пруток.

В качестве прототипа был выбран наиболее близкий по технической сущности к заявляемому устройству патент РФ №2335732 «Взрывное логическое устройство», МПК F42B 3/10, F42D 1/04, Заявка: 2005100137/02, приоритет: 11.01.2005; опубликовано 10.10.2008, авторы: Горелик Захар Абрамович (RU), Овчаров Игорь Владимирович (RU), Семенов Борис Павлович (RU), Сенькин Александр Николаевич (RU), Щуцкий Алексей Анатольевич (RU).

Взрывное логическое устройство содержит детонационную цепь, цепь блокировки, цепь снятия блокировки, узел разветвления взрывных цепей и взрывные вентили, первый из которых расположен в цепи блокировки между узлом разветвления, соединенным с первым входом взрывного логического устройства и выходом взрывного логического устройства. Второй взрывной вентиль расположен в детонационной цепи между узлом разветвления и управляющим входом первого взрывного вентиля, причем первый взрывной вентиль соединен цепью снятия блокировки со вторым входом взрывного логического устройства. Цепь блокировки и цепь снятия блокировки выполнены в виде детонирующих шнуров с сердцевиной из пластичного взрывчатого вещества, заключенной в металлическую оболочку, причем наружный диаметр металлической оболочки равен двум диаметрам сердцевины шнура.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками изобретения, являются следующие. Взрывное логическое устройство, содержащее детонационную цепь, цепь блокировки, цепь снятия блокировки, цепь блокировки и цепь снятия блокировки выполнены из пластичного взрывчатого вещества.

Недостатком данного устройства является недостаточная взрывобезопасность логического устройства, из-за наличия протяженного опасного участка DGHF, несанкционированный подрыв которого приведет к задействованию основного заряда. В длину этого участка дополнительно должно быть заложено время срабатывания вентиля F, что увеличивает длину этого опасного участка. Применение детонационного шнура в металлических трубках, а также дополнительных элементов в виде детонационных вентилей требует введение дополнительного крепления и стыковочных соединений, увеличивающих на габариты логического устройства и снижающих его надежность.

Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, создание взрывного логического устройства, с повышенной взрывобезопасностью, надежностью, с уменьшенными массогабаритными характеристиками для изделий, содержащих взрывчатые вещества.

Технический результат, достигаемый при решении этой задачи, заключается в сокращении протяженности опасного участка, подрыв которого приводит к задействованию основного заряда, а также в размещении всех элементов взрывного логического устройства в габаритах одной инертной накладки, в исключении металлических трубок и вентилей из схемы взрывного логического устройства.

Технический результат достигается тем, что во взрывном логическом устройстве, содержащем вход, выход, детонационную цепь, цепь блокировки, цепь снятия блокировки, цепь блокировки и цепь снятия блокировки выполнены из пластичного взрывчатого вещества в виде детонационных прутков, согласно изобретению детонационная цепь объединена с цепью блокировки, детонационные прутки заключены в накладку из инертного материала, выход взрывного логического устройства выполнен в виде прутка из пластичного взрывчатого вещества, заключенного в металлическую втулку, и примыкающего к ней детонационного прутка.

Выполнение всего устройства в накладке из инертного материала, содержащей детонационную разводку в виде прутков взрывчатого состава в детонационных каналах, обеспечивает надежность работы.

Детонационные пути в виде прутков взрывчатого вещества взрывного логического устройства выполнены таким образом, что при инициировании основного детонационного пути, без задействования прерывающего детонационного пути отсутствует детонационный сигнал на выходе взрывного логического устройства, таким образом, обеспечивается безопасность детонационных цепей подрыва при случайных или несанкционированных действиях.

Выполнение основного детонационного пути, при сработанном прерывающем детонационном пути, обеспечивает формирование одновременных детонационных сигналов от источника инициирования на пруток взрывчатого вещества, размещенного в металлической втулке. Одновременный фронт детонационных сигналов в районе втулки обеспечивает надежное инициирование прутка взрывчатого вещества, размещенного в металлической втулке. При отсутствии задействования прерывающего детонационного пути, детонационные сигналы в районе втулки проходят с разницей по времени, за счет этого сохраняется стенка втулки, и детонационный сигнал не передается на пруток взрывчатого состава, размещенного на втулке, не задействуя основное взрывчатое вещество изделия.

Таким образом, совокупность существенных признаков обеспечивает создание взрывного логического устройства, с повышенной взрывобезопасностью, надежностью, с уменьшенными массогабаритными характеристиками для изделий, содержащих взрывчатые вещества.

Краткое описание фигур чертежа Изобретение поясняется следующими чертежами: на фиг. 1 показан общий вид взрывного логического устройства, на фиг. 2 показан разрез А-А.

Варианты осуществления изобретения

Взрывное логическое устройство (фиг. 1), содержит накладку 1 из инертного материала, вход в виде прутка 2, выполненный из взрывчатого вещества. Пруток 2 расположен перпендикулярно плоскости накладки 1. Детонационные прутки 2, 5, 6-19 зафиксированы в накладке 1 из инертного материала.

Выход, в виде прутка 3 расположен перпендикулярно плоскости накладки 1. Пруток 3 выполнен из взрывчатого вещества, и проходит через металлическую втулку 4. К втулке 4 с внешней стороны примыкает детонационный пруток 15.

Цепь блокировки состоит из прутков 2, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 и выполнена с возможностью проведения или блокирования сигнала. При задействовании цепи снятия блокировки цепь блокировки предназначена для инициирования прутка 3, окруженного металлической втулкой 4. Втулку 4 устанавливают в накладку 1 из инертного материала посредством клеевого соединения.

Цепь снятия блокировки состоит из прутка 18, расположенного на обратной стороне накладки 1. На входе прутка 18 размещен приемный пруток 19, расположенный перпендикулярно плоскости накладки 1. Цепь снятия блокировки прерывается в прутке 16 на участке 20. Цепь снятия блокировки в виде прутка 18 и прутка 19 при срабатывании прерывает цепь блокировки в прутке 16 на участке 20.

Цепь блокировки и цепь снятия блокировки выполнены из прутков, состоящих из пластичного взрывчатого вещества.

Втулка 4 содержит в своем составе стенку 21, к которой примыкает детонационный пруток 15 с одной стороны и пруток 3 с другой стороны.

Прерывание цепи блокировки в прутке 16 на участке 20 обеспечивает синхронизацию детонационных сигналов в прутке 15. Вследствие чего пробивается стенка 21 втулки 4, инициируя пруток 3.

При аварийных и несанкционированных воздействиях на взрывное логическое устройство опасным участком является пруток 7 и часть прутка 6. В заявляемом устройстве по сравнению с прототипом, опасный участок во взрывном логическом устройстве занимает гораздо меньшую протяженность. Уменьшение размера опасного участка приводит к уменьшению вероятности передачи детонационного сигнала на пруток 3 от пуле-осколочных воздействий по основному детонационному пути, и, следовательно, приводит к повышению взрывобезопасности изделий, содержащих взрывчатые вещества.

Сборка заявляемого устройства осуществляется следующим образом.

В отверстие накладки 1 из инертного материала устанавливают и приклеивают металлическую втулку 4. Затем в пазы накладки 1 укладывают прутки 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18. В отверстия накладки 1 вставляют прутки 2 и 19, а в отверстие во втулке 4 пруток 3. Устройство собрано и готово к применению.

Выполнение всего устройства в накладке 1 из инертного материала, содержащей детонационную разводку в виде прутков взрывчатого состава в детонационных каналах, обеспечивает надежность работы устройства. Каждый элемент в составе взрывного логического устройства снижает его надежность в целом. По сравнению с прототипом, где есть металлические трубки и вентили, в заявляемом взрывном логическом устройстве их нет. Это приводит к увеличению надежности заявляемого взрывного логического устройства по сравнению с прототипом, а так же к уменьшению массогабаритных характеристик.

Устройство работает следующим образом.

Перед инициированием цепи блокировки инициируют цепь снятия блокировки в виде прутка 19, детонационный сигнал проходит по прутку 18 и в участке 20 прерывает детонационный путь в прутке 16. Далее инициируют пруток 2, детонационные сигналы проходят по пруткам 5, 6, 7, 8, 9, 12, 10, 13, 11, 14, встречаются в прутке 15, и синхронным фронтом детонационная волна разрушает стенку 21 втулки 4, тем самым инициирует пруток 3 взрывчатого вещества.

При аварийных, несанкционированных или ошибочных действиях в цепи блокировки при незадействованной цепи снятия блокировки, пруток 16 не прерывается в участке 20. Если далее инициировать пруток 2, то сигнал пойдет по пруткам 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и по пруткам 5, 16, 17, 12, 13, 14. Сигналы, достигнув прутка 15, не образуют синхронный фронт, так как длина их путей разная.

Опасность представляет несанкционированное задействование прутка 7 и части прутка 6, в результате пуле-осколочного воздействия. При этом образуется детонационный импульс, который способен образовать детонационные сигналы, которые пройдя двумя путями прутки 8, 9, 10, 11 и 8, 12, 13, 14, встречаются в прутке 15, и синхронным фронтом детонационная волна разрушает стенку 21 втулки 4, тем самым инициирует пруток 3 взрывчатого вещества. Однако, по сравнению с прототипом, размер опасного участка 7 и части прутка 6 значительно меньше. Что дает возможность сделать вывод о повышении взрывобезопасности, надежности взрывного логического устройства в целом при аварийных, ошибочных или несанкционированных действиях.

На предприятии был изготовлены и испытаны опытные образцы, которые подтвердили работоспособность заявляемого устройства. Указанное устройство может быть использовано при разработке военной техники, взрывных устройств, для применения в хозяйственной деятельности (инженерные заряды, добыча полезных ископаемых, машиностроение и др.), научно-исследовательской деятельности, где предъявляются требования к обеспечению безопасности эксплуатации изделий, содержащих взрывчатые вещества, уменьшению массогабаритных характеристик, простота изготовления и обеспечение надежности работы взрывной автоматики системы инициирования.

Промышленная применимость

Предложенное изобретение относится к устройствам, реализующим логические операции с помощью взрыва, и может быть использовано во взрывных системах, к которым предъявляются высокие требования по безопасности для защиты детонационных цепей подрыва при случайных или несанкционированных действиях.

Устройство было изготовлено из известных на сегодняшний день материалов и на имеющемся оборудовании. Были проведены испытания предложенного устройства. Полученные результаты подтвердили заявленный технический результат и доказывают работоспособность и промышленную применимость взрывного логического устройства.

Изобретение относится к логическим взрывным устройствам, к устройствам, реализующим логические операции с помощью взрыва, и может быть использовано во взрывных системах, к которым предъявляются высокие требования по безопасности для защиты детонационных цепей подрыва при случайных или несанкционированных действиях. Взрывное логическое устройство содержит цепь блокировки, цепь снятия блокировки, вход и выход, выполненные из пластичного взрывчатого вещества в виде детонационных прутков. Детонационные прутки расположены в каналах накладки из инертного материала. В цепь блокировки включены детонационные прутки входа и выхода, расположенные перпендикулярно плоскости накладки, и детонационные прутки, расположенные в плоскости накладки и включающие участки с разной длиной, выполненные с возможностью блокирования или проведения сигнала. Выход выполнен в виде детонационного прутка, заключенного в металлическую втулку, и примыкающего к ней детонационного прутка для соединения участков разной длины. Цепь снятия блокировки выполнена из приемного детонационного прутка, расположенного перпендикулярно плоскости накладки, и детонационного прутка, расположенного на обратной стороне накладки, пересекающегося с одним из участков цепи блокировки. Техническим результатом является сокращение протяженности опасного участка, подрыв которого приводит к задействованию основного заряда, а также возможность размещения всех элементов взрывного логического устройства в габаритах одной инертной накладки. 1 ил.

Взрывное логическое устройство, содержащее цепь блокировки, цепь снятия блокировки, вход и выход, выполненные из пластичного взрывчатого вещества в виде детонационных прутков, отличающееся тем, что детонационные прутки расположены в каналах накладки из инертного материала, в цепь блокировки включены детонационные прутки входа и выхода, расположенные перпендикулярно плоскости накладки, и детонационные прутки, расположенные в плоскости накладки и включающие участки с разной длиной, выполненные с возможностью блокирования или проведения сигнала, выход выполнен в виде детонационного прутка, заключенного в металлическую втулку, и примыкающего к ней детонационного прутка для соединения участков разной длины, цепь снятия блокировки выполнена из приемного детонационного прутка, расположенного перпендикулярно плоскости накладки и детонационного прутка, расположенного на обратной стороне накладки, пересекающегося с одним из участков цепи блокировки.