RU2165064C1

RU2165064C1 - Detonating device

Info

Publication number: RU2165064C1
Application number: RU99123124A
Authority: RU
Inventors: В.А. Демидов; И.А. Есин; А.Я. Кошелев; В.Н. Лобанов; М.Л. Рудько
Original assignee: Министерство Российской Федерации по атомной энергии
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2001-04-10

Abstract

FIELD: detonating devices. SUBSTANCE: device represents and explosive charge made in the form of a layer, whose external face represents two truncated cones facing each other with the smaller bases. The blasting device is positioned in the charge axial duct. The charge external face accommodates the propelled member in the form of a film. EFFECT: enhanced safety in handling and simplified production practice. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области взрывной техники и может быть использовано в скважинных и других зарядах, в которых необходимо формировать симметричную осерасходящуюся детонационную волну. The invention relates to the field of explosive technology and can be used in borehole and other charges, in which it is necessary to form a symmetrical dispersive detonation wave.

Известен кольцевой детонатор (пат. США N 4892039, МКИ F 42 B 11/22, приоритет 09.03.89, опубл. 09.01.90), включающий внешний конусный элемент и внутренний конусный элемент, между которыми размещен слой взрывчатого вещества (ВВ). По центру слой ВВ подрывается с помощью дополнительной шашки ВВ, установленной на внешнем конусном элементе. Это устройство формирует плоскую кольцевую детонационную волну. Known annular detonator (US Pat. US N 4892039, MKI F 42 B 11/22, priority 09.03.89, publ. 09.01.90), comprising an external conical element and an internal conical element, between which a layer of explosive (BB) is placed. In the center, the explosive layer is undermined with the help of an additional explosive checker mounted on the external conical element. This device forms a plane ring detonation wave.

Известно устройство для подрыва цилиндрического заряда ВВ (пат. Франция N 2280053, МКИ F 42 B 3/10, приоритет 30.10.73, заявка N 7338637, опубл. 20.02.76). Устройство авторами названо генератором цилиндрической волны, который состоит из двух внутренних зарядов ВВ конической формы и внешнего полого заряда цилиндрической формы. Генератор приводится в действие путем подрыва одного или более детонаторов, размещенных в осевом канале. Поверхность раздела между двумя компонентами внутреннего заряда имеет форму гиперболоида вращения, которую можно сравнить с двумя усеченными конусами, состыкованными меньшими основаниями. Одновременность выхода детонационной волны на наружную поверхность внешнего заряда обеспечивается тем, что внутренние заряды изготавливаются из составов, имеющих разные скорости детонации. При этом надлежащим образом выбирается величина угла α, образованного между образующей усеченного конуса и плотностью, перпендикулярной оси. В приведенном в описании примере для соотношения скоростей детонации внутреннего и внешнего зарядов как 4000/8500 = 0,47 ≤ cosα значение угла α должно быть меньше 63^o. Внутренний заряд находится в тесном соприкосновении с внутренней поверхностью полого внешнего заряда цилиндрической формы.A device for blasting a cylindrical charge of explosives (US Pat. France N 2280053, MKI F 42 B 3/10, priority 30.10.73, application N 7338637, publ. 20.02.76). The device is named by the authors as a cylindrical wave generator, which consists of two internal explosive charges of a conical shape and an external hollow cylindrical charge. The generator is driven by detonating one or more detonators placed in an axial channel. The interface between the two components of the internal charge has the form of a hyperboloid of revolution, which can be compared with two truncated cones joined by smaller bases. The simultaneous exit of the detonation wave to the outer surface of the external charge is ensured by the fact that the internal charges are made of compositions having different detonation velocities. In this case, the angle α formed between the generatrix of the truncated cone and the density perpendicular to the axis is appropriately selected. In the example given in the description, for the ratio of detonation velocities of internal and external charges as 4000/8500 = 0.47 ≤ cosα, the angle α should be less than 63 ^o . The internal charge is in close contact with the inner surface of the hollow external charge of a cylindrical shape.

К недостаткам этой конструкции можно отнести. The disadvantages of this design can be attributed.

1. Нетехнологичность и высокая стоимость конструкции, так как в ней необходимо использовать два состава ВВ с разной скоростью детонации. 1. Low technology and high cost of the structure, since it is necessary to use two explosive compositions with different detonation speeds.

2. Низкая инициирующая способность в силу того факта, что один из внутренних зарядов ВВ изготовлен из состава, обладающего малой скоростью детонации. Известно, что мощность заряда ВВ, соответственно инициирующая способность, зависит от скорости детонации в заряде. 2. Low initiating ability due to the fact that one of the internal explosive charges is made of a composition having a low detonation velocity. It is known that the explosive charge power, respectively, the initiating ability, depends on the detonation velocity in the charge.

3. Сравнительно большая масса внутреннего заряда, формирующего симметрично расходящуюся цилиндрическую детонационную волну. 3. A relatively large mass of internal charge, forming a symmetrically diverging cylindrical detonation wave.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является формирование на внутренней поверхности подрываемого полого цилиндрического заряда симметричной детонационной волны с помощью внутреннего заряда с малым количеством ВВ однородного состава. Техническим результатом заявляемого решения является упрощение и удешевление технологии изготовления, а также повышение безопасности в обращении. The problem to which the invention is directed, is the formation on the inner surface of the undermined hollow cylindrical charge of a symmetrical detonation wave with the help of an internal charge with a small amount of explosives of a uniform composition. The technical result of the proposed solution is to simplify and reduce the cost of manufacturing technology, as well as improve safety in handling.

Сущность изобретения заключается в том, что в детонирующем устройстве, содержащем заряд ВВ с устройством подрыва, внешняя поверхность заряда выполнена в виде двух усеченных конусов, совмещенных между собой меньшими основаниями, при этом заряд ВВ выполнен в виде слоя. На внешней конической поверхности заряда размещен метаемый элемент в виде пленки, расположенной на внешней поверхности заряда. Устройство дополнительно содержит инертные вставки, выполненные из материала с удельным акустическим сопротивлением в пределах (3-20)·10⁶ Па·с/м (кг/с·м²) в виде 2-х усеченных конусов, обращенных друг к другу малыми основаниями, между которыми размещен слой ВВ. В одной из вставок выполнено осевое отверстие для размещения устройства подрыва заряда ВВ, который установлен между вставками и метаемым элементом. Максимальный эффект разгона пленки взрывом слоя ВВ достигается в том случае, когда толщина слоя из ВВ превышает толщину пленки в 6-20 раз. Отмеченный интервал обуславливается величиной критического диаметра детонации используемого ВВ в слое. Слой ВВ выполняют из пластического состава, имеющего малый критический диаметр детонации. Выполнение этого условия необходимо с целью уменьшения массы внутреннего заряда. Выполнение заряда ВВ в виде слоя из однородного ВВ и наличие метаемого элемента в виде пленки приводит к уменьшению массы внутреннего заряда и упрощению в целом технологии изготовления устройства за счет устранения необходимости изготовления внутреннего заряда из двух составов ВВ с резко отличающимися скоростями детонации. Выполнение метаемого элемента в виде пленки позволяет с высокой степенью надежности инициировать подрываемый заряд ВВ при малой массе метательного слоя ВВ. Наличие инертных вставок позволяет ориентировать слой ВВ симметрично оси. Выполнение инертных вставок из материала с удельным акустическим сопротивлением в пределах (3-20) · 10⁶ Па·с/м (кг/с · м²) необходимо для увеличения эффективности преобразования энергии слоя ВВ в кинетическую энергию метаемой пленки. На чертеже изображен общий вид заявляемого устройства, где 1 - вставки; 2 - слой ВВ; 3 - метаемая пленка,
4. Подрываемый цилиндрический заряд ВВ.The essence of the invention lies in the fact that in a detonating device containing an explosive charge with a detonator, the external surface of the charge is made in the form of two truncated cones, combined with each other with smaller bases, while the explosive charge is made in the form of a layer. On the outer conical surface of the charge placed missile element in the form of a film located on the outer surface of the charge. The device additionally contains inert inserts made of a material with a specific acoustic resistance in the range of (3-20) · 10 ⁶ Pa · s / m (kg / s · m ² ) in the form of 2 truncated cones facing each other with small bases between which the explosive layer is placed. An axial hole is made in one of the inserts to accommodate the explosive charge detonating device, which is installed between the inserts and the missile element. The maximum effect of acceleration of the film by explosion of the explosive layer is achieved when the thickness of the explosive layer exceeds the film thickness by 6-20 times. The marked interval is determined by the critical detonation diameter of the explosive used in the layer. The explosive layer is made of a plastic composition having a small critical detonation diameter. The fulfillment of this condition is necessary in order to reduce the mass of the internal charge. The execution of the explosive charge in the form of a layer of a homogeneous explosive and the presence of a missile element in the form of a film leads to a decrease in the mass of the internal charge and simplifies the overall manufacturing technology of the device by eliminating the need to produce an internal charge from two explosive compositions with sharply different detonation velocities. The execution of the missile element in the form of a film allows with a high degree of reliability to initiate a detonated explosive charge with a small mass of the propellant layer of the explosive. The presence of inert inserts allows the BB layer to be oriented symmetrically to the axis. The implementation of inert inserts from a material with a specific acoustic resistance in the range of (3-20) · 10 ⁶ Pa · s / m (kg / s · m ² ) is necessary to increase the efficiency of the conversion of the energy of the explosive layer into the kinetic energy of the missile film. The drawing shows a General view of the inventive device, where 1 is an insert; 2 - layer BB; 3 - throwable film,
4. Undermined cylindrical explosive charge.

Примером конкретного выполнения заявляемого устройства может служить конструкция детонирующего устройства, успешно прошедшего испытания, со следующими параметрами: толщина ВВ 1 мм, толщина пленки из алюминия 0,15 мм, угол, образованный между образующей усеченного конуса и плоскостью, перпендикулярной оси α = 66^o.An example of a specific implementation of the claimed device can serve as the design of a detonating device that has successfully passed the test with the following parameters: explosive thickness 1 mm, aluminum film thickness 0.15 mm, the angle formed between the generatrix of the truncated cone and a plane perpendicular to the axis α = 66 ^o .

Вставки 1 выполняются из материала, имеющего удельное акустическое сопротивление ρc≥3·10⁶ кг/м² · с, где ρ - плотность материала, c - продольная скорость звука в материале, например капролона, полиамида и др.Insert 1 is made of a material having a specific acoustic resistance ρc≥3 · 10 ⁶ kg / m ² · s, where ρ is the density of the material, c is the longitudinal velocity of sound in the material, for example caprolon, polyamide, etc.

Слой ВВ 2 выполняется из пластического ВВ, имеющего малый критический диаметр детонации, например, из пластического состава на основе тэна. The explosive layer 2 is made of a plastic explosive having a small critical diameter of detonation, for example, of a plastic composition based on PETN.

Метаемая пленка 3 может быть выполнена как из металла, например алюминия, никеля, так и из диэлектрика, например лавсана или полиимида. The missile film 3 can be made of metal, for example aluminum, nickel, or of a dielectric, for example lavsan or polyimide.

Внешний заряд 4 может быть изготовлен также из пластического ВВ. External charge 4 can also be made of plastic explosives.

Детонирующее устройство работает следующим образом. После срабатывания устройства подрыва слой ВВ 2 инициируется по оси в точке А. Детонационный взрыв слоя 2 разгоняет метаемую пленку 3 до скорости, обеспечивающей надежный режим инициирования цилиндрического подрываемого заряда 4 одновременно по всей его внутренней поверхности. The detonating device operates as follows. After the detonator is triggered, the explosive layer 2 is initiated along the axis at point A. The detonation explosion of layer 2 accelerates the missile film 3 to a speed that provides a reliable initiation mode for the cylindrical detonated charge 4 simultaneously over its entire inner surface.

Из сопоставления конструктивных параметров заявляемого устройства с прототипом следует, что практически одинаковый эффект при почти одинаковом угле α (в прототипе α ≤ 63^o) в предлагаемом устройстве достигнут при значительно (≈ 10 раз) меньшей массе внутреннего заряда ВВ.From a comparison of the structural parameters of the claimed device with the prototype, it follows that almost the same effect with almost the same angle α (in the prototype α ≤ 63 ^o ) in the proposed device is achieved with a significantly (≈ 10 times) lower mass of internal explosive charge.

В прототипе толщина внутреннего заряда ВВ для примерно таких же габаритов устройства составила бы не 1 мм, а 10 мм. In the prototype, the thickness of the internal explosive charge for approximately the same dimensions of the device would not be 1 mm, but 10 mm.

Более высокая технологичность изготовления заявляемого устройства по сравнению с прототипом объясняется возможностью использования однородного, промышленностью выпускаемого ВВ, и позволяет не прибегать к изготовлению двух сортов ВВ, имеющих различную скорость детонации. Higher manufacturability of the claimed device compared to the prototype is explained by the possibility of using a homogeneous, manufactured explosives industry, and eliminates the need to resort to the manufacture of two varieties of explosives having different detonation speeds.

Claims

1. A detonating device comprising an explosive charge with a detonator, the outer surface of the charge is made in the form of two truncated cones, interconnected by smaller bases, characterized in that the explosive charge is made in the form of a layer and further comprises a missile element made in the form of a film located on the outer surface of the charge.

2. The device according to claim 1, characterized in that the thickness of the layer of explosive is chosen 6 to 20 times greater than the thickness of the missile element.

3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that it further comprises inert inserts made of a material with a specific acoustic resistance in the range of (3 - 20) · 10 ⁶ Pa · s / m (kg / s · m ² ) in the form of two truncated cones facing each other with small bases, while in one of the inserts an axial hole is made to accommodate a device for detonating the explosive charge, and the charge is installed between the inserts and the missile element.

4. The device according to claims 1 to 3, characterized in that a layer of explosive is placed between the small bases of the inert inserts.

5. The device according to paragraphs. 1 to 4, characterized in that the explosive layer is made of a plastic composition having a small critical diameter of detonation.