CN103759593B - 一种具有延期功能的单向传爆门元件及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有延期功能的单向传爆门元件及其使用方法，包括外壳、延期体、隔爆体、传爆药，延期体是现有工业成品，为柱状金属体，由较高延展性能的金属制成，所述外壳是两端开口的筒形，内表面与隔爆体过盈配合，外壳两端与邻近端口之间留有足够长度的空腔，能够使导爆索插入固连，亦可两端装入橡皮塞、密封件，导爆管、纤维爆炸索插入中空结构中实现固连，所述延期体均包括一个柱状金属体，其外柱面与隔爆体内壁面过盈配合，在柱状金属体中心有延期药药芯，通过控制延期药药芯的长度和延期药燃烧时间来实现特定的延期时间。传统导爆索不具有延期功能，本元件具有延期功能，简化了爆破网络的设计，降低了起爆器材的成本，提高了网路设计的安全性能。

Description

一种具有延期功能的单向传爆门元件及其使用方法

技术领域

本发明属于起爆器材和爆破技术领域，具体涉及一种具有延期功能的单向传爆门元件及其使用方法。

背景技术

绝大多数爆破工程都是通过群药包的共同作用实现的。对群药包的起爆是通过单个药包的起爆组合实现的，单个药包的起爆组合即为群药包的起爆网路。根据起爆方法的不同，起爆网路分为电起爆网路和非电起爆网路。电起爆网路是使用电雷管和导线组成的网路，非电起爆网路是使用导爆管雷管、导爆索、导爆管等不使用电的元件组成的网路，同时包含电起爆网路和非电起爆网路的复杂网路可称为混合起爆网路。

导爆索又叫传爆索，是用单质猛炸药黑索金或泰安作为索芯，外部用塑料或棉麻、纤维等材料包裹的爆破器材。根据标准棉线导爆索外径一般为5.0～6.2mm，内径小于3mm；塑料导爆索外径一般为5.0～6.0mm，内径小于3mm。经雷管起爆后，导爆索可直接引爆炸药，也可以用作独立的爆破能源。它可用作导爆索干索（把各个炮孔连成网路），还可用作导爆索引索（把能量从干索传递给起爆药卷）。

2005年，《中国工程科学》（第7卷第6期，作者：梅群，沈兆武，周听清）的《超低能导爆索原理及应用的研究》论文中对超低能导爆索进行了系统的实验研究，并作出了有关探讨。研究人员使用柔性金属做外壳，以钝化黑索金炸药为装药，在加强外壳约束、降低炸药爆轰临界直径并保证稳定爆轰效果的前提下，使导爆索装药密度降到了1.8-3.0g/m。该文中未提供该导爆索的制作方法。

申请号200910116775.4（公开号CN101556130A，公开日2009.10.14.）《小直径低线密度装药的导爆索或雷管延期线的制作方法》中公开了超低能低密度柔性金属导爆索的制作方法。

对于网路中包含导爆索的非电起爆网路而言，导爆索传爆是依靠内部炸药爆轰形成的爆轰波实现的。爆轰波总是从导爆索被起爆的一端传向另一端，而被起爆的一端可以是任意的一端，也就是说，导爆索内的传爆是不分方向性的。如果将导爆索的两端分别标为A端和B端，若起爆端在A端，爆轰波就从A端传向B端；若起爆端在B端，则爆轰波从B端传向A端。我们称导爆索这种不分方向性的传爆为可逆性。

在包含导爆索的实际起爆网路中，可能会出现网路中的某处意外原因(如高温、放电、刺穿等)导致早爆、误爆，由于导爆索上述传爆的可逆性，会因一处导爆索误爆导致整体网路的被起爆。而往往此时还有人员在网路工作，这就会造成严重的人员伤亡。这类事故在某些高温火区的爆破中发生的可能性较大。虽然可以通过不使用导爆索来避免网路的可逆性，但在某些必须使用导爆索的爆破环境中，这个问题尤为严重。

此外，对于使用四通的导爆管网路而言，如果网路中某处雷管误爆，也可能引发接入该雷管的导爆管被反向起爆，进而通过四通诱发整个网路的误爆。

目前的工程爆破设计方案均需要通过延期功能来降低爆破震动以及达到技术上的设计要求，传统的导爆索并不具有延期的功能，现有的技术手段是通过在导爆索上捆绑具有延期功能的导爆管雷管来实现延期功能，这在工程应用中将会增加成本，使爆破网路更加复杂，增加现场工作量，发生意外事故的概率增大。根据安全系统评价准则得知，网路复杂性的增加，会降低设计网路的安全性。

如果有一种技术能够同时实现导爆索或导爆管网路具有延期功能并且单向传爆，使爆破网路具有延期功能从而达到设计的要求，使传爆方向仅能够从希望的方向传爆，实现网路传爆的单向性，即不可逆性，这会从根本上解决因可逆传爆造成的导爆索或导爆管网路的不安全问题，解决工程爆破中的一类重要的安全问题。

目前，尚未在已发表文献、专利或其他可检索到的材料中检索到有关此技术的报道。

发明内容

本发明的目的在于，针对传统导爆索传爆的可逆性，研发一种能够实现具有延期功能的导爆索不可逆传爆的单向传爆门元件。

本发明的技术方案如下：

本发明的具有延期功能的单向传爆门，它包括外壳、延期体、隔爆体、传爆药。所述外壳和隔爆体由金属材料（如铁、铜、铝、锡、铅）、非金属材料（如塑料、固化材料、碳材料、纤维材料）或复合材料等制成。延期体是现有工业成品，为柱状金属体，由较高延展性能的金属制成，如铅、铝、铁合金等。所述外壳是两端开口的筒形，内表面与隔爆体过盈配合。外壳两端与邻近端口之间留有足够长度的空腔，能够使导爆索插入固连，亦可两端装入橡皮塞、密封件，导爆管、纤维爆炸索插入中空结构中实现固连。所述延期体均包括一个柱状金属体，其外柱面与隔爆体内壁面过盈配合，在柱状金属体中心有延期药药芯，通过控制延期药药芯的长度和延期药燃烧时间来实现特定的延期时间。所述延期药为现有技术中使用的延期药，如Pb₃O₄、SiFe和Sb₂S₃系列延期药（又称铅丹、硅铁和硫化锑系列延期药），硅系延期药，Mg、BaO₂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。延期体主要作用使导爆索具有延期功能，达到工程爆破的延期要求。延期体的高度分别壳体外径的0.5～6倍。所述隔爆体是一端开口、一端封闭的敞口筒形，隔爆体与外壳之间过盈配合固连，隔爆体内装填传爆药，为避免传爆药在隔爆体内流动，在传爆药上方压盖蜡纸等。所述传爆药由氧化剂和可燃剂组成，如RDX/KClO₃，PETN/KClO₄等。使用时，将起爆方向的导爆索插入位于延期体上侧的外壳内，并通过卡口处理实现与外壳的固连，将被起爆侧的导爆索插入位于隔爆体封闭侧的外壳内，并通过卡口处理实现与外壳的固连。

本发明具有延期功能的单向传爆门，还包括可实现以下结构，除上述外壳、延期体、隔爆体、传爆药外，还可包括橡皮塞、密封件。在工厂生产中，橡皮塞位于延期体的上侧，用来实现导爆管与元件之间的卡口固连处理。上述元件使用时，导爆索需要通过外力挤压与外壳固连，在现场操作不便，此处所述密封件的目的是实现导爆索与外壳之间快速固连。所述橡皮塞为弹性橡胶材质，中空倒漏斗型，中空结构恰好可插入导爆管，进行卡口固连处理。所述密封件由橡胶、塑料等变形材料制作，为中空筒形结构，中心空孔内分布倒齿形结构，使导爆索插入空孔中即可在倒齿作用下不可拔出，以此实现导爆索与单向传爆门快速连接的目的。密封件位于隔爆体封闭端侧，与外壳过盈配合，即外壳内从起爆方向向传爆方向的结构依次为，橡皮塞、延期体、隔爆体、密封件，橡皮塞端指向起爆方向。

另外，本发明还提供一种使用上述的元件实现爆炸网路的单向可靠传爆的方法，在实际的导爆索爆破网路中，仅在某些需要的位置添加上述的延期型单向传爆门，即可实现所期望的延期功能并且单向传爆效果。

本发明的延期型单向传爆门的延期传爆机理是，导爆索被起爆后，引燃延期体中心的延期药，在经过设计的燃烧时间后，延期药芯燃烧至末端向外喷射火焰，引燃下方传爆药，传爆药燃烧产生高温高压气体剪切隔爆体密封端形成高速运动的撞击片，撞击密封端一侧的导爆索实现正向传爆。

本发明的单向传爆门的反向隔爆机理是，位于隔爆体封闭端一侧的导爆索被意外起爆后，爆轰波传至隔爆体封闭端底部，由于传爆药与爆轰波被隔爆体封闭端阻隔，使得封闭端一侧的导爆索不能引燃传爆药，也就无法起爆位于另一侧(隔爆体敞口端)的导爆索，虽然外壳可能被导爆索破坏，但敞口端的导爆索无法被起爆，从而实现隔爆的目的。

在实际的导爆索爆破网路中，仅在某些需要的位置添加延期型单向传爆门，即可实现所期望的延期功能并且单向传爆效果。

本发明的优点在于：

（1）、传统导爆索不具有延期功能，本元件具有延期功能，简化了爆破网络的设计，降低了起爆器材的成本，提高了网路设计的安全性能。

（2）、在工程爆破网路中起到最后一道安全底线的作用，当子网路发生误爆或者早爆事故时，可以有效切断与主网路的传爆，在传爆门连接处达到熄爆的效果，并且不会影响主网路的再次起爆效果，把危险控制在最小的范围内，有效阻止重大安全事故的发生。

附图说明

图1是本发明所述的不含橡皮塞、密封件的元件实施例的结构示意图。

图2是使用时延期型单向传爆门与导爆索的配合图。

图3是本发明所述的包含橡皮塞、密封件的延期型单向传爆门实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例进一步说明本发明。

实施例1：

图1中，1为圆筒形壳体，由铝制成，表面光滑，无裂痕、砂眼，其成型尺寸为：外径7.1mm，内径7.0mm，长度80mm。在该壳体中间位置装有隔爆体2，隔爆体2外壳由铁制成，外径6.9mm，内径6.8mm，隔爆体长度不小于延期体长度+蜡纸厚度+传爆药高度，隔爆体长度46mm；传爆药3由0.6g RDX与KClO₃(3:1)混合组分，密度为0.8g/cm₃，装填高度为20mm。传爆药3用蜡纸4密封，蜡纸4厚度1.0mm，直径6.8mm；延期元件5是用铅金属制作的圆柱体，外径6.7mm，与隔爆体内壁面过盈配合，中心填充有普通工业用延期药6，延期体5长度为25mm，延期时间为120ms。延期体与壳体之间做卡口处理7，固定隔爆体在壳体中的位置。

在现场使用时，起爆端和传爆端连接的导爆索分别为10与11，8与9为导爆索与壳体之间的过盈配合位置，使导爆索与壳体之间紧密连接。起爆时，10处为起爆端，导爆索点燃延期体，延期药燃烧至端部后引燃传爆药，传爆药燃烧产生高温高压环境使隔爆体密封端被剪切，形成高速运动的撞击片，撞击密封端一侧的导爆索中的泰安，实现正向传爆。若从11处起爆，导爆索传爆至隔爆体密封端，将会被密封端阻隔导致熄爆，从而实现逆向不可传爆。

实施例2：

图3中，1为圆筒形壳体，由铁制成，表面光滑，无裂痕、砂眼，其成型尺寸为：外径10.1mm，内径10.0mm，长度70mm。在该壳体中间位置装有隔爆体2，2的外壳由铝制成，外径9.9mm，内径9.8mm，长度47mm；传爆药3由1.0g PETN与KClO₄(3:1)混合组分，密度为0.8g/cm³，装填高度为16mm。传爆药由蜡纸4密封，蜡纸4厚度1.0mm。延期体5外径9.7mm，高度为30mm，其外柱面与隔爆体内壁面过盈配合，中心填充有工业用延期药6，延期时间为250ms。延期体上侧装有橡皮塞13，橡皮塞内径为3mm，橡皮塞中装有导爆管14，做密封卡口处理8。隔爆体底部装入密封件12。密封件长20mm，外径9.9mm，内径为4.0mm，由橡胶制作，为中空筒形结构，中心空孔内分布倒齿形结构，使导爆索插入空孔中即可在倒齿作用下不可拔出，以此实现导爆索与单向传爆门快速连接的目的。密封件外径与外壳过盈配合，内插入上述超低能低密度柔性金属导爆索15，外径为4.0mm，线装药密度为3.5g/m。

表1实验数据

本发明未详细公开的部分属于本领域的公知技术。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (2)

1.一种具有延期功能的单向传爆门元件，其特征在于，它包括外壳、延期体、隔爆体、传爆药，所述外壳和隔爆体由金属材料、非金属材料或复合材料制成，延期体为柱状金属体，由较高延展性能的金属制成，该金属为铁合金、铝或铅，所述外壳是两端开口的筒形，内表面与隔爆体过盈配合，外壳两端留有足够长度的空腔，能够使导爆索插入固连，亦可两端装入橡皮塞和密封件，导爆管和纤维爆炸索插入中空结构中实现固连，所述延期体外柱面与隔爆体内壁面过盈配合，在柱状金属体中心有延期药药芯，通过控制延期药药芯的长度和延期药燃烧时间来实现特定的延期时间，所述延期药为Pb₃O₄、SiFe和Sb₂S₃系列延期药，或者硅系延期药，或者Mg、BaO₂系延期药，或者硼系延期药，或者锆和锆镍合金延期药，或者锰系延期药，或者钼系延期药，或者钨系延期药，延期体主要作用使导爆索具有延期功能，达到工程爆破的延期要求，延期体的高度为柱状金属体外径的0.5～6倍，所述隔爆体是一端开口、一端封闭的敞口筒形，隔爆体与外壳之间过盈配合固连，隔爆体内装填传爆药，为避免传爆药在隔爆体内流动，在传爆药上方压盖蜡纸，所述传爆药由氧化剂和可燃剂组成；使用时，将起爆方向的导爆索插入位于延期体上侧的外壳内，并通过卡口处理实现与外壳的固连，将被起爆侧的导爆索插入位于隔爆体封闭侧的外壳内，并通过卡口处理实现与外壳的固连；

所述的金属材料为铁、铜、铝、锡或铅；所述的非金属材料为塑料、固化材料、碳材料或纤维材料；所述传爆药为RDX/KClO₃或PETN/KClO₄；

该单向传爆门元件还包括以下结构，除上述外壳、延期体、隔爆体、传爆药外，还包括橡皮塞和密封件，橡皮塞位于延期体的上侧，用来实现导爆管与单向传爆门元件之间的卡口固连处理，此处所述密封件的目的是实现纤维导爆索与外壳之间快速固连，所述橡皮塞为弹性橡胶材质，中空倒漏斗型，中空结构恰好可插入导爆管，进行卡口固连处理，所述密封件由橡胶或塑料变形材料制作，为中空筒形结构，中心空孔内分布倒齿形结构，使纤维导爆索插入空孔中即可在倒齿作用下不可拔出，以此实现纤维导爆索与单向传爆门元件快速连接的目的，密封件位于隔爆体封闭端侧，与外壳过盈配合，即外壳内从起爆方向向传爆方向的结构依次为，橡皮塞、延期体、隔爆体、密封件，橡皮塞端指向起爆方向。

2.一种使用权利要求1所述的具有延期功能的单向传爆门元件实现爆炸网路的单向可靠传爆的方法，其特征在于，在实际的导爆索爆破网路中，仅在某些需要的位置添加权利要求1所述的延期型单向传爆门元件，即可实现所期望的延期功能并且单向传爆效果。