CN113124710A - 一种液体炸药的安全装药结构及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于爆破器材领域，提供了一种液体炸药的安全装药结构。其特征是：由用于密闭装药容器的堵塞系统、用于分隔敏化剂和液体炸药的隔离系统、用于容纳液体炸药的装药系统和用于混合炸药的搅拌系统组成。所述堵塞系统由上部带孔的大橡胶塞和下部带孔的小橡胶塞组成；所述隔离系统由隔离膜和拉环系统（拉环系统由圆环、细绳和拉环构成）组成；所述装药系统由具有螺旋刻痕的空心塑料圆柱筒和带孔的实心圆柱筒组成；所述搅拌系统由便携电机、搅拌轴和塑料叶片组成。然后液体炸药按照以下质量百分数的原料制成：硝基甲烷88%~95%，凝胶剂5%~8%，物理敏化剂1%~5%。该装药结构具有现场快速敏化、操作简单及安全可靠等优点；隔离膜对炸药和敏化剂进行分离，大大避免了炸药在运输、储存和装卸等过程中的爆炸危险。
Description
技术领域
本发明涉及一种液体炸药的现场快速敏化的安全装药结构及使用方法，可实现现场快速敏化，属于爆破器材领域。
背景技术
目前，工程爆破应用的炸药主要为成品炸药和现场混合装药车混合的炸药。例如乳化炸药、铵油炸药等成品炸药在运输、装卸与储存等过程中，可能由于摇晃、摩擦等因素产生热积累，当热积累达到炸药的耐热极限时，可能导致爆炸危险。现场混合装药车药在现场进行炸药的敏化，一般采用添加亚硝酸钠等化学敏化剂的方法，受温度影响较大，特别是在温度较低的地区，敏化时间较长；且不能保证良好的敏化效果，容易发生半爆、拒爆现象。因此，需要一种爆破施工现场操作简单的、快速敏化的、敏化效果良好的安全的物理敏化装药结构。
发明内容
综上所述，本发明的目的在于解决已敏化炸药在运输及储存过程中存在爆炸危险性和现场混合装药车的敏化效果不佳及敏化速度慢的问题，提供了一种现场快速敏化的物理敏化装药结构。
本发明的目的可通过如下的步骤来实现：
本发明的一个优选方案，所述物理敏化剂，可以使用玻璃微球，一种中空正圆形的多孔物质，并且具有一定的强度。
本发明的一个优选方案，所述凝胶剂为醋酸纤维素，可以抑制硝基甲烷的挥发，使硝基甲烷具有一定的粘度，可悬浮固体成分，使物理敏化剂均匀地分散于液体炸药中。
本发明的一个优选方案，所述隔离系统，其隔离膜直径与装药容器内径相等，具有隔离物理敏化剂和液体炸药的作用；隔离膜上的圆环与细绳相连，通过向外拉拉环，使隔离膜向下翻转，从而将敏化剂加入液体炸药中。
本发明的一个优选方案，所述隔离膜，其材料为铝、镁等高热值的金属物质，可作为高能添加剂，增加炸药的爆热，从而提高炸药的威力。
本发明的一个优选方案，所述隔离系统，其橡胶圈嵌于容器壁上，并与旋转塑料棒紧密贴合；具有固定塑料棒，防止其滑动或转动以及防止液体泄漏的作用。
本发明的一个优选方案，所述堵塞系统，采用橡胶塞，保证了装药容器的密封性。上部带孔的大橡胶塞，其孔位于大橡胶塞的中心，贯穿整个橡胶塞，孔径等于雷管直径，孔的两端封有塑料膜，用于插引爆炸药的雷管。底部小橡胶塞具有孔径为塑料搅拌轴直径、高度为小橡胶塞高度的1/2的孔，达到固定塑料搅拌轴的目的。小橡胶塞呈圆柱状，其直径为电机与塑料搅拌轴连接处的直径，其高度刚好允许电机与塑料搅拌轴的连接。
所述装药系统，其圆柱筒壁上的螺旋刻痕，在混合时可导致湍流的形成，在流场中形成许多小漩涡，利于炸药与敏化剂混合均匀。
本发明的一个优选方案，所述装药容器材料为塑料，一种成本低、密封性好、不透水且强度适中的材料。
本发明的一个优选方案，所述装药容器，具有隔离膜，将物理敏化剂与硝基甲烷隔离，保证了炸药的运输安全和储存安全。
本发明的一个优选方案，所述搅拌系统，所述搅拌系统，其搅拌轴位于装药容器的中心，与带孔的实心圆柱筒相连，从而固定搅拌轴。其叶片旋转圆直径等于装药容器的半径。
本发明的一个优选方案，所述搅拌系统，使用便携电机旋转搅拌轴进行炸药混合，可使炸药与敏化剂快速混合均匀，敏化速度快。
本发明的一个优选方案，所述液体炸药配方包括硝基甲烷、凝胶剂、物理敏化剂，按照质量百分数计的原料制成如下：
硝基甲烷 88%~95%
凝胶剂 5%~8%
物理敏化剂 1%~5%。
本发明液体炸药的装药结构的具体操作步骤如下：
① 根据爆破参数确定液体炸药装药圆柱筒直径和长度，然后制作装药容器；
② 按照拟定配方，将乙酸纤维素颗粒和硝基甲烷混合，然后，密封，静置，待乙酸纤维素完全溶解后，搅拌均匀，形成具有良好流动性和一定粘性的醋酸纤维素-硝基甲烷凝胶，再将其加入图1所示的未加隔离系统的容器中；
③ 将具有拉环系统的金属隔离膜黏在上述凝胶表面，然后，按照拟定配方，加入物理敏化剂至金属隔离膜上，再使用大橡胶塞密封装药药容器；
④ 使用时，向外拉动拉环，撕开金属隔离膜，将物理敏化剂倒入②所述的凝胶中；
⑤ 揭开小橡胶塞，使用便携电机旋转搅拌轴，约5~10s，使物理敏化剂均匀地分布于凝胶中，得到敏化的液体炸药。
本发明的原理：当敏化剂与炸药隔离时，炸药的起爆感度非常低，且临界直径大于38mm；当敏化剂与炸药混合均匀后，基于气泡绝热压缩热点形成机制，当液体炸药被起爆时，产生的初始冲击波首先破碎液体炸药中的物理敏化剂外壳，然后，释放出空气，在炸药中产出气泡，后续冲击波对气泡进行绝热压缩，使小气泡内部温度急剧升高形成热点，当热点的温度达到炸药的燃点时炸药开始燃烧，导致炸药内部的温度和压力持续升高，炸药加速反应并转为爆轰，先爆的炸药又为后爆的炸药提供能量，从而使炸药爆轰反应持续下去。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
（1）可现场快速敏化炸药，避免了炸药在运输、储存及装卸等过程中发生爆炸危险；
（2）采用物理敏化方法，通过便携电机旋转塑料叶片进行混合，使炸药与敏化剂快速混合均匀，敏化速度快，操作简单，安全可靠；
（3）隔离膜对液体炸药与物理敏化剂分离作用，保证了炸药的运输安全、储存安全和装卸安全；
（4） 装药容器具有一定强度，不易变形损坏且具有不透水性，可用于水下爆破。
附图说明
图1为装药容器图，其中，1为带孔的大橡胶塞，2为金属隔离膜，3为圆柱壁上的螺旋刻痕，4为塑料叶片，5为塑料搅拌轴，6为空心塑料圆柱筒，7为带孔的实心塑料圆柱。
具体实施方式
本发明将结合具体实例进行详述。
实施例1：
① 根据标准型EJ-102乳化炸药的尺寸Ф32mm200mm，确定装药容器尺寸为Ф32mm200mm，其装药容器材料为塑料，制作图1所示的未加隔离系统的装药容器；
② 将94g硝基甲烷和6g乙酸纤维素混合，密封，静置，待乙酸纤维素完全溶解后，搅拌均匀，形成具有良好流动性和一定粘性的醋酸纤维素-硝基甲烷凝胶，再将其加入①所述的容器中；
③ 将具有拉环系统的金属隔离膜黏在上述凝胶表面，然后，按照拟定配方，加入物理敏化剂至金属隔离膜上，再使用大橡胶塞密封装药容器；
④ 使用时，向外拉动拉环，撕开金属隔离膜，将物理敏化剂倒入③所述的凝胶中；
⑤揭开小橡胶塞，使用便携电机旋转搅拌轴，约5~10s，使物理敏化剂均匀地分布于凝胶中，得到敏化的液体炸药。
将雷管插入大橡胶塞的孔起爆炸药。
Claims (9)
1.一种液体炸药的安全装药结构，所述装药结构，涉及到一种装药容器， 由用于密闭装药容器的堵塞系统、用于分隔敏化剂和液体炸药的隔离系统、用于容纳液体炸药的装药系统和用于混合炸药的搅拌系统组成。
所述堵塞系统由上部带孔的大橡胶塞和底部带孔的小橡胶塞组成；所述隔离系统由隔离膜和拉环系统（拉环系统由圆环、细绳和拉环构成）组成；所述装药系统由具有螺旋刻痕的空心塑料圆柱筒和带孔的实心圆柱筒组成；所述搅拌系统由便携电机、塑料搅拌轴和塑料叶片组成。
所述液体炸药，其配方包括硝基甲烷、凝胶剂、物理敏化剂，其特征在于按照以下质量百分数的原料制成：硝基甲烷88%~95%，凝胶剂5%~8%，物理敏化剂1%~5%。
2.根据权利要求1所述的安全装药结构，其特征在于，所述隔离系统，其隔离膜直径与装药容器内径相等，具有隔离物理敏化剂和液体炸药的作用；隔离膜上的圆环与细绳相连，通过向外拉拉环，使隔离膜向下翻转，从而将敏化剂加入液体炸药中。
3.根据权利要求1所述的隔离膜，其特征在于，所述隔离膜，其制作材料为铝、镁等高热值的金属物质。
4.根据权利要求1所述的安全装药结构，其特征在于，所述堵塞系统，上部带孔的大橡胶塞，其孔位于大橡胶塞的中心，贯穿整个橡胶塞，孔径等于雷管直径，孔的两端封有塑料膜，用于插引爆炸药的雷管。底部小橡胶塞具有孔径为塑料搅拌轴直径、高度为小橡胶塞高度的1/2的孔，达到固定塑料搅拌轴的目的。小橡胶塞呈圆柱状，其直径为电机与塑料搅拌轴连接处的直径，其高度刚好允许电机与塑料搅拌轴的连接。
5.根据权利要求1所述的安全装药结构，其特征在于，所述搅拌系统，其搅拌轴位于装药容器的中心，与带孔的实心圆柱筒相连，从而固定搅拌轴。其叶片旋转圆直径等于装药容器的半径。
6.根据权利要求1所述的安全装药结构，其特征在于，所述装药系统，其圆柱筒壁上的螺旋刻痕，在混合时可导致湍流的形成，在流场中形成小漩涡，利于炸药与敏化剂的混合。
7.根据权利要求1所述的液体炸药的安全装药结构，其特征在于，所述物理敏化剂为玻璃微球、膨胀珍珠岩等多孔物质，可向炸药中引入气泡，增加热点数量。
8.根据权利要求1所述的液体炸药的安全装药结构，其特征在于，所述凝胶剂为乙酸纤维素，使硝基甲烷具有一定粘度，可悬浮固体成分。
9.一种应用权利要求1所述的隔离系统制作的液体炸药的安全装药结构的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照拟定配方，将乙酸纤维素颗粒和硝基甲烷混合，然后，密封，静置，待乙酸纤维素完全溶解后，搅拌均匀，形成具有良好流动性和一定粘性的醋酸纤维素-硝基甲烷凝胶，再将其加入图1所示的未加隔离系统的容器中；。
（2）将具有拉环系统的金属隔离膜黏在上述凝胶表面，然后，按照拟定配方，加入物理敏化剂至金属隔离膜上，再使用大橡胶塞密封装药药容器。
（3）使用时，向外拉动拉环，撕开金属隔离膜，将物理敏化剂倒入（1）所述的凝胶中；
（4）揭开小橡胶塞，使用便携电机旋转搅拌轴，约5~10s，使物理敏化剂均匀地分布于凝胶中，得到敏化的液体炸药。
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