NO170799B - Initieringselement av primaersprengstoff-fri type og anvendelse av dette i en primaersprengstoff-fri sprengkapsel - Google Patents

Description

Anordning for utløsning eller tenning av en eksplosiv

ladning i vann.

Denne oppfinnelse angår en anordning for utløsning eller tenning av en eksplosiv ladning i vann, hvilken ladning tennes ved hjelp av en elektrisk utladning eller gnist.

Blant de hittil anvendte anordninger for seismiske under-søkelser under vann kan det spesielt nevnes slike tennere som frem-bringer en gnist mellom i det minste to elektroder som har liten innbyrdes avstand og som mottar en høy energi» eller også anordninger som muliggjør utløsning av eksplosjon av ladninger ved hjelp av en detonator i kontakt med disse ladninger.

Foreliggende oppfinnelse har til formål å tilveiebringe

en anordning for tenning av en eksplosiv ladning i vann ved slutning av en elektrisk krets, hvilken eksplosive ladning er opptatt i et

hult sprenglegeme omfattende en hoveddel som ved den ene ende er avsluttet i en nese og ved den annen ende er forlenget med et hode som har større tverrsnitt enn hoveddelen av sprenglegemet og^ utgjør et middel til å holde sprenglegemet på et sete som er plasert på en neddykket ende av et laderør, hvor den eksplosive ladning bare opptar en del av det indre hulrom i sprenglegemet, mens resten av dette hulrom er fylt med vann, hvilken ladning er plasert i sprenglegemet nærmere dettes nese enn dets hode, karakterisert ved at den indre del av hoveddelen av sprenglegemet mellom hodet og ladningen inneholder et i det minste i hovedsaken metallisk ledende element som er elektrisk forbundet med i det minste én leder innvendig i laderøret på den ene side, hvilken leder er forbundet med en første klemme på en strømkilde, og på den annen side med den ende av ladningen som ligger nærmest sprenglegemets hode, samt at den annen ende av ladningen som er nærmest sprenglegemets nese i det minste ved hjelp av et i det minste i hovedsaken metallisk ledende element som ligger i det vesentlige utenpå sprenglegemet, er forbundet med et ledende element som er elektrisk isolert fra det indre av laderøret og er forbundet med den annen klemme på den nevnte strømkilde•

Hvert av de anvendte sprenglegemer inneholder en eksplosiv ladning som kan omfatte et eksplosivt element eller stoff som kan være væskeformig, fast eller pulverformig, eller også flere bestanddeler som i kombinasjon utgjør en eksplosiv blanding.

Disse bestanddeler kan hver inneholdes i en kapsel av et materiale som kan perforeres og/eller ødelegges. I dette tilfelle omfatter anordningen videre midler til perforering og/eller ødelegg-else av hver kapsel, hvilket gjør det mulig å frembringe blandingen av de respektive bestanddeler som kapslene inneholder. Tenningen blir foretatt ved hjelp av en elektrisk utladning eller gnist gjennom den således dannede ladning.

Det skal bemerkes at ved anordningen ifølge oppfinnelsen blir det ikke anvendt noen detonator, hvilket representerer en betydelig fordel med hensyn til sikkerheten»

Oppfinnelsen skal beskrives mer detaljert under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et snitt gjennom en første utførelsesform for tenn-anordningen,,

fig. 2 viser et snitt gjennom en første utførelsesform for et sprenglegeme, beregnet til å samvirke med anordningen på fig- 1»

fig. 3 viser et snitt gjennom en annen utførelsesform for spreng-

legemet ifølge oppfinnelsen,

fig. k viser et snitt gjennom en tredje utførelsesform for sprenglegemet ,

fig. 5 viser et snitt gjennom en annen utførelsesform for tenn-anordningen ifølge oppfinnelsen,

fig. 6 viser et snitt gjennom en tredje utførelsesform for tenn-anordningen ifølge oppfinnelsen,

fig. 7 viser et snitt gjennom en modifisert utførelsesform for anordningen på fig- 6.

Den anordning som eksempelvis er illustrert på fig- 1» omfatter et laderør 1 av isolerende materiale som ved sin ende er forlenget med et sete 2 for sprenglegemet. Den indre vegg av røret 1

er ved sin ende forsynt med en hylse 3 av ledende materiale som ved hjelp av en elektrisk isolert leder eller kabel h er forbundet med klemmen på en elektrisk strømkilde (ikke vist). Denne hylse utgjør en første elektrode. Enden av røret 1 og setet 2 er utvendig omgitt av en mansjett 5 av ledende materiale, som gjennom en kabel eller leder 6 som kan være elektrisk isolert eller uisolert, er forbundet med den annen klemme på den elektriske strømkilde.

Når en eksplosjon ønskes utført, blir et sprenglegeme ført gjennom laderøret 1 ved hjelp av en kjent metode, inntil sprenglegemet kommer i anlegg mot setet 2 for sprenglegemet.

Ifølge en utførelsesform for sprenglegemet ifølge oppfinnelsen og som vist i detalj på fig. 2, består dette sprenglegeme av en sylindrisk hoveddel 7 av isolerende materiale, som er forlenget i den ene ende med et utvidet hode 8 og hvis annen ende utgjør nesen $)•

En eksplosiv ladning 10 er innesluttet i en tilnærmet sylindrisk kapsel 11 av isolerende materiale. I lengderie*-tnin<gen >gjennom denne ladning er det fort en leder eller tråd 12 med meget liten diameter og som kan eksplodere når det flyter en meget høy elektrisk strøm gjennom den. Hver ende av tråden 12 er festet til en ledende plate 13» henholdsvis lk, som er anbragt utvendig på hver ende-vegg av kapselen 11. Den komplette eksplosive ladning blir skjøvet eller bragt til å gli inn i hoveddelen 7 av sprenglegemet og ned til nesen 9 som danner anlegg for ladningen.

Hodet og hoveddelen 7 av sprenglegemet er på innsiden belagt med et tynt skikt eller lag som kan ødelegges ved eksplosjonen og består av et ledende materiale 15- Dette ledende materiale eller belegg er ført i det vesentlige ned til nivået av platen 13 som er festet på den øvre del av den eksplosive ladning. Den sylindriske hoveddel 7 av sprenglegemet er likeledes på utsiden og ved sin nedre del belagt med et tynt skikt av ledende materiale 16, f.eks. over en lengde svarende til lengden av den eksplosive ladning eller over en større lengde.

Når den eksplosive ladning befinner seg i anlegg mot sprenglegemets nese, er det en fordel at den ledende plate lh er i kontakt med det ledende belegg eller materiale 16.

I tenningsstilling er hodet 8 av sprenglegemet som inneholder den eksplosive ladning, i anlegg mot setet 2 og besørger tetning mellom den ledende væskemengde som befinner seg inne i røret 1, og den ledende væskemengde utenfor dette rør. På den annen side må kapselen 11 for den eksplosive ladning ved sin nedre del være i per-manent kontakt med den indre isolerende vegg av sprenglegemets nese, slik at det blir sørget for en tetning mellom de ledende indre og ytre væskemengder.

For å utføre tenningen blir det påtrykket en meget høy spenning mellom lederne k og 6, som fører til de respektive elektroder 3 og 5« Strømmen flyter gjennom en krets som sluttes gjennom tråden 12, som derved blir bragt til å eksplodere. Fra elektroden 3 (fig* l) omfatter denne strømkrets den ledende vannmengde mellom denne elektrode og det ledende belegg 15 innvendig i den sylindriske hoveddel 7» dette ledende belegg selv, den ledende plate 13» tråden 12, den ledende plate lk, det utvendige ledende belegg 16 og den væskemengde som ligger utenfor anordningen, mellom belegget 16 og elektroden 5*

Den ledende vannmengde mellom elektroden 3 og det ledende belegg 15» såvel som vannmengden mellom belegget 16 og elektroden 5» har hver en maksimal motstandsverdi på 10 ohm.

En slik anordning som unngår anvendelse av en detonator og gjør det miiiig å bruke et stabilt eksplosivt materiale eller stoff, medfører Jstor sikkerhet under håndteringen.

Fi>g. 3 viser en annen variant av det sprenglegeme som an-vendes i anordningen ifølge oppfinnelsen. I dette tilfelle omfatter sprenglegemet ikke det innvendige ledende belegg 15» Dette er er-stattet med et rør 17 som utvendig er belagt med et tynt skikt av ledende materiale 18. Dette rør, hvis diameter er litt mindre enn den indre diameter av sprenglegemet, hviler på den ledende plate 13*

I tenningsøyeblikket flyter strømmen fra elektroden 3 til det ledende belegg 18 gjennom det ringformede rom som ligger mellom disse og inneholder den ledende væske, derefter til den ledende plate 13

og til tråden 12.

Fig. k viser en tredje variant av sprenglegemet ifølge oppfinnelsen. Sprenglegemets hoveddel og hode omfatter et innvendig ledende belegg 15 og et utvendig ledende belegg 16, likesom i det på fig 2 viste tilfelle. Den eksplosive ladning 10 er av kjent type og omfatter bestanddeler som gjør at den er elektrisk ledende. Ladningen er omsluttet av en sylindrisk kapsel 19 av isolerende materiale og forsynt med en tetningsring 20 som likeledes er laget av isolerende materiale og hvis ytre diameter er avpasset efter den innvendige diameter av sprenglegemets hoveddel 7* Kapselen 19 er lukket ved sine ender ved hjelp av deksler av ledende materiale 21, henholdsvis 22,

som f.eks er presset på de nevnte ender, hvilke deksler er i kontakt med den ledende ladning.

I dette tilfelle flyter den elektriske strøm gjennom den krets som dannes av vannmengden inne i røret 1, det ledende belegg 15»

dekslet 21, ladningen 10, dekslet 22, det ledende belegg 16 og vannmengden utenfor anordningen, mellom det nevnte ledende belegg 15

og elektroden 5'

Ifølge en annen variant av anordningen som er vist på fig- 5»

er setet 2 for sprenglegemet innvendig forsynt med en ring 3a av ledende materiale i forlengelse av hylsen 3 plasert ved enden av røret 1 og innrettet til å tjene som elektrode.

Det ledende belegg 15 på sprenglegemet er forlenget mot dettes hode og omfatter en ombøyning 15a på den utvendige vegg av hodet, slik at denne ombøyning 15a kommer i kontakt med elektroden eller ringen 3a når sprenglegemet ligger an mot sitt sete.

I dette tilfelle vil strømmen i tenningsoyeblikket flyte direkte fra elektroden 3a til belegget 15a - 15» uten å gå gjennom en ledende vannmengde.

Ifølge en tndje utførelsesform for anordningen ifølge oppfinnelsen, nemlig som vist på fig. 6, blir den elektriske forbindelse ""~ mellom den utvendige elektrode og de ledende elementer tilveiebragt ved direkte kontakt, ved hjelp av en kontaktperle.

I dette eksempel er det dessuten valgt å anvende en eksplosiv ladning bestående av to bestanddeler.

Som det fremgår av fig. 6 er to ladninger med eksplosive bestanddeler 23 og 2h plasert i hoveddelen 7 av sprenglegemet som er innrettet til å bli ødelagt av eksplosjonen. Sprenglegemet omfatter innvendig på sin øvre del elektrisk ledende elementer som fortrinnsvis blir ødelagt av eksplosjonen. Ifølge en foretrukken utførelses-form for oppfinnelsen er et parti av hoveddelen 7 og hodet 8 innvendig belagt med et tynt ledende belegg 15 som er innrettet til å ødelegges av eksplosjonen, hvilket belegg f-eks. kan bestå av kobber. Den nedre del av sprenglegemet inneholder i det minste ett ledende element, som i det her viste eksempel dannes av to ledende tråder 25 som hver har en ende forbundet med belegget 15 og hvis andre ender er forbundet henholdsvis innbyrdes og med en kontaktperle 26

som stikker gjennom sprenglegemets nese 9* Ladningen 23 er i dette eksempel en eksplosiv bestanddel av et i og for seg stabilt pulverformig materiale, f.eks- ammoniumnitrat og/eller aluminiumpulver• Denne ladning er plasert inne i nesen 9 på sprenglegemet. Ladningen 2k er ejn annen eksplosiv bestanddel som i seg selv er stabil og væskeformig, f.eks. i form av nitrobenzen eller dinitrotoluen, anbragt i en kapsel som blir ødelagt av eksplosjonen (f.eks. av plast- eller glassmateriale). Denne annen ladning er i sin kapsel plasert i det indre av hoveddelen 7 av sprenglegemet i umiddelbar nærhet av den førstnevnte ladning. Et glidestykke 27 som f.eks. er forsynt med ringformede lette tetninger, kan forskyves i det indre av hoveddelen 7 av sprenglegemet, mens det sørger for tetning mellom den nedre del av sprenglegemet inneholdende bestanddelene av den eksplosive ladning og den øvrige del ovenfor. Glidestykket 27 er forsynt med et yerfor-eringsorgan 23, f.eks. en spiss hvis ende er rettet mot de eksplosive ladninger.

Det således sammensatte sprenglegeme blir ført gjennom et laderør som ikke er vist, f. eks. ved hjelp av en vannstrøm under try]ck som sirkulerer i dette rør, ned til setet 29 for sprenglegemet. Dette sete som er laget av et motstandsdyktig og isolerende materiale eller er de]d<et med et isolerende materiale, omfatter innvendig en hylse eller ring 3 av ledende materiale, som gjennom en leder k med isolerende kappe er forbundet med en generator for strøm med høy spenning, f.elcs. ^OOO volt, anbragt ved overflaten og ikke vist på figuren. Setet 29 er likeledes forbundet med et tilnærmet sporeformet element 32 av motstandsdyktig isolerende materiale eller dekket med isolasjonsmateriale. Et ledende element 33 er innlagt i det isolerende materiale i dette sporeelement og forbundet med strømgeneratoren gjennom en leder 3h, idet en del av elementet 33 som befinner seg ved den nedre del av sporeelementet, på sin indre flate ikke er isolert.

Når sprenglegemet, f.eks. fremdrevet av en vannstrøm under trykk, ankommer i eksplosjonsstilling, hviler dets utvidede hode 8

på den indro vegg av setet 29» og kontaktperlen 26 vil ved sin ytre ende komme i kontakt med det avdekkede parti av det ledende element 33. Mår sprenglegemets hode hviler mot setet vil trykket i vann-

strømmen i sin helhet virke mot tetnings- eller glidestykket 27 og sk-yver dette i retning mot sprenglegemets nese. Ved denne bevegelse vil spissen 28 stikke gjennom eller ødelegge kapselen rundt den væskeformige ladning 2h. Denne ladning flyter utover og gjennom-fukter den pulverformige ladning 23 slik at den blir eksplosiv.

Den strøm som leveres av generatoren på overflaten, påtrykkes på den ene side den ledende ring 3 gjennom lederen k og på den annen side det ledende element 33 gjennom lederen 3^- Den elektriske krets sluttes mellom ringen 3 og det ledende element 33 gjennom den innvendige vannmengde og til setet for sprenglegemet, det innvendige ledende belegg 15 i sprenglegemet, de ledende tråder 25 og kontaktperlen 26.

En utladning eller gnist ved meget høy spenning (f.eks. 4000 volt) utløses og bringer trådene 25 til å smelte, hvilket utløser eksplosjonen av den blanding som dannes av ladningene 23 og 2h.

I tilfelle av et fast eksplosivstoff vil det åpenbart ikke passe å anvende glidestykket 27• Den spesielle utformning av sprenglegemet som omtalt ovenfor, oppviser den fordel at sikkerheten blir meget stor, idet de stabile bestanddeler av den eksplosive ladning kan transporteres uten fare, og sprenglegemene kan klargjøres kort tid før det øyeblikk som er valgt for eksplosjonen.

I henhold til en variant av den foregående utførelsesform

for oppfinnelsen, bg som vist på fig. 7> er de ladninger 23 og 2k som utgjør det eksplosive stoff, begge væskeformige. Det er mulig å anbringe flere av disse ladninger ved siden av eller nær hverandre, f.eks. vekselvis, i det indre av sprenglegemet, mens spissen 28

blir valgt tilstrekkelig lang til å kunne trenge gjennom alle kapslene i øyeblikket forut for eksplosjonen. Funksjonen av anordningen i dette tilfelle er den samme som i de foregående tilfeller.

Claims (11)

1. Anordning for utløsning eller tenning av en eksplosiv ladning (10) i vann ved slutning av en elektrisk krets, hvilken ladning (10) er opptatt i et hult sprenglegeme omfattende en hoveddel (7) som ved den ene ende er avsluttet i en nese (9) og ved den annen ende er forlenget med et hode (8) som har større tverrsnitt enn hoveddelen av sprenglegemet og utgjør et middel til å holde sprenglegemet på et sete (2,29) som er plasert på en neddykket ende av et laderør (1), hvor den eksplosive ladning bare opptar en del av det indre hulrom i sprenglegemet, mens resten av dette hulrom er fylt med vann, hvilken ladning er plasert i sprenglegemet nærmere dettes nese enn dets hode, karakterisert ved at den indre del av hoveddelen av sprenglegemet mellom hodet og ladningen inneholder et i det minste i hovedsaken metallisk ledende element som er elektrisk forbundet med i det minste én leder (3) innvendig i laderøret på den ene side, hvilken leder er forbundet med en første klemme på en strømkilde, og på den annen side med den ende av ladningen som ligger nærmest sprenglegemets hode, samt at den annen ende av ladningen som er nærmest sprenglegemets nese, i det minste ved hjelp av et i det minste i hovedsaken metallisk ledende element som ligger i det vesentlige utenpå sprenglegemet, er forbundet med et ledende element (5,33) som er elektrisk isolert fra det indre av laderøret og er forbundet med den annen klemme på den nevnte strømkilde.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at de ledende elementer utenfor og innvendig i sprenglegemet for den største dels vedkommende er metallisk og resten består av ledende vann, og at det mellomrom eller stykke hvor strømgjennomgangen skjer i vann i de nevnte ledende elementer, har en maksimal verdi svarende til en motstand på 10 ohm.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte elektriske krets omfatter i det minste et ledende belegg (16) på en del av den ytre overflate av hoveddelen av sprenglegemet.

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte elektriske krets også omfatter et ledende belegg (15) på en del av den innvendige overflate av sprenglegemets hoveddel.

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte elektriske krets omfatter et rørformet ledende element (17) innvendig i sprenglegemets hoveddel, hvilket ledende element er innrettet til å kunne ødelegges.

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte ladning er plasert i en kapsel av isolerende materiale (11) og hvis to motstående ender hver er forsynt med et ledende element.

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at de to motstående ledende elementer (13,14) på kapselen for ladningen er forbundet ved hjelp av en ledende tråd (12) som er ført gjennom ladningen.

8. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at de to ledende elementer (21,22) på motsatte sider av kapselen (19) for ladningen er i direkte kontakt med ladningen (10) som i seg selv er ledende, og at kapselen for ladningen utvendig er forsynt med elementer (20) for å avstedkomme tetning mellom en innvendig vannmengde i den sylindriske hoveddel som inneholder ladningen, og en vannmengde utenfor den nevnte hoveddel.

9. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hver eksplosiv ladning er sammensatt av i det minste to bestanddeler (23,24) som hver er stabile og hvis blanding er eksplosiv, hvorav i det minste én bestanddel er opptatt i en kapsel av materiale som kan ødelegges av eksplosjonen, samt ved at det er an-ordnet elementer (28) for perforering av den nevnte kapsel.

10. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte eksplosive ladning består av i det minste en pulverformig bestanddel (23) plasert ved enden av sprenglegemet, og i det minste en væskeformig bestanddel (24) opptatt i en kapsel som kan ødelegges, og som er anbragt nær den nevnte ladning av pulverformig bestanddel.

11. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte eksplosive ladning består av flere væskeformige elementer, som hver er opptatt i en kapsel som kan ødelegges, hvilke kapsler fortrinnsvis er anbragt vekselvis i sprenglegemet.