УСТРОЙСТВО ВЗРЫВНОЕ Российский патент 2023 года по МПК F42B3/10 

Изобретение относится к инициирующим устройствам для подрывных зарядов, к области взрывного дела, а также разработки средств и систем бортовой взрывной (пиро-) автоматики и может быть использовано на объектах ракетно-космической, авиационной, нефтяной, специальной техники социально-экономического, научного и военного назначения, а также взрывной технике - к области формирования взрывных волн - и может быть использовано при создании взрывных устройств, инициирующих детонацию во взрывчатых веществах (ВВ), с пониженной детонационной способностью (низкочувствительных ВВ).

Известно взрывное устройство для формирования взрывной волны в низкочувствительных ВВ (пат. RU 2107254, МПК: F42D 1/04, опубл. 20.03.98 г.), включающее основной заряд из низкочувствительного ВВ, дополнительный заряд из более чувствительного ВВ, диаметр которого превышает критический диаметр детонации основного заряда, а высота не менее его диаметра и узел задействования дополнительного заряда, выполненный в виде обмотки детонационного шнура из двух ветвей вокруг дополнительного заряда.

Недостатками данного устройства являются невысокая механическая прочность, что может приводить к изломам и изгибам детонирующего шнура при транспортировке, а также повышенные требования к качеству обмотки, т.к. необходимые условия передачи детонационного импульса обеспечиваются при плотно уложенных витках.

Известно взрывное устройство, описанное в патенте RU 2243486, МПК: F42B 1/024, опубл. 27.12.04 г., включающее основной заряд из низкочувствительного ВВ, контактирующий с ним по боковой поверхности дополнительный заряд из более чувствительного ВВ, торец которого выполнен заподлицо с торцом основного заряда, инертную вставку, примыкающую к дополнительному заряду и отделяющую его от основного заряда, и узел задействования дополнительного заряда, размещенный соосно с дополнительным зарядом и инертной вставкой, представляющий собой электродетонатор с воспламенительным каналом и усилителем детонационного импульса в виде шашки из высокочувствительного ВВ.

Недостатками этого устройства являются повышенные технологические требования при изготовлении, сложность обеспечения плотного контакта дополнительного и основного зарядов ВВ, что может привести к ненадежному инициированию детонации в основном заряде, а также невозможность при такой конструкции достижения малых габаритов.

Ближайшим аналогом к заявляемому устройству взрывному, выбранным в качестве прототипа, является взрывное устройство, описанное в патенте РФ №2323406, опубл. 27.04.2008, МПК F42B 3/10, которое включает основной заряд ВВ, контактирующий с ним по торцевой поверхности дополнительный заряд ВВ, узел задействования дополнительного заряда ВВ, размещенный соосно дополнительному заряду ВВ.

Недостатками данного изобретения являются:

- сложность изготовления дополнительного заряда с инертной вставкой;

- наличие инертной вставки в составе промежуточного инициатора приводит к увеличению толщины и диаметра детонационно-способного слоя ВВ, что способствует увеличению геометрических размеров.

Задача изобретения состоит в обеспечении надежного инициирования зарядов из низкочувствительных ВВ и безопасности при эксплуатации устройства.

Технический результат, заключается в том, что удалось повысить надежность инициирования основного заряда ВВ, упрощение устройства и уменьшение габаритов.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство взрывное, включающее основной заряд ВВ, контактирующий с ним по торцевой поверхности дополнительный заряд ВВ, узел задействования дополнительного заряда ВВ, размещенный соосно дополнительному заряду ВВ, согласно изобретению, снабжено детонационной задержкой, расположенной между основным зарядом ВВ и узлом задействования дополнительного заряда ВВ, при этом дополнительный заряд ВВ выполнен из, не менее чем двух, n-слоев, расположенных соосно с разной плотностью, величина которых выбирается из условия: слой с меньшей плотностью, определяемой из выражения где - расчетная теоретическая плотность, и контактирует с детонационной задержкой, слой, выполненный с большей плотностью, близкой к плотности основного заряда ВВ, определяемой из выражения где - расчетная теоретическая плотность ВВ, и контактирует с основным зарядом ВВ по торцевой поверхности, а плотность слоя ВВ расположенного между слоем с меньшей плотностью и слоем с большей плотностью ВВ определяется из выражения n - количество слоев.

Кроме того, с целью исключения влияния электромагнитной наводки детонационная задержка выполнена в виде пластичного ВВ.

Кроме того, с целью электрического задействования устройства, узел задействования выполнен в виде электродетонатора (ЭД).

Кроме того, с целью огневого или ударно-волнового задействования устройства, узел задействования выполнен в виде капсюля-детонатора (КД).

Кроме того, с целью повышения взрывобезопасности изделия при сохранении детонационных свойств, дополнительный заряд ВВ выполнен из бризантного ВВ.

Кроме того, с целью повышения взрыво безопасности изделия при сохранении детонационных свойств, основной заряд ВВ выполнен из бризантного ВВ.

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».

Предложенное устройство взрывное поясняется на чертеже, где введены следующие позиции:

1 - узел задействования;

2 - детонационная задержка;

3 - дополнительный заряд;

4 - слой ВВ дополнительного заряда с меньшей плотностью ρ_min;

5 - слой ВВ дополнительного заряда со средней плотностью ρ_medium;

6 - слой ВВ дополнительного заряда с большей плотностью ρ_max;

7 - основной заряд ВВ;

D - направление инициирования.

Устройство взрывное состоит из основного заряда ВВ 7, контактирующего с ним по торцевой поверхности дополнительного заряда ВВ 3, узла задействования 1 дополнительного заряда ВВ 3, размещенного соосно дополнительному заряду ВВ 3, детонационной задержки 2, расположенной между основным зарядом ВВ 7 и узлом задействования 1 дополнительного заряда ВВ 3. Дополнительный заряд ВВ 3 выполнен из, не менее чем двух, n-слоев, например, 4, 5 и 6 (см чертеж), расположенных соосно с разной плотностью, величина которых выбирается из условия: слой 4 с меньшей плотностью, определяемой из выражения где - расчетная теоретическая плотность и контактирует с детонационной задержкой 2, слой 6 выполнен с большей плотностью, близкой к плотности основного заряда ВВ 7, определяемой из выражения где - расчетная теоретическая плотность ВВ, и контактирует с основным зарядом ВВ 7 по торцевой поверхности, а плотность слоя ВВ 5 расположенного между слоем 4 с меньшей плотностью и слоем 6 с большей плотностью ВВ, определяют из выражения где n - количество слоев. Детонационная задержка 2 может быть выполнена в виде пластичного ВВ. Узел задействования 1 выполнен в виде электродетонатора (ЭД) или капсюля - детонатора (КД).

Работа осуществляется следующим образом. Задействование дополнительного заряда ВВ 3 осуществляют от узла задействования 1 и детонационной задержки 2, которая выполняет роль «отсекателя» электромагнитной наводки, образованной при подаче на узел задействования 1, например, электродетонатор (ЭД) высоковольтного импульса. При задействовании дополнительного заряда ВВ 3, в нем возникает ударная волна (УВ), которая переходит в детонационную волну (ДВ) с поверхности или на некоторой глубине, в зависимости от n - количества слоев, например 4, 5 и 6 (см. чертеж), и диапазона плотностей этих слоев. Сформированная в дополнительном заряде ВВ 3 детонационная волна способна надежно инициировать основной заряд ВВ 7 и обеспечить ему полноту передачи детонационного импульса. Конечный слой 6 дополнительного заряда ВВ 3 имеет большую плотность, которая сопоставима с плотностью основного заряда 7. Количество n слоев, проверенных экспериментально, варьируется от двух до пяти, а толщина слоев составляет от одного до десяти миллиметров. Меньшую плотность дополнительного заряда ВВ 3 определяют из выражения: где - расчетная теоретическая плотность ВВ. Большая плотность дополнительного заряда ВВ 3 определяют из выражения: Разницу в плотностях дополнительного заряда ВВ 3 между сопрягаемыми слоями определяют из выражения n - количество слоев. Отличие меньшей плотности начального слоя 4 и большей плотности конечного слоя 6 дополнительного заряда ВВ 3 не превышает 20%.

Математические выражения, определяющие плотности слоев 4, 5 и 6 дополнительного заряда ВВ 3, были определены экспериментально при проведении газодинамических экспериментов по исследованию инициируемости предложенного дополнительного заряда 3 и его инициирующей способности при передаче детонационного импульса основному заряду 7.

Результаты представлены в таблице 1.

Примером конкретного выполнения является устройство взрывное, в котором дополнительный заряд 3 выполнен из двух слоев с разной плотностью: слой ВВ с меньшей плотностью а слой ВВ с большей плотностью при этом плотность основного заряда 7 была равна Во время проведения эксперимента была проверена работоспособность предлагаемого устройства взрывного, обеспеченная надежной передачей детонационного импульса основному заряду 7.

Также была проверена работоспособность устройства взрывного, в котором дополнительный заряд 3 выполнен из трех слоев, при этом слой ВВ с меньшей плотностью а слой ВВ с большей плотностью при этом плотность слоя и находилась по формуле где n=3. Плотность основного заряда 7 была равна Во время проведения эксперимента была проверена работоспособность предлагаемого устройства взрывного, обеспеченная надежной передачей детонационного импульса основному заряду 7.

Использование данного изобретения позволит улучшить эксплуатационные характеристики устройства взрывного, а именно снизить энергию срабатывания, повысить безопасность при изготовлении и эксплуатации за счет отказа от использования высокочувствительных инициирующих ВВ, повысить надежность инициирующей способности взрывного устройства при малых габаритах.

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».

Изобретение относится к области взрывного дела, в частности к взрывным устройствам. Устройство взрывное включает основной заряд ВВ, контактирующий с ним по торцевой поверхности дополнительный заряд ВВ, узел задействования дополнительного заряда ВВ, размещенный соосно дополнительному заряду ВВ. Взрывное устройство снабжено детонационной задержкой, расположенной между основным зарядом ВВ и узлом задействования дополнительного заряда ВВ. Дополнительный заряд ВВ выполнен из не менее чем двух n-слоёв, расположенных соосно, с разной плотностью, величина которых выбирается из условия: слой с меньшей (ρ_min) плотностью, определяемой из выражения ρ_max=(0,80…0,88)⋅ρ_t, где ρ_t – расчётная теоретическая плотность ВВ, контактирует с детонационной задержкой, слой, выполненный с большей (ρ_max) плотностью, близкой к плотности основного заряда ВВ, определяемой из выражения ρ_max=(0,92…0,98)⋅ρ_t, где ρ_t – расчётная теоретическая плотность ВВ, контактирует с основным зарядом ВВ по торцевой поверхности. Плотность слоя ВВ (ρ_medium), расположенного между слоем с меньшей (ρ_min) плотностью и слоем с большей (ρ_max) плотностью ВВ, определяется из выражения ρ_medium=ρ_min+Δρ, где Δ=(ρ_max-ρ_min)/(n-1), n – количество слоев. Технический результат заключается в повышении надежности срабатывания взрывного устройства при его инициации. 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Устройство взрывное, включающее основной заряд ВВ, контактирующий с ним по торцевой поверхности дополнительный заряд ВВ, узел задействования дополнительного заряда ВВ, размещенный соосно дополнительному заряду ВВ, отличающийся тем, что оно снабжено детонационной задержкой, расположенной между основным зарядом ВВ и узлом задействования дополнительного заряда ВВ, при этом дополнительный заряд ВВ выполнен из не менее чем двух n-слоёв, расположенных соосно, с разной плотностью, величина которых выбирается из условия: слой с меньшей (ρ_min) плотностью, определяемой из выражения ρ_max=(0,80…0,88)⋅ρ_t, где ρ_t – расчётная теоретическая плотность ВВ, контактирует с детонационной задержкой, слой, выполненный с большей (ρ_max) плотностью, близкой к плотности основного заряда ВВ, определяемой из выражения ρ_max=(0,92…0,98)⋅ρ_t, где ρ_t – расчётная теоретическая плотность ВВ, контактирует с основным зарядом ВВ по торцевой поверхности, а плотность слоя ВВ (ρ_medium), расположенного между слоем с меньшей (ρ_min) плотностью и слоем с большей (ρ_max) плотностью ВВ, определяется из выражения ρ_medium=ρ_min+Δρ, где Δρ=(ρ_max-ρ_min)/(n-1), n – количество слоев.

2. Устройство взрывное по п.1, отличающееся тем, что детонационная задержка выполнена в виде пластичного ВВ.

3. Устройство взрывное по п.1, отличающееся тем, что узел задействования выполнен в виде электродетонатора (ЭД).

4. Устройство взрывное по п.1, отличающееся тем, что узел задействования выполнен в виде капсюля детонатора (КД).

5. Устройство взрывное по п.1, отличающееся тем, что дополнительный заряд ВВ выполнен из бризантного ВВ.

6. Устройство взрывное по п.1, отличающееся тем, что основной заряд ВВ выполнен из бризантного ВВ.