CN103759602A

CN103759602A - 一种单向传爆门元件和使用该元件实现爆炸网路的单向可靠传爆的方法

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Publication number: CN103759602A
Application number: CN201410044106.1A
Authority: CN
Inventors: 马宏昊; 王飞; 沈兆武; 万晓智
Original assignee: University of Science and Technology of China USTC
Current assignee: University of Science and Technology of China USTC
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2034-01-29
Also published as: CN103759602B

Abstract

本发明公开了一种单向传爆门元件和使用该元件实现爆炸网路的单向可靠传爆的方法，特征是单向传爆门元件中的隔爆体可以起到正向顺利传爆，逆向隔爆的作用，从而达到不可逆起爆的效果。本发明能够实现导爆索或导爆管网路的单向传爆，使爆破网路中的传爆方向仅能够从设计的方向传爆，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性，解决工程爆破中的一类重要的安全问题，具有重要的工程应用前景。

Description

一种单向传爆门元件和使用该元件实现爆炸网路的单向可靠传爆的方法

技术领域

本发明属于起爆器材和爆破技术领域，具体涉及一种单向传爆门元件和使用该元件实现爆炸网路的单向可靠传爆的方法。

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。

如果有一种技术能够实现导爆索或导爆管网路的单向传爆，使爆破网路中的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性，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，针对导爆索传爆的可逆性，研发一种能够实现导爆索网路不可逆传爆的单向传爆门元件，以及使用该元件实现不可逆传爆的爆破网路。

本发明的技术方案如下：

本发明的单向传爆门，其特征在于，它包括外壳、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。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的密封件之间留有足够长度的空腔，能够使导爆索插入外壳后留有足够长度与外壳过盈配合。所述隔爆体是一端开口、一端封闭的敞口筒形，隔爆体与外壳之间通过过盈配合固连，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，主要作用是，接收导爆索爆炸能量后燃烧，产生高温高压环境使隔爆体密封端被剪切、加速，产生高速运动的撞击片，撞击密封端一侧的导爆索实现起爆。使用时，将起爆方向的导爆索插入位于隔爆体敞口侧的外壳内，并通过外力挤压实现与外壳的固连，将被起爆侧的导爆索插入位于隔爆体封闭侧的外壳内，并通过外力挤压实现与外壳的固连。

本发明的单向传爆门，还包括可实现单向传爆目的的以下结构，除上述外壳、隔爆体、传爆药外，还可包括密封件。由于上述单向传爆门使用时，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。密封件分别位于隔爆体两侧，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，密封件，隔爆体，密封件，其中隔爆体敞口端指向起爆方向，封闭端指向被起爆方向。

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，隔爆体是实现单向传爆门单向传爆的核心元件，在实际的导爆索爆破网路中，仅在某些需要单向传爆的位置添加上述的单向传爆门，即可实现所期望的单向传爆效果，即实现整体网路的不可逆性。

本发明的单向传爆门的传爆机理是，位于隔爆体敞口一侧的导爆索被外部起爆后，爆轰波传至传爆药内，使传爆药反应。传爆药位于隔爆体内部的封闭空间中，传爆药反应必然使隔爆体内部形成高温高压环境，高压气体剪切隔爆体底部密封端，形成向下高速运动的撞击片，撞击隔爆体封闭端一侧的导爆索，使之爆炸，实现从隔爆体敞口一侧的导爆索向密封一侧的导爆索传爆的目的。

本发明的单向传爆门的隔爆机理是，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。

可见，隔爆体是实现单向传爆门单向传爆的核心元件。

在实际的导爆索爆破网路中，仅在某些需要单向传爆的位置添加单向传爆门，即可实现所期望的单向传爆效果，即实现整体网路的不可逆性。

本发明的优点在于：

（1）、壳体、密封件、隔爆体、传爆药组成部分可以分开批量生产，最后组装为成品。各组成部分生产线以及组装生产线相互独立，便于连续化大工业生产。

（2）、各组成部分生产比较安全可靠，无污染。

（3）、本发明最大特点是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密封件的单向传爆门实施例的结构示意图。

图2是使用时单向传爆门与导爆索的配合图。

图3是本发明所述的包含密封件的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6.1mm，内径6.0mm，高70mm。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5.9mm，内径5.8mm，高25mm；传爆药3由0.5g RDX与KClO₃(3:1)混合组分，密度为0.8g/cm₃，装填高度为23mm。传爆药3用蜡纸4密封，4上方留有2mm间隙，5为隔爆体与壳体之间的卡口处理，固定隔爆体在壳体中的位置。

在现场使用时，6与7(图2)为隔爆体两侧连接的导爆索，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，6处为起爆端，导爆索传爆至隔爆体，点燃隔爆体中的传爆药，产生高温高压环境使隔爆体密封端被剪切、加速，产生高速运动的撞击片，撞击密封端一侧的导爆索中的泰安实现继续传爆，实现正向起爆。若从7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12.1mm，内径12.0mm，高60mm。在该壳体中间位置装有隔爆体2，2的外壳由铝制成，外径11.9mm，内径11.8mm，传爆药3由0.8g PETN与KClO₄(3:1）混合组分，密度为0.8g/cm³，装填高度为9mm。传爆药由蜡纸4密封，蜡纸上方留有3mm间隙，隔爆体两侧装入密封件10与11。密封件长24mm，外径11.9mm，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12与13，外径为4.0mm，线装药密度为3.5g/m。

表1实验数据

实验对象与数量	实施例1（100发）	实施例2（100发）
			正向起爆实验(50发)	全部正常传爆100%	全部正常传爆100%
反向起爆实验(50发)	全部逆向熄爆100%	全部逆向熄爆100%

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

1.一种单向传爆门元件，其特征在于，它包括外壳、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等制成，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的密封件之间留有足够长度的空腔，能够使导爆索插入外壳后留有足够长度与外壳过盈配合，所述隔爆体是一端开口、一端封闭的敞口筒形，隔爆体与外壳之间通过过盈配合固连，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，主要作用是，接收导爆索爆炸能量后燃烧，产生高温高压环境使隔爆体密封端被剪切、加速，产生高速运动的撞击片，撞击密封端一侧的导爆索实现起爆，使用时，将起爆方向的导爆索插入位于隔爆体敞口侧的外壳内，并通过外力挤压实现与外壳的固连，将被起爆侧的导爆索插入位于隔爆体封闭侧的外壳内，并通过外力挤压实现与外壳的固连。

2.根据权利要求1所述的一种单向传爆门元件，其特征在于，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；所述的氧化剂和可燃剂为RDX/KClO₃或者PETN/KClO₄或其他能实现此目的的配方。

3.根据权利要求1所述的一种单向传爆门元件，其特征在于，还包括可实现单向传爆目的的以下结构，除上述外壳、隔爆体、传爆药外，还可包括密封件，由于上述单向传爆门使用时，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，所述密封件由变形材料制作，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；密封件分别位于隔爆体两侧，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，密封件，隔爆体，密封件，其中隔爆体敞口端指向起爆方向，封闭端指向被起爆方向。

4.根据权利要求3所述的一种单向传爆门元件，其特征在于，所述的变形材料为橡胶或塑料。

5.一种使用权利要求1至4任一项所述的元件实现爆炸网路的单向可靠传爆的方法，其特征在于，隔爆体是实现单向传爆门单向传爆的核心元件，在实际的导爆索爆破网路中，仅在某些需要单向传爆的位置添加权利要求1至4任一项所述的单向传爆门，即可实现所期望的单向传爆效果，即实现整体网路的不可逆性。