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Sprengpatrone Gegenstand der Erfindung ist eine Sprengpatrone, die
im Innern ein verflüssigtes Gas, im besonderen Kohlensäure, und eine Heizv orrichtung
enthält, durch die das Gas über seine kritische Temperatur erhitzt werden kann,
um dann bei Erreichung eines bestimmten Innendruckes durch Zerstörung eines Gehäuseteiles
sich plötzlich zu entspannen und die erforderliche Sprengwirkung auszuüben. Solche
Sprengpatronen gewähren infolge der Abwesenheit von feuergefährlichen Gasen, wie
es bei Verwendung von flüssiger Luft oder Sauerstoff der Fall ist, eine sehr hohe
Sicherheit im Betrieb; ferner ermöglichen sie innerhalb gewisser Grenzen die Sprengwirkung
zu regeln.
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Um jedoch diese Sprengpatrone mit Vorteil gebrauchen zu können, ist
der Lagerung und der Ausbildung der Heizvorrichtung besondere Aufmerksamkeit zu
schenken. Da die Kohlensäure an sich ein sehr schlechter Wärmeleiter ist, so muß
die Heizvorrichtung so angeordnet und ausgebildet sein, daß sie nicht nur die zur
Vergasung der Kohlensäure erforderliche Wärme erzeugt, sondern die erzeugte Wärme
auch innerhalb der flüssigen Kohlensäure momentan und so kräftig verteilt, daß die
Wärme in die entfernteren Teile der Flüssigkeit innerhalb des Behälters gelangen
kann. Dies ist unbedingt erforderlich, weil die flüssige Kohlensäure, sobald sie
beginnt in den gasförmigen Zustand überzugehen, den umgebenden Wandungen und benachbarten
Teilen der Flüssigkeit so viel Wärme entzieht, daß die Gefahr eines unerwünschten
Wiedererstarrens und Festwerdens der Kohlensäure innerhalb der Patrone besteht.
Die Erfindung bezweckt daher, die Heizvorrichtung so anzuordnen und auszubilden,
daß die vorerwähnten Nachteile der bisher bekannten Heizpatronen vermieden und die
zur einwandfreien Zündung der Patrone erforderliche rasche Wärmeentwicklung und
Wärmeverteilung innerhalb der Patrone so weit gesichert ist, daß die Temperatur
in der Sprengpatrone an allen Stellen momentan die kritische Temperatur der Kohlensäure
überschreitet.
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Ferner ist der Erfindung gemäß die Einrichtung so getroffen, daß nach
Gebrauch der Sprengpatrone jederzeit leicht und bequem eine neue Heizpatrone eingesetzt
werden kann und unbeschadet verschiedener Längen dieser Heizpatronen stets die für
einen guten Stromschluß erforderlichen Kontakte gesichert sind.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich noch aus der nachstehenden
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung, die zwei verschiedene Ausführungsformen
des Gegenstandes der Erfindung beispielsweise darstellen. Hierbei zeigt Fig. z und
a einen Längschnitt durch die vordere bzw. hintere Hälfte einer Sprengpatrone mit
zentral darin angeordneter Heizvorrichtung, zum Teil im Schnitt.
Fig.
3 ist ein Längsschnitt einer Sprengpatrone mit einer anderen Ausführungsform der
Heizvorrichtung.
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Es ist i das Gehäuse der Sprengpatrone, das an seinem sich verjüngenden
vorderen Ende i' offen ist. Dieses offene Ende wird durch eine zerstörbare Abschlußwand
8 abgeschlossen, die durch einen Abscherring 9 und durch eine auf das Ende i' aufgeschraubte
Kappe io festgehalten wird. Die Abdichtung erfolgt durch ringartige messerartige
Vorsprünge 7, gegen welche die Platte 8 gepreßt wird. Die Platte 8 besteht hierbei
aus verhältnismäßig weichem Metall, so daß bei einer plötzlichen Drucksteigerung
im Innern der Patrone diese Platte zerstört und die Gase durch die seitlichen Öffnungen
14 in der Kappe io austreten können.
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In den Boden 2 des Gehäuses i ist ein Einlaßventil 17 eingesetzt,
das zum Einbringen von flüssiger Kohlensäure in das Innere des Gehäuses i dient.
Dieses Einlaßventil, welches von dem Gehäuse i durch zwischengelegte Isolierstücke
isoliert ist, dient zugleich als Elektrode, um Strom zu einer im Innern der Sprengpatrone
angeordneten Heizpatrone i9 zu führen, die in einem an dem Ende 18 der Elektrode
aufgeschraubten röhrenartigen Träger eingeschoben ist.
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Die Heizpatrone i9 selbst besteht aus einer geeigneten Hülle, beispielsweise
aus paraffiniertem Papier, die eine Mischung folgender Zusamensetzung enthält: 45
g Aluminium und i2o g Kaliumchlorat und in entsprechender Menge beigegebener Katalysatoren,
wie Schwefel, Antimontrisulfid, Eisenoxyd und Magnesiumoxyd in Mengen von 2 bis
2o °% des @Chloratgehaltes der Patrone. Durch die Mischung ist ein gerader öder
spiralig gewundener elektrischer Leitungsdraht 27 hindurchgeführt, der bei seinem
Austritt aus der Hülle an dem einen oder an beiden Enden einen Spiralfederkontakt
bildet. Der Leitungsdraht 27 ist so gewählt, daß er beim Stromdurchgang sich erhitzt
und verflüchtigt, so daß infolge der Verdampfung des Drahtes und der sich bildenden
Funken das in der Heizpatrone enthaltene Gemisch in einem sehr kurzen Zeitabschnitt
(112o Sekunde) eine außerordentlich hohe Hitze entwickelt, die das in dem Gehäuse
i eingeschlossene flüssige Gas unter ungeheurer Druckerhöhung sofort in Gasform
überführt, das dann durch Zerstörung der Bruchscheibe 8 aus der Kappe io austritt.
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Die Halteröhre 26 sichert hierbei eine zentrische Lage der Heizpatrone,
so daß bei der Zündung eine gleichmäßige Verteilung der Wärme auf den flüssigen
Inhalt der Sprengpatrone erhalten wird. Außerdem dient die Halteröhre im Zusammenwirken
mit den Spiralfederkontakten der Heizpatrone und mit an ihr angebrachten axial verschiebbaren
T eilen dazu, auch bei Ungleichheiten in der Länge der eingesetzten Heizpatrone
die Kontakte zwischen den an die beiden Pole der Stromquelle angeschlossenen Teilen
zu sichern.
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Bei der Ausführungsform der Haltevorrichtung nach Fig. i und 2 wird
das aus der Heizpatrone, i9 herausragende Ende 27 eines Leitungsdrahtes in dem die
Halteröhre 20 tragenden Fitting 25 durch eine Stellschraube 28 festgehalten. Das
andere Ende der Halteröhre 26 wird durch zwei miteinander verschraubte Fittings
29, 30 abgeschlossen, die zusammen eine Kammer 31 bilden. Dieser gemeinsame
Abschlußteil ist an der Röhre 26 durch eine eingeschraubte Büchse 32 durch zwischengelegte
Isolierringe elektrisch isoliert befestigt. Das innere Ende des Fittings 29 ist
mit einem Napf 33 versehen, der den Spiralfederkontakt der Heizpatrone i9 aufnimmt.
Innerhalb der Kammer 31 ist eine Spiralfeder 34 angeordnet, welche eine Stange 35
mit der zerstörbaren Platte 8 in' Anlage hält. Diese Platte ist durch das Gehäuse
i und die Stromkabelklemme 2i an den einen Pol der Stromquelle angeschlossen, während
die Innenelektrode i9 durch eine Feder 22 und die von der Kappe 2o isolierte Stromkabelklemme
23 mit dem anderen Pol der Stromquelle in Verbindung gebracht werden kann.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist das Einsetzen und Auswechseln
der Heizpatrone erleichtert. In diesem Falle ist an den Schraubstutzen 18 des Einlaßventils
ein hohles Gewindestück 36 aufgeschraubt, an dem die am anderen Ende offene Halteröhre
26 befestigt ist. Durch den Boden des Gewindestückes 36 ist ein Druckstift 37 hindurchgeführt,
der durch eine Spiralfeder 38 nach links (Fig.4) gedrückt wird und mit seinem Kopf
39 die in die Halteröhre 26 eingeschobene Heizpatrone ebenfalls so weit nach links
drückt, daß ihr Federkontakt 45 ständig an der Bruchplatte 8 anliegt.
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Bei dieser Ausführungsforen ist gezeigt, daß die Heizpatrone an dem
einen Ende mit der obenerwähnten Mischung 42 von Heizstoffen und an dem anderen
Ende mit träge Gase abgebenden Stoffen 43, z. B. Fuller-oder Walkerde, angefüllt
sein kann. Die aus diesen Stoffen entwickelten trägen Gase sollen den bei der Explosion
der Patrone entweichenden Gasen vorausgehen, um alle Funken der heißen chemischen
Verbindungen oder irgendein entzündetes Gas oder andere Körper, die im Bohrloch
vorhanden sind, zu löschen.
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Zweckmäßig ist der die Heizpatrone durchsetzende Leitungsdraht 27
in dem Teil, wo
die Heizstoffe liegen, spiralförmig gewunden, während
er in dem Teil, wo die trägen Stoffe liegen, gerade verläuft, wie dies bei 27a gezeigt
ist. Bei dieser Ausführungsform liegt die Röhre frei, wenn vorher die Kappe und
die Scheibe der Sprengpatrone entfernt worden sind. Es kann daher bei Wiederbenutzung
der Sprengpatrone leicht eine neue I-Ieizpatrone eingesetzt und hierauf das abgeschlossene
Gehäuse i neu mit verflüssigtem Gas angefüllt werden.