DE3500387A1

DE3500387A1 - Aufschlag- oder stosswellenleitereinheit

Info

Publication number: DE3500387A1
Application number: DE19853500387
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Britanite Industrias Quimicas Ltda
Current assignee: Britanite Industrias Quimicas Ltda
Priority date: 1984-01-13
Filing date: 1985-01-08
Publication date: 1985-09-19
Also published as: US4660474A; AU575614B2; SE8405398D0; GB2152643B; IT8468132A1; IT8468132A0; SE8405398L; CA1265703A; AU3740085A; GB2152643A; NO843883L; DE3500387C2; GB8500008D0; CH670884A5; IT1180124B; ZA85246B; BR8400206A

Description

Anmelder: BRITANITE INDÜSTRIAS QUlMICAS LTDA.,

BR 116, Km. 71, Quatro Barras, Curitiba, Parana, Brasilien

Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit und das Zünden von Sprengstoffen, insbesondere die Art des Zündens durch die Verwendung von nichtelektrischen Einrichtungen, wobei die Erfindung durch Anwendung pyrotechnischer Gemische und deren Kombinationen nun die Art der Verwendung dieser Einrichtungen mit einem neuen und unwiderlegbaren technologischen Durchbruch schafft,die es ermöglicht, die Einrichtungen billiger herzustellen, ihren Anwendungsbereich erweitert und sie verwendbar macht, um sie in einem genügenden Bereich verfügbarer Wahlmöglichkeiten von Verbrennungsgeschwindigkeiten und Aufschlag- oder Stoßwellenleitung benutzbar zu machen, was bisher nicht ausgeführt werden konnte.

Bei allen bekannten Erfindungspatenten, die sich mit energiearmen Aufschlag- oder Stoßwellenleiterrohren befassen, besteht keinerlei Zveifel, daß das brasilianische Patent Nr. 81 04 552 dasjenige war, das den größten Fortschritt in der Technik des Zündens von Sprengstoffen durch die Verwendung nichtelektrischer Einrichtungen brachte.

Die verbleibenden Patente und/oder Verwendungen weisen im Vergleich zur vorliegenden Erfindung eine Reihe von Nachteilen auf, wie nachstehend klar wird. Eine der sichersten nichtelektrischen Einrichtungen verwendet gegenwärtig aluminothermische Reaktionen, um die geschwindigkeitshohen Aufschlag- oder Stoßwellen zu unterstützen und zu leiten. Dies ist nur möglich durch die Nichterzeugung von Gasen in dem Inneren des Rohres oder eines Kanales, was ohne Zweifel sehr einschränkend ist, wenn der verfügbare Bereich chemischer Substanzen in Betracht gezogen wird.

Ein anderer negativer Aspekt besteht darin, daß sehr eingeschränkte Beträge aluminothermxschen Materials auf dem Inneren de? Rohres niedergeschlagen werden zusätzlich zu der Tatsache, daß c3ie .Hersteller von Aufschlag- oder Stoßwellen unterstützenden und leitenden Einrichtungen Rohre oder Kanäle verwenden mit Wänden von weniger als 1 mm in der Dicke, wie es durch logische Ableitung gefolgert werden kann-.

Die vorliegende Erfindung jedoch bringt eine Vereinfachung und überwindet alle erwähnten Nachteile, da sie als Träger für das auf dem Rohr bzw. dem Kanal niederzuschlagenden Material ein solches Material verwendet, das fähig ist, die Adhäsion der verwendeten Substanzen zu erlauben, und zwar ohne weiteren Bezug auf das Verhältnis zwischen dem inneren und dem äußeren

Durchmesser und ferner ohne Bezug auf Einschränkungen hinsichtlich der zu verwendenden Substanzen. Nichtsdestoweniger werden aus Sicherheitsgründen nur pyrotechnische Gemische verwendet, da diese eine weit größere Zuverlässigkeit in der Handhabung und bei den Mischungsprozessen zeigen, durch welche eine durchgehende Homogenität des Produktes erhalten wird, ohne daß ein Verlust bei den Kohäsionsexgenschaften gegeben ist. Die Erfindung verwendet chemische Substanzen, die allgemein bei pyrotechnischen Gemischen und anderen, nicht so allgemein verwendeten Substanzen verwendet werden, um den Mischungs- und/oder Reaktionsprozess zu unterstützen, um das letztlich entstehende Gemisch für die Zwecke, für die es gedacht ist, am besten geeignet zu machen und um einen sehr weiten Bereich der benutzbaren Substanzen vorzusehen.

Jedoch erzeugen alle charakteristischen, pyrotechnischen Gemische große Hitzebeträge bei ihrer Verbrennungsreaktion, eine Tatsache, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, um einer Aufschlag- oder Stoßwelle zu erlauben, sich in dem Rohr oder Kanal auszubreiten und aufrechterhalten zu werden. Gaserzeugende Substanzen werden verwendet, um die sich in dem Rohr bzw. Kanal ausbreitende Aufschlagwelle zu verstärken. Diese Aufschlagwelle kann durch jedes Mittel erzeugt werden, das große Hitzebeträge in einer kurzen Zeitspanne erzeugt.

Die gewählten Komponenten müssen, um pyrotechnische Gemische zu erhalten, einen geeigneten Mischprozeß durchlaufen, der zur Erhaltung des Endgemisches und abhängig von den verwendeten Komponenten einen flüssigen, festen oder pastösen Zustand aufweisen wird, ohne daß ein Verlust an kohäsiven Eigenschaften gegeben ist, so wie sie für Zwecke der vorliegenden Erfindung zu erhalten gewünscht werden.

Die Verwendung von pyrotechnischen Gemischen gewährt eine sehr große Variation in der Verbrennungsgeschwindigkeit der Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit, da grundsätzlich die Verbrennungsgeschwindigkeit ausschließlich von dem verwendeten pyrotechnischen Gemisch und der Homogenität des Gemisches abhängig sein wird und da sie meistens von dem Betrag unabhängig ist, der je Innenoberfläche des Rohres verwendet wird, wobei dieser letztgenannte Parameter von fundamentaler Wichtigkeit für die Aufrechterhaltung der Aufschlagoder Stoßwelle des Kanales ist; gute Resultate wurden mit Ladungswerten des als Träger verwendeten Kanales erhalten,

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die zwischen 1 χ 10 g/cm² und 4 χ 10 g/cm² lagen. Jedes Material kann für den Trägerkanal bzw. das Trägerrohr verwendet werden, wie z.B. PVC, Latex, Glas und andere Materialien; es wurden keine Probleme in der Aufrechterhaltung der Aufschlag- oder Stoßwelle angetroffen. Hinsichtlich des Innendurchmessers wurden ausgezeichnete Werte bzw. Resultate er-

halten mit Rohren bzw. Kanälen mit einem Durchmesser von 0,5 mm bis 10 mm.

Die nachstehend aufgeführten Experimente dienen zum besseren Verständnis der Erfindung und sollen nicht in einschränkendem Sinne verstanden werden.

Beispiel 1

Es wurde ein Gemisch in herkömmlicher Weise aus einem pyrotechnischen Gemisch vorbereitet, das durch Mischen von pulverförmigem Aluminium (d = 2,7 g/cm³), Kaliumbichromat (d = 2,69 g/cm³) und ammoniasiertes Eisensulfat (d = 1,86 g(cm³) erhalten wuide in Gegenwart von ausreichend Äthylalkohol, um zwei unterschiedliche Fest-Flüssigphasen zu erhalten. Das Gemisch wurde bei Raumtemperatur hergestellt, bis etwa 2% des Lösungsmittels bzw. der Lösung verblieb. Das Gemisch wurde niedergeschlagen durch Blasen auf das Innere von zwei PVC-kristallisierten Kanälen, wobei der eine einen Innendurchmesser von 3 mm und der andere einen Innendurchmesser von 8 mm hatte.

-4 Jeder Kanal zeigte eine Oberflächendichte von etwa 2,3 χ 10

g/cm², die einer Ladedichte von 21,7 mg/m und

57,8 mg/m pro Meter des Kanales entspricht. Beide Kanäle wurden mit Sprengkapseln der Nr. 8 beheizt bzw. gezündet, und es wurden

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die folgenden Verbrennungsgeschwindigkeiten festgestellt: 1000 m/s für den Kanal mit dem kleineren Durchmesser und 1020 m/s für den Kanal mit dem größeren Durchmesser.

Beispiel 2

Ein pyrotechnisches Gemisch aus pulverförmigem Aluminium und Kaliumbichromat wurde in derselben Weise hergestellt wie bei dem vorerwähnten Beispiel und wurde niedergeschlagen auf dem Inneren eines PVC-Kanales mit einem Innendurchmesser von 8 mm, um eine Ladungsdichte von 6 mg/m aufzuweisen, was nur einem Wert von 2,39 χ 10~ g/cm² entspricht. Die Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit wurde gezündet und sie ermangelte der Fähigkeit, eine Aufschlagwelle auszubreiten.

Beispiel 3

Ein pyrotechnisches Gemisch aus Kaliumbichromat, Aluminium und Zucker wurde in Gegenwart von gerade genügendem Azeton hergestellt, um eine gründlich durchmischte Paste zu erzeugen, die dann ausgetrocknet wurde.

Das pyrotechnische Gemisch wurde auf der Innenseite eines PVC-Kanales mit einem inneren Durchmesser von 1,5 mm niedergeschlagen, um an dem Kanal eine Oberflächenladung von 2,1 χ 10 g/cm²

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zu zeigen, die einem Wert von 10 mg/m entspricht. Die so hergestellte Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit wurde gezündet mit Hilfe einer Sprengkapsel der Nr. 8, und es wurde eine Verbrennungsgeschwindigkeit von 1200 m/s festgestellt. 5

Beispiel 4

Dasselbe Gemisch, wie es vorstehend erwähnt hergestellt wurde, wurde auf der Innenseite eines anderen Kanales mit dem gleichen Durchmesser niedergeschlagen, aber dieses Mal mit einer. Ladungsdichte von 3,57 χ 10 g/cm², was einem Wert von 17 mg pro linearem Meter des Kanales entspricht.

Die so hergestellte Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit besaß eine Verbrennungsgeschwindigkeit von 1180 m/s.

Beispiel 5

Ein pyrotechnisches Gemisch wurde auf herkömmliche Weise hergestellt, und zwar aus Bleioxyd, Zirkonium, Vanadiumpentaoxyd, Silikon und aus armophem Bor.Dieses Gemisch wurde in Anpassung für Zwecke der Erfindung durch aufeinanderfolgende Mischprozesse fertiggestellt, bei denen flüssige, pastöse und feste Medien bzw. Stoffe verwendet wurden, um die gewünschte Kohäsion zu erhalten. Das so hergestellte pyrotechnische Gemisch wurde

sorgfältig auf der Innenseite eines Polyäthylen-Kanales hoher Dichte mit einem Innendurchmesser von 2,0 mm niedergeschlagen,

-4 um so daran mit einer Oberflächenladungsdichte von 2,3 χ 10 g/cm² befestigt zu sein, was einem Wert von 14,4 mg/m entspricht. Unter Verwendung von Latexgummi und einer Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit gemäß dem Beispiel 3 wurden die beiden Einheiten miteinander verbunden, um so eine neue Aufschlagoder Stoßwellenleitereinheit zu erzeugen, die nun zwei verschiedene Arten von pyrotechnisehen Gemischen, zwei verschiedene innere Durchmesser und zwei verschiedene Trägerkanäle aufwies.

Die so zusammengesetzte Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit besaß eine Verbrennungsgeschwindigkeit von 820 m/s in der Einheit, die mit dem Polyäthylen-Trägerkanal hoher Dichte hergestellt war, und von 1210 m/s in der Aufschlag- und Stoßwellenleitereinheit, die nach dem Beispiel 3 hergestellt war.

Beispiel 6

Es wurde eine Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit durch Verwendung eines Latexkanales mit etwa einem Innendurchmesser von 1,8 mm als Trägerkanal hergestellt. Als pyrotechnisches Gemisch, das auf der Innenseite niederzuschlagen war, wurde eine Zusammensetzung verwendet, die metallisches Aluminium,

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Kaliumpermanganat, Bleioxyd und Zucker enthielt, welche Anteile angemessen durchmischt und auf der Innenseite des Kanales mit einer Oberflächenladungsdichte von 2 χ 10 g/cm² niedergeschlagen wurden, was einer Ladung von 11,3 mg pro Meter des Kanales entspricht. Ein Filament aus einer Nickelchromlegierung mit einem sehr niedrigen ohmschen Widerstand wurde an dem einen der Enden angebracht. Eine Spannung von 110 Volt, erzeugt durch eine 30-Ampere-Quelle, wurde an das Filament angelegt. Die Spannungsquelle bewirkte bei Betätigung, daß sich die Aufschlagwelle innerhalb des Latexkanales in einer solchen Weise ausbreitete, um ein Stück Papier von 8 0 g/m² zu zerstören bzw. zu zerreißen, das in geeigneter Weise an dem anderen Ende befestigt war, das dem Ende gegenüberlag, von dem aus die Aufschlagwelle gezündet wurde.

Beispiel 7

Eine Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit wurde genauso hergestellt, wie es in dem vorstehenden Beispiel beschrieben ist, indem es in drei Abschnitte von etwa einem Meter Länge zerschnitten wurde, wobei die folgenden Experimente ausgeführt wurden. Die Flamme eines Bunsenbrenners wurde auf das eine Endedes ersten Abschnittes gerichtet und die Flamme so geführt, daß sie sich langsam durch die gesamte Länge der Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit ausbreiten konnte, ohne daß-irgend-

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ein Anzeichen des Zündens der pyrotechnischen Zusammensetzung auf der Innenseite des Kanales beobachtet werden konnte.

Die zweite Einheit wurde auf die Oberseite einer Stahlplatte gelegt und ein Gewicht von 2 kg wurde aus einer Höhe von 4 Metern auf ein Teil der Aufschlag- und Stoßwelleneinheit fallengelassen, ohne daß irgendetwas festgestellt werden konnte, abgesehen von dem Einbeulen und Brechen der Einheit an den Stellen des Aufschlages durch das Gewicht. 10

Die letzte und dritte Einheit wurde auf die Fähigkeit geprüft, durch eine Sprengkapsel mit weniger als 0,1 g aktiver Ladung gezündet werden zu können.

Beispiel 8

Ein kleiner Betrag des pyrotechnischen Gemisches, das für die Beispiele 4 und 5 benutzt wurde, wurde auf einer kurzen Länge eines ringförmigen Platindrahtes plaziert, wie er allgemein in Laboratorien zur Identifizierung chemischerElemente durch Flammentests verwendet wird. Wenn das pyrotechnische Gemisch langsam der Flamme eines Bunsenbrenners genähert wurde, wurde es heftig mit einer Flanimenbildung und einem relativ hohen Geräusch entzündet in Anbetracht des kleinen Betrages des pyrotechnischen Materials, das für den Test verwendet wurde.

Da die Beispiele ausführlich abgehandelt sind, besteht keine Notwendigkeit, sie durch Zeichnungen oder Grafiken darzustellen, aus welchem Grund diese nicht der vorliegenden Beschreibung angeschlossen sind.

Claims

D;i'!s;;::":;:f^ 3500337 Anmelder: BRITANITE INDÜSTRIAS QUlMICAS LTDA., BR 116, Km. 71, Quatro Barras, Curitiba, Parana, Brasilien Ansprüche

1. Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit, gekennzeichnet durch die Verwendung irgendeines konstruktiven Materials für ein Rohr oder einen Kanal, das bzw. der als Träger für pyrotechnisches Material verwendet wird.

2. Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Innendurchmesser zwischen 0,5 und 10,0 mm aufweist.

3. Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Oberflächenladungsdichten bis 4 χ 10" g/cm² versehen ist, vorzugsweise mit Dichten zwischen 1,5 χ 10~ g/cm² und 1,1 χ 10 g/cm².

4. Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei jeder heftigen Verbrennungsreaktion verwendet werden kann, die eine hohe Temperatur erzeugt.

5. Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Verwendung pyrotechnischer

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Gemische mit oder ohne Teilnahme von Aluminium oder dessen Legierungen erlaubt.

6. Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Verwendung oder Nichtverwendung einer geeigneten oder nicht geeigneten Kombination mit Gas erzeugenden Substanzen erlaubt.

7.. Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit nach Anspruch 1, '•0 dadurch gekennzeichnet, daß sie fähig ist, die Verbrennung mittels hoher Temperatur zu zünden.

8. Aufschlag- oder Wellenleitereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie gemäß der Anwendung eines pyro-technischen Gemisches eine größere Anpassungsfähigkeit in der Variation der Verbrennungs- und Leitungszeiten von Aufschlag- und Stoßwellen ermöglicht, welche Zeiten geringe Werte von 500 m/s erreichen.

9. Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie gemäß der Anwendung eines pyrotechnischen Gemisches mit einer langsamen Verbrennungsgeschwindigkeit die Anwendung von Kombinationen von Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheiten als Verzögerungseinheiten gestattet.

10. Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Reaktion innerhalb des Rohres oder des Kanales ermöglicht, die durch die Anwendung irgendwelcher Mittel gezündet wird, welche eine hohe Temperatur in einer kurzen Zeitspanne erzeugen.

11. Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie unempfindlich ist gegen statische Elektrizität, störende Ströme, direkte Flamme und gegen Stoß, unabhängig davon-, ob das pyrotechnische Gemisch so ist.

12. Aufschlag- oder Stoßwellenleitereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geeignete und angemessene Gemisch aus unbearbeiteten bzw. rohen Materialien, das die Ladung umfaßt, die auf der Innenseite des Stützrohres oder Stützkanales niedergeschlagen wird, durch die Verwendung eines flüssigen, pastösen oder trockenen Mediums gefördert oder verbessert wird, um die gründliche Durchmischung des Produktes zu ermöglichen, ohne daß ein Verlust der kohäsiven Oberflächeneigenschaften gegeben ist.