UA60824A - Капсуль-детонатор - Google Patents

Abstract

Винахід належить до засобів ініціювання зарядів вторинних вибухових речовин миттєвої або уповільненої дії. Для підвищення надійності функціонування капсуля-детонатора, що містить порожнистий корпус з закритим дном, в якому розміщені основний заряд із вторинної вибухової речовини, проміжна оболонка з ініціювальним зарядом з вторинної вибухової речовини і запалювальний елемент, причому торці проміжної оболонки з боку запалювального елемента виконаний отвір, в нього уведена герметизуюча перегородка з отвором, яка встановлена у корпусі між проміжною оболонкою і запалювальним елементом, при цьому проміжна оболонка виконана як втулка, яка жорстко з'єднана з внутрішньою поверхнею корпусу. Геометричні розміри втулки вибрані із співвідношень: L=(7,3÷8,5)d, D=(1,6÷2,2)d, де L - довжина втулки, d - діаметр отвору, a D - зовнішній діаметр втулки. Густина вторинної вибухової речовини ініціювального заряду у кінцевій ділянці отвору втулки більша за її густину на початковій ділянці отвору втулки і менша за густину вторинної вибухової речовини основного заряду. Герметизуюча перегородка може бути виконана як чашечка з піротехнічною і уповільнювальною сумішами. Винахід підвищує надійність спрацьовування капсуля-детонатора.

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до засобів ініціювання зарядів вторинних вибухових речовин (ВР) миттєвої або 2 уповільненої дії і може бути використаний під час проведення вибухових робіт у різних галузях народного господарства, які застосовують ВР, наприклад, у гірничорудній промисловості, будівельній галузі, аварійно-рятувальній службі.

Відомі капсулі-детонатори, в яких в якості ініціювального заряду використовується первинна вибухова речовина (ГОСТ СССР 6254-85). 70 Основним недоліком згаданих капсулів-детонаторів є висока вірогідність їх несанкціонованого спрацьовування, обумовлена використанням первинної вибухової речовини, чутливої до механічного діяння, вогняного променя, статичної електрики.

Прототипом пропонованого технічного рішення обраний капсуль-детонатор (патент СРСР Мо1521291, Е42В 3/10, г42С 19/08, 1989), який містить порожнистий корпус з закритим дном, в якому розміщені основний заряд із 12 вторинної вибухової речовини, проміжна оболонка з ініціювальним зарядом з вторинної вибухової речовини і запалювальний елемент, у торці проміжної оболонки з боку запалювального елемента виконаний отвір. Між ініціювальним і основним зарядами розміщений проміжний заряд з вторинної вибухової речовини, густина якої менша за густину вторинної вибухової речовини ініціювального заряду. Проміжний заряд може бути розміщений як у порожнині корпусу, так і у проміжній оболонці з ініціювальним зарядом. Між запалювальним елементом і ініціювальним зарядом можуть бути встановлені піротехнічна і уповільнювальна суміші.

Відома конструкція у порівнянні із згаданими аналогами більш надійна за рахунок застосування ініціювального заряду із вторинної вибухової речовини, яка відрізняється малою чутливістю до вогняного променю, механічних і електричних діянь.

Недоліком прототипу є недостатньо висока надійність функціонування, оскільки виконання проміжної оболонки тонкостінною призводить до її деформації і, обумовленої витіком утвореного газу, витрати енергії, що « може привести до згасання процесу перетворення горіння у детонацію. Розташування між ініціювальним і основним зарядами проміжної вторинної ВР, густина якої менша за густину ініціювального заряду, може привести до згасання детонації, а розташування її за межами проміжної оболонки-до руйнування не укріплених стінок корпусу до моменту встановлення детонації основного заряду. М

В основу винаходу поставлено задачу удосконалення капсуля-детонатора, у якому за рахунок введення Га нових елементів конструкції і зв'язків і нового виконання відомих елементів забезпечено підвищення надійності функціонування. со

Для вирішення поставленої задачі у капсуль-детонатор, який містить порожнистий корпус з закритимдном, в «З якому розміщені основний заряд із вторинної вибухової речовини, проміжна оболонка з ініціювальним зарядом з 3о вторинної вибухової речовини і запалювальний елемент, у торці проміжної оболонки з боку запалювального ее, елемента виконаний отвір, згідно з винаходом, введена герметизуюча перегородка з отвором, яка встановлена у корпусі між проміжною оболонкою і запалювальним елементом, проміжна оболонка виконана у вигляді втулки, яка жорстко з'єднана з внутрішньою поверхнею корпусу, при цьому геометричні розміри втулки обрані із « співвідношень: З

І -(7,3-8,5)а, с О-(1,6-2,239, :з» де І - довжина втулки, а - діаметр отвору втулки,

Ор - зовнішній діаметр втулки. б 15 Крім того, згідно з винаходом, густина вторинної вибухової речовини ініціювального заряду у кінцевій ділянці отвору втулки більша за її густину на початковій ділянці отвору втулки і менша за густину вторинної (ав) вибухової речовини основного заряду. со Герметизуюча перегородка може бути виконана з конічним отвором, основа якого обернена до запалювального елемента. ко 20 У іншому прикладі герметизуюча перегородка може бути виконана у вигляді жорстко з'єднаної з торцем

ГТ» втулки чашечки, у дні якої виконаний отвір, при цьому по зовнішньому діаметру торцевої поверхні втулки може бути виконане проточування, на яке напресована чашечка.

У чашечку може бути запресована піротехнічна суміш.

У другому прикладі у чашечці поверх піротехнічної суміші може бути розміщена уповільнювальна суміш.

Згідно з винаходом, відношення площі поперечного перерізу отвору герметизуючої перегородки до площі в. поперечного перерізу піротехнічної суміші може дорівнювати 1:1,3 - 1:2,6.

Сукупність суттєвих ознак капсуля-детонатора, що заявляється, забезпечує можливість перетворення горіння в детонацію у межах укріпленої ділянки корпусу, запобігаючи його руйнуванню і витоку газу, внаслідок чого підвищується надійність функціонування капсуля-детонатора. бо Це досягається за рахунок введення герметизуючої перегородки, що утворює замкнений об'єм для горіння, яка у сукупності з проміжною оболонкою, виконаною у вигляді товстостінної втулки, діаметр отвору якої набагато менший за довжину, забезпечує пошарове горіння ініціювального заряду з хвилеподібним нарощуванням тиску газу, що переходить у сталу детонацію ще у межах втулки, яка укріплює корпус і протидіє його руйнуванню до вибуху основного заряду. бо Крім того, розміщення вторинної ВР з поступовим збільшенням її густини за ходом процесу горіння, а саме від розміщеного у початковій ділянці втулки ініцювального заряду до основного заряду, забезпечує стабільність нарощування температури горіння і тиску газу і, як слідство, підвищення надійності функціонування капсуля-детонатора.

Варіанти конструкції герметизуючої перегородки і її жорсткого з'єднання з втулкою забезпечують більш надійну герметизацію об'єму, де відбувається горіння, запобігаючи витіку газу, за рахунок чого підсилюється надійність функціонування пристрою в цілому.

Розташування піротехнічної суміші у герметизуючій перегородці забезпечує не тільки надійне загоряння ініціювального заряду, а й надійне перекриття отвору герметизуючої перегородки шлаками від згоряння цієї /о буміші.

Розміщення уповільнюючої суміші між ініціювальним зарядом і піротехнічною сумішшю дозволяє не тільки при необхідності уповільнити ініціювання вибуху, але й забезпечує час для більш надійного закупорювання отвору герметизуючої перегородки шлаками піротехнічної суміші.

Таким чином, сукупність суттєвих ознак пристрою, що заявляється, дозволяє підвищити надійність його 7/5 функціонування.

Крім того, капсуль-детонатор, який заявляється, не потребує застосування проміжної вторинної ВР, що дозволяє спростити конструкцію.

На фіг.1 зображений капсуль-детонатор з герметизуючою перегородкою і вогнепровідним шнуром, поздовжній розріз; на фіг.2 - капсуль-детонатор з електрозапальником і герметизуючою перегородкою у вигляді 2о чашечки з піротехнічною сумішшю, поздовжній розріз; на фіг.3 - капсуль-детонатор з хвилеводом, піротехнічною і уповільнювальною сумішшю, поздовжній розріз.

Капсуль-детонатор містить порожнистий корпус 1 з закритим дном, в якому розміщені основний заряд 2 з вторинної ВР, проміжна оболонка у вигляді втулки З з ініціювальним зарядом 4 з вторинної ВР у її отворі і запалювальний елемент 5. У корпусі 1 між запалювальним елементом 5 і втулкою З встановлена герметизуюча ов перегородка 6 з отвором 7. Втулка З жорстко з'єднана з внутрішньою поверхнею корпусу 1. Геометричні розміри втулки З обрані із співвідношень: І -(7,3-8,5)4, 0-(1,6-2,2)0, де Ї - довжина втулки 3, й - діаметр отвору « втулки 3, а 0 - зовнішній діаметр втулки 3.

В кращому прикладі виконання пристрою густина вторинної ВР ініціювального заряду 4 у кінцевій ділянці отвору втулки З більша за її густину на початковій ділянці отвору втулки З і менша за густину вторинної ВР «І зо основного заряду 2.

Герметизуюча перегородка б може бути виконана з отвором 7, наприклад, циліндричним (фіг.2, 3) чи с конічним (фіг.1), основа якого обернена до запалювального елемента 5. Ге)

Герметизуюча перегородка 6 може бути виконана, наприклад, у вигляді жорстко з'єднаної з торцем втулки З чашечки, у дні якої виконаний отвір 7 (фіг.2, 3). Для жорсткого з'єднання може бути використаний клей (фіг.3) -

Зз5 або по зовнішньому діаметру торцевої поверхні втулки З виконане проточування 8, на яке напресована чашечка (о (фіг.2).

У чашечку може бути запресована піротехнічна суміш 9 (фіг.2), поверх якої може бути розміщена уповільнювальна суміш 10 (фіг.3).

Відношення площі поперечного перерізу отвору 7 герметизуючої перегородки б до площі поперечного « перерізу піротехнічної суміші 9 може бути, наприклад, 1:1,3 - 1:2,6. шщ с Задана густина вторинної ВР забезпечується під час збирання капсуля-детонатора. Наприклад, у й порожнистий корпус 1 під найбільшим тиском запресовується наважка вторинної ВР основного заряду 2. У «» кінцеву ділянку отвору втулки З під меншим тиском запресовується одна частина розділеної навпіл наважки вторинної ВР ініціювального заряду 4. Далі під ще меншим тиском у початкову ділянку отвору втулки З запресовується друга частина вторинної ВР ініціювального заряду 4. Втулка З досилається у корпус 1 і прилягає б до основного заряду 2.

Величина діаметра отвору втулки З вибирається не меншою за критичну для вторинної ВР, яка о використовується.

Го) Запалювальний елемент 5 у технічному рішенні, що заявляється, може бути, вогнепровідним шнуром, який 5р запалюється відкритим полум'ям (фіг.1), або електрозапальником з містком нагрівального чи електродугового де типу (фіг.2), або хвилеводом у вигляді світловоду чи шнура Нонеля (фіг.3).

Та» Для ініціювального заряду 4 можуть використовуватися такі вторинні ВР, як ТЕН, октоген, гексоген або суміші на їх основі.

Працює капсуль-детонатор наступним чином.

Ініціювальний заряд 4, який знаходиться в отворі втулки 3, одержавши через, наприклад, конічний отвір 7 встановленої в корпусі 1 герметизуючої перегородки б первісний імпульс від запалювального елемента 5, » починає горіти (фіг.1). Під тиском високотемпературних газів, що утворюються, деформується найбільш тонка частина герметизуючої перегородки 6 - верхівка конічного отвору 7, і вигинається, перекриваючи цей отвір. При цьому герметизуюча перегородка б зостається практично цілою, бо процес горіння відбувається на відстані від бо неї і кількість вторинної ВР ініціювального заряду 4, яка починає горіти, невелика, тому що розміщена у вузькому отворі товстостінної втулки 3.

Хвиля високотемпературного газу відбивається від герметизуючої перегородки 6 і, повертаючись до втулки

З, стискає на початковій ділянці її отвору вторинну ВР ініціювального заряду 4 з газами, які утворюються, переміщуючи процес горіння у наступний шар. Тиску, в свою чергу, з другого боку, протидіє більш густий шар б5 Вторинної ВР у кінцевій ділянці отвору втулки З і далі ще більш густий - основного заряду 2. Підсилена хвиля високотемпературного газу повертається і знову відбивається від герметизуючої перегородки 6, повертаючись з більшою швидкістю і тиском до втулки 3. Таким чином, процес горіння вторинної ВР ініціювального заряду 4 відбувається пошарово, а стискання розповсюджується у вигляді слабких ударних хвиль. Швидкість кожної високотемпературної хвилі більша за попередню ! відповідно наздоганяє її. У той момент, коли температура ударної хвилі стане достатньо великою, виникає стійкий режим детонації вторинної ВР ініціювального заряду 4 у кінцевій ділянці втулки 3, який спричиняє детонацію вторинної ВР основного заряду 2.

На цьому робота капсуля-детонатора завершується.

У прикладі, коли запалювальний елемент 5, наприклад електрозапалю-вач (фіг.2), хвилевід (фіг.3), не забезпечує гарантованого запалювання ініціювального заряду 4, перед ним розміщується піротехнічна суміш 9, /о наприклад, у герметизуючій перегородці 6, виконаній у вигляді чашечки, яка напресована на проточку 8 втулки З (фіг.2). Піротехнічна суміш 9 згоряє миттєво з виділенням високотемпературних газів з високим тиском, які запалюють вторинну ВР ініціювального заряду 4, приводячи в стан конвективного згоряння з наступним переходом у детонацію. Шлаки від згоряння піротехнічної суміші 9 закупорюють отвір 7 чашечки.

У прикладі з розташуванням у капсулі-детонаторі уповільнюючої суміші 10 між піротехнічною сумішшю 9 і 7/5 Ініціювальним зарядом 4, високотемпературні гази від згоряння піротехнічної суміші 9 підпалюють уповільнюючу суміш 10, яка з затримкою у часі викликає горіння ініцювального заряду 4. Такий варіант виконання, як правило, використовується у капсулях-детонаторах уповільненої дії.

Claims (8)

Формула винаходу

1. Капсуль-детонатор, що містить порожнистий корпус з закритим дном, в якому розміщені основний заряд з вторинної вибухової речовини, проміжна оболонка з ініціювальним зарядом з вторинної вибухової речовини і запалювальний елемент, у торці проміжної оболонки з боку запалювального елемента виконаний отвір, який відрізняється тим, що уведена герметизуюча перегородка з отвором, яка встановлена у корпусі між проміжною оболонкою і запалювальним елементом, проміжна оболонка виконана як втулка, яка жорстко « з'єднана з внутрішньою поверхнею корпуса, при цьому геометричні розміри втулки вибрані із співвідношень:

І. - (07,3 8,534, рАйба2,а, « де І - довжина втулки, Ге а - діаметр отвору втулки, Ор - зовнішній діаметр втулки. со

2. Капсуль-детонатор за п. 1, який відрізняється тим, що густина вторинної вибухової речовини («3 ініціювального заряду у кінцевій ділянці отвору втулки більша за її густину на початковій ділянці отвору втулки і менша за густину вторинної вибухової речовини основного заряду. і-й

3. Капсуль-детонатор за п. 1, який відрізняється тим, що герметизуюча перегородка виконана з конічним отвором, основа якого обернена до запалювального елемента.

4. Капсуль-детонатор за п. 1, який відрізняється тим, що герметизуюча перегородка виконана як жорстко «5 з'єднана з торцем втулки чашечка, у дні якої виконаний отвір. З т0

5. Капсуль-детонатор, за пп. 1 і 4, який відрізняється тим, що по зовнішньому діаметру торцевої поверхні с втулки виконане проточування, на яке напресована чашечка. "з

6. Капсуль-детонатор за пп. 1 і 4, який відрізняється тим, що у чашечку запресована піротехнічна суміш.

7. Капсуль-детонатор за пп. 1, 4 і б, який відрізняється тим, що у чашечці поверх піротехнічної суміші розміщена уповільнювальна суміш.

8. Капсуль-детонатор за пп. 1, 3, 4, 6 і 7, який відрізняється тим, що відношення площі поперечного перерізу Ф отвору герметизуючої перегородки до площі поперечного перерізу піротехнічної суміші дорівнює 1:1,3 - 1:26. («в) (ее) з 50 с» Р 60 б5