RU157624U1 - Капсюль-детонатор на основе светочувствительного взрывчатого вещества - Google Patents
Капсюль-детонатор на основе светочувствительного взрывчатого вещества Download PDFInfo
- Publication number
- RU157624U1 RU157624U1 RU2015130465/03U RU2015130465U RU157624U1 RU 157624 U1 RU157624 U1 RU 157624U1 RU 2015130465/03 U RU2015130465/03 U RU 2015130465/03U RU 2015130465 U RU2015130465 U RU 2015130465U RU 157624 U1 RU157624 U1 RU 157624U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- explosive
- detonator capsule
- detonator
- photosensitive explosive
- capsule based
- Prior art date
Links
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000002775 capsule Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 title description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 10
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 8
- OPDFUQJBZZJZRG-WPJYNPJPSA-N (4r,4as,7r,7ar,12bs)-7-[2-[2-[2-[[(4r,4as,7r,7ar,12bs)-3-(cyclopropylmethyl)-4a,9-dihydroxy-1,2,4,5,6,7,7a,13-octahydro-4,12-methanobenzofuro[3,2-e]isoquinoline-7-yl]amino]ethoxy]ethoxy]ethylamino]-3-(cyclopropylmethyl)-1,2,4,5,6,7,7a,13-octahydro-4,12-me Chemical compound N1([C@@H]2CC3=CC=C(C=4O[C@@H]5[C@](C3=4)([C@]2(CC[C@H]5NCCOCCOCCN[C@H]2[C@@H]3OC=4C(O)=CC=C5C[C@@H]6[C@]([C@@]3(CCN6CC3CC3)C5=4)(O)CC2)O)CC1)O)CC1CC1 OPDFUQJBZZJZRG-WPJYNPJPSA-N 0.000 claims abstract 2
- 229940081330 tena Drugs 0.000 claims abstract 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 19
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 4
- 239000007891 compressed tablet Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001540 azides Chemical class 0.000 description 2
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 2
- 229940079938 nitrocellulose Drugs 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000026 Pentaerythritol tetranitrate Substances 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- WETZJIOEDGMBMA-UHFFFAOYSA-L lead styphnate Chemical compound [Pb+2].[O-]C1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C([O-])=C1[N+]([O-])=O WETZJIOEDGMBMA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004321 pentaerithrityl tetranitrate Drugs 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Капсюль-детонатор на основе светочувствительного взрывчатого вещества, состоящий из металлической оболочки, в которой размещено смесевое светочувствительное взрывчатое вещество, отличающийся тем, что смесевое светочувствительное взрывчатое вещество выполнено в виде прессованных таблеток из смеси порошка ТЭНа с добавками наночастиц кобальта 0,1 мас.%.
Description
Полезная модель относится к области производства оптических детонаторов на основе композитов бризантного взрывчатого вещества (ВВ) - пентаэритриттетранитрата (ТЭНа) - и наноразмерных металлических добавок и может быть использована для повышения безопасности и стабильности работы устройств. Устройство предлагаемого капсюля-детонатора обеспечивает более управляемую эксплуатацию детонаторов, позволяет варьировать порог инициирования и повысить селективную чувствительность к внешним воздействиям.
В настоящее время в горнодобывающей промышленности довольно остро стоит вопрос повышения надежности работы оптических устройств. Известен капсюль-детонатор лазерного инициирования взрывчатого вещества (полезная модель №135789, МПК F42B 3/113, опубл. 20.12.2013), в котором оптоволокно без изолирующей оболочки устанавливается торцом вплотную к поверхности инициирующего заряда. Многократное использование устройства возможно с использованием коннекторного амортизатора оптоволокна при его изгибе во вход капсюль-детонатора. Промежуточный заряд в металлической оболочке состоит из последовательно расположенных прессованных зажигательного, пиротехнического составов и инициирующего заряда из бризантного ВВ. Срабатывание лазерного воспламенительного элемента (оптоволокна) приводит к поджиганию инициирующего заряда в резьбовом канале промежуточной оболочки. Детонация инициирующего заряда возбуждает детонацию основного заряда бризантного ВВ и завершает работу капсюль-детонатора.
Известен капсюль-детонатор и инициирующий состав (патент RU №2046275, МПК F42B 3/10, опубл. 20.10.1995). В капсюле-детонаторе, содержащем заряды бризантного и инициирующего взрывчатых веществ и выпуклую чашечку, последняя выполнена со сферической выемкой, глубина которой относится к внутреннему диаметру гильзы как 0,3-0,5, и с центральным отверстием под диаметр огнепроводного шнура. В качестве материала для изготовления чашечки может быть взят алюминий. Также объектом изобретения является инициирующий состав, который кроме азида свинца и тринитрорезорцината свинца (ТНРС) содержит мелкозернистый бездымный пироксилиновый порох с величиной зерен от 0,1 мм до 0,5 мм при следующем соотношении, мас: азид свинца 80-85, ТНРС 7-8; пироксилиновый порох остальное.
Предлагаемые технические решения в большинстве случаев связаны с изменением конструктивных особенностей капсюля-детонатора, что приводит их усложнению.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является детонатор на основе светочувствительного взрывчатого вещества (патент на изобретение RU 2427786, МПК F42B 3/113, опубл. 27.08.2011), состоящий из металлической оболочки, в которой размещено смесевое светочувствительное ВВ. В металлической оболочке дополнительно установлен оптический подпор, выполненный из оптического стекла, смесевое светочувствительное ВВ выполнено в виде запрессованного до плотности 0,9-1,1 г/см3 материала из смеси высокодисперсного ТЭНа с удельной поверхностью 4000-20000 см2/г и наноалюминия со средним размером частиц не более 60 нм, при соотношении ингредиентов (массовые доли) от 75:15 до 95:5, соответственно.
Недостатком ближайшего аналога является содержание дорогостоящего компонента - нанометалла - в смесевом светочувствительном ВВ, использующемся в детонаторе.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является значительное снижение содержания дорогостоящего нанометалла в смесевом светочувствительном ВВ, использующемся в предлагаемом капсюле-детонаторе.
Решение технической задачи достигается тем, что капсюль-детонатор на основе светочувствительного взрывчатого вещества состоит из металлической оболочки, в которой размещено смесевое светочувствительное взрывчатое вещество, при этом смесевое светочувствительное взрывчатое вещество выполнено в виде прессованных таблеток из смеси порошка ТЭНа с добавками наночастиц кобальта 0,1% масс.
На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство капсюля-детонатора на основе светочувствительного ВВ, где 1 - металлическая оболочка, 2 - прессованное смесевое светочувствительное ВВ, 3 -оптический подпор, 4 - инициирующий лазерный импульс.
На фиг. 2 представлена рассчитанная зависимость критической плотности энергии инициирования взрывного разложения смесевого светочувствительного ВВ от радиуса наночастицы кобальта при инициировании лазерным импульсом.
Капсюль-детонатор на основе светочувствительного ВВ выполнен в виде металлической оболочки 1, в которую помещают смесевое светочувствительное ВВ 2 в виде прессованной таблетки. Металлическая оболочка 1 капсюля-детонатора выполнена из алюминия с внутренним диаметром 3 мм и толщиной стенок 0,08 мм. В оболочке 1 фиксируют оптический подпор 3, изготовленный из оптического стекла (толщина 900 мкм).
Принцип действия капсюля-детонатора основан на инициировании взрывного разложения светочувствительного ВВ лазерным импульсом 4.
В качестве смесевого светочувствительного взрывчатого вещества используются прессованные таблетки ТЭНа с добавками наночастиц кобальта 0,1% по массе. Для изготовления прессованных таблеток светочувствительного ВВ используют порошок ТЭНа с частицами размерами 1-2 мкм и порошок наночастиц кобальта размером 100-120 нм. Механическую смесь порошков ТЭНа и нанокобальта готовят в ультразвуковой ванне для получения равномерного распределения частиц по объему. Далее навеску смеси прессуют в течение 30 минут при максимальном давлении 1,8 ГПа с помощью гидравлического пресса для получения прессованной таблетки, имеющей практически монокристаллическую плотность.
Пресс-форма представляет собой медную пластину толщиной 1 мм, в центре которой имеется отверстие диаметром 3 мм. Получаемые прессованные таблетки смесевого светочувствительного взрывчатого вещества имеют диаметр 3 мм, толщину 1 мм и плотность 1,73±0.03 г/см3.
При содержании в смесевом светочувствительном ВВ наночастиц кобальта 0,1% масс, достигается оптимальная работа капсюля-детонатора, поскольку при их более низком содержании не обеспечивается требуемая чувствительность капсюля-детонатора к лазерному импульсу, увеличение же содержания наночастиц кобальта более 0,1% масс, ведет к удорожанию устройства.
Взрывное разложение наблюдается при облучении прессованных таблеток ТЭН-кобальт через оптический подпор 3 импульсом первой гармоники неодимового лазера с плотностью энергии более 1,7 Дж/см2. Эта величина плотности энергии на два порядка меньше плотности энергии лазерного инициирования чистого (недопированного) ТЭНа (~100 Дж/см2), при этом энергия инициирования другими видами воздействия остается неизменно высокой. Таким образом, достигается существенное снижение порога чувствительности к лазерному инициированию при неизменно высоком пороге инициирования прочими видами внешнего воздействия.
Радиус металлических частиц и их природа, необходимые для обеспечения минимального значения критической плотности энергии инициирования взрывного разложения, были определены экспериментально и теоретически на основе расчета коэффициентов поглощения наночастиц в оптически прозрачной матрице ВВ и кинетики процесса с учетом коэффициентов теплопроводности металла и матрицы ВВ, процессов плавления и экзотермической реакции разложения основного вещества. Частицы кобальта с размерами 100-120 нм являются оптимальными для использования в композите ТЭН-металл. Так наименьшее значение критической плотности энергии инициирования взрывного разложения на фиг. 2 составляет 0,065 Дж/см2 при радиусе включения R=93,3 нм. Зависимость имеет один минимум, положение которого определяется длительностью импульса излучения и теплофизическими параметрами включения и среды.
Технический результат предлагаемого капсюля-детонатора заключается в значительном снижении (в 50 раз) содержания дорогостоящего нанометалла в смесевом светочувствительном ВВ по сравнению с прототипом.
Claims (1)
- Капсюль-детонатор на основе светочувствительного взрывчатого вещества, состоящий из металлической оболочки, в которой размещено смесевое светочувствительное взрывчатое вещество, отличающийся тем, что смесевое светочувствительное взрывчатое вещество выполнено в виде прессованных таблеток из смеси порошка ТЭНа с добавками наночастиц кобальта 0,1 мас.%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015130465/03U RU157624U1 (ru) | 2015-07-22 | 2015-07-22 | Капсюль-детонатор на основе светочувствительного взрывчатого вещества |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015130465/03U RU157624U1 (ru) | 2015-07-22 | 2015-07-22 | Капсюль-детонатор на основе светочувствительного взрывчатого вещества |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU157624U1 true RU157624U1 (ru) | 2015-12-10 |
Family
ID=54846068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015130465/03U RU157624U1 (ru) | 2015-07-22 | 2015-07-22 | Капсюль-детонатор на основе светочувствительного взрывчатого вещества |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU157624U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637016C1 (ru) * | 2017-03-20 | 2017-11-29 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ изготовления термостойких светочувствительных взрывчатых составов и светодетонатор на их основе |
| RU2666435C1 (ru) * | 2017-08-14 | 2018-09-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | Смесевое светочувствительное взрывчатое вещество для капсюля оптического детонатора |
-
2015
- 2015-07-22 RU RU2015130465/03U patent/RU157624U1/ru active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637016C1 (ru) * | 2017-03-20 | 2017-11-29 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ изготовления термостойких светочувствительных взрывчатых составов и светодетонатор на их основе |
| RU2666435C1 (ru) * | 2017-08-14 | 2018-09-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | Смесевое светочувствительное взрывчатое вещество для капсюля оптического детонатора |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yen et al. | Reactive metals in explosives | |
| Qiao et al. | Fast deflagration to detonation transition of energetic material based on a quasi-core/shell structured nanothermite composite | |
| Fathollahi et al. | Kinetic investigation on thermal decomposition of hexahydro-1, 3, 5-trinitro-1, 3, 5-triazine (RDX) nanoparticles | |
| JP3152348B2 (ja) | 起爆エレメント | |
| CN100513987C (zh) | 一种雷管激发装置及使用该装置的雷管 | |
| US10766832B1 (en) | Nano-enhanced explosive material | |
| RU157624U1 (ru) | Капсюль-детонатор на основе светочувствительного взрывчатого вещества | |
| CN103113171A (zh) | 一种氢化钛型高能混合炸药及其制备方法 | |
| DE06002905T1 (de) | Sprengstoffzusammemsetzung zur thermischen Zündung mittels einer Laserquelle und Zündvorrichtung dafür | |
| Shevchenko et al. | Detonation velocity of mechanically activated mixtures of ammonium perchlorate and aluminum | |
| CN102278920A (zh) | 一种非起爆药雷管 | |
| Wu et al. | Energy release effect of micro-nano self-assembled aluminum powders and application in composite explosives | |
| CN102603442A (zh) | 一种安全环保型起爆药替代物及制备方法 | |
| Fang et al. | Constructing highly reliable and adaptive primary explosive composites for micro‐initiator assisting by a hybrid template of metal–organic frameworks and cross‐linked polymers | |
| DE102008063907B4 (de) | Pyrotechnischer Körper mit Titan und seine Verwendung | |
| CN108917500B (zh) | 一种铅芯式燃爆元件及由该燃爆元件组成的基础雷管 | |
| CN106152886A (zh) | 工业飞片雷管及其飞片激发装置 | |
| CN207556376U (zh) | 一种电子飞片雷管 | |
| RU2750750C1 (ru) | Лазерный капсюль-детонатор | |
| RU2522611C2 (ru) | Светочувствительный взрывчатый состав | |
| RU2496756C1 (ru) | Малочувствительный взрывчатый состав для снаряжения электродетонаторов | |
| US20190135712A1 (en) | Explosive composition for use in telescopically expanding non-lethal training ammunition | |
| JP2016069201A (ja) | 点火薬組成物 | |
| RU2483050C2 (ru) | Пиротехнический состав | |
| CN106045799A (zh) | 一种高强度钛基纤维炸药 |