MXPA02002490A - Explosivos con cuerpos incrustados. - Google Patents

Abstract

Se describe una carga explosiva tal ° como una carga impulsadora moldeada o fundida (10, 110, 210) que incluye una carga explosiva (14, 114, 214) que tiene un primer material de matriz explosivo (114a, 214a) con cuerpos discretos (118, 218) de un segundo material incrustados en el mismo. En algunas modalidades, los cuerpos discretos pueden comprender material explosivo y el primer material de matriz explosivo (114a, 214a) puede ser mas sensible a la iniciacion que el material explosivo de los cuerpos discretos (118, 218). En un aspecto separado de la invencion, los cuerpos discretos pueden tener una dimension minima de por lo menos 1 milimetro u, opcionalmente, 1.6 milimetros, sin considerar las propiedades explosivas del material en los mismos. En una modalidad particular, los cuerpos discretos pueden ser conformados como pelotillas cilindricas redondeadas por lo menos en un extremo. La carga impulsadora moldeada (10, 110, 210) puede ser producida al fundir el primer explosivo, al colocar los cuerpos discretos en el mismo y al enfriar el material fundido a forma solida.

Description

EXPLOSIVOS CON CUERPOS INCRUSTADOS * REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUD RELACIONADA Esta solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional Norteamericana No 60/153,497, presentada el 13 de septiembre de 1999. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención La presente invención es concerniente con explosivos que comprenden una fase continua de un primer explosivo que tiene incrustado en el mismo, cuerpos discretos de un segundo explosivo. Más particularmente, la presente invención es concerniente con explosivos moldeados o fundidos del tipo comúnmente referido como explosivos impulsadores o auxiliares . Técnica Relacionada Las cargas impulsadoras o auxiliares son cargas explosivas sólidas utilizadas para iniciar los agentes de detonación tales como mezclas de nitrato de amonio-aceite combustible (ANFO) . Tales cargas impulsadoras están disponibles en una variedad de tamaños y formas, por ejemplo, cilindricas, cónicas, etc, que tienen comúnmente pesos de, por ejemplo, 5 gramos a 2,495 gramos (88 onzas), longitudes de 10.16 a 76.2 centímetros (4 a 30 pulgadas) y diámetros de 1.27 a 12.2 centímetros (0.5 a 5 pulgadas). Las cargas impulsadoras o auxiliares pueden estar compuestas de »-*A»<^..J>aM-h* - M&Ü*il*k .t~_.aaaa.-l... a. « , ,..,. . .-*i~~~** t?»*i* to^1*l?* ?~<*~ ~ ~jl"J»a' A^lil trinitrotolueno (TNT), tetranitrato de pentaeritritol (PETN), ciclo-trimetilen trinitramina (RDX) , ciclotetrametilen tetranitramina (HMX) , pentolita (una mezcla de PETN y TNT) , otros tipos de explosivos tales como mezclas de combustible-agente oxidante y varias mezclas de explosivos. Además, los estabilizantes, emulsificantes y otros aditivos pueden estar presentes en la mezcla explosiva de la carga impulsadora. Estos explosivos todos tienen características individuales en términos de facilidad de iniciación, energía explosiva, potencia rompedora, durabilidad en anaquel, punto de solidificación y otros factores que impactan la seguridad y utilización de las cargas impulsadoras. Las cargas impulsadoras son convencionalmente elaboradas al vaciar en un recipiente, que sirve como un molde, un material explosivo fundido o de otra manera vaciable y al solidificarlo dentro del recipiente. La solidificación del explosivo líquido puede ser por medio del enfriamiento, polimerización, cristalización, reacción química, hidratación, curado u otros métodos conocidos en la técnica. La carga resultante puede ser de cualquier forma adecuada incluyendo forma cilindrica, cónica, irregularmente cónica, esférica y poligonal. Una carga impulsadora moldeada representativa de la técnica previa pesa aproximadamente 286.6 gramos (12 onzas) y puede ser de aproximadamente 11.94 centímetros (4.7 pulgadas) de largo con un diámetro de aproximadamente 4.83 centímetros (1.9 pulgadas). Un accesorio adecuado se puede colocar dentro del recipiente antes de vaciar del explosivo vaciable en el mismo, para proporcionar uno o más asientos iniciadores tales como uno o más orificios (que pueden comprender pasajes abiertos en ambos extremos o cavidades abiertas en un extremo solamente) dentro de la carga impulsadora moldeada. Un dispositivo de iniciación energético o "iniciador", tal como un cordel de detonación de baja energía (LEDC) y/o un detonador, es colocado dentro del asiento iniciador de modo que en la iniciación del iniciador, se detona la carga impulsadora moldeada. Las cargas impulsadoras de vaciado convencionalmente son utilizadas para detonar una masa más grande de agente de detonación tal como la mezcla bien conocida de nitrato de amonio-aceite combustible ("ANFO") . Como se utiliza en la presente, él término "superficie de contacto" o "superficie de iniciación" se refiere a una superficie en la carga impulsadora, opcionalmente en un asiento iniciador (por ejemplo, un orificio, pasaje, cavidad, muesca, endentación, etc.) configurado para recibir un iniciador, que recibe la señal de iniciación procedente del iniciador. La técnica se ha relacionado, entre otras cosas, con la preparación de cargas impulsadoras de vaciado de sensibilidad suficiente, de modo que se pueden iniciar fácilmente mediante iniciadores de baja energía tales como el cordel de detonación de baja energía y detonadores pequeños o de relativamente baja energía. Por ejemplo, en un medio ambiente común de uso, una o más cargas impulsadoras de vaciado son colocadas dentro de un orificio perforado que es parcialmente rellenado con ANFO. El orificio perforado también puede contener algún material base tal como grava triturada para sellar la parte superior del orificio perforado y/o dividir el orificio perforado en dos o más etapas o "cubiertas" de ANFO. En cualquier caso, si las cargas o detonadores impulsadores contenidos dentro de las cargas impulsadoras moldeadas van a ser iniciadas mediante un cordel de detonación, el cordel de detonación debe pasar a través del ANFO u otro agente de detonación. Por lo tanto, es deseable utilizar un cordel de detonación de baja energía para evitar la posibilidad de que la detonación del cordel de detonación inicie el ANFO prematuramente o altere sus propiedades explosivas antes de la iniciación de la carga impulsadora moldeada. Las figura 1 y 1A (técnica previa) muestran un recurso de la técnica previa para incrementar la sensibilidad de una carga impulsadora moldeada. Para preparar la carga 10, PETN 14a puede ser contenido como un polvo dentro de un balón o globo que es envuelto alrededor de un tronco o paja 12a alrededor del cual el cuerpo principal (la lai aíia ai-«t, t ia-a-alfa » ia..... -Íiiá- _ta fase continua) de carga 10 es vaciada como un cuerpo de forma anular 14b de un explosivo que contiene TNT tal como pentolita o composición B (una mezcla de RDX y TNT) . En el uso, un cordel de detonación de baja energía puede ser pasado a través del pasaje 16 como un iniciador, y puede ser anudado debajo del tronco o paja 12a con el fin de prevenir su deslizamiento fuera del pasaje 16. Por lo tanto, el PETN define por lo menos una porción de la superficie de iniciación de la carga 10. El PETN es más sensible que el explosivo que contiene TNT moldeado, pero también es significativamente más costoso. Sin embargo, al proveer PETN en la superficie de iniciación, se mejora significativamente la confiabilidad de iniciación del iniciador. ' En la iniciación del cordel de detonación de baja energía (no mostrados) dentro del pasaje 16, el PETN sensible 14a es detonado, que a su vez detona el cuerpo moldeado menos sensible 14b. La carga impulsadora moldeada 10 es comúnmente utilizada para detonar una masa más grande de un agente de detonación aún menos sensible tal como ANFO, como es bien conocido para aquellos expertos en la técnica. La modalidad de la técnica previa de las figuras 1 y 1A tiene varias desventajas, incluyendo altos costos de producción debido a la necesidad de rellenar balones con el PETN y colocar en posición y retener el balón alrededor de la tronco o paja 12a y dentro de un recipiente cilindrico 12. Si el balón de PETN se omitiera de uno o más recipientes, el resultado sería una carga impulsadora moldeada toda de TNT o basada en TNT (u otro explosivo) , menos sensible, que no sería lo suficientemente sensible para ser iniciada mediante un cordel de detonación de baja energía colocado dentro del pasaje 16. El balón podría ser mal colocado, provocando iniciación no confiable. La invención elimina este problema, y puede incorporar los explosivos más sensibles en una fase continua para definir la superficie de iniciación. Opcionalmente, el material explosivo en la fase continua puede tener una baja permeabilidad al agua y de tal manera podría no requerir aislamiento del agua. La Figura IB es una vista en sección trasversal de otra carga impulsadora 600 de acuerdo con la técnica previa. La carga impulsadora moldeada 600 comprende pelotillas de TNT 640, relleno de explosivo 642 y un núcleo de pentolita 644. La pelotilla 640 y el relleno 642 ambos están compuestos de TNT solamente. La Figura 1C es una vista en sección transversal de aun otra carga impulsadora de la técnica previa 700. La carga impulsadora moldeada 700 comprende relleno de pentolita 750 y una mezcla que contiene TNT menos sensible para el relleno 752. No hay mezcla de pentolita y TNT en esta carga de la técnica previa. Observar que si un detonador no se pone en contacto con el relleno de pentolita 750, la sensibilidad de la carga no podría ser suficiente para asegurar la detonación. Además es conocido en la técnica fabricar el explosivo impulsador a partir de un primer explosivo tal como 5 TNT y poner en contacto o alinear el pasaje con un segundo explosivo que es más sensible a la iniciación que el primer explosivo. La Patente Norteamericana No. 4,776,276, expedida a M.E. Yunan el 11 de octubre de 1988 y titulada "Cast 10 Explosive Primer Initiatable By Lo -Energy Detonating Cord" describe una carga impulsadora moldeada que contiene PETN dispuesta en un manguito alrededor del pasaje a través de la carga donde pasa un cordel de detonación. El PETN alrededor del pasaje es más sensible a la iniciación que el resto del 15 material explosivo del impulsador moldeado, así, su estrecha proximidad al cordel de detonación incrementa la confiabilidad de iniciación. Otros recursos de la técnica previa incluyen incrustar una longitud de cordel de detonación en el pasaje o proporcionar un núcleo de alto 20 contenido de PETN circundado por un cuerpo anular de un explosivo menos sensible. El segundo explosivo más sensible situado en el pasaje es más confiablemente iniciado mediante el cordel de detonación o el detonador colocado dentro del pasaje y a su vez inicia el resto del explosivo impulsador. 25 La patente Norteamericana No. 4,000,021, expedida a Voigt, Jr. el 28 de diciembre de 1976 y titulada "Process For Suspending Particulate Additives In Molten TNT", describe un proceso para suspender aditivos particulados en TNT fundido. Las suspensiones espesas explosivas compuestas se obtienen al dispersar componentes sólidos particulados tales como RDX en TNT fundido en la presencia de una goma soluble en agua, columna 2, líneas 10-16. El objetivo de la invención es proveer un proceso para dispersar sólidos particulados en TNT fundido para permitir la producción de explosivos moldeado de composición uniforme. Los Ejemplos 1 y 4 revelan partículas pequeñas de nitrato de amonio de tamaño de partícula que varía de 150-1000 mieras y los Ejemplos 2-4 revelan el uso de RDX que tiene un tamaño de partícula promedio de 40 mieras. La patente Norteamericana No. 2,384,730, expedida a Davis y colaboradores el 11 de septiembre de 1945 y titulada "Method Of Preparing Cast Explosive Charges" describe una mezcla completa de PETN particulado húmedo con TNT fundido.

El PETN es de preferencia relativamente finamente dividido (columna 2, líneas 9-12) y mezclado completamente con el TNT. La práctica de agregar PETN secado a TNT fundido, con la formación resultante de grumos (supuestamente de PETN) es mencionado (columna 1, líneas 1-9) . Una compañía llamada Canadian Industries Limited o "CIL" se cree que ha fabricado un material impulsador que comprende un núcleo de pentolita circundado por partículas ,¿^£&-,<i^, Í¡i-tÍ?<1??-.-~..-.- ~— - pequeñas y TNT moldeado en el exterior. Se ha conocido en la fabricación de algunos explosivos militares incorporar material particulado inerte con el fin de incrementar la densidad del explosivo en el estado fundido. También se conoce en la técnica agregar partículas sólidas del material fundido para controlar la contracción y la formación de huecos en el cuerpo moldeado. Las referencias de la técnica previa no describen, ya sea individualmente o en combinación, como un explosivo que comprende una pluralidad de cuerpos discretos más grandes (opuesto a partículas de polvo (es decir partículas de un tamaño menor que 1 mm) ) de un material explosivo o de un material inerte, incrustado dentro de una fase continua de otro material explosivo. Estas patentes tampoco describen, individualmente o en combinación, la mezcla de cuerpos discretos de una mezcla basada en TNT menos sensible en una fase continua de pentolita o el uso de cuerpos discretos de material que comprenden más de un compuesto químico explosivo. BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona una carga explosiva que comprende un material de matriz explosivo que tiene en el mismo una pluralidad de cuerpos discretos de un segundo material que es menos sensible a la iniciación que el material de matriz.

En una modalidad particular, el material de matriz puede comprender una combinación de PETN y TNT, y el segundo material puede comprender TNT. De acuerdo con un aspecto de la invención, los cuerpos discretos tienen una dimensión mínima de por lo menos 1 milímetro (mm) , por ejemplo, cuerpos discretos en la forma de pelotillas pueden tener un diámetro y longitud de por lo menos 1 mm. En las modalidades específicas, los cuerpos discretos pueden estar en la forma de cilindros de extremo redondo que tienen longitudes y diámetros de 0.8 centímetros (cm) u opcionalmente 1.6 cm. De acuerdo con otro aspecto de la invención, la carga puede definir una superficie de contacto para un iniciador y los cuerpos discretos pueden ser concentrados lejos de la superficie de contacto para proporcionar una región de alta sensibilidad cercana a la superficie de contacto. De acuerdo con todavía otro aspecto de la invención, la carga explosiva puede comprender una segunda pluralidad de cuerpos discretos de un material explosivo. La presente invención también proporciona una carga explosiva que comprende un material de matriz explosivo que tiene en el mismo una fase interdispersada que comprende una pluralidad de cuerpos discretos de un segundo material, en donde los cuerpos discretos tienen una dimensión mínima de por lo menos 1 mm. Opcionalmente, el segundo material puede comprender un material explosivo que es más sensible a la iniciación que el material que forma el material de matriz. Por ejemplo, el material de matriz puede comprender TNT y en donde el segundo material puede comprender pentolita. Alternativamente, los cuerpos discretos pueden comprender un material explosivo que es menos sensible a la iniciación que el material de matriz o pueden comprender un material no explosivo. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS- La Figura 1 es una vista en planta superior de un explosivo impulsador moldeado de acuerdo con la técnica previa; La Figura 1A es una vista en sección longitudinal tomada a lo largo de la línea A-A de la Figura 1; La Figura IB es una vista en sección trasversal de un explosivo impulsador moldeado de acuerdo con la técnica previa que tiene un núcleo de pentolita; La Figura 1C es una vista en sección transversal de otro explosivo impulsador moldeado de acuerdo con la técnica previa que tiene una capa de pentolita y una capa de TNT. La Figura 2 es una vista en planta superior de un explosivo impulsador moldeado de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Figura 2A es una vista en sección trasversal tai aiatt..á. tomada a lo largo de la línea A-A de la Figura 2. La Figura 3 es una vista en planta superior de un explosivo impulsador moldeado de conformidad con una segunda modalidad de la presente invención; La Figura 3A es una vista en sección trasversal tomada a lo largo de la línea A-A de la Figura 3; La Figura 4 es una vista de elevación de un cuerpo discreto de un segundo explosivo de acuerdo con otra modalidad de la presente invención; La Figura 5 es una vista de elevación de un cuerpo discreto de un segundo explosivo de acuerdo con otra modalidad de la presente invención; La Figura 6 es una vista en sección trasversal de una carga impulsadora de acuerdo con otra modalidad de la presente invención; y La Figura 7 es una vista en sección transversal de un explosivo impulsador moldeado de acuerdo con otra modalidad de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Y LAS MODALIDADES PREFERIDAS DE LA MISMA Un primer aspecto amplio de la presente invención proporciona una carga moldeada que tiene una matriz o cuerpo sólido que comprende un material explosivo dentro del cual está dispuesta una fase interdispersada de cuerpos o regiones discretas de un segundo material que es menos sensible a la 1 iniciación que el material de matriz. En algunas modalidades, la fase interdispersada comprende un material explosivo que es menos sensible a la iniciación que el material de matriz y en otras modalidades, el material que comprende la fase interdispersada puede comprender material no explosivo. Con el fin de asegurar mejor la iniciación de un iniciador de baja energía en una superficie de contacto sobre la carga impulsadora, la matriz puede comprender, cerca de la superficie de contacto, una región en la cual la concentración de cuerpos discretos es menor que en otras regiones de la carga. Comúnmente, la matriz es. formada al vaciar una cantidad de un fluido, por ejemplo, material explosivo fundido en un molde. El material fundido se deja solidificar en una matriz sólida alrededor de los cuerpos discretos en la misma, produciendo una carga moldeada. Este aspecto de la presente invención difiere de las cargas impulsadoras moldeadas de la técnica previa que tienen cuerpos discretos en la misma debido a que, en la técnica previa, son los cuerpos discretos que comprenden el material explosivo más sensible. La invención surge de la realización de que el componente de matriz de la carga puede ser seleccionado por su sensibilidad antes que los cuerpos discretos en los mismos y que una mayor cantidad de material menos sensible luego puede ser utilizada sin sacrificar la sensibilidad global del dispositivo impulsador. Como un resultado adicional de la presente invención, la iniciación de la carga es menos dependiente en la distribución apropiada de los cuerpos discretos dentro de la carga impulsadora moldeada. Además, al ajustar la concentración y distribución de cuerpos discretos dentro de la carga, se puede ejercer un grado de control sobre la velocidad de detonación a través de la carga, particularmente cuando los cuerpos discretos comprenden material no explosivo. Por ejemplo, un impulsador de la técnica previa diseñado para ser iniciado por un cordel de detonación de 25 grano (grain) /pie PETN puede comprender una mezcla total de 60% de PETN y 40% de TNT en la pieza moldeada completa. Cuando se emplean cuerpos discretos de TNT de acuerdo con esta invención, la misma sensibilidad se puede alcanzar en un impulsador que tiene una mezcla total de 30% de PETN y 70% de TNT, al incrustar cuerpos discretos de TNT dentro de la fase continua moldeada que comprende la mezcla de 60/40 PETN/TNT. De acuerdo con un segundo aspecto amplio, la presente invención proporciona una carga moldeada que comprende una matriz de un material explosivo y, en la matriz, cuerpos discretos que son macro dimensionados, es decir, la dimensión más pequeña puede exceder el tamaño de una partícula de polvo (es decir, la dimensión más pequeña del cuerpo discreto es de por lo menos 1 mm) , sin considerar las características explosivas del material en el mismo.

Opcionalmente, los cuerpos macrodimensionados de la presente invención pueden ser inertes, es decir, pueden comprender un material inerte (es decir, no explosivo) . Opcionalmente, los cuerpos discretos pueden ser formados individualmente, por ejemplo, pueden comprender pelotillas prensadas o moldeadas de una forma predeterminada, ellos pueden comprender materiales encapsulados, etc. Comúnmente, un cuerpo discreto en la presente invención no es un cristal individual, sino que puede comprender una pluralidad de cristales o una masa amorfa (no cristalina) aglomerada conjuntamente, por ejemplo, como una pelotilla. Los cuerpos discretos son dimensionados y conformados de modo que pueden ser dispuestos en un molde y definirán espacios entre estos, en los cuales puede fluir y solidificar material de matriz de fluido para crear una carga monolítica que es un compuesto del material de matriz y los cuerpos discretos. Alternativamente, se pueden mezclar en el material de matriz fluido, por ejemplo, fundido y se pueden utilizar para controlar las características de flujo del material de matriz para la formación del impulsador. En el caso del material de matriz fundido, los cuerpos discretos aceleran la solidificación del material de matriz y reducen la contracción en la pieza moldeada en el moldeo en el enfriamiento al reducir el volumen del material fundido que solidifica en el molde. Así se puede eliminar la necesidad li 4 *i ?.?.lá<tsá*ti?. por un segundo vaciado de material fundido. Varios materiales son conocidos en la técnica para el uso en la fabricación de cargas moldeadas y son adecuadas para el uso como el material de matriz en una carga explosiva de acuerdo con la presente invención, incluyendo mezclas de PETN y TNT ("pentolita") , mezclas de TNT y otros componentes tales como aluminio (por ejemplo, Tritonal) , mezclas de PETN, TNT y otro componentes, mezclas de PETN y TRITONAL, Composición B (mezclas de RDX (ciclonita) , TNT y otros componentes), Octol (mezclas de HMX y TNT), mezclas de TNT/sal de nitrato tal como Amatol, composiciones del tipo (PBX) unidas con plástico moldeables o vaciables, RDX, HMX, combinaciones de combustible-oxidante en composiciones moldeables y explosivos en emulsión/suspensión espesa. Los materiales no explosivos tales como emulsificantes, productos de petróleo naturales, ceras y oxidantes también se pueden emplear en la composición como aditivos, rellenadores, etc. Cualquiera de estos materiales se pueden utilizar en la matriz de la carga impulsadora de acuerdo con la presente invención, como sea deseado. En varias modalidades, muchos de estos materiales también se podrían utilizar en la fase interdispersada, que incluye aquellos que comprenden combinaciones de compuestos químicos explosivos (por ejemplo, pentolita) sometida ya sea a la sensibilidad disminuida concerniente con la restricción de la fase interdispersada Kaá* con relación al material de matriz o a las restricciones concernientes con el tamaño y la forma de los cuerpos discretos. Un resultado de por lo menos el primer aspecto de la presente invención, es que no es necesario proporcionar un núcleo de material de alta sensibilidad en la superficie de contacto para el iniciador dentro de un cuerpo circundante de material menos sensible, como es mostrado, por ejemplo, por la Patente Norteamericana No. 4,776,276 (discutida anteriormente) . Con referencia ahora a las Figuras 2 y 2A, se ilustra una modalidad de la presente invención en la cual un impulsador moldeado 110, comprende una carga explosiva 114 contenido dentro de un recipiente cilindrico 112 que tiene una abertura 112a formada en el fondo del mismo, y un pasaje 116 que se extiende a través del mismo. El pasaje 116 define una superficie de contacto 124 que puede recibir energía de detonación procedente de un iniciador tal como un cordel de detonación para la iniciación de la carga 114. La carga 114 comprende una matriz sólida de un primer material explosivo 114a y cuerpos discretos 118, por ejemplo, pelotillas o partículas pequeñas de un segundo material interdispersado en la matriz para proporcionar la fase interdispersada. Además del pasaje 116 que es formado dentro de la carga explosiva 114, una cavidad de detonador 120 puede ser formada en el mismo al colocar dentro del recipiente li **..**,*..-***** *-*.. «.a.,,a. . -- *«****. unHHimír-"- -—-»"«-»»• ^'—«?ftiHt cilindrico 112 un dado adecuadamente formado (no mostrado) antes del vaciado del explosivo fundido en el recipiente 112. Una segunda abertura 112b es formada en el fondo del recipiente 112 con el fin de recibir el dado o troquel utilizado para hacer la cavidad del detonador 120. La cavidad del detonador 120 define una superficie de contacto 124a que puede recibir energía de detonación procedente de un iniciador tal como un detonador (no mostrado) dispuesto dentro de la cavidad 120. Puesto que las superficies de contacto de la carga 114 son definidas por el material de matriz, la sensibilidad de la carga explosiva 114 se puede modificar al variar la composición del material de matriz y la composición de los cuerpos discretos interdispersados, incrustados. Por ejemplo, el material de matriz puede ser compuesto de un material relativamente sensible, por ejemplo, pentolita, que puede ser fácilmente detonado mediante un iniciador de baja energía, por ejemplo, cordel de detonación de baja energía. En un caso tal, los cuerpos discretos pueden ser compuestos de un material que es menos sensible a la iniciación y menos costoso, puesto que la sensibilidad de carga explosiva a la iniciación es determinada por el material de matriz. Por lo tanto, la práctica de la presente invención permite la preparación de una carga explosiva, tal como una carga impulsadora, en la cual los cuerpos discretos pueden i-á..j .i ? Á.±- comprender un material explosivo que es menos sensible que aquel del material de matriz, pero que proporciona o contribuye, no obstante al rendimiento global de la carga. Este es el arreglo opuesto de los dispositivos de la técnica previa, en los cuales los cuerpos discretos comúnmente comprenden un material explosivo de mayor sensibilidad que el material de matriz (que típicamente comprenden TNT) . El material explosivo menos sensible de los cuerpos discretos en el material de matriz puede comprender cualquiera de los materiales moldeables discutidos anteriormente o, opcionalmente, materiales aun menos sensibles. Con el fin de formar un cuerpo discreto, estos materiales opcionalmente pueden ser moldeados o prensados en volúmenes discretos. Para utilizar un explosivo de emulsión/suspensión espesa en la fase discreta, los cuerpos discretos 118 pueden estar en la forma de cápsulas (no mostradas) que contienen un material explosivo adecuado. El segundo material explosivo puede comprender TNT, TRITONAL, PETN, materiales basados en perclorato, composiciones propelentes que contienen nitrocelulosa y esteres de nitrato. En una modalidad particular, la fase continua puede contener pentolita y los cuerpos discretos pueden contener TNT. Los cuerpos discretos también pueden ser proporcionados en la forma de partículas pequeñas, hojuelas, pelotillas, etc. Como será apreciado, el primer explosivo de ¿a.i¡aJ..tA„í,t.Jfcaa-.ai.., pentolita (es decir el material de matriz) 114a es más sensible a la iniciación mediante un cordel de detonación de baja energía u otro medio de iniciación colocado dentro del pasaje 116 que son los cuerpos discretos de TNT 118. Será observado que un cordel de detonación de baja energía (no mostrado) o semejante, dispuesto dentro del pasaje 116 es puesto en contacto por, o expuesto a la matriz de pentolita 114a y, en la iniciación del cordel de detonación de baja energía, la matriz de pentolita 114a será iniciada y a su vez iniciará los cuerpos discretos menos sensibles 118 de TNT incrustados dentro de la matriz de pentolita 114a.. Una carga impulsadora moldeada típica, tal como es ilustrada en la Figura 2 se puede elaborar, por ejemplo, con el cuerpo de matriz de pentolita 114a que comprende 60% en peso de PETN y 40% en peso de TNT, y con los cuerpos discretos 118 que comprenden 100% de TNT. La composición total resultante de carga explosiva 114 de la carga impulsadora moldeada 110 típicamente contendrá aproximadamente 30% de PETN y 70% de TNT, debido a que la sensibilidad del dispositivo es determinada por la fase continua de matriz de pentolita 114a, el dispositivo tiene la misma sensibilidad como sería alcanzada mediante una carga impulsadora moldeada, de pentolita, convencional, que comprende una mezcla sustancialmente homogénea de 60% de PETN y 40% de TNT. (A menos que se establezca de otra manera, todos los por cientos dados en la presente son por cientos en peso) . Así, esta modalidad de la invención requiere solo aproximadamente 30% de PETN (el resto de TNT) , aun tiene la misma sensibilidad para la iniciación como una carga impulsadora moldeada homogénea, de la técnica previa, que contiene 60% de PETN (el resto de TNT) . Resultados análogos se pueden obtener con otras combinaciones de materiales de matriz sensible con cuerpos discretos menos sensibles en la misma. En una modalidad actualmente preferida de la invención, el cuerpo de la matriz de pentolita 114a comprende 35% en peso de PETN y 65% en peso de TRITONAL; los cuerpos discretos 118 comprenden 100% de TNT o TRITONAL. Globalmente, la carga impulsadora moldeada contiene por debajo de 30% de PETN. Un método opcional para fabricar cargas explosivas de la presente invención es dispersar cuerpos discretos de un segundo explosivo, tales como los cuerpos discretos 118 en la Figura 2A, en un primer explosivo fundido con un mezclado para distribuir los cuerpos discretos sustancialmente de manera uniforme por todo el primer explosivo fundido y luego solidificar la mezcla, por ejemplo, al vaciar la mezcla en un recipiente adecuado tal como un recipiente 112 en la Figura 2 y al permitir que la mezcla se enfrié y solidifique. Otra opción que es actualmente preferida para las pelotillas cilindricas de extremo redondo 0.8 cm descritas - *- •—*"*-«*-*- anteriormente, es vaciar el explosivo fundido en el molde mientras que los cuerpos discretos son subministrados simultáneamente en el molde y luego al dejar enfriar la mezcla y solidificar. Las variaciones en la concentración de los cuerpos discretos por toda la matriz se puede alcanzar al variar la proporción en la cual se dispersan los cuerpos discretos en el molde con relación a la proporción en la cual se dispersa el material de matriz. De esta manera, los cuerpos discretos pueden ser concentrados en un extremo de la carga común a medida que el material de matriz esta siendo vaciado o en un estrato particular del cuerpo moldeado. Aun otra opción, comúnmente preferida para las pelotillas de 1.6 cm de forma redonda descritas en la presente, es vaciar las pelotillas en el molde antes de agregar el material de matriz. La temperatura del primer material de matriz explosivo fundido puede ser diminuida de modo que para disminuir la temperatura de fusión de los cuerpos discretos o podría ser proporcionada más alta para que la mezcla sea enfriada antes que los cuerpos discretos se fundan completamente y lleguen a estar disueltos en el material de matriz. La fusión parcial de los cuerpos discretos es permisible, siempre y cuando la carga moldeada sólida tenga regiones discretas ocupadas exclusivamente por el material de los cuerpos discretos. La fusión parcial puede mejorar la durabilidad de la carga.

Cualquier método adecuado puede ser empleado para la fabricación de los cuerpos discretos del segundo explosivo, tales como cuerpos discretos 118. Por ejemplo, los cuerpos discretos 118 pueden ser moldeados, aprensados, estampados con prensa o solidificados en una torre para hacer fluido el material. En la composición, los cuerpos discretos 118 pueden ser un solo explosivo con una mezcla de más de un tipo de explosivo, y puede contener emulsificantes, estabilizantes y otros ingredientes. Los materiales no sólidos, por ejemplo, líquidos o gelatinosos, se pueden utilizar en forma encapsulada. Será entendido que un agente de curado se puede emplear en el material de matriz de fluido para solidificar la matriz después de la dispersión de los cuerpos discretos del segundo explosivo en el mismo. Un explosivo licuado también puede ser una solución explosiva o un explosivo gelificado. La solidificación puede presentarse por medio del enfriamiento debajo de la temperatura de solidificación, o vía la acción de un agente de curado, cristalización, reacción química u otros métodos. En un aspecto separado de esta invención, los cuerpos discretos pueden comprender un material explosivo que es más sensible y que proporciona un rendimiento más energético que el material de matriz. Por ejemplo, la pentolita puede ser empleada como el material de matriz y ??*¡?.*tJí*L???á?lU*Jki*~*'.' **»... . 4.--» la- - . .> -.. - £ _a, -aaff.«I.

Octol puede ser utilizado para los cuerpos discretos que proporcionan la fase interdispersada. Esta combinación proporciona una velocidad relativamente alta de detonación (VOD) y presión de detonación que se aproxima a aquel del Octol mientras que se mantiene la sensibilidad deseada para la iniciación. Cuando los cuerpos discretos comprenden un material explosivo, que es más sensible a la iniciación que el material de matriz explosivo, los cuerpos discretos pueden ser concentrados cerca de la superficie de contacto de la carga para crear una región de sensibilidad incrementada cerca del iniciador. El material de matriz puede definir la forma global de la carga explosiva. En particular, como se discute en más detalle lo siguiente, podría ser deseado formar una carga conformada para concentrar la fuerza explosiva en una dirección particular. Los cuerpos discretos del segundo material explosivo pueden ser cualquiera de una amplia variedad de configuraciones como es descrito en otra parte en la presente. Un método de fabricación de la carga impulsadora moldeada 110 es colocar dentro del recipiente 112a un dado similar a un vastago (no mostrado) para formar el pasaje 116, el dado también sirve para definir la abertura 112a, y para colocar un segundo dado (no mostrado) en el recipiente 112 para definir la cavidad del detonador 120 y la abertura 112b.

El recipiente luego es rellenado con cuerpos discretos que pueden ser ya sea de forma irregular como es ilustrado por los cuerpos discretos 118 en la Figura 2A o se pueden hacer de una configuración regular como es descrito en lo siguiente en relación con la Figura 4. Tales cuerpos discretos regularmente configurados son dimensionados y configurados, de modo que en el vaciado aleatorio de los cuerpos discretos en el recipiente 112 (Figura 2A) , los intersticios son formados entre los cuerpos discretos para proporcionar rutas de flujo intersticiales continuas por todo el lecho resultante de cuerpos discretos dentro del recipiente 112. Los cuerpos discretos y regularmente formados inherentemente tienen esta propiedad, y las astillas de explosivos se pueden utilizar ventajosamente. La Figura 5 ilustra un cuerpo discreto 300 de forma similar al limón, irregular. En cualquier caso, con los cuerpos discretos 118 (Figura 2A) en el lugar adecuado dentro del recipiente 112 y que circundan los accesorios del dado (no mostrados) que forman el pasaje 116 y la cavidad del detonador 120, la pentolita fundida u otro explosivo fundido o líquido adecuado es vaciado dentro del recipiente 112 para rellenar las rutas de flujo intersticiales formadas ante los cuerpos discretos 118. la pentolita fundida luego se deja enfriar y solidificar para proporcionar una fase de matriz sólida de pentolita 114a alrededor de los cuerpos discretos. El dado que se utiliza tJ *ÉlA?*-?a para formar la cavidad de detonador 120 luego es retirado vía la abertura 112b y el dado utilizado para formar el pasaje 116 es retirado vía la abertura 112a o vía la parte superior abierta. Será entendido que también se pueden utilizar auxiliares de vaciado o fundición tal como vacío o vibración. En el uso, un detonador de tamaño adecuado que tiene una mecha conectado al mismo es insertado en la cavidad del detonador 120 y la mecha roscada hacia arriba a través del pasaje 116 para la conexión a un medio adecuado para iniciar el encendido de la mecha. La mecha puede comprender una mecha de transmisión de señal de impulsos de fuerza no rompedora tal como tubo de choque o tubo deflagrante o un alambre de trasmisión eléctrica para la trasmisión a un detonador eléctrico. Alternativamente, o además, la mecha puede ser una mecha de potencia rompedora tal como un cordel de detonación de baja energía que puede iniciar la carga impulsadora moldeada 110. Las Figuras 3 y 3A muestran otra modalidad de la presente invención, en donde una carga impulsadora moldeada 210 tiene una carga explosiva 214 colocada dentro de un recipiente 212 y que tiene un pasaje 216 que es definido por una superficie de contacto 224. Un primer explosivo puede comprender un cuerpo o matriz de pentolita 214a, dentro del cual son incrustados cuerpos discretos de un segundo explosivo que comprende cuerpos en forma de vastago 218 de j .ai.aat -taá-A . -aaatavá... a ... *?*.Ü?» , TNT. Mientras que no son mostrados como tales, los cuerpos en forma de vastago 218 pueden ser de forma no uniforme y/o de forma rectangular. Los cuerpos en forma de vastago 118 pueden ser situados dentro de un molde o recipiente 212 y un primer explosivo fundido vaciado alrededor del mismo para solidificar y proporcionar como un material de matriz un explosivo adecuadamente sensible tal como un cuerpo de pentolita 214a. Un accesorio similar a una rejilla (no mostrado) puede ser empleado para retener los cuerpos en forma de vastago 218 en posición vertical espaciada, mientras que el primer explosivo fundido es vaciado alrededor del mismo. Será apreciado que cualquiera de los cuerpos discretos adecuadamente formados del segundo explosivo pueden ser utilizados, incluyendo cuerpos en forma de vastago 218 como es ilustrado en la Figura 3 y 3A, los cuerpos irregularmente discretos 118 como es ilustrado en la figura 2A o esferas, pelotillas, partículas pequeñas o semejantes regularmente formadas, o formas más complejas como es ilustrado en la Figura . Los cuerpos discretos del segundo explosivo deben tener formas, tamaños y posiciones en el molde que permitan que el material de matriz fluido, fluya entre estos, y será entendido que una amplia variedad de tamaños y configuraciones servirán para este propósito. La Figura 4 ilustra una modalidad de tales cuerpos discretos que son más ít*A)*A*t.A M?**^*. TfglfrUi- - . ** **-.< A .— - - .«-.a»*- .a— «~ * . »***.****~r <-*•*—•*-» "- ~—» *-^ fáciles de fabricar que las esferas y esencialmente comprenden cilindros de extremo redondo, es decir, cuerpos cilindricos que tienen un extremo de forma hemisférica o redondeada. Así, el cuerpo discreto 22 comprende una porción de tronco en forma cilindrica 22a que es de sección transversal circular, un extremo redondo plano y una porción de extremo hemisférica 22b. Un diseño útil de una pelotilla de tal clase, proporciona la altura h de la porción de troncos cilindrica 22a que es sustancialmente la misma como el radio r de la porción de extremo hemisférica 22b, de modo que la altura total H (es decir, la longitud del cuerpo) , r mas h, es igual al diámetro de una esfera del mismo radio. Opcionalmente, el diámetro del cilindro puede ser de por lo menos 1 mm. En una construcción que se a encontrado útil para cargas impulsadoras moldeadas, convencionalmente dimensionadas, H es igual a 1.6 centímetros ("cm") y r es igual a 0.8 cm. Así, la pelotilla es configurada como un cilindro de extremo redondo y tiene una longitud y diámetro de 1.6 cm. Las pelotillas de este tamaño pesan aproximadamente 4-5 gramos, sin embargo, el peso de las pelotillas variará con la composición, el tamaño y las formas de las pelotillas. En otras modalidades, las pelotillas similarmente configuradas que tienen una longitud y diámetro de 0.8 cm se encontraron que son útiles. El tamaño de los cuerpos discretos puede afectar el .?? ? * *. tt**i . . Mmr**-'—'— -áa-a-a^-- - - . -a..a» .. a. _ -•**-' ,... »ah¿a JAilt proceso de fabricación para el impulsador y el porcentaje de carga de los cuerpos discretos y de esta manera la composición total de la carga impulsadora moldeada. Por ejemplo, el tamaño de los cuerpos puede afectar la capacidad del primer explosivo para formar una matriz por todo el volumen restante de la carga explosiva. Los cuerpos discretos que son excesivamente pequeños pueden provocar efectos viscosos indeseables que deterioran la distribución uniforme del primer explosivo en un material de matriz por todo el cuerpo de la carga explosiva. En una modalidad particular, con un material de matriz que contiene aproximadamente 60% de PETN y aproximadamente 40% de TNT, la dimensión geométrica más pequeña de los cuerpos discretos (por ejemplo, longitud, ancho, altura, espesor, diámetro, etc.) puede ser de por lo menos aproximadamente 0.1 cm y los cuerpos discretos opcionalmente pueden ser dimensionados de aproximadamente 0.1 cm a aproximadamente 2 cm, incluyendo cualquier dimensión entre aquellos valores. El tamaño máximo de los cuerpos discretos es ajustado mediante las consideraciones practicas que incluyen el tamaño de la carga explosiva, por ejemplo, la carga impulsadora moldeada, de la cual los cuerpos discretos forman una parte. Sin embargo, será apreciado que varios tamaños de los cuerpos discretos se pueden emplear en la práctica de esta invención y este rango se propone como ejemplar solamente y así puede ser excedido dentro del lÚ^ , A ?^ . S»?*á~l . *. U».~-.^.~~^~^ - a- _a^ -ra-f a. -,t ~- -> — f. - •- »+**••• alcance de la presente invención. El uso de cuerpos discretos más grandes que sean utilizado en la técnica previa, proporciona el beneficio de reducir o eliminar huecos entre la fase de matriz y la fase interdispersada y de esta manera reduce la necesidad por técnicas reductoras de huecos, especiales, que se han utilizado para producir impulsadores de la técnica previa. Otro factor en la creación de una carga de fase doble se refiere a las temperaturas de fusión respectivas de los materiales en la fase de matriz y en los cuerpos discretos. Como es indicado anteriormente, el primer explosivo puede comprender pentolita, que comprende 20 a 65 por ciento en peso de PETN, el resto de TNT. La pentolita y el TNT forman una mezcla eutéctica que solidifica a 76.1°C. Si el punto de fusión de los cuerpos discretos es mayor que el punto de fusión del material explosivo de la fase de matriz, los cuerpos discretos pueden ser sumergidos en el material de matriz fundido y no habrá fusión de la superficie de los cuerpos discretos. Si el material de matriz se calienta a una temperatura suficiente para fundir parcialmente los cuerpos discretos, los cuerpos discretos se difundirán parcialmente en la fase continua. Luego, en lugar de un límite agudo entre estos, habrá un cambio gradual en la composición de una fase a la otra. Tal fusión puede mejorar la durabilidad física de la composición. -mrÉii -a—— —*"~ "•"" " J¿"'t's La Figura 6 es una vista en sección transversal de una carga impulsadora moldeada de acuerdo con otra modalidad de la invención, mostrada generalmente en 400, en la cual la cavidad de detonador 420 es proporcionada para recibir un dispositivo iniciador tal como un detonador (no mostrado) y es definida por una superficie de contacto 424. En esta modalidad, una distribución uniforme de cuerpos discretos 418 es empleada dentro de un recipiente 412 para concentrar los cuerpos discretos lejos de la superficie de contacto 424. El recipiente 412 es arreglado en la forma de una carga conformada para concentrar una fuerza exclusiva en la dirección de las flechas 430. Con el fin de incrementar adicionalmente la fuerza explosiva a lo largo de las flechas 430, se incrementa la concentración de cuerpos discretos 418 adyacente a una porción 432 del recipiente 412. También será entendido que la composición de varios cuerpos discretos 418 puede ser variada con el fin de incrementar o disminuir la fuerza explosiva a lo largo de las flechas 430. Por ejemplo, un cuerpo discreto 418a puede incluir una composición, por ejemplo, de TNT o pentolita mientras que un cuerpo discreto 418b puede estar compuesto, por ejemplo, de RDX o HMX o una mezcla de los mismos. La Figura 7 es una vista en sección transversal que de otra modalidad de una carga impulsadora moldeada que es ilustrada generalmente en 500. En esta modalidad, además del pasaje 516, la carga impulsadora moldeada 500 comprende una cavidad de detonador 520. Los cuerpos discretos 517 pueden ser, por ejemplo, de una primera composición que comprende 10% de PETN y 90% de TNT en peso. Los segundos cuerpos discretos 518 pueden ser, por ejemplo, de una segunda composición que comprende 100% de TNT. La fase de matriz 514a puede ser compuesta de una mezcla que comprende 60% de PETN y 40% de TNT. Este arreglo de cuerpos discretos 517 y 518 de varias composiciones, proporcionará un efecto explosivo variante dependiendo de la ubicación de los cuerpos discretos dentro de las cargas impulsadoras moldeadas 500. También, como es discutido anteriormente, el desempeño de la carga puede ser mejorado al proporcionar cuerpos discretos que, mientras que tienen una baja sensibilidad, tienen un alta potencia rompedora. Las superficies de contacto 524 y 524a son proporcionadas para recibir la energía de detonación discutida anteriormente. Mientas que la invención se ha descrito en detalle con respecto a las modalidades particulares de la misma, será evidente que en una lectura y entendimiento de lo anterior, numerosas alteraciones a las modalidades descritas se les ocurrirán a aquellas personas experimentadas en la técnica y se propone incluir tales alteraciones dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

?**M*?***~*^ ?-*u*+ .

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES 1. Una carga explosiva, caracterizada porque comprende : una fase continua que comprende un primer material de matriz explosivo que tiene en el mismo una pluralidad de cuerpos discretos de un segundo material que es menos sensible a la iniciación que la fase continua. 2. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el material de matriz comprende una combinación de PETN y TNT. 3. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque los cuerpos discretos tienen una dimensión mínima de por lo menos 1 mm. . La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque los cuerpos discretos comprenden pelotillas que tienen longitudes y diámetros de 0.8 cm. 5. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque los cuerpos discretos comprenden pelotillas que tienen una dimensión mínima de 1.6 cm. 6. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque el segundo material comprende TNT. — ^— -.. 7. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque la carga define una superficie de contacto para un iniciador y en donde los cuerpos discretos son concentrados lejos de la superficie de contacto para proporcionar una región de alta sensibilidad cerca de la superficie de contacto. 8. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque además comprende una segunda pluralidad de cuerpos discretos de un material explosivo. 9. Una carga explosiva, caracterizada porque comprende: un primer material de matriz explosivo que tiene en el mismo una fase interdispersada que comprende una pluralidad de cuerpos discretos de un segundo material, en donde los cuerpos discretos tienen una dimensión mínima de por lo menos 1 mm. 10. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el segundo material comprende un material explosivo que es más sensible a la iniciación que el material de matriz. 11. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el material de matriz comprende TNT y en donde los cuerpos discretos comprenden pentolita. i^.*, . * á,?.. IUI^*^ m***,. 12. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque los cuerpos discretos comprenden un material no explosivo. 13. La carga explosiva de conformidad con cualquiera de la reivindicación 9, reivindicación 10, reivindicación 11 o reivindicación 12, caracterizada porque los cuerpos discretos además comprenden pelotillas que tienen una dimensión mínima de 1.6 cm. 14. La carga explosiva de conformidad con cualquiera de la reivindicación 9, reivindicación 10, reivindicación 11 o reivindicación 12, caracterizada porque comprende cuerpos discretos en la forma de cilindros con terminación redonda que tienen un diámetro de por lo menos 1.6 cm. 15. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque la carga define una superficie de contacto para un iniciador y en donde los cuerpos discretos son concentrados cerca de la superficie de contacto para proporcionar una región de alta sensibilidad cerca de la superficie de contacto. 16. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque la carga define una superficie de contacto para un iniciador y en donde los cuerpos discretos son concentrados lejos de la superficie de contacto para proporcionar una región de alta sensibilidad cerca de la superficie de contacto. 17. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque el material de matriz comprende pentolita. 18. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 1, reivindicación 2, reivindicación 3 o reivindicación 9, caracterizada porque los cuerpos discretos comprenden pelotillas cilindricas de extremo redondo. 19. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque los cuerpos discretos tienen una longitud de aproximadamente 1.6 centímetros. 20. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque los cuerpos discretos comprenden TNT. 21. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque la superficie de contacto comprende una superficie de contacto cilindrica. 22. La carga explosiva de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque la superficie de contacto comprende una superficie de contacto cilindrica.