НЕЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО ИНИЦИИРОВАНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2023 года по МПК F42C19/08 F42B3/10 F42D1/04 F42D3/04 

Изобретение относится к области безопасных средств инициирования, может быть использовано в качестве малогабаритного, неэлектрического средства инициирования при проведении взрывных работ гражданского назначения, таких как строительство, системах группового подрыва в горнодобывающей и нефтегазовой отраслях промышленности.

Основными требованиями, предъявляемыми к средствам инициирования, являются безопасность в обращении и высокая надежность срабатывания. Для обеспечения этих требований используются различные пути. Наиболее радикальным способом повышения безопасности средств инициирования является исключение из их состава инициирующих взрывчатых веществ (ВВ).

Известно детонирующее устройство на основе бризантного ВВ, описанное в патенте РФ №2120101, МПК F42B 3/10, опубл. 10.10.1998, содержащее корпус с закрытым дном, в котором размещены воспламенительный элемент и промежуточная оболочка с инициирующим и инициируемым зарядами.

Недостатками данного технического решения являются:

- сложность геометрии промежуточной оболочки;

- технологическая сложность обеспечения большей плотности инициирующего заряда;

- ненадежность срабатывания.

Известно также изобретение под названием «Капсюль-детонатор на основе бризантного ВВ», описанный в патенте РФ №2413166, МПК F42B 3/10, опубл. 27.02.2011, состоящий из корпуса с размещенным в нем контактирующими друг с другом навесками воспламенительного элемента и заряда бризантного ВВ.

Основными недостатками конструкции устройства являются:

- сложность изготовления и снаряжения геометрии промежуточной оболочки;

- технологическая сложность обеспечения разной плотности инициирующего заряда;

- сложность построения разветвления систем стандартного электровоспламенителя.

Наиболее близким и выбранным в качестве прототипа является техническое решение, описанное в патенте RU на полезную модель №131865, МПК F42D 1/04, опубл. 27.08.2013, под названием «Капсюль-детонатор инициирования взрывчатого вещества», содержащее в корпусе, имеющем переменную толщину стенки в сечении, установленные соосно инициатор, в виде волнового воспламенительного элемента, заряд взрывчатого вещества (ВВ), выполненный в виде навесок ВВ, контактирующих друг с другом.

Однако описанная конструкция обладает рядом недостатков, к которым следует отнести:

- сложность в изготовлении;

- изготовление корпуса из композитно-полимерного материала;

- при задействовании от электровоспламенителя возможно срабатывание от разряда статического электричества.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик, а именно повышение безопасности и взрывобезопасности, удобство и несложность монтажа, возможность проведения оперативного контроля качества, надежность, использование в широком диапазоне температур, массогабаритные характеристики.

Технический результат заключается в том, что взрывобезопасность обеспечена:

- сохранностью целостности корпуса устройства при срабатывании волнового воспламенительного элемента;

- повышена безопасность при эксплуатации устройства за счет исключения возможности срабатывания от разряда статического электричества, электромагнитных наводок, низкого удельного содержания взрывчатого состава в волновом воспламенительном элементе, а также отсутствия инициирующих взрывчатых веществ;

- расширены эксплуатационные возможности за счет обеспечения легкости монтажа, возможности проведения оперативного контроля качества устройства, работоспособности неэлектрического средства инициирования в широком температурном диапазоне от минус 60°С до плюс 70 С, невысоких массогабаритных параметров.

Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что в неэлектрическом средстве инициирования, содержащем в корпусе, имеющем переменную толщину стенки в сечении, установленные соосно инициатор, в виде волнового воспламенительного элемента, заряд взрывчатого вещества (ВВ), выполненный в виде навесок ВВ, контактирующих друг с другом, согласно изобретению, корпус выполнен в форме стакана, дно которого контактирует с выходной навеской ВВ, выполненной из бризантного ВВ, при этом между инициирующей навеской низкой плотности из дефлагрирующего ВВ, и выходной навеской ВВ расположена промежуточная навеска высокой плотности, выполненная из дефлагрирующего ВВ, волновой воспламенительный элемент оборудован внутренним полым элементом, выполненным в виде трубки, и установлен в части корпуса, с меньшей толщиной стенки в сечении, внутри эластичной диэлектрической насадки, выполненной в виде втулки, и сопряжен с инициирующей навеской ВВ через диэлектрическую прокладку, выполненную в форме шайбы.

Указанный технический результат по второму варианту достигается тем, что в неэлектрическом средстве инициирования, содержащем в корпусе, имеющем переменную толщину стенки в сечении, установленные соосно инициатор, в виде волнового воспламенительного элемента, заряд взрывчатого вещества (ВВ), выполненный в виде навесок ВВ, контактирующих друг с другом, согласно изобретению, корпус выполнен разъемным, одна часть которого имеет меньшую толщину стенки в сечении с расположенным в ней волновым воспламенительным элементом, который оборудован внутренним полым элементом, выполненным в виде трубки и установленным внутри эластичной диэлектрической насадки, которая выполнена в виде втулки, и сопряжен с инициирующей навеской ВВ через диэлектрическую прокладку, выполненную в форме шайбы, а другая разъемная часть корпуса неэлектрического средства инициирования выполнена в форме стакана, дно которого контактирует с выходной навеской ВВ, выполненной из бризантного ВВ, при этом между инициирующей навеской низкой плотности из дефлагрирующего ВВ, и выходной навеской ВВ расположена промежуточная навеска высокой плотности выполненная из дефлагрирующего ВВ, при этом инициирующая навеска сопряжена с волновым воспламенительным элементом через диэлектрическую прокладку.

Кроме того, с целью обеспечения надежной фиксации волнового воспламенительного элемента, внутренний полый элемент выполнен в виде металлической трубки.

Кроме того, с целью обеспечения надежной фиксации волнового воспламенительного элемента, внутренний полый элемент выполнен в виде композитной трубки.

Кроме того, с целью обеспечения безопасности и целостности волнового воспламенительного элемента, эластичная диэлектрическая насадка выполнена в виде полимерной втулки.

Кроме того, с целью обеспечения надежной фиксации воспламенительного элемента, он зафиксирован обжимом части корпуса, имеющей меньшую толщину стенки в сечении.

Кроме того, с целью обеспечения удобства и безопасности монтажа и демонтажа устройства, разъемные части корпуса соединены посредством резьбового соединения.

Кроме того, с целью обеспечения удобства и безопасности монтажа и демонтажа устройства, разъемные части корпуса соединены посредством байонетного соединения.

Кроме того, с целью обеспечения удобства и безопасности монтажа и демонтажа устройства, разъемные части корпуса соединены посредством клеевого соединения.

Кроме того, с целью обеспечения удобства и безопасности монтажа и демонтажа устройства, разъемные части корпуса соединены посредством соединения сваркой.

Достигаемый технический результат по второму варианту неэлектрического средства инициирования такой же, как при осуществлении неэлектрического средства инициирования по первому варианту.

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 чертежах, где

- на фиг. 1 представлен общий вид устройства по первому варианту;

- на фиг. 2 представлен общий вид устройства по второму варианту.

На чертежах введены следующие позиции:

1 - корпус;

2 - диэлектрическая прокладка;

3 - эластичная диэлектрическая насадка;

4 - волновой воспламенительный элемент;

5 - внутренний полый элемент;

6 - инициирующая навеска;

7 - промежуточная навеска;

8 - выходная навеска.

9 - часть корпуса, имеющего меньшую толщину в сечении.

Неэлектрическое средство инициирования по первому варианту (фиг. 1) состоит из корпуса 1, выполненного в виде стакана с переменной толщиной стенок в сечении, дно которого контактирует с выходной навеской ВВ из бризантного ВВ 8, между выходной навеской ВВ 8 и инициирующей навеской низкой плотности из дефлагрирующего ВВ 6, расположена промежуточная навеска высокой плотности из дефлагрирующего ВВ 7. Волновой воспламенительный элемент 4 и оборудован внутренним полым элементом 5 в виде металлической или композитной трубки. Волновой воспламенительный элемент 4 установлен внутри эластичной диэлектрической насадки 3, выполненной в виде втулки из полимерного материала, например, полиэтилена низкого давления, расположенной в части корпуса с меньшей толщиной стенки в сечении, и зафиксирован обжимом этой части корпуса 1. Между торцом волнового воспламенительного элемента 4 и инициирующей навеской ВВ 6 расположена диэлектрическая прокладка 2, выполненная в виде шайбы.

Неэлектрическое средство инициирования по второму варианту (фиг. 2) состоит из корпуса 1, имеющего переменную толщину стенки в сечении, и выполненного разъемным: одна часть которого имеет меньшую толщину стенки в сечении 9 с расположенным в ней волновым воспламенительным элементом 4, который оборудован внутренним полым элементом 5, выполненным в виде трубки и установленным внутри эластичной диэлектрической насадки 3, которая выполнена в виде втулки, и сопряжен с инициирующей навеской ВВ 6 через диэлектрическую прокладку 2, выполненную в форме шайбы, а другая разъемная часть корпуса 1 неэлектрического средства инициирования выполнена в форме стакана, дно которого контактирует с выходной навеской ВВ 8, выполненной из бризантного ВВ, при этом между инициирующей навеской низкой плотности из дефлагрирующего ВВ 6, и выходной навеской ВВ 8 расположена промежуточная навеска высокой плотности, выполненная из дефлагрирующего ВВ 7, при этом инициирующая навеска 8 сопряжена с волновым воспламенительным элементом 4 через диэлектрическую прокладку 2. Разъемные части корпуса 1 и 9 могут быть соединены посредством резьбового, байонетного, клеевого соединения, сваркой и др.

Работа неэлектрического средства инициирования осуществляется следующим образом: огневой импульс, формируемый волновым воспламенительным элементом 4 поджигает инициирующую навеску низкой плотности из дефлагрирующего ВВ 6. В результате этого в инициирующей навеске 6 процесс горения переходит в высокоскоростное взрывчатое превращение и инициирует детонационный процесс в промежуточной навеске высокой плотности 7, выполненной из дефлагрирующего ВВ, и далее инициирует детонационный процесс в выходной навеске 8 из бризантного ВВ. Детонация выходной навески 8 обеспечивает формирование ударной волны с требуемыми выходными характеристиками.

На предприятии выполнен опытный образец, в котором выходная навеска 8 выполнена из бризантного ВВ, например тетранитропентаэритрита (тэн), промежуточная навеска высокой плотности 7 выполнена из дефлагрирующего ВВ, например диперхлорат (5-нитротетразолато)-пентааммин кобальта (III) с плотностью 1,57…1,60 г/см³ (НКТ), инициирующая навеска низкой плотности 6 выполнена из дефлагрирующего ВВ, например диперхлорат (5-нитротетразолато)-пентааммин кобальта (III) с плотностью 1,45…1,55 г/см³ (НКТ). Волновой воспламенительный элемент 4 выполнен в виде ударно-волновой трубки (УВТ), оборудован внутренним полым элементом 5, выполненным в виде металлической трубки из стали и установлен в эластичную диэлектрическую насадку 3, выполненную из полимерного материала в виде втулки, например из резины или полиэтилена низкого давления. Кроме того, проверена работоспособность предлагаемого устройства, выполненного разъемным и соединенного посредством резьбового соединения или байонетного, а также клеевого соединения и сваркой. Что касается материалов, из которых выполнены навески заряда ВВ, следует отметить, что бризантные ВВ - это вторичные ВВ, известные из источника Физика взрыва под ред. Л.П. Орленко, т. 1 раздел 1.4 Классификация ВВ и составов на их основе, стр. 11 (М. Физматлит, 2002).

Что касается сведений о дефлагрирующем ВВ и его свойствах, включая сведения о плотности, то оно известно из патента РФ №2261851, опубл. 10.10.2005 г. М.В. Агеева, В.Н. Егорова, В.А. Каталкиной, В.Н. Петрова, Л.Н. Чучупал «Способ получения (5-нитротетразолато) пентаамминкобальт (III) перхлората».

Использование данного изобретения позволит повысить надежность, безопасность, эффективность и технологичность устройства.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:

- в неэлектрическом средстве инициирования, предназначенном для инициирования при проведении взрывных работ, улучшены эксплуатационные характеристики, а именно эффективность, надежность, технологичность, повышена безопасность за счет исключения инициирующих взрывчатых веществ и электрического способа взрывания;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью выше описанных конструктивных решений, а именно получено неэлектрическое средство инициирования с улучшенными характеристиками;

- неэлектрическое средство инициирования, воплощенное в заявленном изобретении при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем достигаемого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

- неэлектрическое средство инициирования, воплощенное в заявленном изобретении при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем достигаемого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Изобретение относится к области безопасных средств инициирования, может быть использовано в качестве малогабаритного, неэлектрического средства инициирования при проведении взрывных работ гражданского назначения, таких как строительство, системах группового подрыва в горнодобывающей и нефтегазовой отраслях промышленности. Неэлектрическое средство инициирования по первому варианту состоит из корпуса 1, выполненного в виде стакана с переменной толщиной стенок в сечении, дно которого контактирует с выходной навеской 8 ВВ, между выходной навеской 8 и инициирующей навеской 6 расположена промежуточная навеска 7. Волновой воспламенительный элемент 4 выполнен в виде волновода, оборудован внутренним полым элементом 5 и закреплен в части корпуса, с меньшей толщиной стенки в сечении, эластичной диэлектрической насадкой 3. Между торцом волнового воспламенительного элемента 4 и инициирующей навеской 6 расположена диэлектрическая прокладка 2. Неэлектрическое средство инициирования по второму варианту состоит из корпуса, выполненного в виде инициирующей части, имеющей меньшую толщину стенки в сечении, где расположен волновой воспламенительный элемент, оборудованный внутренним полым элементом и зафиксированный эластичной диэлектрической насадкой. В нижней части корпуса, выполненным в виде стакана, расположена выходная навеска ВВ, граничащая с дном основания, инициирующая навеска ВВ и контактирующая с ними промежуточная навеска ВВ. Технический результат заключается в обеспечении взрывобезопасности за счет исключения возможности срабатывания от разряда статического электричества. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Неэлектрическое средство инициирования, содержащее в корпусе, имеющем переменную толщину стенки в сечении, установленные соосно инициатор в виде волнового воспламенительного элемента, заряд взрывчатого вещества (ВВ), выполненный в виде навесок ВВ, контактирующих друг с другом, отличающееся тем, что корпус выполнен в форме стакана, дно которого контактирует с выходной навеской ВВ, выполненной из бризантного ВВ, между инициирующей навеской низкой плотности из дефлагрирующего ВВ и выходной навеской ВВ расположена промежуточная навеска высокой плотности, выполненная из дефлагрирующего ВВ, волновой воспламенительный элемент оборудован внутренним полым элементом, выполненным в виде трубки, и установлен в части корпуса с меньшей толщиной стенки в сечении внутри эластичной диэлектрической насадки, выполненной в виде втулки, и сопряжен с инициирующей навеской ВВ через диэлектрическую прокладку, выполненную в форме шайбы.

2. Неэлектрическое средство инициирования, содержащее в корпусе, имеющем переменную толщину стенки в сечении, установленные соосно инициатор в виде волнового воспламенительного элемента, заряд взрывчатого вещества (ВВ), выполненный в виде навесок ВВ, контактирующих друг с другом, отличающееся тем, что корпус выполнен разъемным, одна часть которого имеет меньшую толщину стенки в сечении с расположенным в ней волновым воспламенительным элементом, который оборудован внутренним полым элементом, выполненным в виде трубки и установленным внутри эластичной диэлектрической насадки, которая выполнена в виде втулки, и сопряжен с инициирующей навеской ВВ через диэлектрическую прокладку, выполненную в форме шайбы, а другая разъемная часть корпуса неэлектрического средства инициирования выполнена в форме стакана, дно которого контактирует с выходной навеской ВВ, выполненной из бризантного ВВ, при этом между инициирующей навеской низкой плотности из дефлагрирующего ВВ и выходной навеской ВВ расположена промежуточная навеска высокой плотности, выполненная из дефлагрирующего ВВ, при этом инициирующая навеска сопряжена с волновым воспламенительным элементом через диэлектрическую прокладку.

3. Неэлектрическое средство инициирования по пп. 1, 2, отличающееся тем, что эластичная диэлектрическая насадка выполнена в виде полимерной втулки.

4. Неэлектрическое средство инициирования по пп. 1, 2, отличающееся тем, что внутренний полый элемент выполнен в виде металлической трубки.

5. Неэлектрическое средство инициирования по пп. 1, 2, отличающееся тем, что внутренний полый элемент выполнен в виде композитной трубки.

6. Неэлектрическое средство инициирования по пп. 1, 2, отличающееся тем, что волновой воспламенительный элемент зафиксирован обжимом части корпуса, имеющей меньшую толщину стенки в сечении.

7. Неэлектрическое средство инициирования по п. 2, отличающееся тем, что разъемные части неэлектрического средства инициирования соединены посредством резьбового соединения.

8. Неэлектрическое средство инициирования по п. 2, отличающееся тем, что разъемные части неэлектрического средства инициирования соединены посредством байонетного соединения.

9. Неэлектрическое средство инициирования по п. 2, отличающееся тем, что разъемные части неэлектрического средства инициирования соединены посредством клеевого соединения.

10. Неэлектрическое средство инициирования по п. 2, отличающееся тем, что разъемные части неэлектрического средства инициирования соединены посредством сварного соединения.