УДЛИНЕННЫЙ КУМУЛЯТИВНЫЙ ЗАРЯД Российский патент 2022 года по МПК F42B1/02 F42D3/04 

Изобретение относится к взрывным работам. Удлиненный кумулятивный заряд (УКЗ) может быть использован для взрывного бурения шпуров, разрушений негабаритных горных пород, пробивания преград, перфорации скважин.

Известен кумулятивный заряд, описанные в патенте на изобретение RU 2104465 C1, 10.02.1998, МПК F42B 1/02, содержащий наружную оболочку, инициатор, инициирующий заряд ВВ и основной заряд ВВ с кумулятивной выемкой и облицовкой, отличающийся тем, что инициирующий заряд выполнен в виде диска из ВВ с инициатором по центру, причем диаметр инициатора меньше критического диаметра ВВ основного заряда.

К недостаткам описанного технического решения следует отнести относительно низкую проникающую способность.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является техническое решение, описанное в патенте RU 2046286 C1, 20.10.1995, МПК F42B 1/02, F42D 3/00, под названием «Способ разрушения крупногабаритных затвердевших отходов доменного и сталеплавильного производства и устройство для его осуществления», содержащее корпус, с размещенным в нем зарядом взрывчатого вещества (ВВ) с выемкой, облицовку, с углом раствора, равным углу раствора выемки, и инициирующее устройство.

К недостаткам описанного технического решения следует отнести относительно низкую проникающую способность.

Задачей заявляемого изобретения является получение удлиненного кумулятивного заряда с повышенной проникающей способностью в преграды.

Технический результат, который позволяет решить поставленную задачу, заключается в увеличении проникающей способности УКЗ за счет использования многоточечной системы инициирования в составе УКЗ.

Это достигается тем, что в удлиненном кумулятивном заряде, содержащем корпус, с размещенным в нем зарядом ВВ с выемкой, облицовку, с углом раствора, равным углу раствора выемки, и инициирующее устройство, согласно изобретению, корпус снабжен узлом передачи детонации, включающим планку, расположенную на вершинной поверхности корпуса, оборудованную инициирующим элементом, выполненным в виде снаряжения из ВВ, подвижным элементом с инициирующим устройством и зафиксированную на противоположных торцах корпуса, при этом точку положения подвижного элемента с инициирующим устройством на корпусе УКЗ определяют из соотношения

- - положение подвижного элемента относительно одного из торцов УКЗ;

- х - положение области соударения детонационных волн - наибольшего пробития относительно того же торца УКЗ;

- D1 - скорость детонации ВВ инициирующего элемента;

- D2 - скорость детонации заряда ВВ УКЗ;

- L - длина УКЗ.

Кроме того, с целью простоты изготовления, облицовка выполнена клиновидной.

Кроме того, с целью увеличения глубины проникания, облицовка выполнена серповидной.

Кроме того, с целью увеличения глубины проникания, облицовка выполнена из пластичного металла.

Кроме того, с целью надежной передачи детонации, инициирующий элемент выполнен из пластичного ВВ.

Кроме того, с целью простоты изготовления, корпус выполнен конической формы.

Кроме того, с целью оптимального распространения детонационной волны, корпус выполнен цилиндроконической формы.

Кроме того, с целью управления положения точки соударения детонационных волн, подвижный элемент выполнен в виде втулки.

Кроме того, с целью ввода детонации в устройство передачи детонации, инициирующее устройство выполнено в виде электродетонатора.

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».

Предлагаемое изобретение проиллюстрировано чертежами:

на фиг.1 представлен общий вид устройства;

на фиг.2 представлена схема распространения детонационных волн УКЗ.

На чертежах введены следующие обозначения:

1 - корпус;

2 - облицовка;

3 - заряд ВВ;

4 - инициирующее устройство;

5 - планка;

6 - инициирующий элемент;

7 - подвижный элемент.

Удлиненный кумулятивный заряд (УКЗ) содержит корпус 1 (фиг.1), размещенный в нем заряд ВВ 3 с выемкой, облицовкой 2, выполненной клиновидной или серповидной формы из пластичного металла, например, меди, с углом раствора, равным углу раствора выемки, инициирующее устройство 4, выполненное в виде электродетонатора. Корпус 1 снабжен узлом передачи детонации, включающим планку 5 расположенную на вершинной поверхности корпуса 1, оборудованную инициирующим элементом 6, выполненным в виде снаряжения из пластичного ВВ, например пластид, или детонирующего шнура, а также подвижным элементом 7, выполненным в виде втулки, с инициирующим устройством 4. Планка 5 зафиксирована на противоположных торцах корпуса 1. Точку положения подвижного элемента 7 с инициирующим устройством 4 на корпусе 1 УКЗ определяют из соотношения

- - положение подвижного элемента относительно одного из торцов УКЗ;

- х - положение области соударения детонационных волн - наибольшего пробития относительно того же торца УКЗ;

- D1 - скорость детонации ВВ инициирующего элемента 6;

- D2 - скорость детонации заряда ВВ 3 УКЗ;

- L - длина УКЗ.

Устройство работает следующим образом. От инициирующего устройства 4 инициирующий импульс передается на узел передачи детонации. После прохождения инициирующего импульса через узел передачи детонации, вход в заряд ВВ 3 осуществляют с противоположных торцов корпуса 1, который может быть выполнен конической или цилиндроконической формы. В точке встречи детонационных волн х (фиг.2) формируется тришоковая струя, в которой параметры детонационных процессов превышают стационарные. При воздействии тришоковой струи на облицовку 2 УКЗ формируется кумулятивный нож, скорость головной части и активная масса которого, в области воздействия тришоковой струи, превышает аналогичные параметры при традиционном нагружении скользящей детонацией основного заряда ВВ 3. При помощи сходящейся детонации удается изменить вектор направленности детонационного фронта, который воздействует на кумулятивную выемку по нормали, увеличивая тем самым разгон кумулятивного ножа. Как следствие, у кумулятивного ножа образуется ярко выраженная лидирующая часть. В результате пробивное действие лидирующей части кумулятивного ножа существенно превышает пробивное действие при одноточечном инициировании. Помимо прироста в кумулятивном действии наблюдается увеличение фугасного действия также по причине сходящейся детонации в заряде ВВ 3 УКЗ. Используя принцип встречного инициирования УКЗ протяженной длины, существует возможность корректировать увеличенное пробивное действие в заданной области. Для этого инициирование одного из торцов заряда происходит с определенной временной задержкой относительно инициирования противоположного торца. Область столкновения детонационных волн может смещаться по всей длине УКЗ, точку положения подвижного элемента 7 с инициирующим устройством 4 на корпусе 1 УКЗ определяют из соотношения

- - положение подвижного элемента относительно одного из торцов УКЗ, мм;

- х - положение области соударения детонационных волн - наибольшего пробития относительно того же торца УКЗ, мм,

- D1 - скорость детонации ВВ инициирующего элемента, м/с,

- D2 - скорость детонации заряда ВВ УКЗ, м/с,

- L - длина УКЗ, мм.

При помощи данного выражения можно определять положение области соударения ДВ относительно одного из торцов УКЗ (х), т.е. решить прямую задачу, а можно найти - положение подвижного элемента 7 относительно того же торца УКЗ в зависимости от требуемого положения области соударения ДВ. Для этого необходимо выразить из приведенного математического выражения.

Пример конкретного выполнения приведен для удлиненного кумулятивного заряда, у которого корпус 1 выполнен цилиндроконической формы из стали длиной 400 мм, а облицовка 2 из меди, в качестве заряда ВВ 3 использована смесь тротила и гексогена. Инициирующее устройство 4 выполнено в виде электродетонатора. В качестве инициирующего элемента 6 использовано пластичное ВВ - пластид. Для определения положения подвижного элемента 7, выполненного в виде втулки, на планке 5 узла передачи детонации использовано математическое выражение. Например, чтобы наибольшая глубина пробития была на расстоянии х=100 мм от левого торца УКЗ необходимо подвижный элемент 7 разместить на некотором расстоянии от вышеупомянутого торца. Для определения этого расстояния использована формула:

- положение подвижного элемента 7 относительно левого торца УКЗ, мм;

х=100 мм (положение области соударения ДВ); D1=8500 м/с (скорость детонации ВВ инициирующего элемента 6); D2=7500 м/с (скорость детонации заряда ВВ 3 УКЗ); L=400 мм (длина УКЗ).

Подставляя указанные значения в формулу и определяя из нее получим значение т.е. для того чтобы наибольшая глубина пробития была на расстоянии; с=100 мм от левого торца УКЗ, необходимо подвижный элемент 7 разместить на расстоянии от того же торца УКЗ.

Заявляемое устройство обеспечивает существенное увеличение глубины пробития преграды.

Для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных конструктивных решений, а именно удалось существенно увеличить глубину пробития преграды.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Изобретение относится к взрывным работам. Удлиненный кумулятивный заряд (УКЗ) может быть использован для взрывного бурения шпуров, разрушений негабаритных горных пород, пробивания преград, перфорации скважин. УКЗ содержит корпус, размещенный в нем заряд взрывчатого вещества (ВВ) с выемкой, облицовкой, выполненной клиновидной или серповидной формы из пластичного металла, например меди, с углом раствора, равным углу раствора выемки, инициирующее устройство, выполненное в виде электродетонатора. Корпус снабжен узлом передачи детонации, включающим планку, расположенную на вершинной поверхности корпуса, оборудованную инициирующим элементом, выполненным в виде снаряжения из пластичного ВВ – пластида или детонирующего шнура, а также подвижным элементом, выполненным в виде втулки, с инициирующим устройством. Планка зафиксирована на противоположных торцах корпуса. Точку положения подвижного элемента с инициирующим устройством на корпусе УКЗ определяют из соотношения - положение подвижного элемента относительно одного из торцов УКЗ, мм; х - положение области соударения детонационных волн - наибольшего пробития относительно того же торца УКЗ, мм; D1 - скорость детонации ВВ инициирующего элемента, м/с; D2 - скорость детонации заряда ВВ УКЗ, м/с; L - длина УКЗ, мм. Технический результат заключается в увеличении проникающей способности УКЗ за счет использования многоточечной системы инициирования в составе УКЗ. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Удлиненный кумулятивный заряд (УКЗ), содержащий корпус, с размещенным в нем зарядом взрывчатого вещества (ВВ) с выемкой, облицовку, с углом раствора, равным углу раствора выемки, и инициирующее устройство, отличающийся тем, что корпус снабжен узлом передачи детонации, включающим планку, расположенную на вершинной поверхности корпуса, оборудованную инициирующим элементом, выполненным в виде снаряжения из ВВ, подвижным элементом с инициирующим устройством и зафиксированную на противоположных торцах корпуса, при этом точку положения подвижного элемента с инициирующим устройством на корпусе УКЗ определяют из соотношения

- - положение подвижного элемента относительно одного из торцов УКЗ, мм;

- х - положение области соударения детонационных волн - наибольшего пробития относительно того же торца УКЗ, мм;

- D1 - скорость детонации ВВ инициирующего элемента, м/с;

- D2 - скорость детонации заряда ВВ УКЗ, м/с;

- L - длина УКЗ, мм.

2. Удлиненный кумулятивный заряд по п. 1, отличающийся тем, что облицовка выполнена клиновидной.

3. Удлиненный кумулятивный заряд по п. 1, отличающийся тем, что облицовка выполнена серповидной.

4. Удлиненный кумулятивный заряд по п. 1, отличающийся тем, что облицовка выполнена из пластичного металла.

5. Удлиненный кумулятивный заряд по п. 1, отличающийся тем, что инициирующий элемент выполнен из пластичного ВВ.

6. Удлиненный кумулятивный заряд по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен конической формы.

7. Удлиненный кумулятивный заряд по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен цилиндроконической формы.

8. Удлиненный кумулятивный заряд по п. 1, отличающийся тем, что подвижный элемент выполнен в виде втулки.

9. Удлиненный кумулятивный заряд по п. 1, отличающийся тем, что инициирующее устройство выполнено в виде электродетонатора.