SE467597B

SE467597B - PIEZOELECTRIC TUNNER

Info

Publication number: SE467597B
Application number: SE9002305A
Authority: SE
Inventors: Bert Jonsson
Original assignee: Explodet Ab
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1992-08-10
Also published as: SE9002305D0; SE9002305L; AU8201291A; EP0505513A1; DE69106341D1; DE69106341T2; EP0505513B1; WO1992000498A1; ATE116427T1

Abstract

The invention refers to an explosive substance detonator insensitive to any external influence that may only be triggered by a detonating charge intended for that purpose (6) or a pyrotechnic composition influencing a piezoelectric crystal (8).

Description

467 597 2 Den samtidiga initieringen av ett flertal laddningar med en detonerande stubin anses vara en både lätthanterlig och säker metod eftersom den är svår att påverka på annat sätt än just det avsedda men de pyrotekniska fördröjningssatserna som man hittills har varit tvungen att utnyttja vid intervallsprängning med hjälp av detta tändsystem har inte den exakta tidsfördröjning som man skulle önska. 467 597 2 The simultaneous initiation of several charges with one detonating stub is considered to be both easy to handle and safe method because it is difficult to influence in any other way than just that intended but the pyrotechnic delay rates as hitherto has had to use in interval blasting with help of this ignition system does not have the exact time delay that one would like.

Vid elektriska tändsystem har man däremot möjlighet att utnyttja elektroniska tidsfördröjningständare som är mycket exakta men då föreligger istället problemen med att inducerade strömmar i de långa elanslutningskablarna kan förorsaka vàdainitiering om man inte är mycket noga med att eliminera alla potentiella elektro- magnetiska strålningskällor i närheten såsom radio- och radar- sändare, elförande kablar m m .In electric ignition systems, on the other hand, you have the opportunity to use electronic time delay lighters that are very accurate but then there are instead the problems of induced currents in the long electrical connection cables can cause water initiation if one are not very careful to eliminate all potential electro- nearby magnetic radiation sources such as radio and radar transmitters, live cables, etc.

I svenskt patent 8703157-1 (PCT/SE88/00409) finns nu beskrivet ett nytt mot yttre inverkan störningsskyddat tändsystem i form av en sprängämneständare som innefattar en eltändare av i och för sig känd typ förbunden med en elektronisk tidsfördröjningständare vil- ken i sin tur är förbunden med en givare med förmågan att omvandla den energi som genereras vid en detonation alternativt en annan pyroteknisk förbränning i givarens absoluta närhet till en elektrisk strömpuls stark nog att starta upp den elektroniska tidsfördröjningständaren. En av de typer av givare med förmåga att generera den nödvändiga strömpulsen ur en detonation eller motsvarande som föreslås i patentet är en piezoelektrisk kristall som då den påverkas av en detonerande stubin i sin absoluta närhet ger en tillräcklig strömpuls för att ladda upp en kondensator som i sin tur startar den elektroniska tidtändaren med dess på förhand inställda tidsfördröjning varefter denna initierar den därmed anslutna eltändaren och i och med detta även huvudladdningen.Swedish patent 8703157-1 (PCT / SE88 / 00409) is now described a new ignition-protected ignition system in the form of an explosive lighter which comprises an electric lighter per se known type connected to an electronic time delay lighter which ken in turn is associated with a donor with the ability to convert the energy generated by one detonation or another pyrotechnic combustion in the sensor's absolute proximity to a electric current pulse strong enough to start up the electronic the time delay lighter. One of the types of sensors capable of generate the required current pulse from a detonation or the equivalent proposed in the patent is a piezoelectric crystal as when it is affected by a detonating stub in its absolute vicinity provides a sufficient current pulse to charge a capacitor that in turn, the electronic timer starts with its advance set time delay after which it initiates it connected the electric lighter and with it also the main charge.

Säkerhetskraven på sprängämneständare är rent generellt mycket höga. Innan man introducerar en ny sprängämneständare mäste man därför vara säker på att den inte kan vådainitieras genom yttre àverkan. Detta gäller inte minst vid sprängämneständare :- 3 467 597 för intervallsprängning där laddningarna ofta är mycket stora.The safety requirements for explosive devices are generally very high high. Before introducing a new explosive device, one must therefore be sure that it can not be dangerously initiated by external affection. This applies not least to explosive devices : - 3 467 597 for interval blasting where the charges are often very large.

Föreliggande uppfinning hänför sig nu till en utformning av den del av tändaren där den piezoelektriska kristallen som ger tändpulsen är placerad och som ger ett maximalt skydd mot vàdaini- tiering samtidigt som den säkerställer den piezoelektriska kri- stallens funktion genom att den tillhandahåller ett stabilt städ mellan vilket och den detonerande tändstubinen den piezoelektriska kristallen komprimeras.The present invention now relates to a design thereof part of the lighter where the piezoelectric crystal provides the ignition pulse is located and which provides maximum protection against while ensuring the piezoelectric critique the function of the stable by providing a stable anvil between which and the detonating spark plug the piezoelectric the crystal is compressed.

Anordningen enligt uppfinningen kan alltså definieras som en sprängämneständare innefattande en med en eltändare elektriskt- ansluten piezoelektrisk kristall avsedd att vid sprängämnestända- rens initiering påverkas av chockvàgen fràn en detonerande ladd- ning eller pyroteknisk sats såsom en làgenergistubn eller mot- svarande till att avge en strömpuls tillräcklig för att efter en eventuell förstärkning via en mellan den piezoelektriska kri- stallen och eltändaren inkopplad kondensator initiera eltändaren som i sin tur via eventuell förstärkningsladdning eller detonator initiera huvudladdningen. Utmärkande för anordningen enligt upp- finningen är därvid att den piezoelektriska kristallen omges av en kraftig inkapsling eller hölje genom vilken även löper en kanal via vilken chockvàgen från den detonerande laddningen eller pyrotekniska satsen kan nà den piezoelektriska kristallen. Om den detonerande satsen därvid utgöres av en detonerande stubin av t ex làgenergityp så kan kanalen göras genomgående varvid den detone- rande stubinen som alltså därigenom kan löpa genom flera spräng- ämneständare och därigenom utgöra förbindelselänken mellan dessa.The device according to the invention can thus be defined as one explosive lighter comprising one with an electric lighter electric connected piezoelectric crystal intended to, in the event of an explosive the initiation of the shock is affected by the shock wave from a detonating charge. or pyrotechnic batch such as a low energy bar or counter corresponding to emitting a current pulse sufficient to after one possible amplification via one between the piezoelectric stables and the electric lighter connected capacitor initiate the electric lighter which in turn via any amplification charge or detonator initiate the main charge. Characteristic of the device according to the finding is that the piezoelectric crystal is surrounded by a strong encapsulation or casing through which a channel also runs via which the shock wave from the detonating charge or the pyrotechnic charge can reach the piezoelectric crystal. About it the detonating charge then consists of a detonating stub of e.g. low energy type, the channel can be made continuous whereby the detonator the stub which can thus run through several explosive blank posts and thereby form the connecting link between them.

Genom att detonationshastigheten i en detonerande lágenergistubin kan vara upp emot 7000 m/sek så kan initieringen av flera spräng- ämneständare medelst en och samma eller flera sammankopplade dylika detonerande lágenergistubin anses ske momentant. Ovan nämn- da inkapsling eller hölje utgörs företrädesvis av en bit av ett rör av metall eller annat hårt material av vars insida en del tjänstgör som städ eller mothàll för den ena bredsídan av den piezoelektriska kristallen medan det mellan den piezoelektriska kristallens andra bredsida och rörets motstàende insida löper den aktuella kanalen. 467 597 4 Om röret har ett cirkulärt tvärsnitt, vilket nog får anses som önskvärt så anordnas mellan rörets insida och den piezoelektrisk kristallen ett mellanstäd av metall eller annat hårt material med ett cirkelsegmentformat tvärsnitt vars bukiga sida ligger i direktkontakt med rörets insida medan den piezoelektriska kristallen med sin ena bredsida ligger i direktkontakt med mellanstädets plana sida. Resterande utrymme i skyddsröret på andra sidan om den piezoelektriska kristallens andra bredsida kan utfyllas av en mellandel av t ex polykarbonatplast och genom denna mellandel löper kanalen för den detonerande låg- energistubinen. Kanalen kan i sin tur vara fodrad med ett tunt metallrör.By detonating the speed of a detonating low-energy tube can be up to 7000 m / sec, the initiation of several explosive blank stands by means of one and the same or several interconnected such detonating low-energy tubes are considered to occur instantaneously. Above mentioned the encapsulation or casing is preferably a piece of one pipes of metal or other hard material of which the inside part serves as an anvil or support for one wide side of it piezoelectric crystal while that between the piezoelectric the other wide side of the crystal and the opposite inside of the tube run it current channel. 467 597 4 If the pipe has a circular cross section, which can probably be considered as desirably arranged between the inside of the tube and the piezoelectric one the crystal is an intermediate anvil of metal or other hard material with a circular segment-shaped cross-section whose bulging side lies in direct contact with the inside of the tube while the piezoelectric the crystal with its one wide side is in direct contact with the flat side of the middle. Remaining space in the protective tube on the other side of the other wide side of the piezoelectric crystal can be filled in by an intermediate part of, for example, polycarbonate plastic and through this intermediate section the channel for the detonating low the energy tube. The channel can in turn be lined with a thin metal pipes.

Med denna grundkonstruktion kommer den piezoelektriska kristallen att vara omgiven av ett kraftigt skydd som skyddar den fràn varje påverkan utom den avsedda d v s den sammantryckning av kristallen som kan åstadkommas vid en detonationen inne i skyddsröret. Sam- tidigt är övriga i sprängämneständarens ingående komponenter t ex dess kondensator, den med kondensatorn sammankopplade tidsfördröj- ningskretsen samt eltändaren effektivt skyddad mot detonationens inverkan. Pà samma gäng fungerar röret som motháll och städ mot chockvågen härigenom åstadkommas vid rejäl sammanpressning av den piezoelektriska kristallen och därvid genererad strömpuls. Lämpligt material i skyddsröret är stål annan metall eller annat stelt material medan sprängämneständare i sin helhet gjutes eller svetsas in i ett plasthölje.With this basic construction comes the piezoelectric crystal to be surrounded by a strong protection that protects it from each influence other than the intended i.e. the compression of the crystal which can be accomplished by a detonation inside the protective tube. Sam- early on, the other components of the explosive post are e.g. its capacitor, the time delay connected to the capacitor circuit breaker and the electric igniter effectively protected against the detonation impact. On the same thread, the pipe acts as a resistance and anvil against the shock wave is thereby produced by real compression of it piezoelectric crystal and the current pulse generated thereby. Appropriate material in the protective tube is steel other metal or other rigid material while explosive posts in their entirety are cast or welded into a plastic casing.

Uppfinningen har definierats i de efterföljande patentkraven och skall nu något ytterligare beskrivas i samband med bifogade figurer.The invention is defined in the appended claims and shall now be further described in connection with the attached figures.

Figurerna l och 2 visar snittade front och sidovyer av spräng- ämneständaren enligt uppfinningen. Denna innefattar ett ytterskal 1 ett skyddsrör av stål eller annat kraftigt material 2, ett städ 3, en piezoelektrisk kristall 8, en utfyllnadsdel av i detta fall polykarbonatplast 4 försedd med en genomgående kanal 5, för en detonerande lågenergistubin 6 (antydd pà fig 2). Kanalen 5 är invändigt fodrad med ett tunt lätt deformerbart metallrör 7. Det- få (i -tr- CN “<1 01 ¶D \~'l ta senare ingår normalt för att göra det lätt att framställa hermetiskt tillslutna sprängämneständare. Utfyllnadsdelen 4 kan tillverkas av varje lämpligt material som låter en tillräckligt stor del av chockvàgen från den detonerande lågenergistubinen att nå den piezoelektriska kristallen 8 för att denna skall komprime- ras i tillräcklig grad för att ge önskad strömpuls.Figures 1 and 2 show sectional front and side views of exploded the blank post according to the invention. This includes an outer shell 1 a protective tube of steel or other strong material 2, an anvil 3, a piezoelectric crystal 8, a filling part of in this case polycarbonate plastic 4 provided with a continuous channel 5, for one detonating low energy tubing 6 (indicated in Fig. 2). Channel 5 is internally lined with a thin, easily deformable metal tube. get (in -tr- CN “<1 01 ¶D \ ~ 'l take later is usually included to make it easy to prepare hermetically sealed explosive devices. The filling part 4 can made of any suitable material that allows a sufficient large part of the shock wave from the detonating low energy tube that reach the piezoelectric crystal 8 to compress it. sufficient to provide the desired current pulse.

Den piezoelektriska kristallen 8 är i sin tur via två elledare 9 och 10 förbundna med en kondensator ll som i sin tur är förbunden med en elektronisk tidsfördröjningständare 12 via elledare 13, 14.The piezoelectric crystal 8 is in turn via two conductors 9 and connected to a capacitor 11 which in turn is connected with an electronic time delay lighter 12 via electrical conductors 13, 14.

Till den elektroniska tidsfördröjningständaren 12 är vidare via tvà ledare 15, 16 kopplad en eltändpärla 17 anordnad i direktkon- takt med en förstärkningsladdning 18.To the electronic time delay lighter 12 is further via two conductors 15, 16 connected to an electric ignition bead 17 arranged in direct rate of a boost charge 18.

Då làgenergistubinen 6 detoneras vandrar chockvàgen genom utfyll- nadsdelen 4 och pressar samman den piezoelektriska kristallen 8 mot städet 3 varvid en strömpuls går genom kablarna 9 och 10 och laddar upp kondensatorn ll som urladdas över den elektroniska tidtändaren 12 som efter inställt intervall initierar tändpärlan 17 och laddningen 18 varvid huvudladdningen detoneras.When the low energy tube 6 is detonated, the shock wave travels through the filling part 4 and compresses the piezoelectric crystal 8 against the anvil 3, a current pulse passing through the cables 9 and 10 and charges the capacitor ll which is discharged over the electronic the timer 12 which, after setting the interval, initiates the ignition bead 17 and charge 18, detonating the main charge.

Stàlröret 2 skyddar däremot den piezoelektriska kristallen 8 mot varje annan àverkan även sådan som i realiteten innebär att sprängämneständarens skal 1 krossas.The steel tube 2, on the other hand, protects the piezoelectric crystal 8 against any other impact, even such as in reality means that the shell 1 of the explosive post is crushed.

Claims

467 597 PATENT REQUIREMENTS

An explosive igniter comprising a piezoelectric crystal (8) electrically connected to an electric igniter (17) intended to be actuated at the initiation of the igniter by a detonating charge (6) or pyrotechnic charge such as a low energy type detonating rod to emit a current pulse sufficient to After a possible amplification via a capacitor (11) connected between the piezoelectric crystal (8) and the electric igniter (17), initiate the electric igniter (17) characterized in that the piezoelectric crystal (8) is surrounded by a strong encapsulation (2) in in the form of a metal tube the inside of which partly serves as an anvil or abutment for one wide side of the piezoelectric crystal (8), while between the other wide side of the piezoelectric crystal and the opposite inside of the tube there is arranged a channel (5) through which the detonating charge or the pyrotechnic theorem (6) runs.

An explosive post according to claim 1, characterized in that the metal tube (2) surrounding the piezoelectric crystal (8) and the channel (5) has a circular cross section and that the wide side of the piezoelectric crystal facing the inside of the metal tube abuts flat against an intermediate space (3) of metal having a plane facing said crystal facing first surface and a second curved surface facing the inside of the tube and directly adjacent thereto giving the intermediate (3) a circular segment shaped cross section while the opposite part of the inner volume of the metal tube (2) not occupied by the intermediate stop (3) and up to the piezoelectric crystal (8) is occupied by an intermediate part (4) of plastic, rubber or other material through which the channel (5) is arranged and through which the shock wave from the detonating charge (6) can pass.

An explosive post according to claim 2, characterized in that the intermediate part (3) is made of polycarbonate and that the channel (5) for the detonating charge (6) is continuous and lined with a soft thin-walled metal tube (7).

Explosive lighter according to either of Claims 1 to 3, characterized in that an electronic time delay lighter (12) is connected between the piezoelectric crystal (8) with the possible capacitor (II) and the electric lighter (17).