CN102278920A - 一种非起爆药雷管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非起爆药雷管的结构、装药、生产工艺。所发明的非起爆药雷管包括电引火药头和非电塑料导爆管两种类型的瞬发雷管和铅芯延期体毫秒延期雷管。它是通过激发火药在钢管内的燃烧，产生高压气体，作用于猛炸药，使其在钢管内由燃烧发展成钢管底部的高速爆轰，从而制成非起爆药雷管。此设计经过优化，工作可靠，制造简单。

Description

一种非起爆药雷管

技术领域：本发明属于起爆器材领域，具体涉及电引火药头式和非电导爆管式非起爆药瞬发、铅芯延期体式毫秒延期雷管的结构、所装炸药及火药的成分、配比，和整个装置的制造工艺。

背景技术：

传统技术的雷管都离不开起爆药，起爆药对外界刺激的感度很高，并只需很少药量就能在极短时间内由燃烧发展为爆轰。起爆药下面的猛炸药正是被起爆药高速爆轰冲击波引爆。起爆药可被许多形式的刺激所激发，比如引火药头燃烧产生的火焰、延期药燃烧产生的火焰、导爆管爆炸从口部喷出的火焰和冲击波。起爆药是雷管中将小刺激放大成大功率输出的关键，在传统雷管中起着不可或缺的作用。起爆药工作很可靠，但它机械感度高，在生产中极易发生燃烧或爆炸，实际上，我国雷管生产厂不时在雷管生产过程中的装、压起爆药工序，发生爆炸事故。

因为起爆药极为敏感，不能长途运输，以至无法进行起爆药专业工厂生产，所以各雷管生产厂都自己合成起爆药。在合成起爆药过程中，或多或少都会产生污水，而现在没有成熟且成本低廉的技术处理这些污水，造成了严重环境污染。因此，研究无起爆药雷管具有重要意义。

目前，国内对无起爆药雷管做了一些研究，并取得了一些成果。目前无起爆药雷管主要使用的技术有飞片式、燃烧转爆轰式和活塞式。运用这些技术申请的专利有CH85101936A、CH87106394.8、CH94102219.6、CH200710019659.10、CH89108519、CH200820126050、CH200720095674、CH3271267。

自1985年4月，我国第一个无起爆药雷管专利CH85101936A问世至今已26年，共有专利十几个，但真正应用于生产的寥寥无几。究其原因，主要是无起爆药雷管的工作可靠性不尽如人意。在低成本的要求下，要实现雷管结构与生产工艺简单、工作可靠性好，技术上确实有许多难题。

例如，要保证飞片式无起爆药雷管工作可靠，就要保证火药在燃烧时维持较高的气体压力，以保证飞片撞击猛炸药的速度足够快，动能足够大。最好有加速镗，好让飞片在该镗内继续加速。另外飞片的材质、厚度也很重要。当然，猛炸药的感度必须足够高，否则难以激发。保证燃烧室的气密性是重要的，为此，有的技术采用双金属帽，或在一向下开口的长金属帽下部，向上压一个加强帽，做聚能元件。这样做使雷管结构复杂，不仅使生产困难，而且降低了雷管工作可靠性。

对于活塞式无起爆药雷管，保证气体被迅速压缩尤为重要，而猛炸药是否能被被引燃，以及能否发展至爆轰仍然受很多因素影响。

对于燃烧转爆轰式无起爆药雷管，为了保证雷管工作可靠性，要保证火药燃烧时产生较多的气体、燃烧速度较快、放热量较大，以提供较高的燃烧压力和温度。这样才能给猛炸药以较为强烈的点燃作用。另外，火药燃烧部位尽量不漏气、耐压性较好、以维持较高的燃烧压力，保证火药燃烧对猛炸药的点燃作用。猛炸药种类、配方要适宜、以具备较高的爆轰感度和较快的燃烧转爆轰速度。猛炸药细度和密度要适宜，太粗或太细都不行，即要让燃烧气体容易进入猛炸药，以点燃猛炸药，又让猛炸药可靠地由低速爆轰转为高速爆轰。

无论是哪种机理的非起爆药雷管，都希望在以下几点做得更好：

1.提高激发火药燃烧猛烈度；

2.加大激发火药燃烧或飞片对猛炸药的作用面积、作用能量、作用速度和延长其作用时间；

3.提高猛炸药的爆轰感度、缩短其燃烧转爆轰的时间。

如果猛炸药燃烧转爆轰快一些，爆轰感度高一些，无疑有利于提高无起爆药雷管的工作可靠性。为此，有的技术在猛炸药里加氧化剂，但这有可能降低猛炸药的化学安定性，使生产安全性下降。

有的技术只包括瞬发雷管，而不包括毫秒延期雷管，这使生产这两种雷管的厂家仍然无法摆脱起爆药。

发明内容：

本发明目的在于，提供一种非起爆药雷管(包括电引火药头瞬发式、非电塑料导爆管瞬发式、电引火药头铅芯延期体毫秒延期式、非电塑料导爆管铅芯延期体毫秒延期式)的结构与生产工艺设计，该雷管技术设计精心，参数经过实验优化，所以简单、可靠，可以方便地用于生产。

本发明的技术方案：

本发明的非起爆药雷管原理是通过在一钢内管里装点火药猛炸药，使用时通过电引火药头、非电塑料导爆管或延期体喷出的火焰点燃激发火药，点火药燃烧后点燃猛炸药，在高温高压燃烧气体的作用下，在钢管的约束下，钢管内的猛炸药由燃烧转爆轰，爆速在钢管底部发展到最高，从而引爆雷管壳底部的猛炸药，此部分猛炸药的爆速在雷管壳底部发展到最高，继而起爆工业炸药。

本发明采用一个一端闭口一端开口钢管，钢管长15～35mm，钢管厚0.3mm～1.5mm，在闭口端冲一传火孔。装配时，开口朝上，向钢管内装激发火药0.15～0.35g，压实。再向其内分三次装入共0.35～0.60g猛炸药，颗粒直径为0.05mm～0.3mm，压实至管口。这些猛炸药可以是黑索金、泰安、奥克托金、662炸药，或它们的混合物。再将管口朝下压入已装0.15g～0.40g猛炸药的雷管壳，即制成无起爆药雷管的基本部分，这些猛炸药的种类与细度与钢管里的猛炸药相同。在钢管上，卡上桥丝引火药头塑料塞或橡胶塞，即是瞬发电雷管；卡上塑料导爆管的塑料塞或橡胶塞，即是非电塑料导爆管瞬发雷管。在内管之上，卡上铅芯延期体，即是毫秒延期雷管基本结构。在铅芯延期体之上，卡上桥丝引火药头，即是电引火延期毫秒雷管、卡上塑料导爆管，即是塑料导爆管毫秒延期雷管。

在上述结构中，激发火药是可燃剂、氧化剂和粘合剂组成的混合药剂，其中可燃剂含量为8％～18％、氧化剂含量为70％～85％、难燃剂3％～7％、粘合剂含量为可燃剂总含量的10％～30％。所述的可燃剂是镁、铝、碳、钼、铜、锑、钨、钙、硅、锆、硼等；氧化剂可使用铅丹(Pb₃O₄)、PbO₂、氯酸盐类如高氯酸铵、高氯酸钾、氯酸盐类如氯酸钾，硝酸盐类如硝酸钾、Ba(NO₃)₂等；粘合剂可以是4％～5％的虫胶溶液、氯橡胶等，1％～10％的硝化棉溶液。也可直接使用市售成品点火药，如黑火药、硝化棉、双基火药、多基药、硅系点火药、钨系点火药、硼系点火药、钼系点火药、铜系点火药、锑系点火药。所述延期元件的延期药可采用现有技术中使用的延期药，例如Pb₃O₄、SiFe、Sb₂S₃系列延期药(又称为铅丹、硅铁和硫化锑系列延期药)，或铅丹-硅系延期药，硼系延期药、锆和锆镍合金延期药、锰系延期药、钼系延期药、钨系延期药等。

为了使无起爆药雷管结构简单、工作可靠，经过大量实验与研究，我们提出本发明无起爆药雷管结构。其特点是：

1.加强帽和约束内管成为一体，密闭性好

采用深冲压技术，多次冲压高强度金属板，将其冲成高强度厚金属管。再在封口端冲一小孔做传火孔。这样就取消了很多非起爆药雷管采用的，在点火药上扣的加强帽，使加强帽和约束内管成为一体，消除了加强帽与约束内管之间的缝隙，减少漏气量，最大限度地保持火药燃烧压力，增强了火药燃烧对猛炸药的引燃与引爆作用。

2.通过实验，对钢管的直径进行了优化

钢管内径太小，单位质量火药占有的钢管内壁面积就大，火药燃烧时，火药燃烧的热量易传给钢管，导致燃烧温度下降，从而降低火药燃烧速度，甚至有可能使燃烧半途熄灭。另外，内径太细，还会使火药对猛炸药的作用面积太小，降低火药燃烧对猛炸药的作用强度，降低起爆可靠性。

反之，如果钢管内径过大，会增大火药燃烧气体散失空间，降低燃烧压力。而且钢管内径过大，会减薄钢管厚度，降低钢管对火药燃烧的约束能力。

所以，钢管内径有一个最佳范围，本发明的钢管直径在2.6mm～3.5mm，钢管壁厚在0.3mm～2.2mm。

3.采用燃烧速度快、放热量大、产生气体量大的火药配方，在火药中加入耐烧无机盐所采用的火药成分与配方、及加工工艺，保证了火药燃烧猛烈。

在火药中加入无机盐，如碳酸钙，碳酸钠，硼砂等物质。这些物质在火药燃烧时，大部分不参与燃烧反应，而以固体形式残留，这些残留可以封堵传火孔，减少燃烧气体泄露，提高燃烧压力，从而加强火药燃烧对猛炸药的引燃与引爆作用。

4.在钢管内火药下部和猛炸药之间，不置内帽，火药燃烧直接作用在猛炸药上，雷管工作更加可靠；

5.采用合适的猛炸药细度和密度，既让燃烧气体容易窜入猛炸药，使其燃烧，又使其具有较高的爆轰感度；

6.由于在雷管下部单独装有猛炸药，此处炸药只受雷管壁约束，所以侧向爆炸威力与普通雷管无异。这既保证了雷管在插入炸药药卷后对炸药的起爆威力，也保证了在工程爆破地面网络中常采用的，在雷管上绑多根塑料导爆管，和多根导爆索的起爆可靠性。

由于点火药头和导爆管的点火能力较强，而铅芯延期体点火能力较弱，所以，实现点火药头式瞬发，和导爆管式瞬发无起爆药雷管药容易一些，而铅芯延期体式的毫秒延期无起爆药雷管，就难一些。所以，有一些非起爆药专利，只有瞬发雷管技术，而没有毫秒延期雷管技术，尤其是往往没有铅芯延期体式的毫秒延期雷管技术。

有的无起爆药雷管专利在实现毫秒雷管时，采用在大内管里装延期药，让延期药直接与引火药接触。这样做，可以加大两种火药接触面积，从而保证引火药被可靠点燃，从而提高了雷管工作可靠性。但是这种延期药装配方式，延期精度不好，早已被我国民用爆破器材厂淘汰。我国民用爆破器材厂目前主要采用的是铅芯延期体，它的延期精度较高，但其药芯细，喷火直径小，点燃能力弱。所以，在非起爆药雷管中使用铅芯延期体时，就要通过结构设计和引火药配方以及加工工艺设计，使其不仅具备较高引火感度，而且能提供较高能量输出，作用在猛炸药上，以保证雷管工作可靠性。

附图说明：

图1是本发明所述的瞬发电雷管实施结构示意图。

图2是本发明所述的非电塑料导爆管瞬发雷管实施结构示意图。

图3是本发明所述的铅芯延期体式毫秒延期电雷管实施结构示意图。

图4是本发明所述的铅芯延期体式非电塑料导爆管毫秒延期雷管实施结构示意图。

具体实施方式：

例1：瞬发电雷管，图1

如图1，1为雷管壳，材质为钢、覆铜或铝，外径5.7mm～8.0mm、长50mm～60mm、厚0.10mm～0.38mm。由雷管底部向上分别为，黑索今与泰安的混合物2(两者质量比为泰安∶黑索今＝80∶20，颗粒直径为0.15mm～0.30mm)、一端闭口金属管3、金属管底部猛炸药4、金属管中部猛炸药5、金属管上部猛炸药6、激发火药7、桥丝式电引火药头8、塑料塞9。

生产时，首先向雷管壳内装0.15g～0.35g本例前面所述猛炸药2，压实后密度为1.2g/cm³～1.6g/cm³。

3为一端闭口钢管，由金属板多次冲压而成，长15mm～35mm，一端开口，另一端闭口，在闭口端冲一直径1.8mm～2.5mm传火孔。装药时，开口朝上，向钢管内装激发火药0.15g～0.35g，压实。激发火药是铅丹78％、硅铁12％、铝粉或镁粉5％、难燃剂CaCO₃3％～5％。粘合剂为浓度为4％的桃胶溶液。含量为火药质量的10％～30％。再向金属管内装猛炸药4、5和6各0.15g～0.35g，密度1.2g/cm³～1.4g/cm³。4、5、6猛炸药是与2一样的猛炸药。先装6再装5，再装4。每次装药后都要分别压实，压实后，装药可与管口相平或相近。

将装好药的金属管开口向下，装入雷管壳，压实，让钢管内管底部猛炸药与雷管底部猛炸药紧密接触。

在雷管壳上卡电引火药头塞8，即成电引火瞬发电雷管。

例2：非电塑料导爆管式瞬发雷管，图2

至将钢内管压入雷管壳，装配工艺与例1相同，只是在雷管壳上卡的是塑料导爆管8和塞子9。

例3：铅芯延期体式毫秒延期电雷管，图3

雷管壳长度为65mm～75mm。至将钢内管压入雷管壳，装配工艺与例1相同，其后，将铅芯延期体压入雷管壳，再在雷管壳外给铅芯卡腰，固定铅芯。再在铅芯延期上卡引火药头塞10，即制成铅芯延期体式毫秒延期电雷管。

例4：铅芯延期体式非电塑料导爆管毫秒延期雷管，图4

雷管壳长度为65mm～75mm。至在雷管壳外给铅芯卡腰，雷管制作工艺与例3相同，随后，在雷管口部卡上非电塑料导爆管9和塞子10，即制成铅芯延期体式非电塑料导爆管毫秒延期雷管。

以上四例非起爆药雷管，5mm铅版穿孔直径均大于8.5mm，延期精度等各项指标均符合国家相关标准。可成功起爆乳化炸药和水胶炸药。

Claims (7)

1.一种非起爆药雷管，包括瞬发电雷管、非电塑料导爆管瞬发雷管、电毫秒延期雷管、非电塑料导爆管毫秒延期雷管。

2.如权利要求1雷管，包括雷管壳体、猛炸药、一端开口一端闭口钢内管，点火药；如果是毫秒延期雷管，则包括铅芯延期体。

3.如权利要求1雷管，雷管壳体里面有一个一端封口(该端上有一直径1.5mm～2.5mm传火孔)，另一端开口的钢管，开口端朝下；钢管长15mm～35mm，壁厚0.3mm～1.5mm，材质为低碳钢，经冲压工艺冲压而成。

4.如权利要求3所述的钢管内部上端，有0.15g～0.35g激发火药；该激发火药是可燃剂与氧化剂和粘合剂的混合物，其中可燃剂含量为8％～18％、氧化剂含量为70％～85％、难燃剂3％～7％、粘合剂含量为可燃剂与氧化剂含量总和的10％～30％；所述可燃剂是镁、钙、铝、碳、钼、铜、锑、钨、硅、锆、硼；氧化剂是铅丹、PbO₂、高氯酸盐类、氯酸盐类、硝酸盐类；粘合剂是浓度为4％～5％的虫胶溶液、氯橡胶或1％～10％的硝化棉溶液。

5.如权利1所述雷管底部有0.15g～0.4g猛炸药，该猛炸药可以是泰安、奥克托金、662炸药、黑索今或其中两种炸药的混合物；炸药粒度为0.05mm～0.3mm。

6.在权利要求3所述的钢内管里，在激发火药下面是分两到三次装入的猛炸药，每次装0.15g～0.4g，该猛炸药可以是泰安、奥克托金、662炸药、黑索今或其中两种炸药的混合物；炸药粒度为0.05mm～0.3mm，密度1.2g/cm³～1.4g/cm³。

7.向权利要求3所述的钢管内所装的几次猛炸药的密度，可以由下至上逐渐增大的，也可以是相同的。

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