DE2734351A1

DE2734351A1 - Zuendsystem fuer ein sprengsystem

Info

Publication number: DE2734351A1
Application number: DE19772734351
Authority: DE
Inventors: David Thomas Zebree
Original assignee: Hercules LLC
Current assignee: Hercules LLC
Priority date: 1976-07-30
Filing date: 1977-07-29
Publication date: 1978-02-02
Also published as: MY8500483A; SE7708688L; ES461137A1; AU510724B2; FR2360062A1; FR2360062B1; BE857316A; DE2734351C2; IT1085708B; BR7704990A; MX144363A; CA1068160A; AU2745877A; US4056059A; GB1589623A; JPS5318710A; SE426315B; ZA774614B

Description

.₅. 273A351

Zündsystem für ein Sprengsystem

Aus der DT-OS 2k 57 622 ist eine nichtelektrisch zündbare Sprengkapsel aus einen Gehäuse mit einem darin enthaltenen Initialzunder, der durch thermische Energie zündbar ist, bekannt, bei der in der geladenen Sprengkapsel unmittelbar über dem Initialzünder ein freier Fraum vorhanden ist, der zwei nach außen führende Öffnungen aufweist. Mit Hilfe dieser Sprengkapsel ist der Aufbau eines Sprengsysteme möglich, das keine konventionelle Zündschnur benötigt und demzufolge die dieser eigenen Naohteile nicht aufweist« Diese bekannten Sprengkapseln werden zunächst von dem in ihnen enthaltenen Gas freigespült, indem man einen Strom eines explosiven Gasgemisohes durch ihre freien Innenräume hindurohleltet· Danach sind die Sprengkapseln für die Zündung dureh eine Detonationswelle, welche in dem explosiven Gasgemisch erzeugt wird, bereit« Dieses Zünd- und Sprengsystem ist im wesentlichen offen, damit der Spülstrom des explosiven Gasgemisches durch die Sprengkapseln geleitet werden kann, welcher sich in der Folge in die freie Atmosphäre ergießt.

In manchen Anwendungsfällen kann das Austreten eines explosiven Gasgemisohes in die freie Atmosphäre nicht hingenommen werden« Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Zündsystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art anzugeben, welches geschlossen ist, d.h. einen Austritt eines explosiven Zündgasgemisohee in die freie Atmosphäre vermeidet«

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst« Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Wenn bei dem erfindungsgemäßen Sprengsystem mit Unterdruck gearbeitet wird, um die Sprengkapseln von dem nlohtexplosiven Gas

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weitgehend zu befreien, dann hängt das Ausmaß des anzuwendenden Unterdrücke vom Gehalt an nichtexplosivem Gas ab, welches aus der Sprengkapsel entfernt und durch ein explosives Gasgemisch ersetzt werden soll« Der minimale Evakuierungsgrad hängt von der speziellen Gemischzusammensetzung des Explosivgases und von dem "Ladedruck" ab, unter dem dieses steht« Mit "Ladedruck" wird hier der Gesamtgasdruck in der Sprengkammer bezeichnet, nach dem diese für die Zündung vorbereitet ist_o

Erfahrungen haben gezeigt, daß es genügt, die Sprengkapsel zunächst bis auf einen Unterdruck von 500 bis 65Ο mm Hg zu evakuieren und danach mit dem Explosivgasgemisch den Druck auf etwa 1 at einzustellen. Unter diesen Verhältnissen ist der Anteil des im System noch vorhandenen nichtexplosiven Gases so gering, daß die nichtexplosiven Gase das Explosivgasgemisch nloht mehr so weit verdünnen, daß eine Explosion unmöglich ist. Venn der Druok beim Evakuieren nur 125 bis 25Ο mm Hg unter dem Normaldruck liegt, dann ist der Anteil der nichtexplosiven Restgase im System so hooh, daß er die Detonationsfähigkeit des Explosivgaagemisch.es nachteilig beeinflussen kann. Unter diesen Bedingungen iat es daher oft notwendig, daß man das Explosivgasgemisch einem etwaa höheren Druck aussetzt, beiapielaweiae unter einen Druok von 2,4 bis 4,5 at setzt, um das Gesamtgemisoh explosiv zu halten. Ea iat auoh unter bestimmten Umatänden möglieh, das Explosivgasgemisch unter einem geringeren als dem Atmosphärendruok zu halten, obgleich dies im allgemeinen unerwünscht ist, weil das System gegen Eindringen von atmosphärischer Luft empfindlich wird, wenn sein Geaamtdruck unter dem Atmesphärendruok liegt. Xm allgemeinen iat ea vorteilhaft, daa Syatem auf einen Druok von 58Ο bia 735 mm Hg zu evakuieren und daa Exploaivgaagemiaoh mit einem Druck von 2,75 bie 4,5 a-t zuzuführen. Die angegebenen Evakuierungs- und Druckgrade können Jedooh auoh außerhalb der angegebenen Bereiohe liegen.

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Es wurde auch gefunden, daß man den normalerweise erforderlichen Evakuierungegrad auch herabsetzen kann, indem man das Volumen des geschlossenen Systems so weit vergrößert, daß man eine "Kammer" schafft, in welche man einen Teil der nichtexplosiven Restgase hineindrucken kann, wenn das Exploeivgasgemisch in die Sprengkapsel einfließt, Oa diese Kammer zu einer Expansion des geschlossenen Systeme auf ein größeres Volumen führt, wird sie hier auch als Expansionskammer bezeichnet.

Bei jedem gegebenen Ladedruck steht die Menge des Explosivgasgemischs in der Sprengkapsel in einem Verhältnis zur Menge des ersetzten niohtexploeiven Gases, Venn beispielsweise das Gesamtvolumen des geschlossenen Systeme ohne Sxpansionskammer in der Größenordnung von 68 cm steht, das Sxplosivgasgemiseh 20 Vol.-^ Methan, 20 Vol.-£ Wasseretoff und 6o Vol.-* Sauerstoff enthält und der Ladedruck 3,8 at beträgt, dann muß man den Druck im System beim Evakuieren um 635 bis 660 mm Hg reduzieren, d.h, es darf nur ein Restgasdruck des nichtexplosiven Gasgemische in der Größenordnung von 76 bis 100 mm Hg verbleiben* Venn man das Volumen des Systems jedoch vergrößert, indem man eine Expansions kammer mit etwa 37 cm"' Volumen vorsieht, dann braucht man beim Evakuieren den Druck nur um etwa 75 mm Hg zu reduzieren, d.h. es kann ein Gasdruck der Röstgase in der Größenordnung von 660 mm Hg vorhanden sein«

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden« Es zeigern

Fig· 1 ein System mit einer Sprengkapsel, welohe nur eine Zugangeleitung zum Innenraum aufweist;

Fig« IA das System naoh Fig« I unter Hinzufügung eimer "Expansionskammer";

Fig. 1B ein System nach Fig. 1A mit mehreren Sprengkapseln;

Fig· 2 ein System mit einer Sprengkapsel, welche zwei Zugangeleitungen zum Innenraum aufweist;

Figo 2A ein System mit mehreren Sprengkapseln nach Fig« 2; Fig· 2B ein System mit Sprengkapseln nach den Figuren 1 und 2;

Fig· 3 und k Systeme, in welchen mehrere Sprengkapseln teils in Reihe, teils parallel zueinander geschaltet sind;

Fig· 5 - 5F verschiedene SprengkapselausfUhrungen;

Fig« 6 - 6c verschiedene Anordnungen mit mehreren Sprengkapseln, welche jeweils zusammen in eine Hauptsprengladung eingebettet sind, und

Flg. 7 ein System ähnlich dem nach Fig. 1 mit zwei Sprengkapseln nach Fig« 2*

Fig. 1 zeigt eine langgestreckte Hülse 9 einer Sprengkapsel 10, welche einen integral mit der Hülse 9 ausgebildeten Boden 11 aufweist und am gegenüberliegenden Ende duroh einen Plastikstopfen 12 verschlossen ist· Sie enthält hier nicht gezeigte Spreng- und Detonatorzündladungen sowie eine teilweise erkennbare nichtSprengkraftige Zündladung 13· Diese drei Ladungen sohließen im wesentliohen aneinander an und erstrecken sieh von unten in Rlohtung auf den Verschluflstopfen 12, wobei die nicht-Sprengkraftige Zündladung 13 mit dem Versohluß·topfen 12 in Berührung steht« Fallweise kann auoh eine Verzögerungsladung zwieohen der niohtSprengkraftigen Zündladung und der Detonatorzttndladung angeordnet sein«

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Eine einzelne Rohrleitung 14 erstreckt eich durch den Verschlußstopfen 12 von außen in das Innere der Hülse 9 und verbindet diese über ein L-förmiges Winkelstück 16 mit einer Sammelleitung 17» welche über ein T-Stück 18 und einerseits über eine Leitung 19t ein Ventil 21 und eine Leitung 22 mit einer Saugpumpe 23 und
andererseits über eine Leitung 2k, ein Ventil 26 und eine
Leitung 27 mit einer Explosivgasmisch- und Zündkammer 28 verbunden ist, in welcher eine Mischdüse 29 angeordnet ist, über welohe separat abgemessene Strömungen von brennbaren Gasen und Sauerstoff zugeführt werden und in der Kammer 28 von einem Funkengenerator 31 zündbar sind. Die Düse 29 steht über eine Leitung 32 mit einem Brenngasabmesser 33 und über eine Leitung 3k mit
einem Sauerstoffgasmesser 36 in Verbindung, welche über Leitungen 37 bzw. 38 die entsprechenden Brenngase bzw_o Oxidationsgase empfangen* Die Rohrleitung Ik mundet direkt auf die nichteprengkräftige Zündung 13 in der Hülse 9·

PUr den Betrieb des Systems nach Pig· 1 werden die nichtexplosiven Restgase, gewöhnlich Luft, aus der Sprengkapsel 10 bis
zu einem bestimmten Restdruck von der Saugpumpe 23 über das
Ventil 21, die Sammelleitung 17 und die Rohrleitung 14 abgesaugt. Nach Erreichen des erforderlichen Unterdruckniveaus wird ein explosives Gasgemisch in der Kammer 28 aufbereitet, indem
separat abgemessene Ströme von brennbarem und oxidierendem Gas über die Leitungen 32 und 3k und die Düse 29 zugeführt werden« Dieses Explosivgasgemisch wird dann in die Leitungen 17 und Ik eingeleitet und dann von einem Funken gezündet, der von dem
Funkengenerator 31 erzeugt wird· Die Hitze- und Flammfront der sioh ergebenden Explosion verläuft aus der Kammer 28 durch die Leitung 27, das Ventil 26, die Sammelleitung 17 und die Rohrleitung 1% direkt zur nichtSprengkraftigen Zündladung 13 und
bewirkt in der Sprengkapsel 10 die vorgesehene Folge von Zündungen und Detonationen«

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Fig. IA stimmt im wesentlichen mit Figo 1 überein mit der Ausnahme, daß sie außerdem eine Expansionskammer 17a enthält, welche als Verlängerung der Sammelleitung 17 ausgeführt ist, wobei das Winkelstück 16 durch ein T-Stück 39 ersetzt ist«

Venn bei diesem System nach einer teilweisen Evakuierung das Explosivgasgemisch aus der Mischkammer 28 in die Sprengkapsel 10 geleitet wird, dann drückt das durch die Sammelleitung 17 zuströmende Explosivgasgemisch die in dieser Leitung noch vorhandenen niohtexplosiven Röstgase wenigstens teilweise an der Abzweigung am T-Stück 39 vorbei in die Rohrleitung 17a, so daß von dem zuströmenden Explosivgas ein relativ größerer Anteil in die Sprengkapsel 10 gelangt« Die Rohrleitung oder Expansionskaauner 17a ist an ihrem stromabwärts gelegenen Ende durch einen

Verschluß 17b abgeschlossen« Bei der Ausführungsform nach Fig« 1A

3 kann diese Expansionskammer 17a ein Volumen von etwa 30 om aufweisen, wobei das Volumen der Sammelleitung 17 ebenfalls

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30 om beträgt« Beim Evakuieren ist der Druck um etwa 305 mm Hg zu senken und nach dem Zuleiten des Explosivgasgemisohs herrscht ein Gesamtdruok von etwa 4,5 at« Ohne die Expansionskammer 17a, d.h. bei dem Ausführungebeispiel naoh Fig« 1 muß der Unterdruck größer sein, d.h. der Druck beim Evakuieren muß gegenüber dem Normaldruok um 635 °i· 660 mm Hg gesenkt werden. Das System naoh Flg. 1A ist demnach gegenüber Undichtigkeiten weniger anfallig als das naeh Fig« 1«

Fig. IB zeigt ein Sprengsystem naoh Art von Fig. 1A, bei welchem jedoch mehrere Sprengkapseln vorhanden sind· Bei dieser Ausführungsform ist das Volumen der Expansionskammer 17a etwas größer als beim Ausführungsbeispiel naoh Fig« 1A, damit man genügend Raum für die Beseitigung der Restgase aus der Sammelleitung 17 erhält, die sonst in größerem Maße in die Sprengkapseln zurUck-

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gedrUckt würden, wenn man das Explosivgaegemisch zuführt. Das System nach Fig. 1B kann beispielsweise zehn bis zwanzig

Sprengkapseln 10 verwenden, wobei das Volumen der Expansions-

3 kammer 17a in der Größenordnung von 200 bis 250 cn-' liegt« Das Volumen der Expansionskammer hängt vom Volumen der Sammelleitung 17 und der Zweigleitungen Ik sowie dem Ladedruck ab« Jede der Zweigleitungen Ik verbindet über ein T-StUok 39 eine Sprengkapsel mit der Sammelleitung 17· Xm übrigen arbeitet das System wie das in Fig. 1A.

Fig· 2 zeigt ein System, das sich von jenem naoh Fig« IA dadurch unterscheidet, daß die Sprengkapsel 10* zwei Leitungen Ik* aufweist, die durch den Verschlußstopfen 12* zu ihrem Innenraum führen,, Weiterhin unterscheidet sich die Sprengkapsel 10* von der Sprengkapsel 10 nach Fig· I dadurch, daß sie einen Hohlraum kl zwischen dem Vorschlugstopfen 12 und der nichtSprengkraftigen Zündladung 13 aufweist« Dieser Hohlraum 4-1 ist sehr vorteilhaft für das System, jedoch nicht unbedingt erforderlich« Dieser Hohlraum kl liegt gewöhnlich unmittelbar unter den Enden der Leitungen 14* in der Hülse 9 und ermöglicht einen Durchzug der Gase von der einen Rohrleitung durch die Hülse 9 in die andere Rohrleitung während der Evakuierung und dem Zuleiten der Explosivgase, Venn die nichtsprengkräftige Zündladung 13 genügend porös ist, um einen Durchtritt der Gase zu gestatten, dann kann auf den Hohlraum ¹H verziohtet werden«

Vie Fig« 2A zeigt, sind die einzelnen Sprengkapseln 10* in Serie hintereinander geschaltet, indem die am weitesten stromaufwärts gelegene Rohrleitung Ak* über ein Winkelstück 16 mit der Sammelleitung 17 und die zweite Rohrleitung 14* der ersten Sprengkapsel 10 über ein WinkelβtUok 16* mit einem Verbindungsleitungsstüok 17c verbunden ist, welohe über ein weiteres Vinkel· stück 16 und die erste Rohrleitung lh¹ mit der zweiten Spreng-

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kapsel 10* der Sprengkapselserie verbunden ist usw.. Beim Evakuieren und naohfolgenden Zuleiten von Explosivgas muß die Gasströmung somit zwangsläufig sämtliche Sprengkapseln der Reihe nach durchlaufen« Am Ende der Kette ist eine Expansionskammer 17a mit einem Verschluß 17b angeordnet«

Wie das Beispiel von Fig« 2B zeigt, ist es nicht erforderlich, dass alle Sprengkapseln die gleiche Struktur aufweisen oder daß das System eine Expaneionskammer enthält« Die Evakuierung und Wiederaufladung der weiter stromaufwärts gelegenen Sprengkapseln 10* erfolgt hier in der Art, wie sie unter Bezugnahme auf Fig« 2A erläutert wurde, d.h. während der Evakuierung werden die Restgase aus der am weitesten stromabwärts gelegenen Sprengkapsel 10 über die Leitungen 14 und Ik* sowie 17c durch die Sprengkapseln 10' hindurch abgesaugt« Während des Ladens mit Explosivgas findet eine Strömung durch sämtliche Sprengkapseln 10* in die Sprengkapsel 10 hinein statt« Wahlweise kann auoh eine Expaneionskammer 17a an der letzten Sprengkapsel 10 nach Art von Fig« 1A angeschlossen werden«

Das System naoh Fig« 3 weist eine Kombination von Serien- und Parallelverbindungen zwisohen den einzelnen Sprengkapseln eines ZUndsystems nach der Erfindung auf« Dabei sind sämtliche Sprengkapseln 10* in Serie hintereinander geschaltet und die erste und die letzte Sprengkapsel der Serie sind zusätzlich parallel an die Sammelleitung 17 geschaltet·

Flg. k zeigt ebenfalls eine Kombination von Serien- und Parallel· schaltungen einzelner Sprengkapseln eines aus mehreren Kapseln bestehenden Zündsystem·, wobei sämtliche Sprengkapseln zwei Zuleitungen ^k^t aufweisen« Alle Sprengkapseln 10* sind mit einer der Zuleitungen Ik mit der Sammelleitung 17 verbunden und jeweils zwei Sprengkapseln 10* sind zusätzlich über Verbindungeleitungen 17c an ihren zweiten Zuleitungen \k* miteinander verbunden«

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Diβ meistvervendeten Systeme sind jene nach den Figuren IB, 2A und 3.

Die Figuren 5 bis 5F stellen verschiedene Ausführungeformen für Sprengkapseln dar, die in dem erfindungsgemäßen System verwendet werden« Vie Fig· 5 zeigt, enthält eine metallische Hülse 9 der Sprengkapsel 10 eine Sprengladung 40 im Ansohluß an den Boden 11 der Hülse 9, eine darüber angeordnete Detonatorzündladung 42, welche eine sich längserstreokende, an den Enden offene Kapsel 42a aufweist, die an der Hülse 9 anliegt und mit Diazodinitrophenol 42b gefüllt ist* Oberhalb der Kapsel 42a ist noch eine Paokung 42c aus Diazodinitrophenol höherer Dichte vorhanden, an welohe sieh ein Verzögerungamtζ 43 anschließt, welcher aus einem an der Hülse 9 anliegenden Bleirohr 43a mit einem Kern 43b einer Verzögerungsladung besteht* Darüber ist eine niohtSprengkraftige Zündladung 13 angeordnet, welche aus einem Zündplättonen 13a und einer daraufliegenden Zündladung 13b besteht, weloh letztere in unmittelbarem Kontakt mit dem Versohlußstopfen 12 der Hülse 9 steht· Die Hülse 9 ist Im Bereich des Verschlußstopfens 12 mit Elndrüokungen 44 versehen, die den Stopfen 12 gasdicht festhalten» Durch ihn verläuft eine Rohrleitung 14, welche auf der Zündladung 13b endet.

Die Sprengkapsel 10a nach Fig· 5A unterscheidet sich von der nach Fig· 5 daduroh, daß zwischen dem Versohlußstopfen 12 und der Zündladung 13b ein freier Hohlraum 46 vorhanden ist, in welohen eine Verlängerung der Rohrleitung 14 hineinragt, deren Ende i4a abgeschrägt ist und dicht über der ZUndladung 13b endet. Der Hohlraum 46 und das Endteil 14a der Rohrleitung 14 bilden eine Tasche oder Falle in dem Hohlraum 46 oberhalb des Endes der Rohrleitung 14 in Form einer Kammer 46a, welche die gleiche Funktion hat wie die bereite erläuterte Expansions-17* in Fig. IA. Naoh der Evakuierung des Zündeystems bis

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zu einem vorbestimmten Grad drückt der Fluß des explosiven Gasgemischs aus der Mischkammer 28 und der Sammelleitung 17 durch die Leitung 14 in den Hohlraum 46 und schiebt die Restgase aus den genannten Leitungen in den oberen Teil 46a des Hohlraums 46 und hält ihn dort fest, so daß der von dem Restgas luvor eingenommene Raum großteils vom Explosivgas eingenommen wird, welches in unmittelbaren Kontakt mit der Zündladung 13b gelangt und eine leichte Zündung gewährleistet«

Die in den Figuren 5C, 5D, 5E und 5F dargestellten Sprengkapseln unterscheiden sich von der in Figo 5B dargestellten in der Ausführung der Expansionskammer, Bei der in Figo 5C dargestellten Sprengkapsel 10b ragt die Leitung 14 in die Hülse 9 hinein und endet in einem Abstand von der Zündladung 13b unter Bildung eines Zwischenraumes 47, der ein geringeres Volumen aufweist als der Zwischenraum 46 bei der Ausführungsform nach Fig« 5A. Der Verschlußstopfen 12a weist längsverlaufende Kanäle 48 auf, die an den oberen Enden 48a verschlossen sind und sich in den Zwischenraum 47 öffnen« Diese Kanäle 48 dienen als Expansionskammer und erfüllen somit die gleiche Funktion wie der obere Teil 46a des Hohlraums 46 bei der AusfUhrungsform nach Fig« 5A.

Bei der Sprengkapsel 10c nach Fig« 5D ist die MetalIhUlse 9 von einer äußeren PlastikhUlse 9a umgeben, die mit der Metallhülse zusammen einen ringförmigen Zwischenraum 49 ausbildet* Der Versohlußstopfen 12a ragt mit seinem vorderen Ende 12b in die Hülse 9 hinein« Der obere Teil 12o des Versohlußstopfens 12a 1st an der äußeren Hülse 9a abgedichtet befestigt« Der untere Teil 12b des Versohlußstopfens 12a weist Kanäle 12d auf. die sieh vom unteren Ende in Richtung auf den oberen Teil 12c erstrecken und in den ringförmigen Zwischenraum 49 zwisohen den beiden Hülsen 9 und 9a münden. Diese Kanäle 12d stellen eine Verbindung zwisohen der Rohrleitung 14, die den Versohlußstopfen 12a durchdringt, und dem ringförmigen Raum 49 her, welcher in

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dieeem Falle die Expansionskammer nach Art der Expansionskammer 17a von Fig· IA bildet.

Bei der Sprengkapsel 1Od nach Fig« 5E ist die Hülse 9b nach Art der Hülse 9 von Fig· 5 ausgeführt, sie ist Jedoch am Oberteil über den Verschlußstopren 12" hinaus verlängert, wobei daa Verlängerungsstück an seinem oberen Ende die durch den Verschlußstopfen 12" führende Rohrleitung 14 abdichtend umgibt* Auf diese Veise wird eine ringförmige Kammer 53 zwischen der oberen Verlängerung der Hülse 9b und der Rohrleitung Ik ausgebildet. Der Verschlußstopfen 12" berührt die Zündladung 13b, die Rohrleitung Ik endet kurz vor Erreichen der Zündladung 13b im Verschlussstopfen 12", so daß ein kleiner Hohlraum 51 auegebildet wird, in welchen ein Verbindungskanal 52 mündet, welcher sich durch den Verschlußstopfen 12" bis zur ringförmigen Kammer 53 erstreckt· Diese ringförmige Kammer 53 iat die Expansionskammer der schon beschriebenen Art«

Bei der Sprengkapsel 1Oe nach Fig· 5F sind Verschlußstopfen 12"' und Rohrleitung 14 zu einer integralen Einheit vereinigt» Die Rohrleitung Ik hat daher eine größere Wandstärke als die bei Pig· 5A und kann daher einem höheren Explosivgaadruck widerstehen·

Die Sprengkapsel 10* von Fig· 5B unterscheidet sieh von der nach Flg. 5 daduroh, daß swei Rohrleitungen Ik* durch dan Versohlußstopfen 12* ins Innere der Hülse 9 führen· Beide Rohrleitungen Ik* münden in einen kleinen zentralen Hohlraum 5k innerhalb des Verschluß Stopfens 12·, von welohem ein Verbindungakanal 56 direkt zur Zündladung 13b führt« Dar Verblndungakanal 56 Iat mit einer Metallhülae 57 ausgekleidet, die dam Veraohlußatopfen 12* Halt gibt, wenn zum Zwecke aeiner Befestigung an dar Hülse 9 letztere mit ringförmigen Sindrüakongan kk veraehen wird· Ober den Hohlraum $k und den Verbindungakanal

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stehen die Rohrleitungen 14* mit dem Innenraum der Hülse 9 in Verbindung«

In Fig. 6 ist ein Zündsystem mit mehreren unterschiedlichen Sprengkapseln dargestellt, welche im Abstand in einem im Brdboden oder Fels 62 eingebrachten Bohrloch 61 enthaltene Sprengladung 59 eingesetzt sind. Wie ersichtlich, weist das Zündsystem vier Sprengkapseln 10 auf, die nach Art von Fig· 1B miteinander und mit einer Sammelleitung 17 verbunden sind. Die Sprengkapseln 10 sind dabei jeweils von einer Treibladung 58 umgeben und in die Hauptsprengladung 59 eingebettet.

Beim Zündsystem nach Fig· 6a sind die in ein Bohrloch 6ia eingesetzten Sprengkapseln nach Art der Fig. 2A miteinander verbunden« Bei dem in Fig« 6B dargestellten Sprengsystem sind die in ein Bohrloch 6ib eingesetzten Sprengkapseln nach Art von Fig. k miteinander verbunden und schließlich zeigt Fig. 6c ein Zündsystem, bei welchem die Sprengkapseln in dem Bohrloch 61 ο nach Art von Fig« 3 miteinander verbunden sind«

Bei dem in Fig« 7 dargestellten System sind die Hülsen 9 der Sprengkapseln 1Of und 10g an ihren oberen Enden jeweils von einem Plastikstopfen 12 verschlossen, weisen Sprengladungen und Detonatorzündladungen (nioht dargestellt), eine nichtsprengkräftige Zündladung und wahlweise eine (nicht dargestellte) Verzögerungsladung zwischen der Zündladung und der Detonatorzündladung auf, wobei alle Ladungen unmittelbar aneinander anschließen« Die Hülse 9 der Sprengkapsel 1Of enthält einen Hohlraum zwischen der niohtsprengkräftigen Zündladung 13 und dem Vereohlußetopfen 12, in welohen zwei Rohrleitungen Ik* ■ünden, die sioh duroh den Vereohlußetopfen 12 hindurch erstrekken« Die Hülse 9 der Sprengkapsel 10g weist zwei Rohrleitungen 14· auf. die sich duroh den Versohlußstopfen 12 hinduroh unmittelbar bis auf die nichtsprengkräftige Zündladung 13* erstrecken,

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velche ihrerseits porös genug ist, um einen Gasfluß von einer der Rohrleitungen 14· durch sie hindurch zu der anderen Rohrleitung 14* zu ermöglichen«

^Die zwei Sprengkapseln 1Of und 10g sind in Serie derart hintereinander geschaltet, daß die Sprengkapsel 1Of stromaufwärts, d.h. der Gassaug- und -liefervorrichtung näherliegend, angeordnet ist. Sie ist mit einer Sammelleitung 17 verbunden, die zu jener Einrichtung führt und ist andererseits über eine Verbindungsleitung 17c mit der anderen Sprengkapsel 10g verbunden, welch letztere außerdem mit einer Expansionskammer 17» verbunden ist, welche an ihrem Ende mit einem Verschluß 17b versehen ist.

Die Sammelleitung 17 verbindet die erste, d.h. am meisten stromaufwärts liegende Sprengkapsel 1Of über die Rohrleitung 14' und Winkelstücke 16 mit einer Ausgangsleitung 6j der Misch- und Zündkammer 28, welcher die miteinander zu mischenden Gase in schon beschriebener Weise über Leitungen 32 und 34 unter einem bestimmten erhöhten Druck zugeführt werden« In den Abmeßeinriohfeungen 33* und 36* wird zugleich der erforderliche Druck in den zu mischenden Gasen hergestellt«

Beim Betrieb des Systems naoh Fig. 7 werden nichtexplosive Gase aus dem System bis zu einem bestimmten Grad dadurch entfernt, daß sie von einer Strömung eingeführter explosiver Gase ersetzt werden« Diese Explosivgase stehen unter einem vorgegebenen erhöhten Druck, wobei die verbrennbaren Gase und die Oxidationsgase in einem solchen Verhältnis zueinander stehen, daß ein explosives Gasgemisch entsteht« Dieses Gasgemisch wird in die Sammelleitung 17 gedrückt.

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Der gewünschte Grad an Ersatz der nichtexplosiven Gase in den Sprengkapseln 1Of und 10g ohne vorherige Evakuierung des Systems wird dadurch erreicht, daß man das explosive Gasgemisch unter einen Überdruck setzt, der ausreichend groß ist, um die vorhandenen nichtexplosiven Gase durch die Reihenschaltung der Leitungen und Sprengkapseln hindurch bis in die Expansionskammer 17a zu drücken. Die Höhe dieses Drucks hängt von den Volumenverhältnissen im System ab, d,h_a von Volumina der Leitungen 63, 17, Ik* _t des Hohlraums k6 in der Sprengkapsel 1Of und der Expansionskammer 17a. Venn das Volumen des Systeme ohne Expansionskammer k8 cm und das Volumen der Expansions-

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kammer 52 cm beträgt, dann genügt ein Ladedruck von 3 bis 15 at, um 75 % der nichtexplosiven Gase durch Explosivgase zu ersetzen.

Es sei betont, daß das Zündsystem nach der Erfindung jede Art von Verschaltung der Sprengkapseln untereinander aufweisen kann und daß es eine beliebige Anzahl von Sprengkapseln, beispielsweise zehn bis fünfzig Sprengkapseln oder mehr enthalten kann. Je nach Wunsch können zusätzlich Expansionskammern vorhanden sein und das System mit oder ohne vorherige Evakuierung betrieben werden.

Mit dem Ausdruck "Explosi-venergie" wird hier die Hitze und die Flamme bezeichnet, die von der Detonation hervorgerufen werden, oder die Verpuffung,

Obgleich die Erfindung hier unter Bezugnahme auf eine Sprengkapsel erläutert wurde, die eine Verzögerungeladung enthält, können auoh unverzögert zündende Sprengkapseln verwendet werden, die eine Initialzündladung in Verbindung mit wenigstens einer zusätzlichen Ladung enthalten, die von der Initialzündladung gezündet werden, obgleich bei Sprengung an mehreren Bohrlöchern gleichzeitig im allgemeinen Sprengkapseln mit Ver-

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zögerungsladungen verwendet werden. Auch ist das System anwendbar bei Sprengkapseln, die ausschließlich eine sprengkräftige
Zündladung enthalten.

Obgleich jedes geeignete Explosivgasgemisch zur Durchführung
der Erfindung verwendet werden kann, sind doch solche besonders vorteilhaft, die eine sehr große Detonationsgesohwindigkeit
haben, beispielsweise von mehr als 2000 m/sek. Wenn ein funkenerzeugendes System wie das nach Fig· 1 verwendet wird, dann
sollte das £xplosivgasgemisch bei der Detonation Kohlenmonoxid und Kohlendioxid entwickeln, um Wasser aus dem Misch- und Zündsystem mit herauszuführen, welches sonst zu einer Korrosion der funkenerzeugenden Einrichtung führen würde. Obgleich jeder beliebige organische gasförmige Brennstoff in Verbindung mit
Sauerstoff und Wasserstoff verwendet werden kann, sollte doch
daher das explosive Gasgemisch Leuchtgas und Sauerstoff oder
Sauerstoffmethan und Wasserstoff enthalten·

Als Sprengladung in den Sprengkapseln kann PETN, RDX, Tetryl
od.dgl. verwendet werden. Für die Detonatorzündladungen kommt
Diazodinitrophenol/Kaliumohlorat, Bleiazid und Knallqu*oksilber Uodgl· infrage. Zündladungen, die ohne ZUndplättchen verwendet werden, sind solche, wie sie bei gewöhnliehen Sprengkapseln mit dreistufiger Ladung mit oder ohne Verzögerungeladung Einsatz
finden und unter dem Einfluß von thermischer Detonations energie eines Explosivgasgemisches zündbar sind· Zu diesem zählen Blei-Selen, Blei-Zinn/Selen, Zinn/Selen, Bleimennige/Bor und Bleimennige /Manganbor id. Eine bevorzugte Zündladung ist beispielsweise eine Zusammensetzung mit einer Hauptzündladung, beispielsweise Blei/Selen/Kaliumohlorat/Aluminium/Seidenwatte 68,4/26,6/ 2,3/1,2/1,5 und ein Zündpl&ttohen 13a, wie Eisenoxid/Aluminium/ Bor/Blei/Selen/Seidenvatte 10,0/8,0/,17/56,2/21,5/2,6. Diese
Zusammensetzungen der Zündladung sind la einzelnen in der US-PS 39 39 772 beschrieben· Als Verzögerungeladung k3 kann eine Kem-

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ladung 43b in einem Bleirohr Einsatz finden, welche beispielsweise aus Bariumperoxid/Selen, Bariumperoxid/Tellur oder Bariumperoxid/Selen-Tellur besteht·

Beispiele von HauptSprengladungen 59 sind gelartige Explosivstoffe, Dynamit, Schlacke/Leichtöl o.dgl.. Je nachdem, ob die Hauptsprengladung allein von der Sprengkapsel zündbar ist oder nicht, kann man auf eine Treibladung, in die man die Sprengkapseln einsetzt, verzichten oder nicht.

Die Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Sprengkapseln bestehen vorzugsweise aus Plastikrohren oder Plastikschläuohen, beispielsweise aus Polyäthylen, mit einem Außendurchmesser von 2,6 mm bei einer Wandstärke von ungefähr 0,5 nun. Wenn in manchen Anwendungsfällen der Ladedruok sehr hooh ist, dann müssen diese Sohlauchleitungen, wenn sie aus Plastikmaterial bestehen, eine größere Wandstärke, beispielsweise von 1,5 mm bei entsprechend vergrößertem Außendurchmesser aufweisen« Die Expansionskammern, wie sie in den Figuren 1A, 1B, 2, 2A, 3» ^ und 7 dargestellt sind, können jede beliebige Gestalt aufweisen· Sie können aus Metall, Plastikmaterial, Gummi u.dgl. hergestellt sein*-

Die Verbindungselemente für die verschiedenen Rohr- bzw« Sohlauchleitungen des ZUndsystems sollten ein steifes Äußeres bei nachgiebigen Innenwandungen aufweisen, damit sie die Rohr- bzw« Schlauchleitungen nach dem Einsteoken derselben genügend festklemmen·

Naohfelgend seilen neoh Beispiele und Versuche beschrieben werden«

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Belaplel 1

Eine einzelne Sprengkapsel nach Art von Fig· 5B wurde mit ihrer einen Rohrleitung 14' an eine Sammelleitung und mit ihrer anderen Rohrleitung an eine verschlossene Expansionskammer angeschlossen« Als explosives Gasgemisoh wurde Sauerstoff, Wasserstoff und Methan im Verhältnis von 60s20s20 Vol.-£ verwendet« Die Sprengkapsel enthielt 0,40 g PETN als Sprengladung 40, 0,24 g und 0,06 g Diazodinitrophenol für die Detonatorzündladungen 42b bzw« 42c, 1,0g Bariumperoxid/Selen, Tellur 4o/4O,2O als Verzögerungsladung 43b. 0,20 g Eiβen-III-Oxid/Aluminium/Bor/Blei/Selen/Seidenwatte im Verhältnis 10,0/ 8,0/1,7/56,2/21,5/2,6 als Zünder- oder Zündplättchenladung 13a und O_t45 g Blei/Selen/Kaliumohlorat/Aluminium/Seidenwatte im Verhältnis 68,k/26,6/2,3/1,2/1,5 als Zündladung 13b· Die Gesamtlänge der Sammelleitung und der Rohrleitung 14 betrug etwa 37 t 5 ■· Die Länge der Expansionskammer und der anderen Rohrleitung 14* betrug zusammen etwa 11m« Das Explosivgasgemisch wurde ohne vorherige Evakuierung des Systeme durch die Sammelleitung in die Sprengkapsel mit einem Ladedruck von etwa 3,25 at eingeleitet« Die Sammelleitung und die eine Rohrleitung 14 bestanden aus Polyäthylen niedriger Dichte und hatten einen Außendurohmesser von 2,6 mm bei einer Wandstärke von ca« 0,5 «■· Nach dem Einführen des Explosivgasgemisohes in das System wurde das Gasgemisoh mit einem Funken gezündet« Die Detonationsfront bewegt· sioh durch die Sammelleitung und die Rohrleitung 14* auf die Zündladung 13b und setzte dort die Detonationsfolge in Gang«

Der obige Versuch wurde mit einem System wiederholt, bei dem Expansionskamaer und mit ihr verbundene Rohrleitung 14* zusammen nur etwa 7»2 m lang waren« Hierbei mißlang die Zündung« Dieses Beispiel zeigt, daß das System ohne vorherige Evakuierung dann nicht arbeitet, wenn man nicht die Größe der Expansionskammer auf das Gesamtvolumen des Systems passend einstellt«

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Beispiel 2

Ein Zündsystem, wie es in Fig. k dargestellt ist, wurde einschließlich einer Evakuierungseinrichtung aufgebaut« Es wurde eine Serie mit drei Versuchen durchgeführte Bei jedem Versuch wurde die Sammelleitung an ihrem stromaufwärts gelegenen Ende mit einer Evakuierungseinrichtung und mit einer Explosivgasquelle verbunden. Mehrere Paare von Sprengkapseln wurden nach Art der Fig. k parallel und in Serie geschaltet. Jede Sprengkapsel war nach Art der Fig. 5B ausgeführt und mit Ladungen versehen, wie sie in Beispiel 1 angegeben sind» Die Sammelleitung 17 hatte eine Länge von ca· 30 m und bestand aus Polyäthylen niedriger Dichte mit einem Innendurchmesser von 1,5 «mn bei einer Wandstärke von 0,5 mm« Das Explosivgasgemisch bestand aus Sauerstoff, Wasserstoff und Methan in einer Zusammensetzung von 60s20t20 VoI,-^. Das System wies keine Expansionskammer 17a auf. Die Versuche lassen sich in folgender Tabelle zus ammenfassenι

	Anzahl	Druck	Ladedruck	Ergebnis
Versuch	der Spreng	reduzierung	(at)
	kapseln	um (mm Hg)	2,8	Alle Kapseln
1	10	635		detonierten
			2,8	η
2	20	508	2,8	η
3	JfO	Jf57

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Leerseife

Claims

Ansprüche

1· Zündsystem für ein wenigstens eine Sprengkapsel aufweisendes Sprengsystem, bei welchem an die Zündladung der nichtelektrisch zündbaren Sprengkapsel über wenigstens eine öffnung in der Kapsel nach Entfernen des zuvor dort vorhandenen Gases ein explosives Gasgemisch herangeführt wird, welohes anschließend extern gezündet wird, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Sprengkapsel (10,10·) eine Einrichtung (23;33,36) zum wenigstens teilweisen Entfernen der nichtbrennbaren Gase von der Zündladung (13) und Einrichtungen (2$) zum nachfolgenden Hinleiten des Explosivgasgemisehes und eine Zündeinrichtung (31) vorhanden sind, und daß die außerhalb der Sprengkapsel (1O,10*) angeordneten Einrichtungen über Verbindungsrohrleitungen (I4,1i»*,17,17o) mit der Sprengkapsel (10,10·) zu einem gasdichten, naoh außen abgeschlossenen System verbunden sind·

2« Zündsystem nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß in die Sprengkapsel (10*) zwei Rohrleitungen (ik*) münden, und daß zum Austausch der niohtbrennbaren Gase gegen das Explosivgasgemisch die eine der Rohrleitungen (i4<) mit einer Druok-

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MONCHENt TELEFON (O8B) 998888 KABEL: PROPINOUS · TELEX 08 94944

BERLIN: TELEFON (OSO) SSI 9OS8 KABEL: PROPINDUS · TELEX OI 84Ο87

ORIGINAL INSPECTED

explosivgasquelle (33,36) und die andere der Rohrleitungen ) Bit einer £xpansionekainmer (I7a) verbunden ist·

3. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Austausch der nichtbrennbaren Gase gegen das Explosiv gasgemisch die Sprengkapsel (1O) wechselseitig mit einer Saugpumpe und einer Explosivgasquelle (28) verbunden ist.

k. Zündsystem naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein mehrerer Sprengkapseln (10,10*) wenigstens eine Sprengkapsel (1O) nur eine einzige Rohrleitung aufweist.

5, Zündsystem naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein mehrerer Sprengkapseln (1O,1O·) wenigstens eine Sprengkapsel (10*) zwei Rohrleitungen (IM) aufweist«

6« Zündsystem naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein zweier Sprengkapseln (10,10*) beide zwei Rohrleitungen (i**¹) aufweisen, daß die eine Rohrleitung (14·) der einen (ersten) Sprengkapsel (10*) mit der Saugpumpe (23) und Explosivgasquelle (28) verbunden und die andere Rohrleitung (14*) der ersten Sprengkapsel (10*) mit einer Rohrleitung (IM) der analeren Sprengkapsel (10*) verbunden ist«

7· Zündsystem naoh Anspruch k_t dadurch gekennzeichnet, daß eine Sammelleitung (17) «it der Saugpumpe (23) und Explosivgasquelle (28) verbunden ist, und daß wenigstens eine der mit nur einer Rohrleitung (ik) ausgestatteten Sprengkapseln (10) direkt an die Sammelleitung (17) angesohlessen ist.

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8. Zündsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sammelleitung (17) mit der Saugpumpe (23) und ■xplosivgasquelle (28) verbunden ist, und daß wenigstens eine der mit zwei Rohrleitungen (ik^%) ausgestatteten Sprengkapseln (10*) mit einer der Rohrleitungen (14·) an die Sammelleitung (17) angeschlossen ist.

9· Zündsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sammelleitung (17) mit der Saugpumpe (23) und Explosivgasquelle (28) verbunden ist, an welche die erste Rohrleitung (1Ί¹) der ersten Sprengkapsel (10*) und die zweite Rohrleitung (Ik*) der zweiten Sprengkapsel (lO*) angeschlossen sind·

10· Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sammelleitung (17) mit der Saugpumpe (23) und Exploslvgasquelle (28) verbunden ist und Sprengkapseln (10,10*) mit einer und zwei Rohrleitungen (Ik₉Ik*) vorhanden sind, welche mit jeweils einer Rohrleitung (Ik₉Ik*) an die Sammelleitung (17) angeschlossen sind·

11« Zündsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Saugpumpe (28) und Sxpleslvgasquelle über Ventile (21,26) und ein Verzweigungsstüok (18) mit den Sprengkapseln (10,10*) verbunden sind·

12· Zündsystem nach einem der Ansprüohe 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein mehrerer Sprengkapseln (10,10*) allen eine einzige Expaneienekammer (17«) gemeinsam 1st.

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13, Zündsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine am weitesten τοη der Säugpumpe (23) und der Explosivgasquelle (28) entfernte Sprengkapsel (10*) zwei Rohrleitungen (14·) aufweist_f von denen eine mit einer Expansionskammer (i7a) und die andere mit der Saugpumpe (23) und der £xplosivgasquelle (28) verbunden ist.

14. Verfahren sum Zünden eines Systems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Entfernen nichtbrennbarer Gase aus den Sprengkapseln das Volumen des geschlossenen Systems vergrößert wird, indem eine mit dem System verbundene, geschlossene Kammer sum System hin geöffnet wird, und daß anschließend das Sxplosivgas unter einem vorgegebenen Druck in das System eingeführt und dann gezündet wird·

15· Verfahren zum Zünden eines Systems nach Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daß die niohtbrennbaren Gase aus den Sprengkapseln zunächst abgesaugt und dann durch Explosivgase ersetzt und letztere dann gezündet werden·

16. Sprengkapsel für ein System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in ihr eine mit der Mündung der Rohrleitung (ik) verbundene ringförmige Kammer (I0o|53) ausgebildet ist.

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