CN101363700A - 工业安全雷管用优化型起爆元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业安全雷管用的，在常温或低温下高度可靠地起爆用的优化型起爆元件。起爆元件为圆管状壳体1，壳体1一端封闭，另一端敞开，在封闭端的中心有传火孔3，壳体1内只装猛炸药2，猛炸药2是泰安(C₅H₈N₄O₁₂)或黑索金(C₃H₆N₆O₆)或Be炸药(C₃H₅N₆O₇)，或者是一种或者是两种以上的上述炸药的混合物。本发明的起爆元件结构简单，生产成本低，爆轰完全，安全可靠，十分适应工业化批量生产。

Description

工业安全雷管用优化型起爆元件

技术领域

本发明涉及一种工业安全雷管用的，在常温或低温下高度可靠地起爆用的起爆元件。

背景技术

雷管本身可作为爆炸源，通常用于起爆其它炸药。雷管有起爆药雷管和无起爆药雷管。起爆药雷管都装有猛炸药，起爆药和延期烟火剂。起爆药雷管尽管具有加工工艺简单，成本低的优点，但高度敏感的起爆药，使雷管在生产、使用、运输及储存中的安全性降低，且废水、废气造成严重的环境污染问题。无起爆药雷管也就是工业安全雷管可以解决有起爆药雷管存在的缺陷。但目前出现的一些种类的无起爆药雷管存在着机构复杂、价格昂贵、制造工艺技术要求高、起爆可靠性不高等问题，这些问题严重阻碍了无起爆药雷管的工业化应用。

中国专利号为ZL02138889X，名称为“用于无起爆药雷管的简化型起爆元件”的专利对上述无起爆药雷管存在的问题进行了改进，大大提高了雷管工作可靠性，特别是在极端条件下工作的可靠性，从而为工业安全雷管的大批量生产奠定技术基础。

经过实践，申请人发现专利号为ZL02138889X的起爆元件，其结构还可以优化，可以在起爆元件内不装填“特别选择的引发药”。直接用常规点火方式引发起爆元件内的猛炸药，使猛炸药在几个微秒或几十个微秒内达到低速爆轰，进而使整体雷管达到完全爆轰。另外起爆元件的外观结构仍存在进一步优化的可能，从而使起爆元件的生产成本降低，适应工业安全雷管批量生产的要求。

发明内容

本发明的目的是针对专利号为ZL02138889X公开的起爆元件的结构进行优化，进一步提高起爆元件的安全可靠性能，降低生产成本，解决工业安全雷管大批量生产存在的问题。

本发明的技术解决方案是：一种工业安全雷管用优化型起爆元件，为圆管状壳体，壳体一端封闭，另一端敞开，在封闭端的中心有传火孔，壳体内只装猛炸药，猛炸药是泰安(C₅H₈N₄O₁₂)或黑索金(C₃H₆N₆O₆)或Be炸药(C₃H₅N₆O₇)，或者是一种或者是两种以上的上述炸药的混合物。当猛炸药被击发后能从爆燃转为爆轰并向雷管底部传递，引爆外管底部密度较大的猛炸药使整个雷管达到完全爆轰。

优化型起爆元件的壳体壁厚为0.8mm～1.0mm，外径为Φ6.2mm～Φ6.4mm，长度为16mm～18mm；传火孔孔径范围为Φ2.3～Φ2.7mm，根据雷管点火方式和秒量选择确定，电雷管Φ2.3mm～Φ2.5mm，非电雷管Φ2.5mm～Φ2.7mm。

市售猛炸药一般为粉状或结晶状，为满足起爆元件的装药工艺要求，需用造粒剂对市售猛炸药进行造粒处理，造粒剂的主要成分为聚醋酸乙烯脂或聚乙烯醇或虫胶。造粒处理后的猛炸药(2)为大颗粒聚合体，在起爆元件壳体内直接装入猛炸药，总装药量在300mg以下。猛炸药可以一次全部装入粒度为100μm～200μm的大颗粒炸药，经加压后，使装药密度达到1.2g/cm³～1.5g/cm³。猛炸药还可以分两次装入，第一次装粒度为100μm～200μm的炸药，装药量为50mg～150mg，第二次装粒度为0.1mm～0.6mm的炸药，装药量为100mg～200mg，经压装后，使装药平均密度达到1.2g/cm³～1.6g/cm³，并形成必要的密度梯度。为了扩大点火面积，在传火孔(3)部位，在压药过程中还可形成半球形的凹药面。

猛炸药装压后，在壳体敞开端留有空位，其长度为6mm～8mm。由传火孔至空位形成由小到大的第一密度梯度，极有利于爆轰波的增长，并形成低速爆轰。当该起爆元件压入外管时，雷管外壳的底药部份进入空位，并从空位上部猛炸药到外管底药之间形成由小到大的第二密度梯度，其密度梯度有利于爆轰波的加速增长。

在制作雷管时，雷管外壳内的底药(基本装药)约600mg±30mg猛炸药，应分两次装入，首先压入重约3/4的含有钝感剂的基本装药，其密度应达到1.5g/cm³，再在其上松装入其余的1/4的结晶猛炸药，然后将起爆元件压入雷管底药之上，使松装药从起爆元件空位到外管底药之间又形成一个由小到大的密度梯度。这样特殊的装压药工艺，可以保证起爆元件顺利地可靠地从燃烧转到爆轰，并可以保证整个雷管完全爆轰。

本发明的有益效果在于：与专利号为ZL02138889X的起爆元件相比，本发明取消了引发药，猛炸药的种类有所增删，保留了常见的猛炸药工业产品泰安、黑索金，取消了De炸药，采用了市售的Be炸药，并作为首选炸药，因而更加减少了装压药工序，提高了安全性、可靠性。本发明起爆元件壳体强度、形状和参数，根据工程力学原理和实验，对专利号为ZL02138889X的起爆元件进一步进行了优化设计，提出了最佳匹配尺寸，使壳体设计更加合理、规范，使起爆元件内的猛炸药更可靠地接受各种点火机构如电引火药头、导爆管、导爆索或低能导爆索的引发，在几微秒或几十微秒内转为爆轰。优化型起爆元件壳体强度保障了不因传火孔的能量泄漏和壳体变形破坏损失能量而不能转变为爆轰，起爆元件所装药剂在减少的情况下产生的能量足够激发基本装药转为爆轰，对起爆元件和整个雷管可靠地完全爆轰极为有利。本发明的起爆元件结构简单，生产成本低，爆轰完全，安全可靠，十分适应工业化批量生产。

附图说明

图1 二次装药起爆元件结构图

图2 一次装药起爆元件结构图

图3 传火孔端为凹型，二次装药结构图

图4 传火孔端为凹型，一次装药结构图

图中：1.壳体；2.猛炸药；3.传火孔；4.空位。

具体实施方式

下面结合附图并通过实例进一步阐述本发明，但本发明不仅限于这些实例。

例1，起爆元件壳体1由低炭钢带冲压而成圆管形状，表面用法兰处理，其长度为16mm，外径φ6.22mm，壁厚为0.9mm，其底端中心有φ2.7mm的传火孔3，在壳体1的敞开端先装入100mg～120mg重，粒度100μm至200μm颗粒状的市售猛炸药Be，后装入重约150mg～180mg粒度0.2mm至0.6mm颗粒状的PETN猛炸药，再压制，使起爆元件内炸药的平均密度达到1.50g/cm³，猛炸药装压后，在壳体1敞开端形成6mm～8mm的空位4。标准雷管外壳长度为55毫米，外径φ6.70mm，其底端以压力压装重约为450mg的含有钝感剂的RDX猛炸药，使其装药密度达到约1.5g/cm³，再将重约140mg，粒度0.2mm至0.6mm的PETN松装在其上，然后用约为230kg/cm²的压力将起爆元件压入外管壳内，并使雷管底部松装药形成自然的密度梯度，而最终平均密度达到1.0g/cm³，用导爆管插入雷管的开口端，紧靠起爆元件的传火孔3处，并与雷管外壳1固定好，即可激发导爆管起爆。在1000个这样制备的雷管中，无一发拒爆或半爆发生。

例2，一种与例1相同的铝外壳雷管，但用黑索金炸药(RDX)工业产品代替泰安(PETN)，用导爆管引发，共计500发，完全爆轰，无一发拒爆或半爆发生。

例3，一种与例1相同结构及制作工艺做的雷管，但起爆元件内只装250mg猛炸药Be，用230kg/cm²的压力将起爆元件压入外管，用电引火头代替塑料导爆管，共2000发雷管，引发后完全爆轰，无一发拒爆或半爆。

例4，一种与用图4结构代替图2结构制作的与例1相似的雷管，共100发，点火引发后，完全爆轰，无一发半爆或拒爆。

例5，一种与例1相似结构制作工艺做的雷管，但起爆元件内只装填一种猛炸药Be，密度为1.5g/cm³，然后将其定位推入到外管内，用电引火药头代替塑料导爆管起爆，共2500发，完全爆轰，无拒爆或半爆。

例6，一种与例1相同的雷管，但在雷管内起爆元件上部插入一个内装有重320mg由硅铁、铅丹和硫化锑用1100kg/cm²压装作成的延期体，其外径φ6.2mm，长16mm，用约230kg/cm²的压力将延期体压在起爆元件上部，再装入电引火药头卡口引发，制成此种雷管400发，电点火引发后，全部爆轰，无一发半爆或拒爆。

例7，一种与例5所述相同的延期雷管，但延期体采用如下制作方法：用长度为10mm，内径为φ3.0mm的铝制管体，在其内装入所述硅铁、铅丹、硫化锑的组合物构成。用低能塑料导爆管代替电引火药头。制成100发，引发后，全部爆轰，无一发半爆或拒爆。

例8，一种与例7所述相似的延期雷管，而延期体用长度为10mm，外径φ6.2mm，拉制成的五蕊铅延期体，代替例7中的单芯延期体。制成此种雷管150发，点火引发后全部爆轰，无一发半爆或拒爆。

例9，用Be炸药代替RDX装入起爆元件内，并将制成此种雷管的长度的4/5装入5×8×10cm³的蜂窝状的纸板内，再浸水，然后放在-40℃温度下，存放12小时。在其温度仍保持在-40℃的情况下，引发此种雷管，共试验100发，全部爆轰(对厚度为5mm的铅板穿孔试验，10发穿孔平均直径大于10mm)。无一发半爆或拒爆。

例10，对如例5所述的工业安全延期雷管，延期体装填铬酸钡钨粉系列的延期药，取代硅铁、铅丹系列的延期药，抽试10发。用电子计时器记录从通电到爆轰的时间，分别为：5160ms，5087ms，5060ms，5187ms，5135ms，4995ms，5139ms，4985ms，5075ms，4982ms。其精度达到设计要求，符合国家标准。

例11，如例1所述的雷管，将雷管长度的2/3插入直径φ32mm装药量为150g的硝铵炸药卷中，用导爆管引发雷管，雷管爆轰，硝铵药卷亦完全爆轰。

例12，取装有塑料导爆管的工业安全雷管30个，每个雷管塑料导爆管长3m。另取一个工业安全雷管，放在30根导爆管的中部，分布均匀，再用胶布包缠扎紧。当此发雷管被引发爆轰后，30发导爆管被引发，使其30发雷管全部爆轰。

例13，将按例1所述方法制作的工业安全雷管放在一个钢板上面(钢板为：厚12mm的钢板与300mm×300mm×300mm钢筋水泥墩组合成的整合体)，用2公斤的铁锤，从4米高处自由落下，正砸在雷管上，按此方法作20次试验，无一发爆炸或爆燃。

例14，按例1或者例2所述方法制作的起爆元件，加工成工业安全雷管各15发，放入80±5℃的容器内，保持4小时，取出后做爆轰试验，无拒爆或半爆现象。

Claims (9)

1、一种工业安全雷管用优化型起爆元件，为圆管状壳体(1)，壳体(1)一端封闭，另一端敞开，在封闭端的中心有传火孔(3)，其特征是壳体(1)内只装猛炸药(2)，猛炸药(2)是泰安(C₅H₈N₄O₁₂)或黑索金(C₃H₆N₆O₆)或Be炸药(C₃H₅N₆O₇)，或者是一种或者是两种以上的上述炸药的混合物。

2、根据权利要求1所述的一种工业安全雷管用优化型起爆元件，其特征是壳体(1)的壁厚为0.8mm～1.0mm，壳体(1)外径为Φ6.2mm～Φ6.4mm，壳体(1)长度为16mm～18mm。

3、根据权利要求1所述的一种工业安全雷管用优化型起爆元件，其特征是传火孔(3)孔径范围是Φ2.3～Φ2.7mm，根据雷管点火方式和秒量选择确定，电雷管Φ2.3mm～Φ2.5mm，非电雷管Φ2.5mm～Φ2.7mm。

4、根据权利要求1所述的一种工业安全雷管用优化型起爆元件，其特征是猛炸药(2)为粉状或粒状，总装药重量小于300mg。

5、根据权利要求4所述的一种工业安全雷管用优化型起爆元件，其特征是猛炸药(2)一次装入粒度为100μm～200μm的炸药，经压装后，使装药密度达到1.2g/cm³～1.5g/cm³。

6、根据权利要求4所述的一种工业安全雷管用优化型起爆元件，其特征是猛炸药(2)分两次装入，第一次装粒度为100μm～200μm的炸药，装药量为50mg～150mg，第二次装粒度为0.1mm～0.6mm的炸药，装药量为100mg～200mg，经压装后，使装药平均密度达到1.2g/cm³～1.6g/cm³。

7、根据权利要求5或6所述的一种工业安全雷管用优化型起爆元件，其特征是猛炸药(2)装压后，在壳体敞开端留有空位(4)，其长度为6mm～8mm。

8、根据权利要求5或6所述的一种工业安全雷管用优化型起爆元件，其特征是猛炸药(2)用造粒剂造粒，造粒剂的主要成分为聚醋酸乙烯脂或聚乙烯醇或虫胶。

9、根据权利要求5或6所述的一种工业安全雷管用优化型起爆元件，其特征是在传火孔(3)部位，在压药过程中形成半球形的凹药面。

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