CN102893119A - 岩石爆破筒和点火雷管 - Google Patents
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Abstract
一种岩石爆破筒(1)，容纳有爆破火药(6)和点火雷管(30)，所述点火雷管在点火单元套筒(31)中具有点火火药(29)，所述点火单元套筒不具有在被点火时在开放空气中使点火火药爆炸所需的机械强度。在岩石爆破筒中，也设置有点火组件套筒(7a)，所述点火组件套筒在岩石爆破筒装填时围绕所述点火单元套筒。组合起来，围绕爆破火药并且包括点火单元套筒和点火组件套筒的组件，具有充分的强度以在组件中形成充分的压力，使得点火火药将爆炸并生成火焰，所述点火单元套筒以及点火组件套筒被压力和火焰穿透，所述火焰点燃爆破火药。
Description
技术领域
本发明涉及一种岩石爆破筒，其包括第一外套筒、基本圆筒形的第二套筒和岩石爆破筒，所述第一外套筒具有位于第一端部的端壁和位于第二端部的中心开口，所述第二端部在其它方面被封闭构件封闭；所述第二套筒与所述第一外套筒和所述中心开口同轴，并与所述中心开口连通，且连接于所述封闭构件且自所述封闭构件在所述第一外套筒中的主腔室中延伸；所述岩石爆破筒填充位于所述第一和第二套筒之间并且位于所述第一端部的端壁与第二端部的封闭构件之间的主腔室中的空间。
本发明还涉及一种点火雷管(ignition capsule)，用于对岩石爆破筒进行点火，所述点火雷管与围绕的点火组件套筒组合在一起限定出位于准备好点火的岩石爆破筒中的爆炸性点火组件，所述点火组件套筒是岩石爆破筒还未准备好点火时的岩石爆破筒的集成构件，并且也是岩石爆破筒准备好点火时的岩石爆破筒的集成构件。
背景技术
WO 2009/120139中公开了在前序中所提及类型的岩石爆破筒。该爆破筒代表了对其特定技术领域内的技术进步的可观贡献，爆破通常被称为巨石的大石头、岩石块、较小的岩床层和类似物，其模式使得它能够在非常靠近建筑物或者在通常需要相当多的预防措施的其它环境中进行。本发明的一个目的也是使该技术进步进一步向前发展。更具体地说，目的是提供一种用于岩石爆破筒的点火装置，其满足针对炸药运输的最低瑞典分类即运输类1,4的要求。这意味着该岩石爆破筒将能够在不使用比如PENT等包含任何引爆炸药的引爆剂的情况下起爆，而传统点火雷管要使用。本发明的这些以及其他目的能够借助于特征体现在所附权利要求中所阐述的内容的岩石爆破筒和点火雷管得以实现。
本发明的其它特征和优点根据下面优选实施例的描述将变得清楚明了。
附图说明
在优选实施例的以下描述中将参考附图，其中：
图1是在本文中称为点火单元套筒的套筒的透视图，
图2示出了图1的点火单元套筒的端视图，
图3以沿图2中的线III-III的纵向截面示出了点火单元套筒，
图4以沿图2中的线IV-IV的横向截面示出了点火单元套筒，
图5与图3中一样以纵向截面示出了包括点火单元套筒的完整点火雷管，
图6示出了大抵已知设计的插入件，
图7以纵向轴向截面示出了图6的插入件，
图8示出了从斜上方观察到的装填前的本发明的岩石爆破筒，
图9示出了已填埋在将被爆破的岩石块中的孔穴中的本发明的岩石爆破筒，以及
图10以沿图9中的线X-X的截面示出了已装填好的岩石爆破筒。
具体实施方式
未装填爆破筒1(图8)包括第一外塑料套筒2和插入单元25(图6和图7)，所述插入单元25进而由插头4和第二内套筒7构成。根据该实施例，插头4和内套筒7由硬质塑料材料，更具体地说乙缩醛塑料材料，构成，再具体地说，由乙缩醛(POM)-共聚物构成，并且共同地模制而成以形成一体化单元。
根据该实施例，外套筒2由所谓的ABS塑料-其也是硬质塑料材料-制成，并且具有带有平坦端壁的长形圆筒管的形状。外套筒2的内部形成主腔室5，主腔室5填充有爆破火药6，优选为硝基火药(NC炸药)，图9。
插头4具有圆筒状外壁19、面对主腔室5并且压靠火药6的平坦环形端壁20和与外套筒2同轴的、限定出通孔8的管状部分31。径向梁24在管状部分21与筒状壁之间延伸。位于梁24之间的楔形材料节省凹部被指定为23，并且上侧凸缘被限定。在所述上侧凸缘上，设置有三个分隔构件19a，其沿轴向方向突出。
与第一外套筒2同轴并且限定已装填爆破筒1中的点火组件套筒7a的第二内套筒7，从插头4的平坦端壁20延伸进入外套筒2中的爆破火药6，以相当大的深度埋置在火药中，如图9所示。套筒7、7a具有比较薄的壁13。根据该实施例，其大约为1毫米厚。为了使它更坚固，可以可选地设置纵向的外部加强筋。然而，根据优选实施例，外表面以及内表面的主要部分是相当平滑的，其仍然给予点火组件套筒7a充分的刚度，但是同时破裂阻力不大于其可能最大限地具有的破裂阻力，以便在将在以下描述的点火雷管被点燃时确定地爆破，点火雷管在已装填的爆破筒1中容纳于被称为装填腔室的点火组件套筒7a的空间9中。尖锐的鼻部或者尖头12是锥形的，形成锐角。靠近鼻部12，套筒7a具有内部收窄部26，其在径向方向上大约0.2mm厚，并在轴向方向上大约5mm长。
插头4以一定的作用力压入外套筒2的嘴部中，直到凸缘22抵接外套筒2的上缘，并且平坦端壁20将压靠爆破火药6。在插入单元25进入时，内套筒7、7a将压入爆破火药6中，这受到其尖锐边缘部或者尖头12的促进。爆破火药6中的炸药量被适配成使得插入单元25能够压入外套筒2中使得爆破火药被压实到一定程度，这是有利的，因为它防止炸药在运输期间发生任何可观程度的移动，但不压实到内套筒的薄壁13被损坏或者被压缩到任何可观的程度。
在如此组装而成的爆破筒1中，点火组件套筒7a的内部形成插头4中的通孔8的直接延续，并且它还具有与孔8相同的截面。换言之，孔8和点火组件套筒7a中的内部空间集成为一体并且形成所述装填腔室9。
现在同样参考图1-图5，点火雷管在总体上指定为30。点火雷管30由点火单元套筒31构成，图1-图4；且在所述套筒31中，点火单元32由能够被电启动的点火器33a、由与爆破火药6相同类型的NC炸药构成的点火火药29、点火线缆37与之连接的点火器插座34构成。点火器属于这样的类型，其具有在用于燃放烟火制品的烟火领域中的通常用途。这种类型的点火器由例如捷克公司META-PYRO,s.r.o.,Brno制造。
点火单元套筒31由硬质塑料材料构成，优选为与外套筒2相同类型的ABS塑料。根据该实施例，厚度相同于点火组件套筒7a，大约为1毫米。然而，点火单元套筒31设置有多个，根据该实施例为四个，外部沟槽35，外部沟槽从套筒的杯状端部36沿轴向方向朝套筒的嘴部延伸，一直到与容纳在装填腔室9中的点火器33a的前端齐平。对于其余部分，点火单元套筒31具有光滑的圆筒状外表面38。沟槽35的深度超过点火单元套筒31的壁厚的一半，更具体地说，深度为0.7mm。沟槽的平均宽度，其沿外向方向变宽，大致等于点火单元套筒的壁厚。点火单元套筒31的外径略微--大约0.2mm--小于点火组件套筒7a的内径。其圆筒长度等于点火组件套筒7a的圆筒长度，即它延伸一直到点火组件套筒7a的锥形鼻部12。这意味着，在装填爆破筒1时，点火雷管30能够相对于点火组件套筒的内表面紧密配合但不会卡住地进入点火组件套筒7a中。根据该实施例，两个套筒31和7a之间的间隙39为大约0.1mm，但是它也可以稍小或者稍大。然而，优选地，该间隙的宽度应该在0.05-0.2mm的范围内。然而，如以上已提及的，点火组件套筒7a具有相当靠近锥形鼻部12的收窄部26，该收窄部在径向方向上的延伸度大于间隙39的宽度。在优选实施例中，该径向延伸度大约是间隙宽度的两倍，或者0.2mm。在点火雷管30向点火组件套筒7a中的进入操作的最后阶段中，通过将点火雷管30的点火单元套筒31压入所述收窄部26中，点火雷管得以固定在装填腔室9中，这防止了它在岩石爆破筒1被处理时无意地松脱和掉出。点火单元套筒31围绕其嘴部36设置有向外取向的凸缘40，这为点火单元套筒31向点火组件套筒7a中的进入设定了限度。
点火单元套筒31具有嘴部41，图3；其内径略大于套筒31的主要部分，并且内径和长度适配于点火器33a的插座34的直径和长度，使得点火器33a在嘴部41的区域中通过插座34与点火单元套筒31之间的压配合固定在装填了的点火雷管30中。点火器33a在点火雷管30中从其插座34延伸进入到点火火药29中，一直到点火雷管/点火单元套筒外侧上沟槽35后端所在的地方。点火器33a因此被点火炸药围绕并且与点火炸药处于紧密接触，受到轻微压缩的所述点火炸药占据点火单元套筒31的杯状底部36与点火器插座34之间的几乎所有可获得空间。因此，点火器33a与点火火药29之间的接触非常良好，这促进了点火火药在点火单元32借助于点火器33a被电气点火时的安全点火。
本发明的一个重要原理是，点火雷管30在“自由状态中”，比如在运输和存储期间，不是爆炸性的产品，但是它能够在被壁封围的空间中，例如在已装填的岩石爆破筒1中的点火组件套筒7a中，爆炸。更具体地说，点火火药29和爆破火药6的燃烧通过被称为爆燃(deflagration)的爆炸形式进行，其中反应区域在炸药燃烧过程中以低于声音在火药中的速度的速度扩展，这与爆燃性炸药中的起爆(detonation)形成对比。在该模式中，能够实现期望效果，即，根据本发明，爆破爆破筒已经填埋在孔中的巨石或者岩石部分，但是不将它碎裂成会产生四散抛撒的风险的大量碎片。
在以上描述中，对于发明的岩石爆破筒的各部件使用了若干术语。这些术语被选用以便尽可能地描述各部件的功能。各部件是如何被定义的以及它们是如何工作的将总结成如下：
-岩石爆破筒1是一种炸药筒，其填充有爆炸剂，目的是通过由炸药(火药)构成的爆炸剂的爆燃来爆破巨石、较小的岩石层等。
-点火雷管30由点火单元套筒31和点火单元32构成。
-点火单元32由插座34上的点火器33a、电气点火线缆37和点火火药29构成。
-点火雷管30只有当它被容纳于由具有充分强度的壁限制的封闭空间中时才能爆炸。点火单元套筒31没有这种强度，因为它的壁薄并且由有限的破裂强度的塑料材料构成，并且还因为它设置有减小破裂强度的沟槽35。如果点火单元32在“开放空气”中被点火，则点火火药中的炸药将着火，随着炸药相继燃着点火单元套筒31将被弄宽并且可能破损，但不爆炸。这意味着燃烧不是以急剧的爆炸样式进行，然而这并不意味着点火雷管可以粗心地对待。它应该像与各种烟火制品为同一类别的可燃性产品那样受到对待。
-插入单元25的被压入爆破火药6中的套筒7被称为点火组件套筒7a，以表明它是包括点火雷管30和套筒7、7a的一体化点火组件的一个元件。在所述组件中，其中点火雷管30被插入点火单元套筒31中，套筒7/点火组件套筒7a的壁的强度被加至点火单元套筒31的壁强度，使得所述两个套筒之组合，并且还可能与周围的爆破火药6的支承协作，获得足够的抗破裂阻力，以向组件赋予爆炸性特征，使得点火火药29以及爆破火药6将经由爆燃发生爆炸并燃烧，见上文。
当装填岩石爆破筒1时，这在巨石或者岩床层将被爆破的爆破线场进行，使点火雷管30进入岩石爆破筒6中的插入单元25的装填腔室9中，一直到点火单元套筒31上的凸缘40所允许的地方，并使得它借助于收窄部26固定在该位置，点火单元套筒31的圆筒形部分的前部在进入过程的最终阶段中被压入收窄部26中。然后，将筒1上下颠倒，一直下降入制作于待爆破岩床的岩石层或者巨石中的孔穴42中，使得突出的分隔构件19a抵靠在孔穴的底部上。如果岩石爆破筒1以此种方式取向，它能够借助于点火线缆37被再次拉上来，如果某人希望中断爆破操作的话。相反，如果岩石爆破筒1取向成突出的分隔构件19a朝上，并且某人在该情况下希望将上拉点火线缆37，存在的风险是，带有点火器33a的插座34或者整个点火雷管30会松脱。
当点火器33a被电气点火时，它引燃点火火药29，使点火火药经由爆燃类型的燃烧发生爆炸。由于窄的间隙39，点火单元套筒31通过爆炸形成的压力变宽到可能的程度，并在强度减小沟槽35区域中破裂。很难或者不可能说清变宽或者破裂中是谁将首先发生，但是另一方面这也是不太重要的。或许，变宽和破裂恰好同时发生。另一方面，点火单元套筒31在沟槽35的区域中发生破裂并不是不重要的，因为这会有助于压力的径向产生，所述压力几乎同时传送至围绕的套筒7——点火组件套筒7a——使得它也将破裂。在点火火药29中形成的猛烈火焰现在传送至爆破火药6，使它也经由爆燃类型的燃烧发生爆炸，这在孔穴42中提供期望的压力的径向发展，并因此如愿地爆破巨石或者相应物43。
同样借助于根据本发明改进的岩石爆破筒1和点火雷管30，可以根据WO 2009/120139中所公开的原理来应用以间隔设定的岩石爆破筒和点火雷管的延迟点火。这些原理因此不在本文重复，而是通过引用所述WO文献并入本文。
Claims (22)
1.一种岩石爆破筒(1)，包括第一外套筒(2)、基本圆筒形的第二内套筒(7)和岩石爆破筒(6)，所述第一外套筒具有位于第一端部的端壁(3)和位于第二端部的中心开口(8)，所述第二端部在其它方面被封闭构件(4)封闭；所述内套筒与所述第一外套筒和所述中心开口同轴，并与所述中心开口连通，且连接于所述封闭构件且自所述封闭构件在所述第一外套筒中的主腔室(5)中延伸；所述岩石爆破筒填充位于所述第一和第二套筒之间并且位于所述第一端部的端壁与第二端部的封闭构件之间的主腔室中的空间，其特征在于：
-在已装填的岩石爆破筒中，设置有包括第一和第二点火组件构件的点火组件，
-所述第一点火组件构件包括具有点火单元套筒(31)的点火雷管(30)，所述点火单元套筒容纳点火单元和点火火药(29)，所述点火单元包括能够电气启动的点火引发器(33)，所述点火火药能够被所述点火引发器点火，以及
-所述点火单元套筒(31)不具有当所述点火雷管处于开放空气中所述点火火药点火时所述点火火药(29)爆炸所需的机械强度，在该种情况下所述点火单元套筒(31)仅会扩宽以及可能地发生破裂，并且所述点火火药将燃烧而不会产生任何爆炸效果。
2.如权利要求1所述的岩石爆破筒，其特征在于，所述点火单元套筒(31)的机械强度，在所述点火雷管插入被所述爆破火药(6)包绕的点火组件套筒(7a)中时，与受到周围的爆破火药支承的点火组件套筒(7a)的强度相结合，赋予包括所述点火单元套筒(31)和所述点火组件套筒(7a)的组件充分的机械强度，以便在所述点火火药点火时，在该组件中产生充分的压力，且所述点火火药发生爆炸并生成火焰，而所述点火单元套筒(31)和所述点火组件套筒(7a)被该压力和具有点燃所述爆破火药能力的火焰穿透。
3.如权利要求1或2所述的岩石爆破筒，其特征在于，所述点火单元套筒(31)以及所述点火组件套筒(7a)由硬质塑料材料构成。
4.如权利要求1-3中任一项所述的岩石爆破筒，其特征在于，所述点火单元套筒和所述点火组件套筒中的每一个的厚度取值至少为0.5mm但是不大于2.0mm，并且两个套筒的组合厚度取值至少为1.3mm但是不大于3mm。
5.如权利要求1-4中任一项所述的岩石爆破筒，其特征在于，所述点火单元套筒由单体的塑料材料管构成，硬质塑料材料的管状套筒具有封闭的前端部(36)，和位于后端的具有后侧开口(27)的嘴部(41)，而所述点火引发器包括可电气启动的点火器(33a)，所述点火器具有点火线缆(37)与之连接的插座(34)，所述插座设置在所述点火单元套筒(31)的所述嘴部中，并且所述点火器设置在所述点火单元套筒(31)中与所述插座相距一定距离。
6.如权利要求1-5中任一项所述的岩石爆破筒，其特征在于，所述点火单元套筒(31)设置有外部沟槽(35)，所述外部沟槽减小所述点火单元套筒(31)的在大致径向方向上的强度。
7.如权利要求6所述的岩石爆破筒，其特征在于，所述沟槽从与所述嘴部相距一定距离的位置沿朝向所述点火单元套筒(31)的封闭端的方向延伸，并且所述沟槽具有一个延伸范围，至少所述点火火药的主要部分在该延伸范围内延伸。
8.如权利要求7所述的岩石爆破筒，其特征在于，所述点火器容纳在所述点火火药中，所述点火火药的主要部分设置在所述点火器(33a)与所述点火单元套筒的封闭端部(36)之间，并且所述外部沟槽(35)沿着点火单元套筒的筒状壁从与所述点火器的外端齐平处延伸至所述点火单元套筒的封闭端部。
9.如权利要求6-8中任一项所述的岩石爆破筒，其特征在于，所述点火单元套筒(31)在嘴口(27)的区域中具有向外指向的凸缘(40)，并且所述点火单元套筒的外表面在所述凸缘与所述沟槽之间的区域中是圆筒形的和光滑的，并且所述外表面沿着所述沟槽的全长在所述沟槽之间也是圆筒形的和光滑的。
10.如前述权利要求中任一项所述的岩石爆破筒，其特征在于，所述点火单元套筒的端部是杯状的，并且至少部分地位于所述点火组件套筒(7a)的鼻部(12)中或者与所述点火组件套筒(7a)的鼻部(12)邻接。
11.如权利要求6-10中任一项所述的岩石爆破筒，其特征在于，在所述点火组件套筒(7a)与所述点火单元套筒(31)之间存在间隙(39)，该间隙的宽度对于所述点火组件的强度来说没有显著的重要性，但是在涉及装填所述爆破筒时允许所述点火雷管(30)在进入所述点火组件套筒(7a)中而不会卡住，并且在所述点火组件套筒(7a)内在与所述点火组件套筒的尖头(12)相邻的区域中设置有收窄部(26)，所述收窄部具有的径向延伸范围大于所述间隙(39)的宽度，以便在所述收窄部的区域中通过所述点火组件套筒(7a)与所述点火单元套筒(31)之间的摩擦将所述点火雷管固定在其装填位置上。
12.如权利要求1-11中任一项所述的岩石爆破筒，其特征在于，在所述封闭构件(4)上设置有沿轴向方向突出的一个或多个突出构件(19a)，并且在所述突出构件之间存在至少一个自由空间，所述突出构件在所述岩石爆破筒被上下颠倒地放置到孔穴中以所述突出构件搁置在所述孔穴的底部上时形成间隔物，以使所述点火线缆(37)能够在不被损坏的情况下延伸穿过所述自由空间。
13.一种点火雷管，包括呈管状的点火单元套筒(31)，点火单元套筒在一端具有嘴口(27)和嘴部(41)，在相对端是封闭的，并且容纳点火单元(32)，其特征在于，所述点火单元套筒由硬质塑料材料构成，所述点火单元包括能电气启动的点火引发器(33)，和能被所述点火引发器点燃的点火火药(299)，所述点火单元套筒(31)不具有在所述点火雷管处于开放空气中对所述点火火药点火时所述点火火药(29)爆炸所需的机械强度，在该种情况下所述点火单元套筒(31)仅会扩宽以及可能地发生破裂，并且所述点火火药将燃烧而不会产生任何爆炸效果。
14.如权利要求13所述的点火雷管，其特征在于，所述点火引发器包括可电气启动的点火器(33a)，所述点火器具有点火线缆(37)与之连接的插座(34)，并且所述插座设置在所述点火单元套筒(31)的所述嘴部中。
15.如权利要求13和14中任一项所述的点火雷管，其特征在于，所述点火单元套筒设置有外部沟槽(35)，所述外部沟槽减小所述点火单元套筒的在其大致径向方向上的破裂强度。
16.如权利要求15所述的点火雷管，其特征在于，所述沟槽从与所述嘴部相距一定距离的位置朝向所述点火单元套筒的封闭端的方向延伸，并且所述沟槽具有一个延伸范围，至少所述点火火药的主要部分在该延伸范围内延伸。
17.如权利要求15和16中任一项所述的点火雷管，其特征在于，所述沟槽具有与所述点火单元套筒的壁厚的至少一半相对应的深度。
18.如权利要求17所述的点火雷管，其特征在于，所述沟槽的平均宽度与所述点火单元套筒的壁厚为相同量级。
19.如权利要求13-18中任一项所述的点火雷管，其特征在于，所述点火器容纳在所述点火火药中，所述点火火药的主要部分设置在所述点火器(33a)与所述点火单元套筒的封闭端部(36)之间，并且所述外部沟槽(35)沿着点火单元套筒的筒状壁从与所述点火器的外端齐平处延伸至所述点火单元套筒的封闭端部。
20.如权利要求15-19中任一项所述的点火雷管，其特征在于，所述点火单元套筒(31)在嘴口(27)的区域中具有向外指向的凸缘(40)，并且所述点火单元套筒的外表面在所述凸缘与所述沟槽之间的区域中是圆筒形的和光滑的，并且所述外表面沿着所述沟槽的全长在所述沟槽之间也是圆筒形的和光滑的。
21.如权利要求13-20中任一项所述的点火雷管，其特征在于，所述点火单元套筒的端部是杯状的。
22.如权利要求13-21中任一项所述的点火雷管，其特征在于，所述点火火药由硝基火药构成。
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