ES2252835T3 - Detonador con carga de ignicion flojamente compactada. - Google Patents

Detonador con carga de ignicion flojamente compactada.

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ES2252835T3 ES98920824T ES98920824T ES2252835T3 ES 2252835 T3 ES2252835 T3 ES 2252835T3 ES 98920824 T ES98920824 T ES 98920824T ES 98920824 T ES98920824 T ES 98920824T ES 2252835 T3 ES2252835 T3 ES 2252835T3
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Abstract

Un iniciador (100) montado a partir de un alojamiento (112), una carga de salida (11) y un medio iniciador (110, 120, 58, 54) incluye una carga de ignición pulverulenta (46a) dispuesta en iniciación directa respecto del medio iniciador, y na carga de salida (¡) que puede contener una carga de deflagración a detonación (DDT) pulvelurenta (144a) y una carga básica explosiva (144b). La carga de ignición (46a) tiene una dimensión particular media inferior a 10 micras, o incluso inferior a 5 micras, por ejemplo entre 1 y 2 micras. El medio iniciador puede comprender un puente semiconductor (18) y la carga de ignición (46a) puede compactarse con una fuerza inferior a 5.880 psi, por ejemplo una c fuerza de 1.000 psi. En otro modo de realización, un iniciador (2109 incluye un iniciador eléctrico de poca energía (234), una carga de ignición BNCP envasada sin apretar (218) y una carga de salida pirotécnica (214).

Description

Detonador con carga de ignición flojamente compactada.
Antecedentes de la invención Campo de la invención
La presente invención se refiere a un detonador del tipo indicado en la porción de preámbulo de la reivindicación 1. Se conoce un detonador de dicho tipo por US-A-4.989.515, que describe un ignitor incluyendo un hilo puente en contacto con una carga de ignición incluyendo termita, una composición incendiaria. La carga de ignición está en contacto con una carga de salida de termita. La carga de ignición es compactada a 50-70% de su densidad máxima teórica (DMT) mientras que la carga de salida es compactada a 90-99% DMT.
La Patente de Estados Unidos 4.727.808, concedida el 1 de marzo de 1988 a Wang y otros, describe un detonador iniciado eléctricamente, unos medios de ignición tales como cabezal fusible (9) o un hilo de resistencia eléctrica, hilo de detonación de baja energía, tubo NONEL o fusible de seguridad (véase la columna 4, líneas 41-44 y la columna 7, líneas 21-28) y una carga de iniciación en relación de iniciación a él. La carga de iniciación incluye un explosivo secundario, tal como PETN (tetranitrato de pentaeritritol), RDX (ciclo-1,3,5-trimetilen-2,4,6-trinitramina), o su mezcla, con un tamaño de partícula que puede ser inferior a 30 micras (\mum) y que se puede comprimir a una densidad en el rango de 1,2 a 1,6 gramos por centímetro cúbico (g/cc) (véase la columna 5, líneas 11-32). La carga de iniciación se utiliza para iniciar la carga base del detonador. Una carga intermedia puede estar dispuesta entre la carga de iniciación y la carga base y puede tener una densidad aún menor, por ejemplo, de 0,8 a 1,4 g/cc (véase la columna 5, líneas 33-45). El ejemplo 7 muestra una prueba que emplea PETN a un tamaño de partícula de 5 a 15 \mum y un apisonamiento de 133 kg para una vaina de contención que tiene un diámetro externo de 6,5 milímetros (mm)
\hbox{y
un grosor de pared de 0,6 mm.}
Los "medios de ignición" indicados en la patente de Wang y otros toman o emiten grandes cantidades de energía con relación a elementos de iniciación de baja energía tal como SCBs. Además, dados los tipos de medios de ignición contemplados por Wang y otros, el tiempo de función para los detonadores descritos será del orden de aproximadamente 50 microsegundos. A causa de este tiempo de función prolongado, los detonadores de Wang y otros tienen que realizar el confinamiento y cámara vacía en el detonador para evitar que la vaina del detonador sea destruida por los productos gaseosos de la carga de ignición antes de que se inicie la reacción de detonación en la carga base. En la realización de la figura 13, el interior hueco del fusible de seguridad 16 proporciona la cámara vacía para este dispositivo.
Fyfe y otros, en un artículo titulado "BNCP Prototype Detonator Studies Using a Semiconductor Bridge Initiator", describe el uso de BNCP (tetraamina-cis-bis (5-nitro-2H-tetrazorato-N^{2}) cobalto (III) perclorato) para uso en detonadores eléctricos que incorporan un puente semiconductor (SCB) en confinamientos soldados de acero inoxidable 304. Un dispositivo de prueba contenía 25 miligramos de BNCP prensados a 7,03 kg/mm^{2} (10.000 psi); otro contenía 49 miligramos de BNCP prensados a 14,06 Kg/mm^{2} 20.000 psi).
Pruebas de sensibilidad de ignición para dos tamaños de partícula diferentes de BNCP, 15 y 25 micras, realizadas con un tiempo de subida de 15 microsegundos, mostraron que las partículas más grandes tardaban aproximadamente el doble en inflamarse que las partículas más pequeñas a 3,5 amps, y, a 1,5 amps, las partículas más pequeñas se inflamaban, pero las partículas más grandes no. Además, a un tiempo de subida de cincuenta microsegundos, las partículas más pequeñas eran menos sensibles a la temperatura que las partículas más grandes.
El SCB empleado por Fyfe y otros medía 90 x 270 x 2 \mum, y consumía varios miliJoules de energía para inflamar el BNCP. El no disparo a 1 vatio, 1 amperio referido de estos detonadores indica que la carga de BNCP actuaba como un disipador térmico que disipaba rápidamente el calentamiento óhmico del SCB a la corriente de no disparo de 1 vatio, 1 amperio. Tal absorción de calor bajo condiciones de no disparo indica que el BNCP estaba altamente compactado.
Un fabricante de BNCP ha publicado literatura de producto proponiendo el uso de BNCP en lugar de azida de plomo como una carga de iniciación explosiva primaria y que BNCP es un explosivo DDT con una densidad máxima teórica de 2,03 g/cc.
La Patente de Estados Unidos 4.484.960 de Rucker, de 27 de noviembre de 1984, describe un detonador de hilo puente incluyendo una composición de ignición de boro/óxido férrico. Las partículas de óxido férrico están en el rango de 0,2 a 1,2 \mum. En el ejemplo, la composición de ignición se carga floja en una vaina del detonador en contacto con el hilo puente.
Resumen de la invención
La presente invención se define en la reivindicación 1. Así, la invención proporciona un detonador incluyendo una caja, unos medios de iniciación electrónicos de baja energía en la caja, y una carga de ignición dispuesta en la caja en relación de iniciación directa a los medios de iniciación y en un estado de compactación, preferiblemente de menos de 4,92 Kg/mm^{2} (7.000 psi). La carga de ignición sirve para producir una señal de deflagración en la caja en respuesta a una señal de iniciación de baja energía de los medios de iniciación, e incluye partículas que tienen un tamaño medio de partícula de menos de 10 \mum. También hay una carga de salida en la caja para producir una señal de salida en respuesta a la señal de deflagración de la carga de ignición.
Según un aspecto de la invención, la carga de ignición puede estar dispuesta en una forma polvorienta y se puede someter a una fuerza de compactación de menos de 4,1 Kg/mm^{2} (5.880 psi). Por ejemplo, la carga de ignición se somete a una fuerza de compactación de menos de 2,11 Kg/mm^{2} (3.000 psi), o inferior a 1,41 Kg/mm^{2} (2.000 psi).
Preferiblemente, la carga de ignición incluye BNCP.
Según esta invención, el detonador incluye unos medios de iniciación para producir una señal de iniciación que libera menos de aproximadamente 850 microJoules a la caja. Opcionalmente, los medios de iniciación pueden liberar menos de aproximadamente 425 microJoules a la caja, o menos de aproximadamente 250 microJoules, o incluso menos de aproximadamente 100 microJoules a la caja.
Se prefiere en general que la carga de ignición incluya partículas de BNCP que tienen un tamaño medio de menos de 10 \mum, o menos de 5 \mum, por ejemplo, con un diámetro medio del orden de desde aproximadamente 0,5 \mum a 2 \mum.
Típicamente, los medios de iniciación incluyen un elemento de iniciación de puente semiconductor (SCB).
Según otro aspecto de esta invención, el iniciador incluye una carga de ignición dispuesta en estado de compactación de menos de 65,9 por ciento de su densidad máxima teórica (DMT). Por ejemplo, la carga de ignición puede estar dispuesta en forma polvorienta y está en un estado de compactación en el rango de aproximadamente 49 a 65 por ciento de su DMT, o del orden de desde aproximadamente 49 a aproximadamente 59 por ciento de su DMT.
En realizaciones más específicas, la invención proporciona una unidad de iniciación de baja energía en la caja incluyendo un SCB y una carga de ignición dispuesta en la caja en relación de iniciación directa al SCB. La carga de ignición puede incluir BNCP que tiene un tamaño de partícula de menos de 10 \mum de diámetro medio y en un estado de compactación de menos de 4,92 Kg/mm^{2} (7.000 psi).
Opcionalmente, la carga de ignición puede incluir una bola adherente dispuesta en el SCB. La bola puede incluir una mezcla de BNCP y un aglutinante.
En una realización concreta, el iniciador puede incluir una vaina de contención fijada a los medios de iniciación en la caja, y la carga de ignición puede estar dispuesta dentro de la vaina de contención.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1A es una vista esquemática, en parte en sección transversal, que muestra un detonador según una realización de la presente invención.
La figura 1B es una vista, ampliada con relación a la figura 1A, de la copa de aislamiento y componentes de la carga de inflamación del detonador de la figura 1A.
La figura 2 es una vista en perspectiva parcialmente en sección transversal de una unidad de iniciación que incluye una carga de ignición según una realización de la invención.
La figura 2A es una vista parcial similar a la figura 2 de una unidad de iniciación según otra realización de la invención.
La figura 3 es una vista esquemática en sección transversal de un iniciador de salida pirotécnico según una realización concreta de la presente invención.
La figura 4 es una vista en perspectiva ampliada del conjunto iniciador de puente semiconductor (SCB) del detonador de la figura 3.
La figura 5A es una vista ampliada en alzado del elemento iniciador de SCB en el conjunto iniciador de la figura 4.
Y la figura 5B es una vista del elemento iniciador de SCB de la figura 5A tomada a lo largo de la línea 5B-5B.
Descripción detallada de la invención y sus realizaciones preferidas
La presente invención se refiere a una mejora en la iniciación de detonadores e iniciadores pirotécnicos (denominados a veces colectivamente aquí "dispositivos de salida rompedora" o "iniciadores"). Un dispositivo de salida rompedora según la presente invención incluye en general una caja que contiene una carga de salida, unos medios de iniciación de baja energía y una carga de ignición entre los medios de iniciación y la carga de salida. La carga de ignición está configurada de manera que sea sensible a la baja energía emitida por los medios de iniciación, y tenga suficiente energía de salida para iniciar la carga de salida. La carga de salida proporciona la señal de salida principal del dispositivo.
Los medios de iniciación de la presente invención proporcionan una señal de iniciación de baja energía para el interior de la caja de detonador tal como la que puede proporcionar un elemento iniciador de puente semiconductor de 1 ohmio que mide 17 x 36 x 2 micras ("\mum"), que puede consumir menos de aproximadamente 850 microJoules para producir un plasma de iniciación.
En un dispositivo de salida rompedora según la presente invención, la carga de ignición está dispuesta en la caja de manera que permita que sea iniciada por una señal de energía más baja procedente de los medios de iniciación que la que habría sido efectiva para iniciadores de la técnica anterior. Por ejemplo, un SCB de 1 ohmio que mide 17 x 36 x 2 \mum puede iniciar una carga de ignición según la presente invención con menos de aproximadamente 850 microJoules de energía.
La carga de ignición es sensible a los medios de iniciación y, después de la iniciación, proporciona en la caja una deflagración por combustión rápida suficiente para iniciar la carga de salida. La carga de ignición de la presente invención tiene en general un tamaño medio de partícula de menos de 10 micras, y se empaqueta preferiblemente de forma suelta en la caja, por ejemplo, a una presión de compactación de menos de 4,92 Kg/mm^{2} (7.000 libras por pulgada cuadrada ("psi")), como se describe más adelante. La carga de ignición está dispuesta en relación de iniciación directa a los medios de iniciación, es decir, no hay carga interviniente entre la salida de los medios de iniciación y la carga de ignición, y, preferiblemente, no hay espacio vacío entre ellos. Típicamente, los medios de iniciación incluyen un puente semiconductor (SCB) que está en contacto físico directo con la carga de ignición. Preferiblemente, la carga de ignición incluye BNCP.
En el caso de un dispositivo de salida rompedora según esta invención que incluye un detonador, la carga de salida incluye un material explosivo. Opcionalmente, la carga de salida de un detonador puede incluir una carga base y una carga distinta de transición de deflagración a detonación (DDT) para producir una señal de detonación para iniciar la carga base. En algunas realizaciones de dichos detonadores, la carga base puede incluir el mismo material reactivo que la carga DDT pero, en otras realizaciones, puede incluir materiales diferentes. Por ejemplo, en una realización, la carga DDT puede incluir BNCP y la carga base puede incluir PETN (tetranitrato de pentaeritritol), pero en otras realizaciones, la carga DDT y la carga base pueden incluir, por ejemplo, BNCP. Como es conocido en la materia, una carga DDT se presenta preferiblemente en forma de partículas más grandes que una carga de ignición. Por consiguiente, la carga DDT de la presente invención incluye preferiblemente partículas que tienen un tamaño medio de 25 \mum o mayor. En el caso alternativo de un iniciador pirotécnico según esta invención, la carga de salida incluye típicamente un material pirotécnico con la exclusión sustancial de material explosivo que generará una señal de salida de detonación.
Con referencia ahora a la figura 1A se muestra un detonador digital de retardo según una realización de la presente invención. El detonador de retardo 100 incluye medios de iniciación para proporcionar una señal de entrada no eléctrica al interior del detonador. Los medios de iniciación en la realización ilustrada incluyen un tubo de choque 110, una carga multiplicadora 120, un módulo transductor 58 y un módulo electrónico 54. El módulo transductor convierte la señal de entrada no eléctrica en una señal electrónica. A efectos de fabricación, el módulo transductor 58 se fija a un extremo del módulo electrónico 54 y se fija un tapón de transición 46 incluyendo la carga de ignición al otro extremo para formar una unidad de iniciación de retardo electrónica 55, que se describe con más detalle más adelante.
Como es conocido por los expertos en la materia, el tubo de choque incluye tubo hueco de plástico, cuya pared interior está recubierta con un material explosivo de manera que, a la ignición, se propague a través del tubo una onda de choque de baja energía. Véase, por ejemplo, Thureson y otros, Patente de Estados Unidos 4.607.573, concedida el 26 de agosto de 1986. Se ha de entender, sin embargo, que se puede usar otros medios no eléctricos de transmisión de señal tal como un hilo de detonación, hilo de detonación de baja energía, tubo de choque de baja velocidad y análogos. En general, en la realización ilustrada se puede emplear cualquier medio no eléctrico adecuado de transmisión de señal de impulso.
El tubo de choque 110 se monta en una vaina del detonador o caja 112 por medio de un casquillo adaptador 114 alrededor del que se riza una caja generalmente tubular 112 en frunces 116, 116a para fijar el tubo de choque 110 y formar un sello protector del medio ambiente entre el casquillo adaptador 114 y la superficie exterior de tubo de choque 110. La caja 112 tiene un extremo abierto 112a que recibe el casquillo 114 y el tubo de choque 110, y un extremo opuesto cerrado 112b. La caja 112 se hace de un material conductor eléctrico, usualmente aluminio, y es preferiblemente del tamaño y forma de las cápsulas de detonación convencionales, es decir, detonadores. Una caja de aluminio típica tiene un diámetro interno de 6,6 mm (0,26 pulgada) y un diámetro externo de 7,52 mm (0,296 pulgada). Un segmento 110a de tubo de choque 110 se extiende dentro de la caja 112 y termina en un extremo 110b muy cerca de, o en contacto de tope con, una copa antiestática de aislamiento 118.
La copa de aislamiento 118, como se aprecia bien en la figura 1B, es de un tipo conocido en la técnica y se hace de un material semiconductor, por ejemplo, un material polimérico relleno de carbono, de manera que forme un recorrido a tierra para disipar la electricidad estática que pueda avanzar a lo largo del tubo de choque 110. Por ejemplo, véase la Patente de Estados Unidos 3.981.240 de Gladden, concedida el 21 de septiembre de 1976. Una carga de inflamación de baja energía 120 está colocada junto a, y en relación de comunicación de fuerza con, la copa de aislamiento 118. Como se aprecia bien en la figura 1B, la copa de aislamiento 118 incluye, como es conocido en la técnica, un cuerpo generalmente cilíndrico (que tiene generalmente forma de un cono truncado, con el diámetro mayor colocado más próximo al extremo abierto 112a de la caja 112) que se divide por una membrana fina rompible 118b en una cámara de entrada 118a y una cámara de salida 118c. El extremo 110b del tubo de choque 110 (figura 1A) se recibe dentro de la cámara de entrada 118a (el tubo de choque 110 no se representa en la figura 1B para mayor claridad de la ilustración). La cámara de salida 118c proporciona un espacio de aire o separador entre el extremo 110b del tubo de choque 110 y la carga multiplicadora 120. En la operación, la onda de choque que avanza a través del tubo de choque 110 romperá la membrana 118b y atravesará el separador proporcionado por la cámara de salida 118c y chocará con la carga multiplicadora 120 y la detonará.
La carga multiplicadora 120 incluye una pequeña cantidad de un explosivo primario 124 tal como azida de plomo (o un explosivo secundario adecuado tal como PETN o BNCP), en el que está dispuesto un primer elemento amortiguador (no explosivo) 126. El primer elemento amortiguador 126, que está situado entre la copa de aislamiento 118 y el explosivo primario 124, protege el explosivo primario 124 contra la presión a la que se somete durante la fabricación.
Un amortiguador no conductor 128 (no representado en la figura 1A), que mide típicamente 0,76 mm (0,030 pulgada) de grueso, está situado entre la carga multiplicadora 120 y un módulo transductor 58 (descrito con más detalle más adelante) para aislar eléctricamente el módulo transductor 58 de la carga multiplicadora 120.
La copa de aislamiento 118, el primer elemento amortiguador 126, y la carga multiplicadora 120 se pueden montar convenientemente en una vaina multiplicadora conductora eléctrica 132 como se representa en la figura 1B. La superficie exterior de la copa de aislamiento 118 está en contacto conductivo con la superficie interior de la vaina multiplicadora 132 que a su vez está en contacto conductivo con la caja 112 para proporcionar un recorrido de la corriente eléctrica para la electricidad estática descargada del tubo de choque 110. En general, la vaina multiplicadora 132 se introduce en la caja 112 y la caja 112 se riza para retener en ella la vaina multiplicadora 132 así como para proteger el contenido de la caja 112 contra el entorno.
Como se indicó anteriormente, el módulo transductor 58 se acopla con un módulo electrónico 54 que a su vez está conectado a un tapón de transición 46 para formar una unidad de iniciación de retardo electrónica 55. Un manguito de acero opcional, de extremos abiertos 21 rodea el módulo electrónico 54 y el tapón de transición 46 para protegerlos contra la deformación lateral de la caja 112. El tapón de transición 46 incluye una carga de ignición según la presente invención, como se describirá más completamente a continuación con relación a la figura 2. Junto al tapón de transición 46 hay un segundo elemento amortiguador opcional 142, que es similar al primer elemento amortiguador 126. El segundo elemento amortiguador 142 separa el tapón de transición 46 de la carga de salida 144, que incluye una carga DDT 144a que es sensible a la carga de ignición del módulo electrónico 54 y que es capaz de convertir la señal pirotécnica de la carga de ignición en el tapón de transición 46 a una señal de onda de choque de detonación. La carga de salida 144 incluye preferiblemente una carga base 144b de explosivo secundario, por ejemplo, PETN, RDX (ciclo-1,3,5-trimetilen-2,4,6-trinitramina) o análogos, que proporciona la principal salida explosiva del detonador, que se puede usar para iniciar un explosivo multiplicador fundido, dinamita, etc.
La figura 2 proporciona una vista en perspectiva parcialmente en sección transversal de una unidad electrónica de iniciación de baja energía 55. El módulo electrónico 54 de la unidad de iniciación 55 incluye varios componentes de circuito incluyendo un temporizador de circuito integrado 22, una resistencia temporizadora 36, un circuito integrado de conmutación 20, un condensador de almacenamiento 12, una resistencia de drenaje 16 y cables de salida 37 que proporcionan un terminal de salida. Los varios componentes están dispuestos dentro de una encapsulación protectora 15. También hay un puente semiconductor (SCB) 18 que mide 17 x 36 x 2 \mum, dispuesto a través de cables de salida 37, que suministra la señal de iniciación al interior de la caja de detonador. El tapón de transición 46 incluye una vaina de contención 46b que se riza sobre la región de cuello 44 de la encapsulación 15. La vaina de contención 46b contiene y sujeta una carga de ignición 46a en relación de iniciación directa a SCB 18. En otros términos, no hay carga interviniente de material reactivo o un espacio vacío entre la carga de ignición 46a y el SCB 18. Para disponer el SCB 18 en relación de iniciación directa con la carga de ignición 46a en el detonador ilustrado, el SCB 18 se puede embeber en la carga de ignición 46a, como se representa. La carga de ignición 46a puede incluir, por ejemplo, aproximadamente de 10 a 20 miligramos de un material explosivo primario o un sustituto adecuado del mismo, tal como BNCP. Preferiblemente, la carga de ignición 46a consta esencialmente de BNCP, con la exclusión de materiales que evitarían la iniciación de BNCP en las condiciones descritas en la presente memoria, es decir, a baja compactación, confinamiento suave e iniciación a baja energía.
Como se ha indicado anteriormente, la carga de ignición 46a incluye partículas pequeñas, por ejemplo, con un tamaño medio de partícula de menos de 10 \mum. Además, la carga está preferiblemente en un estado de baja compactación o baja densidad. En la realización ilustrada, antes de fijar el tapón de transición 46 a la encapsulación 15, la carga de ignición polvorienta 46a se dispone suelta en la vaina 46b, que está dimensionada y configurada para recibir el extremo de encapsulación 15. Por ejemplo, la carga de ignición 46a se puede verter a la vaina 46b en forma en polvo y permanecer allí sin someterse a apisonamiento o "compresión" o "compactación", excepto en la medida en que el SCB 18 y el extremo del módulo electrónico producen compactación cuando el SCB se introduce en la carga de ignición 46a, que se puede reducir por consiguiente. Esto contrasta con la práctica de la técnica anterior que describía una compactación, por ejemplo, a 7,03 Kg/mm^{2} (10.000 psi). Opcionalmente, se puede realizar compactación suave a menos de 4,92 Kg/mm^{2} (7.000 psi), por ejemplo, menos de 2,81 Kg/mm^{2} (4.000 psi), menos de 2,11 Kg/mm^{2} (3.000 psi) o menos de 1,41 Kg/mm^{2} (2.000 psi), por ejemplo 0,70 Kg/mm^{2} (1.000 psi). El extremo de salida 39 del módulo electrónico 54 y la encapsulación 15 se presiona a la carga de ignición 46a. Una ventaja del uso de dichas presiones de compactación bajas es que se reduce en conjunto la posibilidad de dañar el SCB 18 y el módulo electrónico 54 porque no hay que someter el módulo electrónico 54 a altas fuerzas de montaje. Como resultado, la carga de ignición 46a se comprime ligeramente dentro de la vaina de contención 46b. La vaina de contención 46b se riza después sobre la región de cuello 44 para fijar el tapón de transición 46 sobre la encapsulación 15. El rizado y la resistencia estructural de la vaina 46b son suficientes para evitar que los pasos de montaje siguientes que implican moderada fuerza axial impongan presión adicional entre la carga de ignición 46a y el módulo electrónico 54. Así, el estado de baja compactación de la carga de ignición se conserva aunque los pasos de montaje siguientes impliquen el uso de cierta presión. La vaina de contención 46b se hace de aluminio de 0,127 mm (0,005 pulgada) de grueso o de un material de resistencia similar, y por lo tanto no proporciona el grado de contención evidentemente usado por Fyfe y otros en la descripción explicada anteriormente, pero puede resistir bajas fuerzas de montaje aplicadas axialmente. El manguito 21 es útil para soportar fuerzas de montaje axiales y así proteger el tapón de transición 46 contra la compactación adicional. Sin embargo, dado que el manguito 21 es de extremos abiertos, no contribuye considerablemente a la contención de la carga de ignición 46a, de modo que incluso con la vaina 46b, el manguito 21 y la caja 112, la carga de ignición 46a no está altamente confinada.
Los Solicitantes han hallado que la sensibilidad de las partículas de BNCP no sólo depende del tamaño, sino que también queda afectada por la presión de compactación. Esta conclusión se extrajo de los resultados de pruebas en las que se compactaron polvos de ignición de BNCP de 10 \mum y BNCP de 2 \mum a varias presiones para intentar la iniciación por SCBs de 1 ohmio. Los SCBs medían 17 x 36 x 2 \mum en "fragmentos" de sustrato de silicio y se dispararon usando energía de una unidad de descarga de condensador de 0,47 microfaradios. Los fragmentos de SCB se montaron usando un adhesivo epoxídico dieléctrico sobre plataformas compuestas de Kovar, una marca comercial registrada de CRS Holdings, Inc., que tiene cables conductores que se extienden a su través, conocido en la técnica como una unidad de cabecera. El BNCP se presionó con fuerza variable a soportes de carga de acero a los que se unieron las unidades de cabecera. Los SCBs se dispararon a varios voltajes, con los resultados indicados en
Tabla I.
TABLA I
Tamaño de partícula Presión de compactación Voltaje de disparo Disparo (Sí)/
BNCP medio (\mum) Kg/mm^{2} (Kpsi) (voltios) Fallo (No)
10 7,03 (10) 100
10 7,03 (10) 60
10 7,03 (10) 40
10 4,92 (7) 100
10 4,92 (7) 60
10 4,92 (7) 40 No
10 2,81 (4) 100 No
2 0,70 (1) 60
2 0,70 (1) 40
2 0,70 (1) 40
2 0,70 (1) 30
2 0,70 (1) 25
Los datos de la TABLA I muestran que a medida que disminuye la presión de compactación de BNCP, 10 \mum de BNCP resultan cada vez más insensibles a la iniciación a baja energía. A 4,92 Kg/mm^{2} (7.000 psi), se precisaba una carga de 60 voltios (correspondiente a un nivel de energía almacenada de aproximadamente 850 microJoules, de los que aproximadamente la mitad se estima que han sido consumidos por la circuitería de disparo) para iniciar el BNCP; 40 voltios eran inadecuados. A 2,81 Kg/mm^{2} (4.000 psi), ni siquiera 100 voltios iniciaban BNCP de 10 \mum. Sin embargo, los Solicitantes hallaron que BNCP con tamaños de partícula medios de menos de 10 \mum, por ejemplo, aproximadamente 2 \mum, la sensibilidad se incrementa a un grado en el que se podría lograr iniciación con menos de 60 voltios.
Se realizaron pruebas similares mezclando BNCP de 2 \mum con nitrocelulosa y transformando la mezcla en una pasta, como se describe más adelante. Se aplicaron bolas de la pasta a SCBs como se ha descrito anteriormente y se dejaron secar. Los SCBs se disparan usando varios niveles de voltaje y la ignición del BNCP se logró en el rango de 100 a 30,5 voltios; no se produjo ignición a 30 voltios. Otras pruebas usando BNCP de 1 \mum mostraron que se alcanzaba iniciación a 25 voltios. Todos los tiempos de función eran aproximadamente 10 microsegundos o menos.
Un resultado inesperado de preparar un iniciador con una carga de ignición según la presente invención es que la iniciación se produce tan rápidamente que se reduce la necesidad de confinar los materiales reactivos en el detonador. Por ejemplo, Fyfe y otros consideraron necesario proporcionar un grado significativo de confinamiento para garantizar la adecuada iniciación de una carga BNCP en un detonador, pero examinaban BNCP altamente compactado en un rango de tamaño de 15 a 25 micras. Por otra parte, la Patente de Estados Unidos 4.727.808 de Wang y otros, citada anteriormente, describe la necesidad de un espacio vacío en el detonador. El espacio vacío permite la disipación de presión de la carga de ignición. Dicha disipación es necesaria porque la carga de ignición se quema tan lentamente que la acumulación de presión puede dañar el detonador antes de que se inicie la carga explosiva. En contraposición, la carga de ignición de la presente invención logra una tasa de reacción tan alta que la señal de ignición se transfiere a la carga de salida antes de que se pueda producir daño nocivo en el iniciador. Por consiguiente, se ha eliminado la necesidad de un alto grado de confinamiento o un espacio vacío en la caja. La presente invención puede expresarse opcionalmente como proporcionar uno o ambos de confinamiento suave y contacto directo entre la carga de ignición y los medios de iniciación, en vez de confinamiento fuerte y espacios vacíos para expansión de los gases producto de la carga de ignición producto gases, respectivamente. Sin embargo, si se desea, se puede emplear estructuras que proporcionan confinamiento fuerte.
Además, la carga de ignición se puede iniciar fiablemente con menos energía que la que se precisaba en la técnica anterior. Por ejemplo, una carga de ignición de partículas pequeñas, empaquetada suelta, dispuesta en comunicación de iniciación directa con un puente semiconductor puede ser iniciada por el puente semiconductor con menos de aproximadamente 0,25 miliJoule de energía. La unidad electrónica de iniciación de un detonador para uso con la presente invención se puede configurar para proporcionar menos de 0,1 miliJoule (100 microJoules) de energía. En una realización concreta, se alcanzó una iniciación satisfactoria con una unidad de iniciación configurada para proporcionar aproximadamente 0,068 miliJoule. En contraposición, los detonadores de la técnica anterior requieren que el elemento de iniciación SCB esté provisto de al menos 0,25 miliJoule o más. Véase, por ejemplo, US 5.309.841 de Hartman y otros en la columna 7, líneas 10-15 (0,25 miliJoule); US 4.708.060 de Bickes, Jr., y otros, Ejemplo 1 y columna 6, líneas 7-11 (proponiendo el uso de un puente semiconductor que mide 17 x 35 x 2 micras y disparado con 1 a 5 miliJoules).
Preferiblemente, el tamaño de partícula de la carga de ignición polvorienta es tal que el diámetro de la partícula media no sea mayor que la longitud del puente semiconductor del circuito de retardo 134. En una realización concreta incluyendo un puente semiconductor de 17 micras (\mum) de largo (medido en la dirección de hilo de salida a hilo de salida) x 36 \mum de ancho x 2 \mum de fondo, el diámetro medio de partícula es inferior a 10 \mum, preferiblemente inferior a 5 \mum y puede ser, por ejemplo, del orden de 0,5 a 2 \mum.
Como se ha sugerido anteriormente, el circuito de retardo encapsulado se puede comprimir a la carga de ignición 46a con poca presión con relación a los detonadores de la técnica anterior. La presión de apisonamiento en la carga de ignición puede ser menos de aproximadamente 2,81 Kg/mm^{2} (4.000 psi), por ejemplo, o incluso inferior a 1,41 Kg/mm^{2} (2.000 psi). En un proceso de montaje concreto, el módulo electrónico 54 se puede comprimir a la carga de ignición 46a con una fuerza de aproximadamente 0,70 Kg/mm^{2} (1.000 psi). La densidad resultante de la carga de ignición 46a será considerablemente inferior a la de las cargas de ignición convencionales. En realizaciones típicas de esta invención, la carga de ignición 46a se presiona a menos de 80 por ciento de su densidad máxima teórica ("DMT"), por ejemplo, la carga de ignición 46a se puede comprimir a menos de 65,9 por ciento de su DMT. Por ejemplo, una carga de ignición 46a incluyendo BNCP puede tener una densidad en el rango de 1 a 1,32 gramos por centímetro cúbico (g/cc) (aproximadamente 49 a 65 por ciento DMT) por ejemplo, la carga de ignición 46a puede tener una densidad en el rango de desde aproximadamente 1 a 1,2 g/cc (aproximadamente 49 a aproximadamente 59 por ciento DMT). Con la carga de ignición en dicho estado de compactación baja, no se depende de los elementos estructurales de un detonador según la presente invención, es decir, la caja 112, el tapón de transición 46, y el manguito 21, para realizar el confinamiento de la carga DDT, y se pueden hacer de material menos rígido y más fino del que se requeriría si tuviese que resistir la presión de 7,03 Kg/mm^{2} (10.000 psi) o 14,06 Kg/mm^{2} (20.000 psi), como describe Fyfe. Tales elementos estructurales proporcionarían entonces confinamiento suave de la carga de ignición en lugar de confinamiento fuerte como describen Fyfe y otros. La baja presión de apisonamiento entre la encapsulación, el circuito electrónico de retardo y la carga de ignición es ventajosa porque reduce la posibilidad de que el proceso de montaje dañe el SCB 18 y/o el circuito electrónico de retardo.
En realizaciones alternativas, una bola incluyendo la carga de ignición polvorienta se puede aplicar o adherir directamente sobre el SCB 18, para garantizar buen contacto físico de las partículas de la carga de ignición con el SCB. La bola, que se aplica típicamente como una pasta de partículas que se puede secar en el SCB y así adherirse a él, proporciona típicamente aproximadamente 5 miligramos (mg) o menos de material reactivo sólido en el SCB, y el SCB recubierto se puede comprimir al resto en polvo de la carga de ignición en el tapón de transición 46. Dicha pasta incluye la carga de ignición particulada en un medio fluido tal como agua, líquido orgánico volátil, o análogos y, opcionalmente, un aglutinante. Preferiblemente, el aglutinante incluye material reactivo tal como nitrocelulosa. Opcionalmente, la bola puede incluir totalmente la carga de ignición del detonador, y el SCB recubierto se puede comprimir a la carga de salida, por ejemplo, a la porción de carga DDT de una carga de salida. El SCB recubierto con bola se puede comprimir a una carga incluyendo material adicional de carga de ignición o material de grado DDT, con una fuerza de menos de 4,92 Kg/mm^{2} (7.000 psi), como se ha descrito anteriormente. Alternativamente, el tapón 46 puede ser de extremos abiertos y se puede llenar con la pasta después de fijarse a la encapsulación 15. La pasta se seca después antes de introducir el módulo electrónico en la caja de detonador.
En todas las realizaciones en las que el BNCP se deposita como una bola en el SCB, el material en la bola secada experimenta solamente la presión de compactación con la que la bola se presiona a una carga siguiente u otro componente en la caja de detonador.
Como se indica en la figura 2, el módulo electrónico 54 se puede dimensionar y configurar de manera que tenga cables de salida eléctrica 37 que sobresalgan a la carga de ignición 46a de manera que el SCB 18 pueda estar rodeado por, o embebido en, la carga de ignición 46a. Tal disposición mejora la fiabilidad con la que el SCB 18 inicia la carga de ignición 46a dejando un alto grado de contacto superficial entre ellos, en contraposición a tener un SCB montado plano en un sustrato de soporte.
El módulo electrónico 54 se diseña de manera que los cables de salida 37 y los cables eléctricos de entrada 56 sobresalgan de respectivos extremos opuestos del módulo electrónico 54. El módulo transductor 58, que incluye un transductor piezoeléctrico 14 y dos cables de transferencia 62, se encierra dentro de una encapsulación de transductor 64 que está dimensionada y configurada para enganchar el manguito 21 de manera que el módulo transductor 58 se pueda fijar sobre el extremo del manguito 21 con cables de transferencia 62 en contacto con cables de entrada 56. Preferiblemente, el módulo electrónico 54, el manguito 21 y el módulo transductor 58 están dimensionados y configurados de manera que, cuando estén montados, como se representa en la figura 2, se cree un intervalo de aire indicado en 66 entre el módulo electrónico 54 y el módulo transductor 58. De esta forma, el módulo electrónico 54 está protegido al menos parcialmente contra el impulso de presión inicial que hace que el transductor piezoeléctrico 14 cree el pulso eléctrico que activa el módulo electrónico 54. La presión impuesta por dicho pulso inicial es transferida mediante el módulo transductor 58 sobre el manguito 21, como se indica con flechas de fuerza 68, en vez de sobre el módulo electrónico 54.
La carga de ignición 46a se dispone en la caja de detonador en relación de transferencia de señal a la porción de carga DDT 144a de la carga de salida 144. Como se ha indicado anteriormente, la función de carga DDT 144a es convertir la señal pirotécnica de la carga de ignición 46a en una señal de detonación suficiente para iniciar una salida de detonación de la carga base 144b de la carga de salida 144. La carga de salida 144 proporciona la salida explosiva para el detonador e incluye en general un material explosivo secundario. Según la presente invención, la carga DDT 144a es una carga polvorienta incluyendo partículas más grandes que las utilizadas convencionalmente en la técnica anterior que pueden incluir, por ejemplo, aproximadamente 75 a 150 miligramos de material. Las partículas de DDT bastas tienen generalmente al menos aproximadamente 25 micras de diámetro, preferiblemente al menos 50 micras de diámetro y, en una realización concreta, tienen un diámetro medio en el rango de aproximadamente 100 a 120 micras. En una realización preferida de la invención, la carga DDT 144a incluye BNCP que se puede comprimir en la caja de detonador con una presión de apisonamiento de, por ejemplo, aproximadamente 7,03 Kg/mm^{2} (10.000 psi). Tal carga DDT tendrá típicamente una profundidad de aproximadamente 6,35 mm (1/4 pulgada) en una caja de detonador que tiene un diámetro interno de 6,6 mm (0,26 pulgada) y un diámetro externo de 7,52 mm (0,296 pulgada).
La carga base 144b incluye un material explosivo secundario, por ejemplo, PETN, que es iniciado por la carga DDT 144a y que proporciona la señal de salida para el detonador. Opcionalmente, la carga base 144b puede incluir el mismo material explosivo que la carga DDT 144a, por ejemplo, ambas cargas pueden incluir BNCP. Sin embargo, BNCP es relativamente caro, de modo que se prefiere limitar el BNCP a la carga de ignición y la carga DDT, y utilizar PETN, que es menos caro que BNCP, para la carga base del detonador. El uso de BNCP en unión con la carga base secundaria es ventajoso con relación al uso de azida de plomo porque BNCP carece de plomo y por lo tanto es más aceptable desde el punto de vista del medio ambiente y del peligro para la salud. Además, BNCP tiene una mayor fuerza de salida que la azida de plomo, y así contribuye a la salida explosiva del detonador en mayor grado que la azida de plomo. Como resultado, la cantidad de explosivo secundario de la carga base 144b se puede reducir proporcionalmente. El explosivo secundario de la carga base 144b se dispone en una cantidad adecuada para producir (en combinación con la salida de la carga cebada) una señal de salida de la intensidad deseada. Una cantidad típica de material de carga base es aproximadamente 500 a 1000 miligramos.
Un detonador, tal como el detonador 100, se puede montar introduciendo diversos elementos en una caja de detonador metálica típica que tiene un extremo cerrado y un extremo abierto. Los elementos se introducen en la caja secuencialmente, disponiéndose el primer elemento contra el extremo cerrado de la caja. En un procedimiento de montaje adecuado para el detonador 100, la carga de salida 144 se puede comprimir a la parte inferior, es decir, al extremo cerrado de la caja 112 bajo presión normal de apisonamiento, por ejemplo, una carga base 144b de PETN se puede comprimir a 7,03 Kg/mm^{2} (10.000 psi) en la caja 112. Se dispone un segundo elemento amortiguador 142 junto a la carga de salida 144. A continuación se introduce la unidad de iniciación 55 en la caja 112 junto al segundo elemento amortiguador 142. Esto coloca el tapón de transición 46 en relación de iniciación a la carga de salida 144 y dispone el módulo transductor 58 hacia el extremo abierto de la caja de detonador. La carga multiplicadora 120 se sitúa así en relación de transferencia de señal con el módulo transductor 58. El extremo del tubo de choque 110, que está encerrado por el casquillo adaptador 114, se introduce en el extremo abierto de la caja de detonador 112 de manera que el extremo 110b del tubo de choque 110 enganche la copa de aislamiento 118 dentro de la vaina multiplicadora 132. En ese punto, la caja de detonador 112 se riza en frunces 116, 116a para fijar el tubo de choque 110 y la unidad de iniciación en la caja de detonador. La carga de ignición de la unidad de iniciación 55 se prepara como se ha descrito anteriormente, de manera que, en el detonador acabado, la carga de ignición permanezca empaquetada suelta.
En la operación, una señal emitida por el tubo de choque 110 (figura 1A) inicia la carga multiplicadora 120, que produce un impulso de presión que activa el transductor piezoeléctrico 14 (figura 2). El pulso de energía eléctrica producido por el transductor piezoeléctrico 14 es recibido y almacenado por el módulo electrónico 54 durante un período de retardo predeterminado. La energía eléctrica es liberada a continuación al SCB 18 para proporcionar la señal de salida de los medios de iniciación del detonador 100. La carga de ignición 46a, al estar en relación de iniciación directa con los medios de iniciación, es decir, con el SCB 18, se inicia por lo tanto, e inicia la carga DDT 144a, que proporciona una onda de choque de detonación para iniciar la carga base 144b (figura 1A).
Un iniciador según la presente invención que genera una señal pirotécnica de salida, es decir, que produce una salida incluyendo calor, llama y gases calientes en lugar de una señal de detonación, tiene varios usos, incluyendo, por ejemplo, la iniciación de cargas generadoras de gas de un airbag de seguridad de automóvil. Tal iniciador puede incluir un SCB que se dispara en respuesta a un impulso eléctrico generado por un sensor en el amortiguador del automóvil al producirse un impacto. La señal generada por el sensor puede ser una señal de baja energía como se ha descrito anteriormente y el SCB se puede configurar de forma similar al SCB de la unidad de iniciación 55 (figura 2). En el caso de un iniciador de airbag, la circuitería de retardo de tiempo no es necesaria en general. En cambio, el SCB puede estar montado en una cabecera y se puede conectar directamente a cables eléctricos para la señal de entrada de iniciación.
Un iniciador de salida pirotécnico según la presente invención se representa esquemáticamente en la figura 3. El iniciador 210 incluye una caja 212 que tiene una configuración generalmente cilíndrica con un extremo cerrado 212a y un extremo abierto 212b y contiene una carga de salida pirotécnica 214 y una carga de ignición 218. La carga de ignición 218 incluye preferiblemente una carga empaquetada suelta de BNCP como se ha descrito anteriormente, por ejemplo, para la carga de ignición 46a (figura 2). La carga de salida 214 incluye un material pirotécnico tal como zirconio perclorato de potasio, titanio perclorato de potasio, etc. Cables de entrada 226a y 226b se extienden al interior de la caja 212 y están fijados en ella por un casquillo de cierre 228 y frunce 230. Los cables de entrada 226a y 226b llevan una señal eléctrica de iniciación a un módulo iniciador 234. El módulo iniciador 234, mejor representado en la figura 4, incluye un elemento iniciador de puente semiconductor 236. Cuando la señal eléctrica de iniciación es transferida mediante cables de entrada 226a y 226b al módulo iniciador 234, el elemento iniciador de SCB 236 inicia la carga de ignición 218 (figura 3), iniciando así la carga de salida del detonador. El casquillo 228 (con cables 226a, 226b) y el módulo iniciador 234 incluyen un conjunto iniciador 235.
El casquillo 228 (figura 4) tiene una porción de cabeza 228a dentro de la que se disponen espárragos conectores 238a y 238b. El casquillo 228 se forma preferiblemente de un material polimérico sintético elástico. La porción de cabeza 228a del casquillo 228 es generalmente cilíndrica y tiene un diámetro que corresponde aproximadamente al diámetro interior de la caja de detonador (no representada), por ejemplo aproximadamente 5,9 mm (0,233 pulgada). El resto del casquillo 228 está dividido en la costura 240 para facilitar la introducción de los extremos expuestos de los cables eléctricos 226a y 226b en los extremos abiertos de los espárragos conectores 238a y 238b. El aro de fijación 242 aplica una presión de fijación en la porción de cabeza 228a del casquillo 228 para contribuir a fijar los cables 226a y 226b en los espárragos conectores 238a y 238b, respectivamente.
El módulo iniciador 234 incluye una pastilla generalmente cilíndrica no conductora 244 que se puede formar de un material polimérico, por ejemplo, una resina epoxi. Terminales conectores 246 y 248 se extienden a través de la pastilla 244 a la superficie superior 234a y la superficie inferior 234b. Cerca de la superficie inferior 234b, los terminales conectores 246 y 248 forman rebajes de acoplamiento 246a, 248a, que están dimensionados y configurados para enganchar espárragos conectores 238a y 238b en el casquillo 228. El elemento iniciador de SCB 236 se adhiere a la superficie superior 234a de la pastilla 244, preferiblemente entre los terminales conectores 246 y 248, de cualquier manera conveniente, por ejemplo, con adhesivo epoxídico. Dos hilos de unión de aluminio de 0,127 mm (0,005 pulgada) 252, 254 se extienden entre los extremos expuestos de los terminales conectores 246 y 248 y los adaptadores conductores asociados (no representados) en el elemento iniciador de SCB 236, y se pueden soldar sónicamente en posición a cada extremo mediante un proceso conocido en la técnica.
Al igual que el casquillo 228, la pastilla 244 es generalmente cilíndrica y tiene un diámetro D que corresponde al diámetro interno de la caja de detonador (no representada). Preferiblemente, los espárragos conectores 238a, 238b y los rebajes de acoplamiento 246a, 248a están configurados de manera que, una vez introducidos los espárragos 238a y 238b en los rebajes 246a, 248a, se retengan con sujeción en ellos, por ejemplo, con un mecanismo de bloqueo tal como un retén de resorte de láminas en los espárragos 238a, 238b y las ranuras correspondientes en los rebajes de acoplamiento 246a, 248a. Así, el módulo iniciador 234 y el casquillo 228 (incluyendo los cables 226a, 226b) se unirán para constituir el conjunto iniciador 235 y para proporcionar continuidad eléctrica entre los cables 226a, 226b y los hilos de unión 252, 254. El conjunto iniciador 235 permite transportar una señal de iniciación desde un dispositivo externo al interior del detonador y, en particular, a la carga de ignición.
Con referencia ahora a las figuras 5A y 5B, se ve que el elemento iniciador del SCB 236 incluye un sustrato no conductor eléctrico 256 que puede incluir una base de silicio 256a con una capa de dióxido de silicio 256b. (Es conocido en la técnica el uso de zafiro como sustrato, y también se podría utilizar otros materiales como alúmina. Se prefiere el silicio a causa de sus propiedades térmicas favorables). Sobre la capa de dióxido de silicio 256b hay una capa de 2 micras de grosor de material semiconductor 258 que puede incluir una capa semiconductora de polisilicio dopada con fósforo en una configuración de reloj de arena con dos adaptadores separados 258a, 258b (figura 5B) unidos por un puente de película fina 260. El puente 260 tiene una anchura 260a, una longitud 260b y un grosor igual al grosor de la capa 258. Un grosor típico de la capa semiconductora 258 es dos micras. El nivel de dopado en la capa 258, que determina la resistividad del material semiconductor, se coordina con la longitud planeada 260b (figura 5B) y la anchura 260a y el grosor del puente semiconductor 260 que se extenderá entre las mesetas metalizadas para proporcionar la resistencia deseada entre ellos.
El elemento iniciador del SCB 236 se puede fabricar por procedimientos conocidos que implican enmascarado fotolitográfico, deposición química en fase vapor, etc, para controlar exactamente el grosor, la configuración y la concentración de dopado de cada capa de material, produciendo un rendimiento altamente consistente para grandes cantidades de SCBs.
En la fabricación del iniciador 210 (figura 3), la carga base 214 se presiona a la caja vacía 212. La carga de ignición 218 se dispone suelta dentro de la caja 212 encima de la carga base 214, pero no se compacta en ella. Los cables de entrada 226a y 226b se fijan por separado en el casquillo 228, y el módulo iniciador 234, que se fabrica como se ha descrito anteriormente, se fija al casquillo 228 introduciendo espárragos conectores 238a y 238b en rebajes de acoplamiento 246a, 248a, para formar el conjunto iniciador. Después, el conjunto iniciador se introduce en la caja a una profundidad a la que el elemento iniciador del SCB 236 contacta la carga base 214 con un mínimo de fuerza de compresión. Se aplica típicamente una presión máxima de aproximadamente 0,70 Kg/mm^{2} (1.000 psi) al conjunto iniciador. Cuando el conjunto iniciador está en posición, se forma el frunce 230 en la caja 212 para retener el casquillo 228 en posición.
Cuando se recibe de los cables 226a y 226b una señal de baja energía eléctrica de iniciación, el puente 260 (figura 5B) se vaporiza, iniciando la carga de ignición 218, que a su vez inicia la carga base 214, que penetra en la vaina 212 para emitir una señal pirotécnica.
Aunque todas las realizaciones ilustradas muestran detonadores cuyos medios de iniciación incluyen elementos de retardo, la invención abarca los llamados detonadores "instantáneos", que carecen de todo elemento de retardo significativo. Además, los medios de iniciación pueden ser totalmente electrónicos en lugar de depender de una línea de transmisión de señal no eléctrica, si se desea.

Claims (21)

1. Un detonador incluyendo
una caja (112) en la que se ha dispuesto unos medios de iniciación para producir una señal de iniciación, una carga de ignición (46a) y una carga de salida (144),
caracterizado porque
- dicha señal de iniciación es una señal de baja energía que libera menos de aproximadamente 850 microJoules a dicha caja (112),
- dicha carga de ignición (46a) está dispuesta en relación de iniciación directa a dichos medios de iniciación para producir una señal de deflagración en dicha caja en respuesta a la señal de iniciación de baja energía de dichos medios de iniciación, y porque
- dicha carga de salida (144) produce una señal de salida de detonación en respuesta a la señal de deflagración de dicha carga de ignición (46a).
2. El detonador según la reivindicación 1, incluyendo medios de iniciación para liberar menos de aproximadamente 425 microJoules a la caja (112).
3. El detonador según la reivindicación 2, incluyendo medios de iniciación para liberar menos de aproximadamente 250 microJoules a la caja (112).
4. El detonador según la reivindicación 3, incluyendo medios de iniciación para liberar menos de aproximadamente 100 microJoules a la caja (112).
5. El detonador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde la carga de ignición (46a) incluye partículas que tienen un tamaño medio de menos de 10 \mum.
6. El detonador según la reivindicación 5, donde la carga de ignición (46a) incluye partículas que tienen un tamaño medio de partícula de menos de 5 \mum.
7. El detonador según la reivindicación 6, donde la carga de ignición (46a) incluye partículas que tienen un diámetro medio del orden de desde aproximadamente 0,5 \mum a 2 \mum.
8. El detonador según la reivindicación 5, donde la carga de ignición (46a) incluye partículas de BNCP.
9. El detonador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde los medios de iniciación incluyen un elemento de iniciación de puente semiconductor (SCB) (18).
10. El detonador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde la carga de ignición (46a) es una carga de ignición polvorienta en un estado de compactación de menos de 49 MPa (7000 psi), y la carga de ignición incluye partículas que tienen un tamaño medio de partícula de menos de 10 \mum.
11. El detonador según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, donde la carga de ignición (46a) es una carga de ignición polvorienta en un estado de compactación de menos de 49 MPa (7000 psi).
12. El detonador según la reivindicación 10 o 11, donde la carga de ignición está dispuesta en una forma polvorienta y se somete a una fuerza de compactación de menos de 41,2 MPa (5880 psi).
13. El detonador según la reivindicación 12, donde la carga de ignición se somete a una fuerza de compactación de menos de 21 MPa (3000 psi).
14. El detonador según la reivindicación 13, donde la carga de ignición se somete a una fuerza de compactación de menos de 14 MPa (2000 psi).
15. El detonador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, estando la carga de ignición (46a) en forma polvorienta y teniendo una densidad de menos de 65,9 por ciento de su densidad máxima teórica (DMT).
16. El detonador según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, donde la carga de ignición (46a) tiene una densidad de menos de 65,9 por ciento de su densidad máxima teórica (DMT).
17. El detonador según la reivindicación 15 o 16, donde la carga de ignición (46a) tiene una densidad del orden de desde aproximadamente 49 a 65 por ciento de su DMT.
18. El detonador según la reivindicación 17, donde la carga de ignición (46a) tiene una densidad del orden de desde aproximadamente 49 a aproximadamente 59 por ciento de su DMT.
19. El detonador según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 18, donde la carga de ignición (46a) incluye una bola adherente dispuesta en el elemento de iniciación de puente semiconductor (18).
20. El detonador según la reivindicación 19, donde la bola incluye una mezcla de BNCP y un aglutinante.
21. El detonador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores incluyendo una vaina de contención (46b) fijada a los medios de iniciación en la caja (112), donde la carga de ignición (46a) está dispuesta dentro de la vaina de contención (46b).
ES98920824T 1997-04-09 1998-03-31 Detonador con carga de ignicion flojamente compactada. Expired - Lifetime ES2252835T3 (es)

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US08/831,664 US5889228A (en) 1997-04-09 1997-04-09 Detonator with loosely packed ignition charge and method of assembly
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