DE2746559A1

DE2746559A1 - Verfahren, gehaeuse und hohlsprengladungseinrichtung fuer unterwassersprengung

Info

Publication number: DE2746559A1
Application number: DE19772746559
Authority: DE
Inventors: John Jerold Ridgeway
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1976-10-20
Filing date: 1977-10-17
Publication date: 1978-04-27
Also published as: DE2746559B2; FR2368690A1; US4160413A; NO142546B; NO773249L; DE2746559C3; DK465777A; IT1087547B; NO142546C; GB1548023A; CA1094388A

Description

TlEDTKE * BüHLINQ " KlNNE « GrUPE

Dipl.-Chem. G. Bühling 2746559 Dipl.-lng.R. Kinne Dipl.-Ing. P. Grupe

Bavarlarlng 4, Postfach 20 24 8000 München 2

Tel.: (089) 53 96 53 Telex: 5-24845 tipat cable: Germaniapatent München

17. Oktober 1977 B 8460

ICI-case Z/N.29119

Imperial Chemical Industries Limited London, Großbritannien

Verfahren, Gehäuse und Hohlsprengladungseinrichtung für

UnterwasserSprengung

^Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Unterwassersprengung mit einer Hohlsprengladungseinrichtung, ein Hohlsprengladungsgeh.Huse und eine Sprengladungseinrichtung für das Verfahren.

Hohlsprengladungen werden gebaut, um eine gebündelte Schockwelle großer Durchschlagkraft zu erzeugen, die an einer Fläche der Ladung entlang der Achse eines nach außen divergenten Hohlraums nach außen hin gerichtet ist. Der Hohlraum ist gewöhnlich konisch, kegelstumpfförmig oder spärokonisch. Der zur Basis parallele Hohlraumquerschnitt kann kreisförmig sein, aber bei länglichen Hohlladungen, die als gerade oder gekrümmte Durchbrechköpfe benützt werden, ist er rechteckig oder von anderer länglicher Form. Das Sprenggemisch wird gewöhnlich symmetrisch zur Hohlraumachse angeordnet. Beim Gebrauch wird die Hohlladung mit der Hohlraumbasis gegen eine Zieloberfläche und in einen zur Erzielung einer maximalen Durchbrechwirkung

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optimalen Abstand angeordnet. Gewöhnlich ist der Hohlraum mit Metall verkleidet, um die Durchschlagkraft zu erhöhen.

Das Gehäuse der Hohlladungseinrichtung ragt gewöhnlich über die Hohlraumbasis der Sprengladung heraus, um den benötigten Abstand zwischen der Basis der Sprengladung und der Basis des Gehäuses zu schaffen. In Einrichtungen zum Unterwassergebrauch werden der Hohlraum und der Abstandsraum abgedichtet, um Hasser abzuhalten, da jedes dichte Material IQ in diesem Raum die Schockwellenkraft verringert. Daher hat im allgemeinen eine Unterwasserhohlladungseinrichtung ein abgedichtetes Ladungsgehäuse, das in eine Sprengladungskammer und eine kombinierte Hohlraum-Abstands-Kammer aufgeteilt ist. Die Kammern sind durch eine Hohlraumeinlage getrennt, die zu der Abstandskammer eine konkave Oberfläche aufweist.

Für Sprengarbeit auf dem Meeresgrund ist es erforderlich, daß das Hohlladüngsgehäuse genügend stark ist, dem äußeren hydrostatischen Druck standzuhalten, um ein Wassereindringen in die Abstandskammer zu verhindern. Daher ist das Gehäuse gewöhnlich aus mehreren Teilen aus dickem Stahlblech hergestellt, die geeignet formgestaltet sind, und an den Nähten und Ecken geschweißt sind. Da das Ausmaß der Verformung und die Auswirkungen der Verformung minimal sein müssen, müssen die Qualität der Materialien und die Qualität der Abdichtung hoch sein, so daß die Gehäuse notwendigerweise teuer sind. Für Tiefenlagen unter 100 Metern ist das Ausmaß der Verstärkung der Abstandskammer oder die Dicke des für die Gehäuse erforderlichen Stahls so groß, daß die Kosten der Hohlladungseinrichtungen ihren Gebrauch unzweckmäßig machen.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für den Gebrauch von Hohlsprengladungseinrichtungen unter Wasser zu schaffen, bei dem eine billigere Hohlsprengladungseinrichtung benutzt werden kann. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zum Gebrauch herkömmlicher Hohlsprengladungen in größeren Tiefen zu schaffen.

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Es wurde festgestellt, daß der Hohlraum und Abstandsraum einer Hohlladungseinrichtung vorteilhafterweise unabgedichtet belassen werden kann, so daß, wenn sie unter Wasser getaucht werden, der Druck in dem Hohlraum und in dem Abstandsraum gleich dem des umgebenden Wassers bleibt, und daß Wasser, das in diesem Raum eindringt, durch Zuführen von komprimiertem Gas, z.B. Luft oder Stickstoff, in diesen Raum herausgedrängt werden kann. Die erforderliche Versorgung mit komprimiertem Gas steht normalerweise einem Taucher, wenn er die Einrichtungen ^zum Sprengen vorbereitet, leicht zur Verfügung. Mit diesem Verfahren des Benutzens von Hohlladungseinrichtungen können Druckunterschiede zwischen dem Inneren und der Umgebung vermieden werden, und deshalb können schwächere Daustoffe benutzt werden.

Erfindungsgemäß werden daher beim Gebrauch der Hohlsprengladungseinrichtung unter dem Wasser der Hohlraum und der Abstandsraum mit Gas gefüllt, dessen Druck nicht geringer als der hydrostatische Druck in der Arbeitstiefe ist. Vorzugsweise stehen der Hohlraum und der Abstandsraum in direkter Verbindung mit dem umgebenden Wasser, so daß der Wasserdruck direkt auf das Gas übertragen wird.

In einer besonders vorteilhaften Anwendungsweise der Erfindung wird die Hohlladungseinrichtung, die in Verbindung stehende Hohl- und Abstandsräume hat, die bis auf eine oder mehrereöffnungen am Unterteil des Abstandsraumes von der äußeren Umgebung abgedichtet sind, untergetaucht und in eine Stellung auf einer Unterwasserzleloberlfäche abgesenkt; denn komprimiertes Gas wird mit einem Druck, der den umgebenden hydrostatischen Druck überschreitet, durch eine öffnung dem Abstandsraum zugeführt bis im wesentlichen das ganze Wasser herausgedrängt ist und der Raum im wesentlichen mit Gas gefüllt ist, welches danach durch den Druck des auf es wirkenden umgebenden Wassers in dem Abstandsraum eingeschlossen bleibt; der Druck wird durch die öffnung übertragen.

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Die Erfindung schließt auch ein Gehäuse für eine

Hohlsprengladungseinrichtung für den Unterwassergebrauch ein; dieses Gehäuse umfaßt eine Kammer für die Hohlsprengladung und einen Hohlraum und einen Abstandsraum für die Sprengladung; das Gehäuse hat mindestens eine flüssigkeitsdurchlässige öffnung, durch die der äußere Wasserdruck auf die Räume übertragen und komprimiertes Gas in die Räume geleitet werden kann, das in den Räumen unter Druck gehalten werden kann. Die Erfindung schließt auch eine Hohlsprengladungseinrichtung ein, die ein Gehäuse aufweist, das eine Sprengladung enthält.

Bei der in der Erfindung ausgeführten Einrichtung bildet das Gehäuse ein äußeres Gehäuse, das durch ein Metall-Hohlraumeinlegeteil in eine erste und eine zweite Kammer in Querrichtung geteilt wird; die erste Kammer dient zur Aufnahme der Hohlsprengladung in dichter Berührung mit dem Einlegeteil; die zweite Kammer bildet einen Hohlraum und Abstandsraum für die Sprengladung; das Einlegeteil weist

2Q zu der Sprengladung hin eine konvexe Oberfläche und zu der zweiten Kammer hin eine konkave Oberfläche auf; wenigstens eine Öffnung im Gehäuse bildet einen Weg für die Weiterleitung des Flüssigkeitsdrucks von dem das Gehäuse umgenden Wassere zu der zweiten Kammer.

Vorzugsweise hat das Gehäuse wenigstens zwei öffnungen,

die zu der zweiten Kammer führen, wobei komprimiertes Gas durch eine Öffnung eingegeben werden kann und Wasser durch die andere Öffnung oder Öffnungen herausgedrängt werden kann. 3Q Vorzugsweise sollten die Öffnungen nahe dem Unterteil des Gehäuses angebracht werden, so daß ein maximales Gasvolumen zurückgehalten wird, ohne daß man irgendeine Schließeinrichtung an den Öffnungen benötigt.

Vorteilhafterweise ist die Sprengladung ein

flüssiges Sprengmittel, welches, da im wesentlichen inkompressibel ist, den Teil des Gehäuses stützt, in dem es enthalten ist.

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Vorzugsweise benutzt man ein Sprengmittelgemisch, das durch einfaches Mischen zweier oder mehrerer Bestandteile am Sprengort bereitet werden kann. Ein bevorzugtes Gemisch hat Nitroparaffin und Amin als getrennte Bestandteile, wobei das Nitroparaffin Nitromethan, Nitroäthan oder Nitropropan, und das Amin Ethylendiamin oder Benzylamin enthält.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch einen mittleren Querschnitt der Einrichtung, während sie für eine Sprengung auf einem verdeckten Flöz vorbereitet wird.

Die Einrichtung, die in der Draufsicht kreisförmig ist, hat einen Behälter, der zwischen einem zylindrischen Hals 2 und einem zylindrischen Körperabschnitt 3 einen kegelstumpfförmigen Schulterabschnitt 1 hat. Ein Metallkegel 4, der für die Hohlladung als Hohlraumeinlage dient, ist durch einen geschweißten äußeren Abschluß mit der inneren Oberfläche des Körperabschnitts 3 in Abstand von dem Ende verbunden,um das innere des Behälters in eine Kammer 5 für die Sprengladung und eine zweite Kammer, die den Abstandsraum 6 und den kegelförmigen Hohlraum 7 bildet, zu teilen. Der Unterteil des Behälters ist mit einer Endplatte 8 versehen. Zwei diametral entgegengesetzte Öffnungen 9 und. IO sind nahe der Endplatte 8 in dem Körperabschnitt 3 ausgebildet. Die Kammer 5 enthält eine flüssige Sprengladung 11, die den Metallkegel 4 umgibt, wobei der Hohlraum 7 den Hohlraum der Hohlladung bildet.

Die Sprengladung wird unmittelbar vor dem Gebrauch

gemischt und durch den Hals 2 eingefüllt; der Hals 2 wird dann mit einem Abschlußteil 12 verschlossen, durch das eine ZUndschlaufe 13 der Zündschnur hindurchgeführt wird.

Beim Gebrauch wird die Einrichtung durch Anhängen

eines Gewichts belastet (nicht gezeigt), das gewöhnlich aus Beton besteht, und so versenkt, da0 sie auf einem Flöz 14 steht. Dann wird durch ein Zuführungsrohr 15, das durch die

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öffnung 9 in den Abstandsraum 6 ragt, komprimierte Luft mit einem Druck, der den umgebenden Wasserdruck übersteigt, zugeführt, bis das ganze Wasser aus den Räumen 6 und 7 herausgedrängt ist und Luftblasen aus der öffnung 10 entweichen. Die öffnungen 9 und 10 können, falls gewünscht, mit einem Ventilverschluß abgedichtet werden; aber für den normalen Gebrauch mit der Einrichtung in aufrechter Stellung liefert das äußere Wasser eine ausreichende Abdichtung. Daher ist der Druck in dem Abstandsraum 6 und im Hohlraum 7 immer näherungsweise gleich dem umgebenden Wasserdruck und, da die Sprengladung 11 im wesentlichen inkompressibel ist, ist der Behälter an keiner Stelle einer übermäßigen Beanspruchung unterworfen. Daher kann der Behälter aus Leichtbaumaterialien, wie leichtem Flußeisenblech oder Kunststoff gebaut werden.

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Claims

TlEDTKE - BüHLING - KlNKE - GrUPE

Dipl.-Chem. G. Bühling

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Dipl.-Ing. P. Grupe

Bavarlarlng 4, Postfach 20 24 Q 8000 München 2

Tel.: (0 89) 53 96 53 Telex: 5-24845 tipat cable: Germaniapatent Münche

17. Oktober 1977

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ICI-case Z/N.29119

Patentansprüche

[Il Verfahren zur Unterwassersprengung mit einer Hohl-Sprengladungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlraum und ein Abstandsraum der Einrichtung mit Gas gefüllt werden, dessen Druck nicht niedriger als der hydrostatische Druck in. der Arbeitstiefe ist.

²· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/

daß der Hohlraum und der Abstandsraum in direkter Verbindung

mit dem umgebenden Wasser sind, so daß der Wasserdruck direkt

auf das Gas übertragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlladungseinrichtung, die in Verbindung stehende I. >hl- und Abstandsräume hat, die bis auf eine oder mehrere öffnungen am Unterteil des Abstandsraumes von der äußeren Umgebung abgeschlossen sind, untergetaucht und in eine Stellung auf einer Unterwasserzieloberf leiche abgesenkt wird und komprimiertes Gas bei einem Druck, der den umgebenden hydrostatischen Druck Übersteigt, durch eine öffnung dem Abstandsraum zugeführt wird, bis im wesentlichen das ganze Wasser herausgedrängt und der Raum mit Gas gefüllt ist, das danach in dem Abstandsraum durch den einwirkenden Druck des umgebenden Wassers eingeschlossen bleibt, der über die öffnung iibertragan wird.

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_ Dresdner Bank (München) *»844 Postscheck (München) KIo 670-43 604

4. Gehäuse für eine Hohlsprengladungseinrichtung für Unterwassergebrauch, das eine Kanuner für die Hohlsprengladung sowie einen Hohlraum und einen Abstandsraum für die Sprengladung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäuse (1) wenigstens eine flUssigkeitsdurchlässige Öffnung (9,10) hat, durch die der äußere Hasserdruck zu den Räumen (6,7) weitergeleitet und komprimiertes Gas den Räumen zugeführt und in den Räumen unter Druck gehalten werden kann.

IQ 5. Gehäuse nach Anspruch 4, mit einem äußeren Gehäuse, das durch ein Metalleinlegeteil in eine erste und zweite Kammer quergeteilt ist, wobei die erste Kammer eine Hohlsprengladung in enger Berührung mit dem Einlegeteil aufnimmt, die zweite Kammer einen Hohlraum und einen Abstandsraum für die Sprengladung bildet und das Einlegeteil zur Sprengladungskammer hin eine konvexe Oberfläche und zur zweiten Kammer hin eine konkave Oberfläche hat, gekennzeichnet, durch wenigstens eine Öffnung (9,10) /die einen Durchlaß zur FlUssigkeitdruckUbertragung von dem das Gehäuse umgebenden Wasser zu der zweiten Kammer (6,7) bildet.

6. Gehäuse nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch wenigstens zwei öffnungen (9,10), die zu der zweiten Kammer führen, wobei über eine Öffnung (9) komprimiertes Gas zuführbar ist, während über die andere Öffnung (10) oder öffnungen Wasser herausdrückbar ist.

7.Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (9,10) nahe dem Unterteil des Gehäuses liegen.

8. Hohlsprengladungseinrichtung für Unterwassergebrauch,

mit dem Gehäuse nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet,daß das Gehäuse eine Sprengladung (11) enthält.

9. Hohlsprengladungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprengladung (11) im wesentlichen inkompressibel ist.

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.10. Hohlsprengladungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprengladung (11) ein flüssiges Sprengmittel ist.

c 11. HohlSprengladungseinrichtung nach einem der

Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprengmittel ein Zweikomponenten-Sprengmittelgemisch ist.

12. Hohlsprengladungseinrichtung nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß das Zweikomponenten-Sprengmittelgemisch Nitroparaffin und ein Amiη enthält.

13. Hohlsprengladungseinrichtung'nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitroparaffin Nitromethan,

., Nitroäthan oder Nitropropan und daß Amin, Äthylendiamin oder Benzylamin enthält.

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