CN100578136C - 导爆管式无起爆药雷管及其非电引爆系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种导爆管式无起爆药雷管和非电引爆连接方法。其特点是，该雷管包括雷管壳和插入雷管壳内的导爆管，还包括：设所述雷管壳内底部的锥形聚能穴；设在插入雷管壳内导爆管末端的逆止阀；填充在聚能穴、雷管壳内侧与塑料导爆管之间含有猛炸药的混合炸药。该引爆系统它包括击发装置和导爆管，导爆管的一端与击发装置连接，还包括：导爆管的与各分支导爆管连接构成的一接一接头、一接二接头和一接三接头；各种接头与各分支导爆管连接构成不同层次的导爆管分支，最末层次的各分支导爆管末端与雷管连接。该发明的雷管无起爆药，避免了污染、运输、加工和使用中的不安全因素，引爆系统性能好、使用方便。适用于各种爆破作业和礼炮施放。

Description

导爆管式无起爆药雷管及其非电引爆系统

技术领域

本发明涉及一种爆破装置，尤其是起爆雷管及其引爆系统。

背景技术

起爆雷管作为点爆源被广泛应用于各种领域，它不仅在军事上作为点爆源，而且在矿山开采、石材加工、工程基础开挖、旧建(结)构物的拆除、爆破成形、爆破加工和礼炮施放等民用上也作为点爆源。现在一般民用爆破领域使用的点爆源雷管，如电雷管、火雷管、非电毫秒雷管等。雷管内通常装有起爆药和猛炸药，起爆药的爆炸敏感度较高，也叫灵敏炸药。非电塑料导爆管雷管用于爆破的过程一般是通过击发装置，引爆塑料导爆管内的猛炸药，利用猛炸药能连续爆轰的传爆特性点燃雷管中的起爆药并爆炸，起爆药的爆炸又引起猛炸药的爆炸，猛炸药的爆炸再起爆雷管外炸药的爆炸，从而完成爆破工作。击发装置有多段微差击发装置和/或单段击发装置，例如，如击发枪、火(电)雷管、电引火头、电击发笔等。由于现在所用点爆源雷管内含有爆炸敏感度较高和生产过程污染环境的起爆药，该起爆药遇火遇热遇冲击易燃易爆，在生产和使用过程中经常产生一些误爆，造成不可估量的损失，以及在生产起爆药时环境受到污染给工农业生产及人们生活带来危害。无起爆药雷管是指没有或不含起爆药的雷管，在生产和使用中能提高安全感度，降低对环境的污染。因此，研究无起爆药雷管及其引爆系统具有重要的意义。

目前，国内外对无起爆药雷管均作了相当的研究，并有一定的成果和专利技术，如美国桑迪亚国家试验室、华东工学院、北京理工大学、冶金部安全技术研究所及煤炭研究所等等。但是，其研制的无起爆药雷管的原理是利用在密封容器中炸药燃烧可转换为爆轰的性能，有些也利用塑料导爆管内的爆轰能。经实践，现有的无起爆药雷管，例如：专利号为89210088.5的《煤矿安全型无起爆药电雷管》、专利号为86200656的《导爆管式无起爆药雷管》、专利号为90105695.2的《内帽式无起爆药工业雷管》等等，多少存在着下列不足之处：①装配过程工艺复杂。②雷管管壳强度高。③从燃烧转换为爆轰的引爆元件和延期元件加工精度高。④同型号雷管装药量多。⑤结构简单的非电引爆雷管药起爆能不足。⑥采用电引爆雷管管药不安全。⑦造价高。⑧非电式无起爆药雷管引爆系统不够完善。

发明内容

本发明的目的是针对上述无起爆药雷管存在的不足之处，提供一种导爆管式无起爆药雷管。

本发明的另一个目的是提供一种导爆管式无起爆药雷管非电引爆系统。

本发明导爆管式无起爆药雷管充分利用了现有塑料导爆管内猛炸药的连续爆轰传爆特性，在塑料导爆管末端装有逆止阀，防止雷管壳内能量失散过快，并将管壳底部做成锥形聚能穴，放入混合炸药后成为灼热核等能增加起爆能的设置，易引爆和形成稳定爆轰，以及在管壳内放有不同的混合药配合比的猛炸药和压实度时所达到的起爆能，并使其形成爆轰的时间存在差异的特点等，研制了一种非电多段微差的塑料导爆管式无起爆药雷管。该导爆管式无起爆药雷管的具体技术方案为：

一种导爆管式无起爆药雷管，它包括雷管壳和插入雷管壳内的塑料导爆管，其特征在于还包括：

设在所述雷管壳内底部的锥形聚能穴；

设在插入雷管壳内塑料导爆管末端的逆止阀；

填充在锥形聚能穴、雷管壳内侧与塑料导爆管之间含有猛炸药的混合炸药；

设在雷管壳上口可穿引出塑料导爆管的密封塞。

所述的逆止阀包括插入雷管壳内塑料导爆管未端一侧的塑料导爆管上，设置的使塑料导爆管内侧与雷管壳内侧相通的开口和堵在插入雷管壳内的塑料导爆管未端口上的T形塞。

所述混合炸药的组成混合重量比为：铝粉5～15份、猛炸药65～80份和黑火药15～25份，其密度为0.7～1.2g/cm³。

本发明导爆管式无起爆药雷管的技术特点是：塑料导爆管式无起爆药雷管管壳内装有含有猛炸药的混合炸药，雷管壳的开口端装有密封塞，该密封塞的中通孔内插有塑料导爆管，在塑料导爆管的下端设有逆止阀装置，并且在塑料导爆管的插入管壳内的前端周围，以及管壳内具有聚能功能的锥形底部填充有含有猛炸药的混合炸药。同时其通过改变混合药配合比和压实度来制造多段微差雷管。

以上结构的塑料导爆管式无起爆药雷管，其引出端与击发装置连接即可引爆。结构简单、安全可靠、造价低、使用方便，克服了上述现有雷管的缺点。

另一发明的非电式无起爆药雷管引爆系统主要利用在以上结构的塑料导爆管式无起爆药雷管引爆系统上，其通过现有的塑料导爆管一管与一管，以及一管与一管以上的多管的分支连接，各分支管又与各相应的分支管的又连接，组成不同层次的分支管，各未端分支管的未端和各相应的塑料导爆管式无起爆药雷管的再连接，塑料导爆管的起始端与现有的多段微差击发装置和/或单段击发装置连接，构成非电式无起爆药雷管引爆系统。

本发明非电式无起爆药雷管引爆系统，其采用多段和/单段击发元件装置产生激波击发塑料导爆管，利用塑料导爆管传爆过程若有不大于15cm断药时，仍能继续传送爆轰的特性和非电式无起爆药雷管的原理来完善非电式无起爆药雷管引爆系统，使之快速、安全、远距离引爆非电式无起爆药雷管。

本发明非电式无起爆药雷管引爆系统按上述技术特点的结构和连接，其工作程序为：击发装置击发传爆元件，引起塑料导爆管爆轰，塑料导爆管的爆轰冲击波通过在雷管内未端的侧开口，引爆雷管管壳内侧和底部锥形聚能穴的含有猛炸药的混合炸药。逆止阀作用是阻止锥形聚能穴混合炸药爆炸时产生的能量从塑料导爆管中排出，造成能量浪费，集中能量使管壳内的混合炸药完全爆炸，并引起雷管外围的炸药爆炸。

本发明的非电的塑料导爆管式无起爆药雷管及其非电引爆系统由于是非电引爆和雷管无起爆药，避免了施工用电和杂散电易造成误爆；避免了有起爆药雷管的生产对周围环境的污染和生产、运输、装填加工中不安全因素；避免了现有安全工业雷管起爆元件和延期元件等加工困难装配复杂，以及非电的塑料导爆管式无起爆药雷管技术起爆能不足。经测试本发明的非电的塑料导爆管式无起爆药雷管及非电式无起爆药雷管引爆系统放在火焰中燃烧30多分钟未发生爆炸，因此该产品在生产、运输、使用过程中是安全的，可实现远距离操作和城内生产、转运、施放。

附图说明

图1是本发明导爆管式无起爆药雷管结构示意图。

图2是图1中逆止阀的外结构示意图。

图3是本发明导爆管式无起爆药雷管非电引爆系统结构示意图。

图4是导爆管一接一接头的结构示意图。

图5是图4中沿A-A剖视的结构示意图。

图6是导爆管一接二接头的结构示意图。

图7是图6中沿B-B剖视的结构示意图。

图8是导爆管一接三接头的结构示意图。

图9是图8中沿C-C剖视的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明型作进一步说明。

图1所示，是本发明导爆管式无起爆药雷管结构示意图。在图中，塑料导爆管5的一端插入到雷管壳1中。雷管壳1可由金属、塑料、木和纸等材料制成。在雷管壳1的上口设有雷管塞4，该塞4的中心设有孔可穿过插入的塑料导爆管5并密封联接，实现密封封口。当然，实现密封封口也可以用胶布缠绕密封联接。雷管壳1的底部设置成锥形构成锥形聚能穴7，并填充有混合炸药6。在雷管壳1中，塑料导爆管5末端的一侧上设置的，使塑料导爆管5内侧与雷管壳1内侧相通的开口10和堵在插入雷管壳内的塑料导爆管未端口上的T形塞9，构成逆止阀；其中的T形塞9通过纵向弹性的构件8与塑料导爆管未端固定联接。在雷管壳1的内侧与塑料导爆管5之间填充有混合炸药2，该混合炸药2与填充在锥形聚能穴7中的混合炸药6相同。在不需要太多混合炸药2的情况下，在混合炸药2的上面填充有压紧物3；该压紧物3可以是棉花、木料、碎布和碎纸屑等。以上的结构构成塑料导爆管式无起爆药雷管11。逆止阀的作用是将塑料导爆管在引爆产生的爆轰通过侧面的开口10和T形塞9的内侧传给外侧的混合炸药2及6，并阻止在锥形聚能穴7中部分混合炸药6及混合炸药2爆炸时产生的能量从塑料导爆管5中排出，造成能量浪费；集中所有能量引起雷管内的所有混合炸药爆炸，产生最大的爆炸能量。在塑料导爆管式无起爆药雷管中所述混合炸药2和6的组成物重量混合比为：铝粉5～15份、猛炸药65～80份和黑火药15～25份，混合密度为0.7～1.2g/cm³。该混合炸药的制作比较简单，将各重量份的组成物充分搅拌均匀即可。

图2所示，是图1中逆止阀的外结构示意图。由图中可知，逆止阀13包括塑料导爆管5未端的一侧上设置的，使塑料导爆管内侧与雷管壳1内侧相通的开口10和堵在插入雷管壳内的塑料导爆管未端口上的T形塞9，其中，开口10为喇叭状；T形塞9通过纵向弹性的构件8与塑料导爆管5未端固定联接，而纵向弹性的构件8又通过在塑料导爆管5未端上的横向固定构件12与塑料导爆管5未端固定。纵向弹性的构件8可以是弹簧、弹性橡皮条和弹性胶绳等。在图中可以理解为：弹性橡皮条8箍住T形塞9外面的中间后，橡皮条8的两端被绳线12横向绑固定在塑料导爆管5末端上。当塑料导爆管5引爆产生的爆轰碰到T形塞9的内侧时，由于弹性橡皮条8的弹性作用，可暂时冲开一下T形塞9，使爆轰从开口10和沿T形塞9内侧向外喷出，引爆塑料导爆管5外侧和锥形聚能穴7中的混合炸药2和6，而锥形聚能穴7中的混合炸药6被引爆后产生的能量，由于T形塞9和弹性橡皮条8的弹性作用，T形塞9的外侧挡住了该能量从引爆塑料导爆管5中排出，形成稳定的爆轰，使雷管壳内的混合药完全爆炸，从而增强了雷管的引爆能力。

图3所示，是本发明导爆管式无起爆药雷管非电引爆系统结构示意图。在图中，击发装置14通过一塑料导爆管15与一管、两管、三管或多管的连接，形成不同的连接层，未层的各支管的末端又与相应塑料导爆管式无起爆药雷管的连接，构成一个引爆系统。击发装置14可以是用于瞬发雷管微差爆破的多段微差击发装置和/或用于多段雷管微差爆破的单段击发装置，该引爆系统中塑料导爆管15管与管之间的连接分支数，可要根据需要来确定，其连接的结构如图4～9。从图3中可知，与击发装置14连接的塑料导爆管15通过一接一的接头16接长塑料导爆管，又通过一接二的接头17分支出两塑料导爆管15；分支出来的两塑料导爆管15的未端，又通过一接三的接头18分支出叁塑料导爆管15，这分支出来的叁塑料导爆管15的未端再通过一个一接一的接头16与塑料导爆管式无起爆药雷管11连接，构成一个塑料导爆管式无起爆药雷管非电引爆系统。当然，在各塑料导爆管式无起爆药雷管11的外面还应设有更强爆炸力的炸药。所述塑料导爆管15的结构与上述插入雷管11中引爆塑料导爆管5的相同。

图4和图5所示，是塑料导爆管一接一接头的结构示意图，其中图5是图4中沿A-A剖视的结构示意图。由图可知，是一条塑料导爆管15通过一接一接头16与另一条塑料导爆管20连接，接长塑料导爆管15的结构。其实，另一塑料导爆管20的结构与塑料导爆管15的相同，就是塑料导爆管15，只为了将结构说清而编号而已，以下同理。在图5中的剖视可看到，在接头处，续接的塑料导爆管20开成等份的四瓣包住待接的塑料导爆管15，也可以管对管直接对接；在接头处的外面包缠六层及以上的电工胶布19，使之连接牢固可靠和减少接头处爆轰能量损失。在图4中，为了使接头处不易被扯脱，在两管接头外的两侧弯折成交叉，并在交叉处包缠两层及以上的电工胶布21，使之连接牢固可靠。

图6和图7所示，是塑料导爆管一接二接头的结构示意图，其中，图7是图6中沿B-B剖视的结构示意图。由图可知，是一条塑料导爆管15通过一接二接头17与另二条分支塑料导爆管24连接，接长塑料导爆管15的结构。在接头处，待接的塑料导爆管15开成等份的两瓣包住续接的塑料导爆管24；在接头处的外面包缠六层及以上的电工胶布22，使之连接牢固可靠和减少爆轰能量损失。在图6中，为了使接头处不易被扯脱，在两管接头外的两侧弯折成交叉，并在交叉处包缠两层及以上的电工胶布23。包缠电工胶布23的目的是使连接处连接牢固可靠。

图8和图9所示，是塑料导爆管一接三接头的结构示意图，其中，图9是图8中沿C-C剖视的结构示意图。由图可知，是一条塑料导爆管15通过一接三接头18与另三条分支塑料导爆管27连接，接长塑料导爆管15的结构。在接头处，待接的塑料导爆管15开成等份的叁瓣包住续接的塑料导爆管27，其中，叁根导爆管27之间用填塞物28，如棉花、碎布和软纸等填塞；在接头处的外面包缠六层及以上的电工胶布25，包缠胶布和填充填塞物的目的与上相同。在图8中，为了使接头处不易被扯脱，在两管接头外的两侧弯折成交叉，并在交叉处包缠两层及以上的电工胶布26。包缠胶布的目的与上相同。

在以上的图7～9中，所有接长塑料导爆管和各分支管24、27其实就都是塑料导爆管15和5。以上给出了一管接三管以下的一接一接头16、一接二接头17和一接三接头18分支连接结构，接多于三管以上的结构可以以此类推。这样连接的结构能保证在作为引爆塑料导爆管时，在一塑料导爆管内产生的轰爆能有效地传给各分支管，在各分支管中也能产生轰爆，能顺利地引爆雷管。当然，分支连接结构以一管接三管以下的为好，一管接的分支管太多了，可靠性会下降。所以，图3中所示的系统一管所接的分支管最多为叁支，一根塑料导爆管15根据系统需要，一端与击发装置14连接，另一端通过各接头16、17、18分出多个分管，各分管的未端又与各相应塑料导爆管式无起爆药雷管11的引出塑料导爆管5以一接一接头16的结构连接，构成一个完整的塑料导爆管式无起爆药雷管非电引爆系统。其中，塑料导爆管15通过一接一接头16延伸出一根塑料导爆管为一个分支层次；通过一接二接头17分支出两根塑料导爆管为另一个层次；通过一接三接头18分支出叁根塑料导爆管又再为一个层次，各层次的顺序和分支数的多少可根据引爆系统的需要确定。即塑料导爆管15通过各种接头16、17、18与各分支塑料导爆管20、24、27连接构成不同层次的塑料导爆管分支，最未层次的各分支塑料导爆管未端，以一接一接头16的结构与所述塑料导爆管式无起爆药雷管1 1连接。分支管要接多少由爆破系统中所需爆破的点数和雷管数来决定。若用于水下爆破，非电引爆系统中各接头处可用防水胶布处理之，或涂上防水材料。若用于高温区或易爆区爆破，非电引爆系统中各接头及线管，可用隔热或隔爆处理。

实施例1

一个按图1的结构制造的Φ10mm，长80mm的雷管铁壳1之塑料导爆管式无起爆药雷管11，其底部锥形聚能穴7中用：铝粉7.2份、猛炸药72.8份和黑火药20份，混合密度为1.2g/cm³的混合炸药垫平压实。用一根长均1.5m塑料导爆管5，一端头的一侧设一个喇叭口状的开口10，T形塞9用大头钉来代替，纵向弹性的构件8采用弹性胶条，横向固定构件12采用一般的绳线。把大头钉塞在塑料导爆管5未端的孔上，并用弹性胶条紧箍住其外面的中间，弹性胶条的两端绷紧后被绳线绑固定在塑料导爆管5未端上，构成所述的逆止阀13。将设有逆止阀13端的塑料导爆管5，插入锥形聚能穴7中已垫混合炸药的雷管壳1内，端面平触药面；再次在雷管壳1与插入的塑料导爆管5之间装填入混合炸药，填药量高度为大于逆止阀13的开口10上1cm，且人工用小木棒压实至混合药密度为0.9g/cm³，用碎布充满和压紧，然后用胶布缠绕密封管壳口，引出塑料导爆管5的另一端。从而制成一个塑料导爆管式无起爆药雷管11，经试验可引爆普通导爆索。

实施例2

按图1的结构制造的塑料导爆管式无起爆药雷管，如实施例1中制作的塑料导爆管式无起爆药雷管，其中的混合炸药的组成成份重量比为：铝粉5～15份、猛炸药65～80份和黑火药15～25份，其密度为0.7～1.2g/cm³。如果一个混合药比例为：铝粉7.2份、猛炸药72.8份和黑火药20份，混合密度为0.9g/cm³的塑料导爆管式无起爆药雷管，另一个混合药比例为：铝粉7.7份、猛炸药77.3份和黑火药15份，混合密度为1g/cm³的塑料导爆管式无起爆药雷管，当用火雷管同时起爆两种塑料导爆管式无起爆药雷管时，两种塑料导爆管式无起爆药雷管均能起爆，但两种塑料导爆管式无起爆药雷管起爆的声音和光源存在差异。

实施例3

一个按图3组成的非电式无起爆药雷管引爆系统，其击发装置14为火雷管，传爆元件为塑料导爆管15和胶布包扎的一接一接头16、一接二接头17和一接三接头18分支连接结构，工作末端元件由塑料导爆管式无起爆药雷管11或导火索(其代替导火索式无起爆药雷管)等非电式无起爆药雷管。经连接和起爆，非电式无起爆药雷管全部起爆。

实施例4

一个由实施例1和实施例3的结构和装药方式构成的塑料导爆管式无起爆药雷管及非其电引爆系统，其中，引爆系统中不包括击发装置14。把它们一起投放入到燃烧的木材加柴油中，经过30多分钟的燃烧，末发生爆炸现象。经查验，烧后，只余铁雷管壳1和大头钉9，其它已烧成灰烬。

Claims (7)

1、一种导爆管式无起爆药雷管，它包括雷管壳和插入雷管壳内的塑料导爆管，其特征在于还包括：

设在所述雷管壳(1)内底部的锥形聚能穴(7)；

设在插入雷管壳内(1)塑料导爆管(5)未端的逆止阀(13)；

填充在聚能穴(7)、雷管壳(1)内侧与塑料导爆管(5)之间含有猛炸药的混合炸药(2、6)。

2、根据权利要求1所述的导爆管式无起爆药雷管，其特征在于：

所述的逆止阀(13)包括插入雷管壳(1)内塑料导爆管(5)未端一侧上，设置的使塑料导爆管(5)内侧与雷管壳(1)内侧相通的开口(10)和堵在插入雷管壳(1)内的塑料导爆管(5)未端口上的T形塞(9)。

3、根据权利要求1所述的导爆管式无起爆药雷管，其特征在于：

所述混合炸药(2、6)的组成混合重量比为：铝粉5～15份、猛炸药65～80份和黑火药15～25份，其密度为0.7～1.2g/cm³。

4、一种利用权利要求1所述的导爆管式无起爆药雷管构成的非电引爆系统，它包括击发装置和塑料导爆管，塑料导爆管的一端与击发装置连接，其特征在于还包括：

所述塑料导爆管(15)分别与各分支塑料导爆管(20、24、27)连接构成的一接一接头(16)、一接二接头(17)和一接三接头(18)；

所述塑料导爆管(15)通过各种接头(16、17、18)分别与各分支塑料导爆管(20、24、27)连接构成不同层次的塑料导爆管分支，最未层次的各分支塑料导爆管未端，以一接一接头(16)的结构与所述塑料导爆管式无起爆药雷管(11)连接。

5、根据权利要求4所述的导爆管式无起爆药雷管非电引爆系统，其特征在于：

所述一接一接头(16)的结构为：在接头处，续接的塑料导爆管(20)开成等份的四瓣包住待接的塑料导爆管(15)，也可以管对管直接对接，在接头处的外面包缠有电工胶布(19)，在两管接头外的两侧弯折成交叉，并在交叉处包缠有电工胶布(21)。

6、根据权利要求4所述的导爆管式无起爆药雷管非电引爆系统，其特征在于：

所述一接二接头(17)的结构为：在接头处，待接的塑料导爆管(15)开成等份的两瓣包住续接的塑料导爆管(24)，在接头处的外面包缠有电工胶布(22)，在两管接头外的两侧弯折成交叉，并在交叉处包缠有电工胶布(23)。

7、根据权利要求4所述的导爆管式无起爆药雷管非电引爆系统，其特征在于：

所述一接三接头(18)的结构为：在接头处，待接的塑料导爆管(15)开成等份的叁瓣包住续接的塑料导爆管(27)，其中，叁根塑料导爆管(27)之间的间隙有填塞物(28)填塞，在接头处的外面包缠有电工胶布(25)，在两管接头外的两侧弯折成交叉，并在交叉处包缠有电工胶布(26)。

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