RU2632013C1

RU2632013C1 - Initiating waveguide

Info

Publication number: RU2632013C1
Application number: RU2016127486A
Authority: RU
Inventors: Владимир Валентинович Колтунов; Николай Михайлович Ватутин; Михаил Игоревич Сидоров; Екатерина Михайловна Василевская; Ирина Анатольевна Кузнецова; Людмила Андреевна Васянина
Original assignee: Федеральное казенное предприятие "Научно-исследовательский институт "Геодезия" (ФКП "НИИ "Геодезия")
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2016-07-08
Publication date: 2017-10-02

Abstract

FIELD: blasting works.

SUBSTANCE: initiating waveguide comprises the one- or multilayer visually transparent tubular jacket with the layer of the coloured fine active substance on the jacket internal surface. The waveguide width in the lead cross-section is less than its perimeter. The active substance layer is applied in a stripe way directly on the lead internal surface. The active substance comprises the element with the fusion temperature, which is close to the tubular jacket material processing temperature. The sulfur is used in the function of the active substance element with the fusion temperature, which is close to the tubular jacket material processing temperature. The black powder, the aluminium powder or the relevant meal black powder are used in the function of the active material.

EFFECT: cheapening and design simplification at the simultaneous maintenance of the safety in use by means of the visual control provision.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам взрывания и может быть использовано при проведении взрывных работ в горнорудной промышленности и строительстве.The invention relates to blasting equipment and can be used in blasting in the mining industry and construction.

Известен ряд конструкций детонирующих шнуров - инициирующих волноводов, содержащих одно- или многослойную визуально прозрачную трубчатую оболочку с размещенным на ее внутренней поверхности слоем, или предварительно окрашенного гомогенного мелкодисперсного активного вещества, или же смесевого вещества, содержащего краситель в своем составе, например /1, 2/.A number of designs of detonating cords are known - initiating waveguides containing a single or multilayer visually transparent tubular shell with a layer placed on its inner surface, or a pre-painted homogeneous finely divided active substance, or a mixed substance containing a dye in its composition, for example / 1, 2 /.

Одним из недостатков данных конструкций является их относительно высокая стоимость, вызванная прежде всего необходимостью применения специально получаемых путем перекристаллизации исходных штатных взрывчатых веществ (ВВ), мелкодисперсных активных веществ (составов) с последующим нанесением их по всей внутренней поверхности канала волновода в процессе изготовления.One of the drawbacks of these designs is their relatively high cost, caused primarily by the need to use finely dispersed active explosives (compositions), specially prepared by recrystallization, with fine active substances (compositions) followed by their application over the entire inner surface of the waveguide channel during the manufacturing process.

Кроме того, при экспериментальном исследовании инициирующих волноводов отечественных неэлектрических систем инициирования «Коршун» ТУ 7287-002-54634296-2007 /3/ и СИНВ-С ДИШВ 773979.007 ТУ /4/ было обнаружено, что в случае отсутствия активного вещества на внутренней поверхности трубчатой оболочки в пределах 12…15 см процесс передачи инициирующего импульса по каналу волновода не прерывается. С одной стороны, это подтверждает надежность волноводов, а с другой, можно сделать вывод о некоторой избыточности по навеске, что также отрицательно сказывается на их стоимости.In addition, in an experimental study of the initiating waveguides of domestic non-electric initiation systems “Korshun” TU 7287-002-54634296-2007 / 3 / and SINV-S DISHV 773979.007 TU / 4 /, it was found that in the absence of active substance on the inner surface of the tubular shell within 12 ... 15 cm, the process of transmission of the initiating pulse through the channel of the waveguide is not interrupted. On the one hand, this confirms the reliability of the waveguides, and on the other hand, we can conclude that there is some redundancy in the sample, which also negatively affects their cost.

Указанные недостатки частично устранены в конструкциях инициирующих волноводов, например /3, 4/, предполагающих размещение активного вещества по поверхности канала оболочки неполностью. Наиболее же близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является инициирующий волновод /4/.These disadvantages are partially eliminated in the designs of the initiating waveguides, for example / 3, 4 /, suggesting that the active substance is not completely placed on the surface of the sheath channel. The closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result is the initiating waveguide / 4 /.

В одном из предложенных вариантов конструкции волновода предусмотрено нанесение активного состава не по всему периметру поперечного сечения канала оболочки, а частично, но с использованием дополнительного конструктивного элемента - ленты, на одну сторону которой нанесен активный состав, а другая сторона контактирует с поверхностью канала оболочки.In one of the proposed waveguide design options, it is provided that the active composition is applied not around the entire perimeter of the cross section of the sheath channel, but partially, but using an additional structural element, a tape, on which one side the active compound is applied and the other side is in contact with the sheath channel surface.

Однако, данное техническое решение также содержит ряд недостатков.However, this technical solution also contains several disadvantages.

1) Наличие в конструкции дополнительного элемента - ленты усложняет и удорожает как процесс изготовления, так и само изделие.1) The presence in the design of an additional element - the tape complicates and increases the cost of both the manufacturing process and the product itself.

2) Т.к. ленту предложено размещать не по всему периметру поперечного сечения, это приведет к анизотропии жесткостных (т.е. способности к изгибу) характеристик оболочки волновода в разных направлениях, что отрицательно сказывается при монтаже взрывных сетей, особенно в условиях низких температур, - кольцуемость и т.п.2) Because it is proposed that the tape be placed not around the entire perimeter of the cross section, this will lead to anisotropy of the stiffness (i.e., bending ability) characteristics of the waveguide sheath in different directions, which negatively affects the installation of explosive networks, especially at low temperatures - ringing, etc. P.

3) Материал ленты должен одновременно иметь хорошую адгезию как к активному веществу, так и к внутренней стенке канала оболочки, что трудно достижимо.3) The material of the tape must simultaneously have good adhesion to both the active substance and the inner wall of the shell channel, which is difficult to achieve.

4) Т.к. волновод претерпевает много изгибов в различных направлениях и в процессе производства и при непосредственном применении, имеется большая вероятность локальных отслоений ленты от стенки его канала. А далее, под воздействием ударной волны, опережающей зону взрывного процесса в канале волновода при его работе, при достижении ею участка локального отслоения возможно полное отслоение и перекрытие лентой канала, что приведет к отказу.4) Because the waveguide undergoes many bends in various directions both in the production process and in direct application, there is a high probability of local delamination of the tape from the wall of its channel. And then, under the influence of a shock wave ahead of the zone of the explosive process in the waveguide channel during its operation, when it reaches the local detachment section, it is possible to completely detach and overlap the channel with a ribbon, which will lead to failure.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, т.е. удешевление и упрощение конструкции при одновременном сохранении безопасности использования путем обеспечения визуального контроля возможного отказа/неисправности.The technical task of the invention is to eliminate the above disadvantages, i.e. cheaper and simplified design while maintaining safety of use by providing visual control of a possible failure / malfunction.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном инициирующем волноводе, содержащем одно- или многослойную визуально прозрачную трубчатую оболочку с размещенным на ее внутренней поверхности слоем окрашенного мелкодисперсного активного вещества, ширина которого в поперечном сечении канала трубки не превышает его периметр, в соответствии с изобретением слой активного вещества нанесен полосой непосредственно на внутреннюю поверхность канала трубки, причем активное вещество содержит в своем составе компонент с температурой плавления, близкой к температуре переработки материала трубчатой оболочки.The solution of this problem is achieved by the fact that in a known initiating waveguide containing a single or multilayer visually transparent tubular shell with a layer of colored finely dispersed active substance placed on its inner surface, the width of which in the cross section of the tube channel does not exceed its perimeter, in accordance with the invention, the layer the active substance is applied by a strip directly on the inner surface of the channel of the tube, and the active substance contains a component with a temperature melting close to the temperature of processing the material of the tubular shell.

Таким образом, предлагаемая конструкция волновода отличается от прототипа двумя существенными признаками - нанесением слоя активного вещества полосой на внутреннюю поверхность канала трубки без использования дополнительных конструктивных элементов и использованием в качестве активного состава вещества, содержащего в своем составе компонент с температурой плавления, близкой к температуре переработки материала трубчатой оболочки.Thus, the proposed waveguide design differs from the prototype in two essential respects: applying a layer of the active substance with a strip on the inner surface of the tube channel without using additional structural elements and using as an active composition a substance containing in its composition a component with a melting point close to the material processing temperature tubular shell.

Нанесение слоя активного вещества не по всему периметру сечения канала трубки волновода, а полосой, причем без использования дополнительных конструктивных элементов типа ленты, упрощает и удешевляет конструкцию. А использование в качестве активного состава вещества, содержащего в своем составе компонент с температурой плавления, близкой к температуре переработки материала трубчатой оболочки, позволит обеспечить лучшую адгезию за счет локального сплавления в зоне контакта частиц вещества к стенке канала формируемого волновода при его изготовлении.The application of a layer of active substance not around the entire perimeter of the channel section of the waveguide tube, but in a strip, and without using additional structural elements such as tape, simplifies and cheapens the design. And the use as an active composition of a substance containing a component with a melting point close to the processing temperature of the tubular shell material will allow better adhesion due to local fusion in the zone of contact of the particles of the substance to the channel wall of the formed waveguide during its manufacture.

В качестве подобного вещества может быть использована, в частности, сера, температура плавления которой составляет 119°C, в то время как температура переработки материала трубчатой оболочки, например полиэтилена марки 15803-020 ГОСТ 16337-77, составляет 110…120°C.As such a substance, in particular, sulfur can be used, the melting point of which is 119 ° C, while the processing temperature of the material of the tubular shell, for example polyethylene grade 15803-020 GOST 16337-77, is 110 ... 120 ° C.

Являясь горюче-связующим веществом, сера широко применяется в производстве дымных порохов, а также алюминиевого пороха, которые и могут быть использованы в качестве активного состава для изготовления инициирующих волноводов предлагаемой конструкции, т.к. наряду с высокими энергетическими параметрами имеют и характерную окраску.Being a combustible-binder, sulfur is widely used in the production of smoke powders, as well as aluminum powder, which can be used as an active composition for the manufacture of initiating waveguides of the proposed design, because Along with high energy parameters, they also have a characteristic color.

Ввиду того, что в настоящее время мелкодисперсные отходы как пороховых, так и пиротехнических производств не всегда пригодны ко вторичной переработке и чаще всего уничтожаются сжиганием, использование подобных отходов при изготовлении инициирующих волноводов сулит как определенный экономический эффект, так и экологический. Кроме того, для изготовления алюминиевого пороха может быть использована алюминиевая пудра, получаемая при расснаряжении боеприпасов с зарядами на основе состава A-IX-2, что также удешевит процесс производства.Due to the fact that currently fine wastes of both powder and pyrotechnic industries are not always recyclable and are most often disposed of by burning, the use of such wastes in the manufacture of initiating waveguides promises both a certain economic and environmental effect. In addition, aluminum powder can be used for the manufacture of aluminum powder, obtained by unloading ammunition with charges based on composition A-IX-2, which will also reduce the cost of the production process.

Изобретение поясняется следующей графической информацией.The invention is illustrated by the following graphic information.

На фиг. 1 схематично представлена в разрезе предлагаемая конструкция инициирующего волновода.In FIG. 1 is a schematic sectional view of the proposed design of the initiating waveguide.

На фиг. 2 условно изображен волновод до (а) и после срабатывания (б).In FIG. Figure 2 shows the waveguide before (a) and after operation (b).

Инициирующий волновод (фиг. 1) содержит визуально прозрачную трубчатую оболочку 1, на ее внутреннюю поверхность (стенку канала) 2 нанесен полосой слой окрашенного мелкодисперсного активного вещества 3, ширина которого в поперечном сечении канала трубки не превышает его периметр. Т.к. оболочка волновода визуально прозрачна, внешне она выглядит двухцветной (фиг. 2а) (сквозь ее стенку видно размещение полосы слоя окрашенного активного вещества 4 (темный цвет по сравнению с исходным цветом материала оболочки), а также "оставшейся" без активного вещества полосы 5 (исходный цвет материала оболочки).The initiating waveguide (Fig. 1) contains a visually transparent tubular sheath 1, a layer of colored finely dispersed active substance 3 is applied on its inner surface (channel wall) 2, the width of which in the cross section of the channel of the tube does not exceed its perimeter. Because the waveguide cladding is visually transparent, externally it looks two-color (Fig. 2a) (through its wall you can see the placement of a strip of a layer of a colored active substance 4 (dark color compared to the original color of the sheath material), as well as a strip 5 that remained “without active substance” (initial shell material color).

Перед применением волновод имеет вид двухцветной продольно окрашенной трубки (фиг. 2а) с явно выраженной продольной светлой полоской. А после применения, в результате произошедшего в канале волновода взрывного процесса, вследствие равномерного распределения по стенкам канала продуктов взрывного превращения 3' трубка его приобретает равномерную, более темную окраску по всей длине 4' (фиг. 2б).Before use, the waveguide has the form of a two-color longitudinally colored tube (Fig. 2a) with a pronounced longitudinal light strip. And after application, as a result of the explosive process that occurred in the waveguide channel, due to the uniform distribution of the products of the explosive transformation 3 'on the channel walls, its tube acquires a uniform, darker color along the entire 4' length (Fig. 2b).

В случае же вероятного отказа участок волновода, на котором произошло затухание, исходной окраски не меняет и может быть легко обнаружен визуально.In the event of a probable failure, the portion of the waveguide where the damping occurred does not change the initial color and can be easily detected visually.

Экспериментальные образцы инициирующего волновода, изготовленные с использованием мелкодисперсных отходов (10…15 мкм) производства дымного пороха традиционного состава (селитра : уголь : сера - 75:15:10) и алюминиевого пороха (селитра : алюминий : сера - 50:25:25) при навеске 15…18 мг/м и ширине полосы слоя активного вещества 85…90% относительно периметра сечения канала трубки показали надежное инициирование капсюлей детонаторов отечественных неэлектрических систем инициирования «Коршун» /3/ и СИНВ-С /4/.Experimental samples of the initiating waveguide made using finely dispersed waste (10 ... 15 microns) of the production of traditionally smoky gunpowder (nitrate: coal: sulfur - 75:15:10) and aluminum gunpowder (nitrate: aluminum: sulfur - 50:25:25) with a sample of 15 ... 18 mg / m and an active substance layer bandwidth of 85 ... 90% relative to the perimeter of the tube channel section, reliable initiation of detonators by domestic non-electric initiation systems Korshun / 3 / and SINV-S / 4 / was shown.

Использование предложенной конструкции инициирующего волновода с применением в качестве активного вещества мелкодисперсных отходов пороховых и пиротехнических производств, а также с применением в случае пиротехнических производств алюминиевой пудры, получаемой при расснаряжении боеприпасов с зарядами на основе состава A-IX-2, существенно удешевит изготовление волновода, т.е. даст определенный экономический эффект, а наряду с ним и экологический, т.к. необходимость сжигания упомянутых отходов отпадает.Using the proposed design of the initiating waveguide using fine-dispersed waste powder and pyrotechnic production as the active substance, as well as using aluminum powder in the case of pyrotechnic production, obtained by unloading ammunition with charges based on composition A-IX-2, significantly reduces the cost of manufacturing a waveguide, t .e. will give a certain economic effect, and along with it ecological, since the need for incineration of the mentioned waste disappears.

Кроме того, данная конструкция инициирующего волновода позволяет просто и достоверно путем визуального контроля судить о срабатывании (либо отказе) взрывной сети по изменению окраски магистрального и участковых ее элементов, что повышает безопасность ведения взрывных работ.In addition, this design of the initiating waveguide allows you to simply and reliably by visual inspection to judge the operation (or failure) of the explosive network by changing the color of the main and its local elements, which increases the safety of blasting.

Источники информацииInformation sources

1) Патент US №5243913 А. Shock tube initiator, С06С 5/00, 1993 г.1) US Patent No. 5243913 A. Shock tube initiator, C06C 5/00, 1993

2) Патент RU №1655100. Детонирующий шнур, С06С 5/04, 1989 г.2) Patent RU No. 1655100. Detonating cord, С06С 5/04, 1989

3) Неэлектрическая система инициирования «Коршун». ТУ 7287-002-54634296-2007.3) Non-electric initiation system "Kite". TU 7287-002-54634296-2007.

4) Неэлектрическая система инициирования СИНВ-С ДИШВ 773979.007 ТУ.4) Non-electric initiation system SINV-S DISHV 773979.007 TU.

5) Патент RU №2005984 С1. Инициирующий волновод, F42B 3/10, F42D 1/04, 1990 г.5) Patent RU No. 2005984 C1. Trigger waveguide, F42B 3/10, F42D 1/04, 1990

6) Патент US №6170398. Signal transmission fuse, С06С 5/04, 2001 г. - прототип.6) US patent No. 6170398. Signal transmission fuse, C06C 5/04, 2001 - prototype.

Claims

1. An initiating waveguide containing a single or multilayer visually transparent tubular sheath with a layer of colored finely dispersed active substance placed on its inner surface, the width of which in the cross section of the tube channel does not exceed its perimeter, characterized in that the layer of active substance is applied directly onto the inner strip the surface of the tube channel, and the active substance contains a component with a melting point close to the temperature of the processing of the tubular material olochki.

2. An initiating waveguide according to claim 1, characterized in that sulfur is used as a component with a melting point close to the processing temperature of the tubular sheath material.

3. The initiating waveguide according to any one of paragraphs. 1, 2, characterized in that the active material used is smoke powder or powder pulp.

4. The initiating waveguide according to any one of paragraphs. 1, 2, characterized in that the active material used is aluminum powder or powder pulp.