CN1054132A - 延发导火线点火缓冲器 - Google Patents

Abstract

一种延发导火线点火缓冲器(45)，安置在雷管外 壳(15)或信号传递管外壳中传递管(11)与延发导火 线(25)之间。缓冲器控制传递管温度/压力脉冲加 到延发导火线的烟火药表面的速率，以削弱脉冲的作 用，从而提高延时定时的精确度。缓冲器还减弱雷管 内因传递管破裂或弹出外壳管外而引起的突然降压 的作用，从而防止反应中的烟火药脱离开，否则烟火 药在分离点处会停止反应，从而使延发导火线因烟火 药不能连续燃烧到其整个长度而失效。

Description

本发明涉及延发导火线，更具体地说，涉及控制雷管或信号传递管延时装置中延发导火线的点火的一种点火缓冲器。

起爆多个炸药包时，往往需要精确控制起爆的时间。例如，在采石爆破中，情况就是这样，这时各炸药包之间的顺序时延必须控制在几毫秒之内。为控制炸药包的这种起爆时间，将信号传递管配置在远离中心起爆点，使其发送起爆各个炸药包的信号。通常，这些信号传递管由一个或多个连接到多条支线的主干线组成。

起爆时间通常是采用连接到雷管的预选长度的信号传递管（例如冲击管或爆燃管）控制的，雷管有一个外壳，外壳中装有延发导火线和引爆输出装药。需要另行时延时，可以在信号传递管两端之间装入延时装置，如美国专利4，742，773所公开的那一种。

信号传递管可以是美国专利3，590，739所公开、以“Nonel”商标出售、有时叫做“冲击管”的那一种。这里所使用的“信号传递管”一词是指任何有一柔韧空心管的起爆或爆燃信号传递管或线路，这种管可沿其内部传递起爆或爆燃信号，该信号不损坏信号传递管。另一种信号传递器可能会具有起爆绳等等。

“信号”一词与上述传递管结合起来使用时是指通过引燃装在管中的活性物质沿管子内部传递的起爆冲击波或爆燃火焰头。雷管是这样触发的：先引发信号传递管，然后信号传递管就沿其长度方向将温度/压力反应往下传送而到达雷管。进来的信号点燃含有烟火混合剂的延发导火线，于是烟火混合剂以线性方式的有节制的速率向另一端燃烧，而另一端与引爆输出装药接触。将延发导火线用于传递管延时装置中时，延发导火线的另一端与传递管的第二部分接触。这时就可以用来自传递管第二部分的信号去点燃雷管中的另一延发导火线。

烟火反应的速率和延发导火线的长度确定了制造延发导火线所依据的作用时间设计值。烟火燃烧的速率是烟火化学混合剂成分以及混合剂燃烧时的温度和压力的函数。

正确选择延发导火线的长度和化学混合剂成分可以使延发导火线以不同的作用时间工作。然而，来自传递管的反应压力可能会变化，从而使延发导火线的作用时间发生变化。传递管的压力增加会提高燃烧速率，从而使作用时间短于所期望的时间。同样，传递管的压力降低会降低燃烧速率，从而使作用时间大于所期望的时间。

一般延发导火线的另一个问题在于，传递管点燃延发导火线的烟火药之后，雷管或延时装置的外壳内部由于是个封闭系统因而处于高压状态。这种高压状态可能会使传递管破裂或被抛离出外壳，使压力急剧下降，因而使反应中的烟火药与未反应的烟火药分离，使反应不能继续延续下来。压力的这种下降可能会剧烈到这样的程度，以致使反应中的烟火药实际上脱离延发导火线。

传递管的高压脉冲还可能会使延发导火线的有效长度发生变化。压力脉冲可能会将部分延发导火线的烟火药吹出，或使烟火药的密度发生变化，这可能会改变点火速率和点火渗入到烟火药柱的深度，从而使所期望的作用时间发生变化。

在实际爆破条件下雷管和延时装置的作用时间发生变化都可能会使炮眼不按顺序起爆，从而增强地面震动和飞石情况，并降低对爆破的控制能力。炮眼组中的一个雷管失灵可能会使该炮眼炸药仍然处于未点火状态而隐藏下来，并与已炸碎的物体混在一起，这就对以后的挖掘和清除爆破物带来重大的安全问题，因为所挖掘和卸除的对象中含有还能爆炸的炸药和虽失灵但还可能起爆的雷管。

因此本发明的一个目的是提供一种与雷管或信号传递管延时装置配用的、经改进的信号延发装置。

本发明的另一目的是给出一种控制对延发导火线烟火药施压的速率的方法。

本发明的又一目的是提供一种作用时间能精确加以预测的延发装置。

本发明的再一目的是提供一种可靠性有所提高的延发装置。

本发明的进一步的目的是提供一种能可靠地保持反应中的延发导火线烟火药的延发装置。

通过以下更详细地描述，将会逐步指出因而可逐步了解本发明的其它目的。

下面的说明和附图提出了一些实施例并说明了应用本发明原理的各种途径，从这些说明和附图可以更好地了解本发明的目的、优点、特点、性能和各种关系。

按本发明制成的信号延发装置包括一个位于信号传递管出口端与装在雷管外壳或信号传递管延发装置外壳中的延发导火线之间的不燃烧的缓冲元件;该缓冲元件具有多个呈一定结构的孔，该结构具有足够的敞开空间可让温度/压力脉冲从传递管通过而传到延发导火线的烟火药表面，并使该表面点燃起来;但是该缓冲元件孔的结构应使其孔小到足以保持延发导火线的烟火药并防止反应中的延发导火线的烟火药从未反应的延发导火线烟火药上脱落下来，以防止雷管失灵，并可控制延发导火线的长度、点燃温度和作用时间。按照本发明，缓冲元件还必须耐腐蚀，并不受信号传递特性变化的影响，必须不与延发导火线烟火药起反应从而改变烟火药的敏感度，而且必须充分耐高温，以防止在传递管和延发导火线燃烧温度下烧穿。

本发明的缓冲元件可控制传递管的温度/压力脉冲加到延发导火线烟火药表面的速率，从而大大减小强劲肪冲对点火速率的破坏性作用，而且无论点火脉冲的强度如何都能使点火发生在延发导火线烟火药的表面，防止传递管压力脉冲实际上将烟火药吹出延发导火线外，从而控制延发导火线柱的长度。通过控制延发导火线柱的长度和往延发导火线施加点火压力的速率，就能精确预计延发导火线的作用时间。

本发明的另一个优点在于，缓冲元件可防止延发导火线烟火药在延发导火线表面因传递管破裂或弹出而突然降压或任何其它突然降压时脱离延发导火线，从而基本上消除了失灵状态。

图1是具有本发明的延发导火线点火缓冲元件的雷管的纵向剖视图。

图2是从图1的A-A线截取的点火缓冲元件的放大的横向剖视图。

图3是图1雷管另一实施例的纵向剖视图。

参看图1，图中示出了雷管10连同装在雷管外壳15开口端12的信号传递器11，例如冲击管（传递管）等。雷管外壳15通常呈圆柱形，空心，与开口端12相对的另一端是封闭端16。外壳15应具有足够的强度，以承受在信号传递混合剂燃烧过程中产生的内部起爆的反作用力和爆燃的反作用力以及现场使用时可能所施加的外力。较理想的材料是铝管。

传递管17的一端通过将靠近开口端的外壳部分18压成波纹形而紧固在外壳中。经此压制，外壳就靠在传递管外部，使传递管固定而不致压扁，否则就会妨碍信号在传递管中的传播。在压制部分中外壳与传递管之间的支承19可采用弹性材料。

外壳15内部形成空腔20，信号延发装置（延发导火线）25配置在其中。延发导火线25和空腔20最好都是圆柱形的，且制成相应的形状，使彼此能紧配在一起。这种紧配合可防止信号在延发导火线25两端之间直接传送。延发导火线25包括过渡元件26和延发元件27。

延发元件27包括一个放在金属管31（例如铅管）中的呈一定形状的延发混合剂30。延发混合剂可以是本技术领域中周知的任何一种，例如，硅和二氧化铅（PbO₂）的混合物;硅和红色氧化铅（Pb₃O₄）;硅、红色氧化铅（Pb₃O₄）和硫酸钡（BaSO₄）;钨、过氯酸钾（KClO₄）和铬酸钡（BaCrO₄）;钼和过氯酸钾（KClO₄）;以及它们的混合物。

延发元件27的作用是控制燃烧从该元件的一侧到另一侧的速率。燃烧从延发元件的一侧至另一侧蔓延所需要的时间由使用者预选定，可以在9毫秒至10秒的范围内或更长，这取决于所使用的延发混合剂。

过渡元件26包括一个放在金属管36（例如铅管）中的呈一定形状的过渡混合剂35。过渡元件紧靠在延发元件27上，以便在传递管17和延发元件27之间接收和发送点火信号。

过渡混合剂35是氧化剂和还原剂的混合物，这种混合物可被来自传递管的信号引燃，产生放热反应，发出足以将延发混合剂30点燃的热能。上述延发混合剂若作为过渡混合剂通常不能很好起作用。适用的过渡混合剂包括硅和红色氧化铅（Pb₃O₄）的混合物;锆和过氯酸钾（KClO₄）;钛和过氯酸钾（KClO₄）;硼和红色氧化铅（Pb₃O₄）;锆和三价铁的氧化物（Fe₂O₃）;锆和氯酸钾（KClO₃）;锆和铬酸铅（PbCrO₄）;钛和铬酸铅（PbCrO₄）;镁和铬酸钡（BaCrO₄）;硼和硝酸钾（KNO₃）;以及它们的混合物。

在传递管端17处可采用对准杯40以便在传递管与过渡元件之间引导传递管信号。

在对准杯40与延发导火线25的输入端之间配置有点火缓冲件45，延发导火线25具有在雷管外壳15中的过渡元件26。缓冲件45最好压入延发导火线25的端部。缓冲件可以由金属丝网（如图2所示）或其它诸如烧结过的金属、多孔陶瓷或多孔金属等之类的不燃烧材料构成。缓冲件的材料必须是耐腐蚀的，并能承受信号传递特性的变化。此外，缓冲件材料必须不与过渡混合剂起化学反应，从而既不降低其敏感度而引起点火故障，也不增加其敏感度以致因静电或冲击而导致点燃。缓冲件还必须充分耐高温，以防因传递管震动或过渡混合剂燃烧的初始反应热而烧穿。缓冲件的材料必须具有足够的敞开空间结构，使温度/压力脉冲可以从传递管11通过而传送到过渡混合剂35上。另外，缓冲件材料必须具有足够小的空间结构来保持延发导火线的混合剂，防止它在传递管破裂或弹出而突然降压时脱离。缓冲件还起过滤器的作用，控制往过渡混合剂上施加引起点燃的压力的速率，从而减少破碎现象并只允许表面点火。实验证明，网目大小在60至120目范围的金属丝网特别适宜用作缓冲元件。网目大小小于20目时可能因其结构整体性不够而不能维持其原形，且金属丝端部可能会磨损。网目规格细于325目的金属网，其信号传递特性可能不理想。

炸药部分50紧靠延发元件27配置。炸药部分50由起爆药包51和主药包52组成。

起爆药包51确保信号从延发混合剂30的传递，并将温度/压力信号转换成起爆信号供起爆主药包之用。起爆药包51由诸如叠氮化铅之类的起爆炸药制成，以确保信号的传递和起爆。

主药包52根据起爆药包51的起爆提供起爆信号，足以引发炮眼炸药或其它爆破装置的起爆和爆炸。主药包52包括高速炸药，例如季戊四醇四硝酸酯（PETN）。

炸药部分50和延发导火线25插入雷管外壳15中之后，将外壳相当于其内部的过渡元件位置的部分56压成波纹形，从而将爆破雷管组合件55牢牢固定在外壳15中。压成波纹形的这个操作使外壳靠在过渡元件的铅管36上而固定住爆破组合件55使之不致压扁，不然的话就会妨害过渡混合剂的引燃和燃烧。

正常工作时，过来的信号会从传递管11通过对准杯40和点火缓冲元件45传送到过渡元件26上。信号是以脉冲冲击波和/或火焰头的形式由对准杯40集中到过渡混合剂35上的。点火缓冲元件45控制往过渡元件上加压的速率，并将过渡元件的引燃局限在表面引燃。传递管破裂或弹出或者发生任何其它突然降压情况时，缓冲元件可使过渡混合剂和延发混合剂保持原位，从而防止了雷管失灵。

过渡元件的过渡混合剂35从传递管侧到延发元件侧的燃烧最好历时短于80毫秒左右。接着过渡混合剂35的燃烧就点燃延发混合剂30。延发混合剂30从延发元件一侧到另一侧燃烧所需要的时间是预选的，大约在150毫秒至10秒范围，这取决于所采用的特定延发元件和混合剂。

延发元件预选的燃烧时间终了时，起爆药包51就引燃起来。高敏感的起爆药包迅速起爆，并使主药包52起爆。于是主药包也迅速起爆，并使炮眼炸药包起爆。

虽然上面是就缓冲元件用于雷管中作了举例说明，但把它应用于信号传递延发装置中也同样可以，例如用在上述美国专利4，742，773所公开的延时装置中，这里也参照了该专利的公开内容。此外，虽然上面谈到点火缓冲元件最好压入延发导火线中，但把延发缓冲元件附设在雷管外壳的内壁上、固定到对准杯或任何其它适当的支架和保持装置上，也同样可以体现本发明的优点。缓冲元件简单地安置在对准杯与过渡元件之间时，同样也可体现出本发明的优点。若不采用对准杯，则缓冲元件可安置在传递管与过渡元件之间。

并不是所有的雷管和信号传递管延发装置都需要过渡元件。过渡元件的作用是引燃延发导火线的下一个元件，这下一个元件本身的敏感度可能不足以用传递管直接加以引燃。作用时间非常短的延发导火线通常采用快速燃烧的延发混合剂，这种混合剂的敏感度足以用传递管加以引燃，因而无需使用过渡元件，如图3所示。在采用这种快速燃烧的延发混合剂的场合，典型的时延时间约为9毫秒至150毫秒。但是，当需要有较长的延发导火线作用时间时，就需要一个长的更快速型的延发混合剂，其长度会比能实际装入雷管或延时装置外壳中的长度还长。这时，该延发混合剂就需要改成燃烧得较慢的混合剂，使延发元件较短。然而由于新的延发混合剂的反应能力下降，其引燃敏感度使其不能由传递管可靠地直接引燃，因而需有一个过渡元件。已知道，在某些情况下可能需要在过渡元件与延发元件之间设一起动元件。起动元件大量放热，产生的热量足以引燃延发元件。

在不采用过渡元件的雷管中，点火缓冲元件安置在延发元件与对准杯之间。上面已经谈过，缓冲件可以压入延发元件中、固定对准杯上、固定在雷管外壳上、或者简单地放置在对准杯与延发元件之间。

虽然本发明是就一些实施例而加以说明的，但熟悉本技术领域的人士应当理解，在不脱离本发明的精神实质和范围的前提下是可以对其进行上述和其它各种修改、删除和增加其中一些内容的。

Claims (10)

1、一种信号延发装置，用以与爆破信号传递器配用，其特征在于，该装置包括：

一外壳；

一延发导火线，安置在所述外壳中，包括烟火混合剂，该烟火混合剂用以从所述延发导火线的第一侧到所述延发导火线的第二侧传递一个预定时延的爆破点火信号；和

一缓冲元件，安置在所述外壳的输入端与所述延发导火线第一侧之间，用以控制压力加到所述延发导火线的速率，同时使信号可以传递，并用以在所述传递器破裂或从所述外壳弹出时保持所述烟火混合剂。

2、如权利要求1所述的信号延发装置，其特征在于，所述缓冲元件具有一种多孔结构，该结构具有足够的敞开空间，使所述爆破点火信号通过而点燃所述烟火混合剂，所述结构又要具有足够小的孔，用以在所述传递器破裂或弹出所述外壳时保持烟火混合剂并防止其脱离掉。

3、如权利要求1所述的信号延发装置，其特征在于，所述缓冲元件基本上不与其它物质起反应，能承受信号传递特性的变化，能耐受所述传递器的燃烧温度和所述烟火混合剂的燃烧温度而不致烧穿，而且与所述烟火混合剂不起化学反。

4、如权利要求1所述的信号延发装置，其特征在于，所述缓冲元件是一个网目大小在20和325目之间的金属丝网。

5、如权利要求1所述的信号延发装置，其特征在于，所述延发导火线包括一过渡元件和一延发元件;所述过渡元件包括过渡混合剂，用以将爆破点火信号从所述过渡元件的第一侧传递到所述过渡元件的第二侧，所述过渡元件的第一侧靠近所述缓冲元件;所述延发元件则包括延发混合剂，用以在预选的时间将所述信号从所述延发元件的第一侧传递到所述延发元件的第二侧，所述延发元件的第一侧靠近所述过渡元件的第二侧。

6、如权利要求1所述的信号延发装置，其特征在于，所述缓冲元件压入所述延发导火线的第一侧中。

7、如权利要求1所述的信号延发装置，其特征在于，所述外壳包括一雷管外壳，该雷管外壳有一个开口端和一个封闭端，开口端用以装设所述爆破信号传递装置，封闭端与开口端相对。

8、如权利要求7所述的信号延发装置，其特征在于，它还包括一爆破部分，该部分在所述雷管外壳内靠近所述延发导火线第二侧，用以在所述预选的时延之后引爆所述爆破部分。

9、如权利要求1所述的信号延发装置，其特征在于，所述外壳包括一爆破信号传递器延发装置的外壳，该外壳有一个第一开口端和一个第二开口端，第一开口端用以装设所述爆破信号传递器，第二开口端用以装设第二爆破信号传递器。

10、一种信号延发装置，用以与爆破信号传递器配用，其特征在于，该装置包括：

-雷管外壳，具有一个用以装设所述爆破信号传递器的开口端和一个与所述开口端相对的封闭端;

-过渡元件，安置在所述雷管处壳内，包括过渡混合剂，该混合剂用以将爆破点火信号从所述过渡元件的第一侧传递到所述过渡元件的第二侧;

-延发元件，包括延发混合剂，该混合剂用以在预选的时间将所述信号从所述延发元件的第一侧传递到所述延发元件的第二侧，所述延发元件的第一侧在所述雷管外壳中靠近所述过渡元件;

-爆破部分，在所述雷管外壳内靠近所述延发元件的第二侧，用以在所述预选的时延之后引爆所述爆破部分;

-缓冲元件，安置在所述雷管外壳内所述雷管外壳开口端与所述过渡元件的第一侧之间，用以控制往所述过渡元件上施压的速度，并用以在所述传递器破裂或从所述外壳中弹出时保持所述过渡混合剂和所述延发混合剂。

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