RU2083948C1

RU2083948C1 - Mechanical fuze detonating device

Info

Publication number: RU2083948C1
Application number: RU93044163A
Authority: RU
Inventors: В.А. Зазнобин; А.В. Киселев; А.И. Краев; В.Н. Лобанов; В.П. Погорелов; В.А. Шевцов
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики
Priority date: 1993-09-13
Filing date: 1993-09-13
Publication date: 1997-07-10

Abstract

FIELD: detonating device of mechanical impact fuze. SUBSTANCE: successively located in body 1 are cylindrical striker 2, strainable metal member in the form of disk 3, primer 4, transfer charge 5 and detonator 6. An axial channel is made between primer 4 and transfer charge 5. EFFECT: improved design. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к взрывным работам, в частности к взрывателям, срабатывающим от заданного механического усилия, и может быть использовано при разработке конструкции детонирующего устройства ударного механического взрывателя. The invention relates to blasting, in particular to fuses that are fired from a given mechanical force, and can be used to develop the design of the detonating device of a mechanical shock fuse.

В современных взрывателях, использующихся, например, для подрыва торпед и кумулятивных перфораторов, спускаемых в нефтяные и газовые скважины на насосно-компрессорных трубах, детонирующее устройство состоит из последовательно расположенных в пластмассовом корпусе капсюля-детонатора накольного действия и шашки бризантного взрывчатого вещества (ВВ). Капсюль-детонатор представляет собой тонкостенную металлическую гильзу, содержащую заряд бризантного ВВ и запрессованный в чашечку заряд инициирующего ВВ (в чашечке под слоем инициирующего ВВ может также помещаться некоторое количество бризантного ВВ). С целью повышения безопасности в обращении капсюль-детонатор прикрыт паронитовой прокладкой. [1]
Известно также детонирующее устройство механического взрывателя [2] Устройство применяется для возбуждения взрыва зарядов боеприпасов и включает в себя размещенные в металлическом корпусе капсюль-детонатор накольного действия с инициирующим ВВ, передаточный заряд (обычно из низкоплотного бризатного ВВ) и детонатор (шашка из высокоплотного бризантного ВВ, способная надежно возбуждать детонацию заряда боеприпаса). Срабатывание вышеуказанных детонирующих устройств происходит при наколе капсюль-детонатора жалом ударника. От капсюля-детонатора взрыв передается в передаточный заряд и далее в детонатор. Это устройство выбрано в качестве прототипа.In modern fuses, used, for example, to detonate torpedoes and cumulative rock drills lowered into oil and gas wells on tubing, the detonating device consists of a sequentially detonating capsule detonator with a detonating action and a blast of explosive explosives. The detonator capsule is a thin-walled metal sleeve containing the charge of a blasting explosive and a charge of the initiating explosive pressed into the cup (a certain amount of blasting explosive can also be placed in the cup under the layer of the initiating explosive). In order to increase safety in handling, the detonator capsule is covered with a paronite gasket. [one]
The detonating device of a mechanical fuse is also known [2] The device is used to initiate an explosion of ammunition charges and includes a detonator-type detonator capsule with an initiating explosive placed in a metal case, a transfer charge (usually from a low-density brisate explosive) and a detonator (a checker from a high-density brisant explosive capable of reliably exciting the detonation of ammunition charge). The operation of the above detonating devices occurs when the capsule detonator is pricked with a stinger of a striker. From the detonator capsule, the explosion is transmitted to the transfer charge and then to the detonator. This device is selected as a prototype.

Экспериментально было показано, что в ДУ на основе тэна диаметр бойка можно уменьшить до 2 мм. Энергия удара, обеспечивающая задействование ДУ с достаточно высокой надежностью, снижается при этом до 2,4 Дж. Указанная величина энергии удара уже сравнима с той, что необходима для возбуждения взрывов инициирующих ВВ. Так например, на корпе Велера, предназначенном для определения чувствительности к механическому удару инициирующих ВВ, стопроцентная частость возбуждения взрывов гремучей ртути и азида свинца имеет место при энергии улара соответственно 0,6 и 2,2 Дж /5/. It was experimentally shown that in the control unit based on PETN, the diameter of the striker can be reduced to 2 mm. The impact energy, which ensures the use of remote control with a sufficiently high reliability, is reduced to 2.4 J. The indicated value of the impact energy is already comparable to that necessary to initiate explosions of initiating explosives. So, for example, on the Veler building, designed to determine the sensitivity to mechanical shock of initiating explosives, the 100% frequency of explosions of explosive mercury and lead azide explosions occurs at an ular energy of 0.6 and 2.2 J / 5 /, respectively.

Такое ДУ (с диаметром бойка 2 мм) является работоспособным и при использовании в нем других бризантных ВВ (например, бензтрифуроксана и бис-тринитроэтилэтилендинитрамина). Such a control unit (with a striker diameter of 2 mm) is workable when using other blasting explosives in it (for example, benztrifuroxane and bis-trinitroethylethylenedinitramine).

Недостаток данного ДУ заключается в том, что при снаряжении его бризантными ВВ, имеющими пониженную склонность к переходу горения в детонацию (например, гексоген, октоген и др.), требуется увеличить диаметр бойка, а следовательно, и необходимую для задействования ДУ энергию удара, так как малые размеры капсюля-детонатора не обеспечивают в нем развития взрывного процесса до низкоскоростного режима детонации. The disadvantage of this remote control is that when it is equipped with blasting explosives, which have a reduced tendency to transfer combustion to detonation (for example, hexogen, octogen, etc.), it is necessary to increase the diameter of the striker, and, therefore, the impact energy necessary to activate the remote control, as the small size of the detonator capsule does not provide for the development of an explosive process in it to a low-speed detonation mode.

Возникает, таким образом, задача создания ДУ, позволяющего применять в нем более широкий диапазон бризантных ВВ без существенного увеличения энергии инициирующего механического импульса. Thus, the problem arises of creating a remote control that allows you to use in it a wider range of blasting explosives without a significant increase in the energy of the initiating mechanical impulse.

Техническим результатом изобретения является снижение энергии удара, необходимой для задействования ДУ, снаряженного бризантным ВВ, обладающим малой склонностью к переходу горения в детонацию, путем уменьшения диаметра бойка. The technical result of the invention is to reduce the impact energy required to activate the remote control equipped with a blasting explosive, which has a low tendency to transfer combustion to detonation by reducing the diameter of the striker.

Для достижения этой цели предлагается конструкция ДУ на основе бризантного ВВ, состоящая из расположенных в корпусе последовательно на одной оси бойка, металлической вставки, капсюля-детонатора, передаточного заряда и детонатора, где в отличие от вышеописанных конструкций боек выполнен сплошным, а между капсюлем-детонатором и передаточным зарядом имеется не содержащий ВВ канал. Диаметр этого канала (d_к) в 3 10 раз меньше диаметра бойка (при таком соотношении диаметров d_б и d_к механическим ударом может возбуждаться взрыв довольно широкого круга используемых в средствах инициирования бризантных ВВ, если дефорцию их осуществлять способом прямого давления). Значение d_к, как и d_о в ДУ по АС /4/, не зависит от критического диаметра детонации ВВ, поэтому вышеуказанная величина отношения d_б может обеспечиваться при довольно малых диаметрах бойка, что является необходимым условием для снижения энергии удара, требующейся для задействования ДУ. Естественно, что в этом случае в расположенной под бойком навеске бризантного ВВ, особенно имеющего малую склонность к переходу горения в детонацию, инициирование нормальной детонации исключается. Процесс перехода горения в детонацию происходит здесь в передаточном заряде, воспламеняемом струей продуктов взрыва, истекающих по каналу из капсюля-детонатора.To achieve this goal, a remote control design based on a blasting explosive is proposed, which consists of a striker, a metal insert, a detonator capsule, a transfer charge and a detonator arranged sequentially on the same axis in the housing, where, in contrast to the above-described constructions, the striker is made solid and between the detonator capsule and the transfer charge is not containing explosive channel. The diameter of this channel (d _k ) is 3 10 times smaller than the diameter of the striker (with this ratio of diameters d _b and d _to mechanical shock, an explosion of a rather wide range of blasting explosives used in initiating means can be excited if they are deformed by direct pressure). The value of d _k , as well as d _о in the ДУ according to АС / 4 /, does not depend on the critical diameter of the detonation of explosives, therefore, the above ratio d _b can be provided at rather small diameters of the hammer, which is a necessary condition for reducing the impact energy required to operate Do. Naturally, in this case, in a brisant explosive placed under a brisk hitch, especially having a low tendency to transfer combustion to detonation, the initiation of normal detonation is excluded. The process of transition of combustion to detonation occurs here in the transfer charge, ignited by a stream of explosion products flowing through the channel from the detonator capsule.

Для снижения инициирующего механического импульса целесообразно также выполнять расположенную между ВВ и бойком вставку, служащую для уплотнения кольцевого зазора в процессе нагружения капсюля-детонатора, в виде диска. Положительный эффект достигается благодаря тому, что при этом уменьшается доля энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию вставки из-за отсутствия цилиндрической стенки колпачка. To reduce the initiating mechanical impulse, it is also advisable to perform an insert located between the explosive and the striker, which serves to seal the annular gap during loading of the detonator capsule in the form of a disk. A positive effect is achieved due to the fact that this reduces the proportion of energy spent on plastic deformation of the insert due to the absence of a cylindrical wall of the cap.

Схема предлагаемой конструкции ДУ представлена на фиг. 1 и 2. В корпусе 1 (см. фиг. 1) ДУ расположены последовательно на одной оси боек 2, металлическая вставка 3, капсюль-детонатор 4, передаточный заряд 5 и детонатор 6. Между капсюлем-детонатором и передаточным зарядом имеется цилиндрический канал, диаметр которого в 3 10 раз меньше диаметра бойка. Диаметр передаточного заряда превышает критический диаметр детонации ВВ, а высота длину преддетонационного участка. A diagram of the proposed design of the remote control is shown in FIG. 1 and 2. In the housing 1 (see Fig. 1), the remote controls are arranged sequentially on the same axis of the firing pin 2, a metal insert 3, a detonator capsule 4, a transfer charge 5 and a detonator 6. There is a cylindrical channel between the detonator capsule and the transfer charge, whose diameter is 3 10 times smaller than the diameter of the striker. The diameter of the transfer charge exceeds the critical diameter of the detonation of the explosive, and the height is the length of the pre-detonation section.

Корпус ДУ, изображенного на фиг. 2, состоит из скрепленных гайкой 7 втулки 8 и гильзы 9. Между втулкой и гильзой помещена уплотнительная прокладка 10. The housing of the remote control shown in FIG. 2, consists of a sleeve 8 and a sleeve 9 fastened by a nut 7. A sealing gasket 10 is placed between the sleeve and the sleeve.

Примером конкретного выполнения может являться ДУ на основе октогена, которое предназначено для использования в термостойкой взрывной головке кумулятивных перфораторов, спускаемых в нефтяные и газовые скважины на трубах. В этом ДУ (см. фиг. 2) изготовленный из закаленной стали боек 2 имеет диаметр 3 мм. Вставка 3 уплотнительная прокладка 10 выполнены из алюминиевой фольги соответственно 0,1 и 0,05 мм. Капсюль-детонатор 4 представляет собой навеску штатного октогена массой 0,025 г, запрессованную в стальную втулку 8 до плотности 1,6 г/см³. Диаметр и высота расположенного в стальной гильзе 9 передаточного заряда 5 составляют соответственно 4 и 37 мм, а плотность 1,33 г/см³. Просверленный в гильзе со стороны капсюля-детонатора канал имеет диаметр 0,5 мм. Детонатором 6 служит заряд штатного октогена, запрессованного до полости 1,6 г/см³ в алюминиевый колпачок с наружным диаметром 6 и высотой 4 мм. Крепление детонатора в гильзе 9 и бойка 2 во втулке 8 осуществляется при помощи клея. При габаритах ДУ диаметром 20 х 55 мм масса содержащего в нем ВВ (штатный октоген) не превышает 0,9 г.An example of a specific implementation may be an octogen-based control unit, which is intended for use in a heat-resistant blasting head of cumulative perforators, lowered into oil and gas wells by pipes. In this remote control (see Fig. 2), the firing pin 2 made of hardened steel has a diameter of 3 mm. Insert 3, the gasket 10 is made of aluminum foil, respectively 0.1 and 0.05 mm The detonator capsule 4 is a sample of regular HMX with a mass of 0.025 g, pressed into a steel sleeve 8 to a density of 1.6 g / cm ³ . The diameter and height of the transfer charge 5 located in the steel sleeve 9 are 4 and 37 mm, respectively, and the density is 1.33 g / cm ³ . The channel drilled in the sleeve from the detonator capsule side has a diameter of 0.5 mm. The detonator 6 is a charge of regular HMX, pressed to a cavity of 1.6 g / cm ³ in an aluminum cap with an outer diameter of 6 and a height of 4 mm. Mounting the detonator in the sleeve 9 and the striker 2 in the sleeve 8 is carried out using glue. With the dimensions of the remote control with a diameter of 20 x 55 mm, the mass of the explosive (standard octogen) containing it does not exceed 0.9 g.

Срабатывает ДУ следующим образом. При механическом ударе по бойку 2 (см. фиг. 2) вначале происходит сжатие навески ВВ в капсюле-детонаторе 4 и радиальная пластическая деформация вставки (диска) 3, приводящая к уплотнению кольцевого зазора между бойком и втулкой 8. Затем пи достижении давления P_пр > P_кр, определяемого отношением d_б/d_к, ВВ из капсюля-детонатора выбрасывается в канал гильзы 9. Процесс разрушения капсюля-детонатора сопровождается образованием очагов разогрева, в результате чего ВВ воспламеняется и продукт его горения через канал в вышеуказанной гильзе зажигают, в свою очередь, передаточный заряд 5. Горение передаточного заряда в условиях замкнутого объема при все возрастающем давлении ускоряется и на некотором расстоянии (преддетонационный участок) переходит в нормальную детонацию, которая передается далее в детонатор 6.Remote control works as follows. With a mechanical impact on the striker 2 (see Fig. 2), the explosive hinge in the detonator capsule 4 is compressed first and the insert (disk) 3 is radially plastic deformed, leading to a sealing of the annular gap between the striker and sleeve 8. Then, when pressure P _pr > P _cr determined by the ratio of d _b / d _k of BB detonator capsule is ejected into the channel of the sleeve 9. The process of destruction detonator capsule is accompanied by formation heating foci, causing explosive is ignited and the combustion product thereof through a channel in said sleeve lit, turn transfer the charge transfer charge 5. Combustion in a closed volume under increased pressure and is accelerated at a certain distance (predetonator portion) proceeds at normal detonation, which is passed further into 6 detonator.

Работоспособность данного ДУ подтверждена экспериментально. Для его испытаний использовался вертикальный копер. Было установлено, что срабатывание ДУ со стопроцентной частостью обеспечивается пи кинематической энергии падающего груза 3,2 Дж. The performance of this remote control is confirmed experimentally. For its testing, a vertical pile driver was used. It was found that the triggering of the remote control with an absolute frequency is ensured by the pi kinematic energy of the falling load of 3.2 J.

Показано также, что ДУ является работоспособным и при снаряжении его другими бризантными ВВ (тэн, бис-тринитроэтилэтилендинитрамин, бензтрифуроксан, гексоген). It is also shown that the DE is also functional when equipped with other blasting explosives (ten, bis-trinitroethylethylene dinitramine, benztrifuroxan, hexogen).

Claims

1. The detonating device of a mechanical fuse, comprising a housing with a detonator capsule, a transfer charge and a detonator arranged sequentially therein, characterized in that the detonator capsule is made of blasting explosive, an axial channel is made between the transfer charge and the detonator capsule in the case, and a cylindrical firing pin is located above the detonator capsule, while a deformable element of an inert material in the form of a disk is installed between the detonator capsule and the firing pin.

2. The device according to p. 1, characterized in that the housing is made in the form of a sleeve and a sleeve fastened with a nut, the end surface of which is located above the end surface of the striker.

3. The device according to p. 2, characterized in that in the sleeve in the area of the transfer charge there are made radial holes filled with fusible alloy.