DE876823C

DE876823C - Electric igniter secured against unintentional ignition by static electricity

Info

Publication number: DE876823C
Application number: DED5927D
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Menke
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1939-03-23
Filing date: 1939-03-23
Publication date: 1953-05-18

Description

Gegen unbeabsichtigte Zündungen durch statische Elektrizität gesicherte elektrische Zünder Die Erfindung bezieht sich auf die Sicherung elektrischer Zünder aller Art, wie z. B. Spaltzünder, Brückenzünder u. dgl., gegen ungewollte Zündungen durch statische Elektrizität, die durch Reibung, elektrische Induktion oder ähnliche Vorgänge hervorgerufen werden können und derenHöhe bekanntlich viele tausend Volt betragen kann. Dn-se Zündungen können in erster Linie bei dem Zündsatz selbst auftreten, wenn auf der Oberfläche des Zündsatzes durch irgendwelche elektrische Einwirkungen einhohes Potential entsteht, welches sich nach der Zünderwand entladen kann. Außer bei dem Zündsatz besteht auch bei der Durchführung der Zünderdrähte durch den metallischen Kapselverschluß die Gefahr, daß sich elektrische Ladungen ansammeln, weil ja an dieser Stelle durch die Gummiisolierung ein Kondensator gebildet wird.Secured against accidental ignition by static electricity electric detonators The invention relates to the fuse protection of electric detonators of all kinds, such as B. gap detonators, bridge detonators and the like, against unwanted ignitions by static electricity generated by friction, electrical induction or the like Processes can be caused and their level is known to be many thousands of volts can be. These ignitions can primarily occur with the primer itself, if on the surface of the primer by any electrical influence a high potential is created, which can discharge after the fuse wall. Except in the case of the primer there is also the implementation of the fuse wires through the metallic one Capsule closure, there is a risk that electrical charges will accumulate, because yes on At this point a capacitor is formed by the rubber insulation.

Zur Behebung dieser Gefahren wird daher gemäß der Erfindung vorgeschlagen, den elektrischen Zünder -gegen unbeabsichtigte Zündungen durch statische Elektrizität in der Meise zu sichern, daß die Zündsätze und/oder die Zünderdrghte innerhalb der Durchführung durch -den metallischen Zünderverschluß unter vollständiger oder teilweiser Fortlassung der Isolation. ganz oder teilweise von solchen elektrisch leitenden Stoffen oder Stoffgemischen überzogen sind, deren elektrischer Widerstand wesentlich rößer ist als der- dies Zünde, satzes bzw. der Glühbrücke. Der Zündsatz wird auf diese Weise nach Art des Faradayschen Käfigs abgeschirmt, so daß Überschläge nur von .der Oberfläche des Metallüberzuges nadh -der Zünderwand erfolgen können und nicht durch den Zündsatz hindurch. Um jedoch andererseits zu verhindern, daß der die Zündung der Zündmasse bewirkende Zündstromgeschwächt wird, muß der Widerstand der ,diesen Überzug .bildenden elektrisch leitenden Stoffe wesentlich höher sein als der Widerstand des Zünd-.satzes selbst. Zur Hebung .der Sicherheit werden dabei auch die Zünderdrähte, auf denen sich ebenfalls elektrische Ladungen ansammeln können, unter vollständiger oder teilweiser Fortlassung der Isolation mit einem Überzug versehen, dessen elektrischer Widerstand größer als der Widerstand der Zündpille sein muß, ,dessen Überschlagswiderstand jedoch zweckmäßig kleiner als der Überschlagswiderstand zwischen der Zündpille und der Kapselwand des Zünders ist. Die erstere Bedingung für die Grölße des überachlagswiderstandes ergibt sich aus der, Forderung, daßdurch diesen Widerstand der Zündstrom nicht geschwächt werden .darf. Der. Widerstand kann aber im allgemeinen sehr hoch sein, da das Spannungspotential an dieser Stelle regelmäßig um ein Vielfaches. größer ist als der Spannungsunterschied an den Polträgern bzw. an .der Zündpille. Bei geeigneter Ausbildung und Wahl dieses elektrisch leitenden Überzuges kann der Überzug -der Zündpille sogar ganz in Fortfall kommen. In jedem Falle wirken jedoch beide Maßnahmen einander. unterstützend und erhöhen damit die Sicherheit.To eliminate these dangers, it is therefore proposed according to the invention, the electric igniter - against unintentional ignition by static electricity in the way of ensuring that the primers and / or the fuse wires are within the Implementation through the metallic fuse seal under complete or partial Omission of isolation. wholly or partially of those electrically conductive Substances or mixtures of substances are coated, the electrical resistance of which is significant is greater than this - this kind of fire, set or the glow bridge. The primer is shielded in this way in the manner of the Faraday cage, so that flashovers can only take place from .the surface of the metal coating next to the detonator wall and not through the primer. On the other hand, however, to prevent the ignition current causing the ignition of the ignition mass is weakened, the resistance must be the electrically conductive substances that form this coating must be significantly higher than the resistance of the primer itself. To increase safety, also the detonator wires, on which electrical charges can also accumulate, with complete or partial omission of the insulation with a coating provided whose electrical resistance is greater than the resistance of the squib must be, but whose flashover resistance is appropriately smaller than the flashover resistance between the squib and the detonator capsule wall. The former condition for the size of the overlap resistance results from the requirement that by this resistance, the ignition current must not be weakened. Of the. Resistance can but in general be very high, since the voltage potential at this point is regular by a multiple. is greater than the voltage difference at the pole carriers or at .the squib. With suitable training and choice of this electrically conductive The coating of the primer can even be omitted entirely. In each However, both measures work against each other. supportive and thus increase the Safety.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß Zündpillen mit derartig elektrisch leitenden oder halbleitenden Überzügen gegen Flammen- oder Wärmeeinwirkungen, die von außen an die Pillen herantreten, wesentlich unempfindlicher- sind. -Dieser Umstand begründet für solche Pillen bei der Herstellung und beim Versand eine erhöhte Sicherheit in der Handhabung.Another advantage of the arrangement according to the invention is that that detonators with such electrically conductive or semiconducting coatings against The effects of flames or heat that come into contact with the pills from the outside are essential are less sensitive. -This fact justifies the manufacture of such pills and increased safety in handling during shipping.

Für die Herstellung .der Schutzüberzüge werden erfindungsgemäß solche Stoffe,bzw. Stoffzusammensetzungen benutzt, deren Widerstand von der Spannung abhängig ist, wie .z. B. Leiter oder Halbleiter mit unter sich schlechten Kontakten. Bei derartigen spannungsabhängigen Widerständen sind .die Leiterlurch Nichtleiter oder mangelhafte Kontakte unterbrochen, deren Widerstand erst von einer gewissen Grenzspannung an Überwunden wird mit der Wirkung, daß .die sozusagen in Reihenanordnung liegenden Leiterteilchen miteinander verschweißen bzw. zusammenfritten. Letztere Erscheinung tritt ein, wenn z. B. Kohle benutzt wird. Ferner eignet sich in, .diesem Zusammenhang oxydiertes Aluminium, .dessen Oxydschicht erst bei höherer Spannung durchschlagen wird.According to the invention, such protective coatings are used for the production of the protective coatings Substances, or. Composition of substances used, the resistance of which depends on the voltage is like .z. B. conductors or semiconductors with poor contacts. at such voltage-dependent resistances are .die Leiterlurch non-conductors or defective contacts interrupted, their resistance only from a certain limit voltage to be overcome with the effect that .the lying in rows, so to speak Weld or frit conductor particles together. The latter phenomenon occurs when z. B. Coal is used. It is also suitable in this context oxidized aluminum, whose oxide layer only breaks through at higher voltage will.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindung5gedankens wird vorgeschlagen, die Überzüge aus einer dünnen nichtzusammenhängenden Metallschicht .herzustellen, welche entweder aufgedampft, nach dem Metallspritzverfahren aufgespritzt oder in fein verteilter Form mittels eines vorzugsweise nichtleitenden Bindemittels aufgebracht wird. Bei den drei ,genannten Arbeitsweisen kann man es jeweils erreichen, daß die aufgebrachten Metallteilchen in keinem oder schlechtem Kontakt miteinander stehen, so daß der Widerstand in niedrigem Spannungsbereich groß ist. Man hat es daher in der Hand, den Widerstand der Überzüge für die Zündpille, sei es, ,daß man Leiter oder Halbleiter verwendet, so hoch zu halten, daß der Zündstrom nicht geschwächt wird.In a further embodiment of the invention, it is proposed that make the coatings from a thin, non-contiguous layer of metal. which are either vapor-deposited, sprayed on using the metal spraying process or in finely divided form applied by means of a preferably non-conductive binder will. In each of the three working methods mentioned, it can be achieved that the applied metal particles are in no or poor contact with each other, so that the resistance is large in the low voltage range. It is therefore in the hand, the resistance of the coatings for the detonator, be it that one ladder or semiconductors are used, so high that the ignition current is not weakened will.

In diesem Falle bilden die Metalle einen dünnen Film, wobei :die einzelnen Teilchen nur in sehr schlechtem Kontakt miteinander stehen. Dieser mangelhafte Kontakt zwischen den Metallteilchen, der unter Umständen noch verschlechtert werden kann bedingt dann den gewünschten hohen Widerstand. Erst beim Auftreten der um mehrere Größenordnungen höheren Spannungen infolge elektrostatischer Aufladungen wird der Widerstand überwunden, so daß die ganze Umhüllung der Zündpille leitend wird und beim Überschlag nach den Wandungen die angesammelten Elektrizitätsmengen sich vollständig ausgleichen. Die Ansammlung der Elektrizitätsmenge wird natürlich nicht dadurch behindert, da3 der Überzug selbst schlechtleitend ist bzw. aus in schlechtem Kontakt miteinander stehenden Leiterteilchen besteht; denn auch ein netzartiger Überzug wirkt wie ein Faradayscher Käfig. Beispiele i. Schutzüberzug eines Brückenzünders unter Verwendung von Graphit: Um beispielsweise einen Brückenzünder mit festem Kopf oder losem Zündsatz in der @erfindungsgemäßen Weise zu schützen, wird die Zündpille oder der Behälter des losen Zündsatzes mit einer Graphitlackschicht versehen. Diese Graphitlacksehichtkann in folgender Weise hergestellt sein: In 1 1 einer Lösung von Kollodiumwolle in Amylacetat, die beispielsweise 3 % Koll0-diumwolle enthält, werden 5 bis io g eines besonders feinkörnigen Graphits eingerührt. Die Zündpille oder Zündköpfe werden in diesen Lack getaucht. Der sich bildende Überzug ergibt eiheil Nebenschlußwiderstand zur Glühbrücke von etwa iooo Ohm. Die Zündempfindlichkeit des Zünders wird durch diesen Ne'benschluß praktisch nicht beeinflußt, da normale Brückenzünder nach polizeilichen Bergbauvorschriften (B e y 1 i n g und D r ekopf »Sprengstoff und Zündmittel«) Widerstände von i bis 3 Ohm haben müssen. Der Nebenschluß beträgt also nur i bis 3 %o des Hauptschlusses und ist daher praktisch bedeutungslos.In this case the metals form a thin film, whereby: the individual Particles are in very poor contact with each other. This poor contact between the metal particles, which under certain circumstances can still be deteriorated then results in the desired high resistance. Only when the by several The voltage is orders of magnitude higher as a result of electrostatic charges Resistance overcome, so that the entire envelope of the squib is conductive and when the rollover to the walls, the accumulated amounts of electricity are completely balance. The accumulation of the amount of electricity is of course not caused by it hinders the fact that the coating itself is poorly conductive or in poor contact consists of standing conductor particles; because also a net-like coating acts like a Faraday cage. Examples i. Protective cover of a bridge igniter Using graphite: For example, a bridge detonator with a fixed head or loose primer in the @ inventive manner, the squib or the container of the loose primer is provided with a layer of graphite paint. These Graphite lacquer layer can be produced in the following way: In 1 1 of a solution of collodion wool in amyl acetate, which contains, for example, 3% collodium wool, 5 to 10 g of a particularly fine-grained graphite are stirred in. The squib or ignition heads are dipped in this lacquer. The resulting coating results Eiheil shunt resistance to the glow bridge of about 100 ohms. The ignition sensitivity of the igniter is practically not influenced by this shunt, since normal Bridge detonator according to police mining regulations (B e y 1 i n g and D r ekopf "Explosives and detonators") must have resistances of 1 to 3 ohms. The shunt is therefore only i to 3% o of the main circuit and is therefore practically insignificant.

2. Schutzüberzug eines Brückenzünders unter Verwendung von Metallpulver: Die Zündpille oder der Behälter des losen Zündsatzes werden in einen metall'haltiggen Lack eingetaucht, der in folgender Weise hergestellt ist: In 1 1 einer Lösung von Kollodiumwolle in Amylacetat, die beispielsweise 3'/o Kollodiumwolle enthält, werden ioo bis 200 g Aluminiumschliff verrilhrt, der mit einer nichtleitenden Oxydhaut versehen sein kann. Der Widerstand der so entstandenen Schutzschicht ist bei niedrigen Meßspannungen unendlich, so daß beim Schießen des Brückenzünders keinerlei Beeinflussung der Empfindlichkeit des Zünders eintritt. Der benutzte Lack bzw. die damit hergestellten Überzüge haben die Eigenschaft, ihren Widerstand beim Anlegen von Spannungen von etwa 30 Volt auf einen endlichen Wert herabzusetzen. Der Überzug wird aber beim Auftreten der wesentlich höheren elektrostatischen Spannungen leitend und verhindert einen Ausgleich der Spannungen durch den Zündsatz und somit ungewollte Zündungen.2. Protective coating of a bridge detonator using metal powder: The detonator or the container of the loose primer are immersed in a metall'haltiggen varnish, which is produced in the following way: In 1 1 a solution of collodion wool in amyl acetate, for example 3 '/ o Contains collodion wool, 100 to 200 g of ground aluminum, which can be provided with a non-conductive oxide skin, are trimmed. The resistance of the protective layer created in this way is infinite at low measuring voltages, so that when the bridge detonator is fired, the sensitivity of the detonator is not influenced in any way. The paint used or the coatings produced with it have the property of reducing their resistance when voltages are applied from about 30 volts to a finite value. However, the coating becomes conductive when the significantly higher electrostatic voltages occur and prevents the voltages from being equalized by the ignition charge and thus preventing unwanted ignitions.

In gleicher Weise werden auch die Schutzüberzüge für Spaltzünder und die Überzüge über die Zünderdrähte bei -der Durchführung durch den metallischen Kapselversdhluß hergestellt.In the same way, the protective coatings for gap fuses and the coatings over the detonator wires when passing through the metallic Capsule closure made.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eins Zünders gemäß :der Erfindung in einem senkrechten Längsschnitt veranschaulicht.In the drawing, an embodiment of a detonator is according to: the Invention illustrated in a vertical longitudinal section.

Die Kapsehvand i mit den Sprengsätzen 2 und 3 ist am offenen Ende durch eine Bleikapsel q. mit Gummiring 5 gasdicht verschlossen. In dieser Bleikappe sind die Zünderdrähte 6 mit der Gummiisolation 7 eingepreßt, wobei innerhalb der Verschlußkappe 4. diese Isolation durch elektrisch sahlechtleitende oder nur bei Überschreiten einer besti.mmtenGrenzspannung leitend werdende Schutzüberzüge 8 ersetzt ist. Die Zünderdrähte werden innerhalb des Zünders an Polträgern 9 befestigt. Der Zündsatz io wird von dem Schutzüberzug i i, ,der mit den spannungsführenden Zünderdrähten verbunden ist, nach Art eines Käfigs umhüllt, so daß bei einer Entladung statischer Elektrizität ein Durchschlag durch den Zündsatz hindurch verhindert wird.Kapsehvand i with explosives 2 and 3 is at the open end through a lead capsule q. sealed gas-tight with rubber ring 5. In this lead cap the detonator wires 6 are pressed in with the rubber insulation 7, within the Closure cap 4. this insulation by means of electrically low-voltage conductors or only with Exceeding a certain limit voltage, protective coatings 8 that become conductive are replaced is. The igniter wires are attached to pole carriers 9 inside the igniter. Of the Ignition charge io is covered by the protective coating i i, which is connected to the energized ignition wires is connected, encased in the manner of a cage, so that more static when discharged Electricity prevents a breakdown through the primer.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Against unintended ignition by static Electricity-backed electric detonators, characterized in that the detonators and / or: the detonator wires within the bushing through the metallic detonator closure with complete or partial omission of the isolation in whole or in part are covered by such electrically conductive substances or mixtures of substances, their electrical resistance is significantly greater than that of the ignition charge or the glow bridge.

2. Electric igniter according to claim i, .da-'durc'h characterized in that the coating consists of masses whose resistance depends on the voltage, e.g. B. liters or semiconductors with poor contacts among themselves.

3. Electric detonator after Claims i and 2, characterized by a coating made of a thin, non-contiguous one Metal layer that is vapor-deposited, sprayed on after the metal spraying process or a binder layer containing finely divided metals.