CN85101936A - 安全工业雷管 - Google Patents

Abstract

本发明属于工业爆破器材，涉及一种不用起爆药的电的或非电的瞬发或延期安全工业雷管。该雷管由一外壳和一个装填有猛炸药的内壳——起爆元件组成。该起爆元件可以有或没有聚能帽壳，用以取代现有雷管中的起爆药。外壳可以用金属或非金属材料制作，其开口端可插接引火机构。内壳中的聚能元件有助于促使猛炸药的燃烧转变为爆轰，输出的气体产物流的能量脉冲在基本装药上部形成强冲击波，使雷管爆轰。

Description

本发明属于爆破器材，涉及一种不用起爆药的电的或非电的瞬发或延期安全工业雷管（以下统称安全工业雷管）。

现有雷管普遍装有猛炸药，起爆药和延期烟火剂。猛炸药作为基本装药位于雷管一端，延期烟火剂位于另一端，二者之间装起爆药，依靠起爆药将延期烟火剂的燃烧传给上述基本装药而引起爆轰。在实际使用中，起爆药即使药量只有几毫克和不受约束，只要有火焰或其他外界作用引起发热，就能够完全爆轰。猛炸药只有在药量相当大或者受严密约束（例如在厚壁金属容器内）才可能被加热或火焰引燃并由燃烧转变为爆轰。用作起爆药的化学物有如雷汞、斯蒂酚酸铅、氮化铅和二硝基重氮酚以及其他类似物质。具有代表性的猛炸药有太安、黑索金、梯恩梯、奥克托金、特屈尔、662炸药等，或者上述两种或两种以上物质的混合物，以及其它类似物质。

根据现有技术，制造烟火剂延期雷管的常用方法是：先将约600毫克猛炸药作为基本装药压装在雷管外壳底部的密封端，然后在基本装药顶面上松散地装上约300毫克左右的起爆药，再把事先装好延期烟火剂的延期元件（金属管体或帽壳）压入外壳，使其下端与起爆药接触，并将起爆药压缩到要求的密度，其上端则暴露在外。

雷管外壳的开口端可以插入一电引火头或一段低能导爆管或一段导爆索。当延期元件的暴露端被插入物的火焰作用时，延期烟火剂开始以2～10厘米/秒的典型速率燃烧，燃烧传到起爆药后，就会急剧转变为爆轰，进而激发基本装药发生爆轰。

上述传统雷管具有若干严重缺点，如：

1.即使雷管中装有很少量的起爆药也会给雷管的制造、运输、存贮和使用带来危险。例如，当雷管的装起爆药部位被弯曲或受冲击时，就可能发生爆炸事故。

2.起爆药的制造，处理和雷管生产中装填起爆药，这些工序都是属于危险作业，要求采取严格的安全防护设施，从而导致建筑投资昂贵，生产成本高。

3.起爆药的生产过程排出大量含汞、铅或酚类的有毒废水，不加处理必将严重污染环境。且散装的起爆药是禁止运输的。因此，每个雷管厂不得不各自建立起爆药车间，致使污染点增多，需要增加环境保护投资。

诚然，最近几年国外也曾披露过无起爆药雷管，某些已取得专利权，但终因结构比较复杂，生产成本高等原因而未能实际应用。有关专利可参见：

US    3，661，085（1972）

US    3，212，439（1965）

US    3，724，383（1973）

US    3，978，791（1976）

US    4，239，004（1980）

US    4，206，705（1980）

DE    AS    1，646，340。

本发明的目的在于，用一个只装填少量猛炸药的小型起爆元件来代替起爆药，以避免上述种种危险和污染，减少生产投资。提供一种有利于猛炸药从燃烧转变为爆轰而结构简单的不用起爆药的雷管设计方案。这个方案能够最大限度地利用传统雷管的另件和工艺装备，并允许采用价廉的管壳材料和炸药。

本发明的又一目的是，缩短上述雷管从点燃转为爆轰的时间，以保证雷管的延时精度。为此，本发明提供一种起爆元件，它能够适应各种传统的点火方式，即不仅适用于电雷管，也适用于其它非电雷管。

本发明的技术特征及其优点，结合附图描述如下。

图1为一延期安全工业电雷管的纵剖面图。这是按本发明设计的具体结构之一，该雷管由下列各部份组成：

1.一个能促进炸药加速燃烧并形成冲击波的起爆元件，该元件包括：

（1）一个内管壳2，它具有一个开口端，另一端面有孔4，由钢、合金或其它有足够强度的材料制成。

（2）装填于该内壳中的猛炸药7，该装药可以是各种猛炸药，如季戍四醇四硝酸酯（泰安）或环三次甲基三硝胺（黑索金）或环四次甲基四硝胺（奥克托金）或重三硝基乙基N-硝基乙二胺或三硝基苯甲硝胺（特屈尔）或662炸药等，或者是两种或两种以上的上述炸药与某种烟火剂（如铝粉和高氯酸钾）的混合物。必要时可以在猛炸药中加入某些纯感剂（如虫胶等）或表面活性剂（如硬脂酸盐等）。

（3）一个紧贴装药7的聚能金属帽壳3，其端面有中心孔5，也可以无孔或无孔而局部减薄。

2、一种延期烟火剂6（例如硅铁和铅丹的混合物），它可以装填于起爆元件内部或外部。

3、作为基本装药的猛炸药8，如泰安或黑索金或特屈尔或梯恩梯或其他类似的炸药，以及上述两种或两种以上的炸药混合物。

4、外壳1，其开口端有塑料塞10，可以插入并固紧一段导火索或一个电引火药头或一段低能导爆索或一段导爆管或其他的爆轰讯号传输线。

图2所示为图1雷管点火后，燃烧在起爆元件中发展并形成冲击波的过程。当引火头9的火焰点燃延期烟火剂6，以相对平缓的速度燃烧。当燃烧传到猛炸药7的上部端面时，燃烧的压力将显著增高。一些气体产物G会从孔4漏泄而损失一定能量，内壳2也会发生明显的塑性变形而损失一部分能量。但炸药7的加速燃烧弥补了上述能量损失，又由于变形的内壳2仍然约束着燃烧产物，燃烧区的压力将迅速增长，使燃烧猛烈加速而形成弱冲击波。当它的波面到达帽壳3时，发生反射而加强，气体产物流也因孔5处的断面缩小或帽壳3端面上形成破裂点而加速。因此，将在基本装药8的上部形成强冲击波W，使雷管得到爆轰。

上述表明，本发明的一个特点是在相对约束下（即允许内壳2膨胀变形）迫使燃烧加速，因而有可能采用薄壁内壳。

本发明值得注意的另一个特点是对猛炸药7有双重要求，即：一方面，其燃烧能力应当很强，以致在弥补气体泄漏和管壳膨胀的能量损失后，还能加速燃烧并在很短的时间，例如1毫秒以内，使雷管达到爆轰;另方面，它应该维持作为炸药对热、火焰和冲击、摩擦等作用的原有的纯感程度，以保证雷管的安全性。

本发明的又一个特点是利用帽壳3的聚能作用，把带有弱冲击波的燃烧转变为强冲击波。

图3至图10示出根据上述发明特点设计的起爆元件。图3至图6是没有延期作用的起爆元件，图7至图9是有延期作用的起爆元件。图10则示出某些适用的聚能另件3。

图10a和b是帽壳形的金属另件，其端面可以有孔5（10，a）或无孔（10，b）或无孔而局部减薄（10，c）。图10d至g是园形的金属或塑料另件。图10d具有中心孔5。图10e，f和g表示孔5与一个旋转曲面相接。该旋转曲面可以是半球面（10，e）或园锥（10，f）或抛物面（10，g）。上述各种聚能另件的孔5的断面可以是园形或矩形或菱形，或者是两个或两个以上的上述图形相切或相割形成的组合图形。图10所示任何一个聚能另件可装入每种起爆元件而取得聚能的效果。

图3表示聚能另件3正放并与猛炸药7同时压入内壳2，然后装入猛炸药8而做成的起爆元件。图4所示与图3相似，但聚能另件3倒放并用猛炸药7代替猛炸药8。图5和图6的特点是内壳2中不装帽壳3，即不需专门的聚能另件。图7与图5相似，但在内壳2中装入了延期元件11。图8与图3或4相似，只是在内壳2中先装填延期烟火剂6。图9表示一种特殊的内壳2，它把延期元件和起爆元件的功能结合起来。

除上述特点外，本发明的内壳2有传火孔4，允许燃烧产物从孔4泄漏。这一十分重要的特点，使得起爆元件可以被任何插入外壳1开口端的点火机构（例如电引火药头或低能导爆索或导爆管或导火索等）点燃。对外壳1的强度没有特殊要求，可以用与传统雷管外壳规格相似的铜、铝、钢、合金、纸或塑料的外壳，只要与适当的起爆元件相配合，就可组装成本发明的安全工业雷管。

安全工业雷管的若干具体形式，列述如下：

图11表示纸壳安全工业电雷管。图11a为瞬发电雷管，外壳1a的底部用硫磺或塑料封口塞13封闭，与电引火头9的接合依靠金属套14与塑料塞10卡口连接来实现。在内壳2内只装填了猛炸药7。图11b是延期电雷管，在外壳1a底部先装猛炸药8，再先后装入瞬发起爆元件和延期元件。为了可靠点燃猛炸药7，在上述二件元件之间装入传火药12。

图12是用低能导爆索15（或导爆管）点火的非电安全工业雷管。图12a是塑料壳16做成的瞬发雷管，此时内壳2内也只装猛炸药7。图12b是金属壳的非电延期雷管，具有图9所示的起爆元件。

图13是用导火索16装配的火雷管。采用图6所示的起爆元件，在内壳2的传火孔4处装有少量烟火剂12，以保证可靠地点燃猛炸药7。

本发明雷管中的起爆元件可以互换而达到同样效果。

本发明的应用实例如下。

例1，一个按图1的结构制造的铜壳安全工业雷管，其底部基本装药为650毫克黑索金，钢壳起爆元件中装填300毫克黑索金和250毫克含硅粉和铅丹的延期烟火剂。当点燃电引火头后，雷管爆轰，并在紧贴雷管底部的厚度为5毫米的铅板上击穿一个直径为12毫米的孔。

例2，10个与例1的装药量相同的铝壳安全工业雷管，用泰安代替黑索金装入起爆元件。雷管点火时，用电子计时装置分别记录从通电到爆轰的时间（毫秒）为160、157、155、159、163、164、161、166、154、167。

例3，一个与例1的装药量相同的铝壳安全工业雷管，但用奥克托金代替黑索金装入起爆元件，并用导爆管代替电引火头。将此雷管插入一个直径32毫米，装药量200克的铵油炸药卷，并在该药卷轴线方向距其底部60毫米处放置另一个同样的药卷（铵油炸药的配比是油4/木粉4/硝酸铵92）。当起爆导爆管后，雷管和两个药卷都爆轰。

例4，一个如图13所示的钢壳安全工业雷管，底部装600毫克黑索金，起爆元件中装入220毫克泰安和80毫克含硅铁和铅丹的烟火剂。当用导火索点燃雷管后，基本装药爆轰并使一根端部与雷管搭接的20米长的导爆索完全爆轰。

例5，一个如图12a所示的纸壳雷管，底部装黑索金650毫克，起爆元件中只装填220毫克奥克托金炸药，不装填烟火剂。将此雷管与一根长1-2米的导爆索一端搭接。该导爆索每米装填13克黑索金。当起爆导爆管后，雷管爆轰，并起爆导爆索。用电子计时装置记录导爆索上相距1米的两点间的爆轰传播时间为142.2微秒。相当于爆速7027.4米/秒。

例6，10个如图11b所示的纸壳安全工业雷管，基本装药和起爆元件中猛炸药的装药与例2相同，另装100毫克传火药12。延期元件中装填300毫克的含硅铁和铅丹的烟火剂。起爆后，记录的延期时间（毫秒）为533、536、531、557、563、540、551、567、543。

Claims (6)

1、本发明是一种不用起爆药的电的或非电的瞬发或延期安全工业雷管。一般工业雷管均装有猛炸药、起爆药和延期烟火剂，依靠起爆药将烟火剂的燃烧传给猛炸药(基本装药)而引起爆轰。

本发明的特征是，雷管由一个外壳和内壳组成，内壳中至少部分地装填了具有加速燃烧倾向的猛炸药和一个聚能另件，二者构成一个起爆元件，取代了一般雷管中的起爆药。该猛炸药可以是泰安或黑索金或奥克托金或特屈尔或662炸药，或是两种或两种以上的上述炸药与某种烟火剂的混合物或者其它类似物质。必要时可以在猛炸药中添加某些纯感剂或表面活性剂。雷管外壳可以是金属的或非金属的，开口端可以插入各种不同的引火机构。起聚能作用的内管帽壳可以是金属的或塑料的，可以有孔或无孔或无孔而局部减薄，孔的断面可取不同形状如圆形或矩形等，也允许在起爆元件中不装配聚能帽壳。

2、符合权项1的雷管在起爆元件内部或外部装填有延期烟火剂或延期元件。

3、符合权项1的雷管可由电引火头或导火索或导爆管或导爆索或低能导爆索或其他爆轰讯号传输线引爆。

4、符合权项2的雷管，由电引火头或导爆管或导火索或导爆索或低能导爆索或其它爆轰讯号传输线引爆。

5、符合权项1和权项2的雷管，具有金属或纸或塑料的外壳。

Images